【正文】 設(shè)計(jì)題目： 太陽能熱水器自動(dòng)上水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 別 ： 信息系 專 業(yè) ： 電子信息工程 姓 名 ： 指導(dǎo)教師 ： 完成時(shí)間 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是人才培養(yǎng)計(jì)劃的重要組成部分。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)既可以鞏固我們在學(xué)校學(xué)過的理論知識(shí)，培養(yǎng)了我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的綜合能力，希望通過最終的畢業(yè)設(shè)計(jì)，能更加鞏固、擴(kuò)大和強(qiáng)化自己所能學(xué)到的理論知識(shí)和技能，提高自己畢業(yè)設(shè)計(jì)編寫技術(shù)說明書的能力，學(xué)會(huì)正確使用技術(shù)資料，標(biāo)準(zhǔn)手冊和工具書。并在設(shè)計(jì)中進(jìn)一步提高自己理論聯(lián)系實(shí)際、嚴(yán)肅、認(rèn)真的工作作風(fēng)，為即將走上工作崗位所從事的技術(shù)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。通過自己在圖書館查閱各方面的資料我選擇了用單片機(jī)設(shè)計(jì)太陽能自動(dòng)加水控制裝置，也得到了指導(dǎo)老師的認(rèn)可，于是在明確了設(shè)計(jì)目的的基礎(chǔ)上我認(rèn)真研究耐心分析，在老師的幫助之下完成了這份設(shè)計(jì)，尚有很多不足之處希望老師們批評(píng)指正，從而能得到不斷的進(jìn)步。 目 錄 目錄 ..................................................... 3 摘要 ..................................................... 5 第一章 選題背景 ........................................ 6 課題的設(shè)計(jì)背景 .................................. 6 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 ................................ 6 內(nèi)容 ......................................... 6 要求 ......................................... 7 課題設(shè)計(jì)的意義 .................................. 8 第二章 設(shè)計(jì)方案比較 PLC 的應(yīng)用特點(diǎn) ??????????????????? 9 單片機(jī)的應(yīng)用特點(diǎn) ?????????????????? .9 單片機(jī)與 PLC 的比較 ?????????????????.10 第 三 章 設(shè)計(jì)所用材料及其工作原理 ................... 8 傳感器的介紹及應(yīng)用 ............................ 10 傳感器的應(yīng)用 ................................ 10 傳感器的選用 ................................ 11 單片機(jī)的介紹 .................................. 11 單片機(jī)的選用 ................................ 12 電磁閥的分類 .................................. 13 電磁閥的選用 ................................ 14 特點(diǎn) ........................................ 15 第 四 章 主電路的設(shè)計(jì)與工作原理 ........................... 15 課題主電路設(shè)計(jì) ................................... 15 引言 .............................................. 15 輸入 ........................................ 16 控制 ........................................ 16 輸出 ........................................ 17 結(jié)構(gòu)框圖 .................................... 17 工作原理 ....................................... 18 電磁閥上水工作原理 .......................... 18 結(jié)語 .......................................... 22 第 五 章 本課題改進(jìn)及擴(kuò)展 ................................. 22 結(jié) 論 ................................................. 23 參考文獻(xiàn) ................................................ 23 致謝 .................................................... 24 摘 要 現(xiàn)在社會(huì)，伴隨著消費(fèi)和人們對(duì)生活品質(zhì)要求的提高，太陽能熱水器已經(jīng)成為家用必備產(chǎn)品。本課題針對(duì)太陽能熱水器中水箱水位進(jìn)行檢測，在設(shè)定值范圍內(nèi)進(jìn)行水位調(diào)節(jié)，本系統(tǒng)，控制可靠、穩(wěn)定、并能適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。滿足不同用戶對(duì)控制目標(biāo)的要求。 水位控制系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域上都有廣泛應(yīng)用，雖然其結(jié)構(gòu)簡單但由于控制過程具有多變量，大滯后，時(shí)變性等特點(diǎn)，且在 控制過程中系統(tǒng)會(huì)受到各種不確定因素的影響，難于建立精確的數(shù)學(xué)模型。雖然自適應(yīng)、自校正控制理論可以對(duì)缺乏數(shù)學(xué)模型的被控對(duì)象進(jìn)行識(shí)別，但這種遞推法復(fù)雜，實(shí)時(shí)性差。 傳感技術(shù)的反映準(zhǔn)確、使用優(yōu)點(diǎn)和數(shù)字邏輯電路的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，基本上解決了家庭用品、環(huán)保用品在方便性、可靠性、靈活性、準(zhǔn)確性、美觀、價(jià)格、通用性、性價(jià)比方面存在的難題，并使不熟悉電器的人也能夠方便的使用，因此，這項(xiàng)技術(shù)很快就迅速發(fā)展了起來。而而太陽能自動(dòng)加水裝置就是根據(jù)這項(xiàng)技術(shù)來設(shè)計(jì)的。 電磁閥 就是用電磁力開啟或關(guān)閉的閥門。用在氣路或液路上。結(jié)構(gòu)和種類非 常多，但是動(dòng)作原理都基本一樣。 此裝置完成了自動(dòng)控制的過程 控制電路輸入一個(gè)電信號(hào)，電磁閥內(nèi)就相應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)磁信號(hào)，這個(gè)磁信號(hào)驅(qū)動(dòng)電磁鐵產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)作，閥門的開閉就產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)。 關(guān)鍵字 ： 電路 程序 自動(dòng) 水位控制 第一章選題背景 課題的設(shè)計(jì)背景 傳感器技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)在生產(chǎn)過程、科學(xué)研究、現(xiàn)實(shí)生活應(yīng)用、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)保事業(yè)及其他各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。傳感器技術(shù)、控制邏輯電路的設(shè)計(jì)及門電路芯片的選擇是感應(yīng)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足環(huán)保、實(shí)用及課題要求的總體技術(shù) 方案。這種專用感應(yīng)控制裝置的設(shè)計(jì)可以提升專業(yè)知識(shí)的運(yùn)用能力，促進(jìn)科技向生活的轉(zhuǎn)化及環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，對(duì)提高生活質(zhì)量有重要作用。數(shù)字邏輯電路控制器使近十幾年來發(fā)展起來的一種新型控制電路，具有功能齊全、控制簡單、抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格便宜、重量輕、耗電省等優(yōu)點(diǎn)。 隨著太陽能熱水器的推廣普及，在沒有自來水的地方，如何使用水泵自動(dòng)啟停抽水并保證連續(xù)供水是一個(gè)現(xiàn)實(shí)的問題。由于太陽能熱水器的注水箱大多安裝在房頂上，是否缺水不易觀察，如果使用自動(dòng)水位控制裝置來控制水泵的工作，就能夠很好的解決這個(gè)問題，給廣大的用戶帶來方便。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 內(nèi)容 利用電導(dǎo)式傳感器的三個(gè)電極設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能熱水器的水位報(bào)警器。 當(dāng)水位處在高水位與底水位之間時(shí)，高水位與底水位的指示燈都處在熄滅的狀態(tài)。 當(dāng)水位低于低水位時(shí)， 電源 導(dǎo)通，低水位指示燈點(diǎn)亮，微分電路將產(chǎn)生脈沖，觸發(fā)音樂集成電路工作。隨之揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲，告知主人水箱的水已經(jīng) 空，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制流向電磁閥往 水箱注水。 當(dāng)水位高于高水位時(shí)，高水位指示燈導(dǎo)通微分電路將產(chǎn)生脈沖，觸發(fā)音樂集成電路，隨之揚(yáng)聲器報(bào)警，告知主人水箱的水已經(jīng)注滿 ，單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)控制控 制閥斷電，停止往 水箱 注水 。 根據(jù)以上的要求，該水位傳感器報(bào)警器系統(tǒng)電路大致設(shè)計(jì)為下圖 11 ： 圖 11 水位傳感器控制原理圖 要求 當(dāng)水位報(bào)警器接通電源時(shí)，主電路有相應(yīng)的電源指示燈點(diǎn)亮，指示電源正常。 當(dāng)太陽能熱水器水箱缺水，電路能發(fā)出光報(bào)警， 單片機(jī)系統(tǒng)控制電磁閥 向水箱中送水。 當(dāng)水箱中的水上升到需要的高度時(shí)，電路發(fā)出光報(bào)警， 單片機(jī)系統(tǒng)控制電磁閥斷電， 停止向水箱中送水。 圖 12 電磁閥 控制原理圖 注： 1 為水箱 2 為套管 3 為滑竿 4 為浮球 5 為接觸開關(guān) 6 為 電磁閥 7 為通水孔 8 為連接支架 課題設(shè)計(jì)的意義 單片機(jī)用于提升機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中 ,通過對(duì)提升機(jī)的運(yùn)行速度、加速度和控制線路中的繼電器等元器件進(jìn)行在線檢測 ,以確保提升系統(tǒng)的安全 ,還可以根據(jù)負(fù)荷的變化 ,自動(dòng)控制電阻的切除 ,從而使啟動(dòng)平衡 ,減少對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的沖擊 。從而延長 太陽能 的使用壽命 。 鑒于以上種種，本課題主要研究如何對(duì)水位如何進(jìn)行有效監(jiān)控的方法，以期能夠?qū)鉀Q一些生活中水位監(jiān)測提供一種思路。 在現(xiàn)實(shí)中人每天進(jìn)行上下水要花費(fèi)大量時(shí)間，還有可能忘記，而隨著社會(huì)的進(jìn)步，時(shí)間的經(jīng)濟(jì)化，加水時(shí)有會(huì)忘記， 自動(dòng)上水每天 定時(shí)（一般是早晨，根據(jù)水壓情況用戶可自行設(shè)定）給太陽能上水，清晨還可以洗熱水澡。 而 隨著人們生活水平的不斷提高，節(jié)能省時(shí)意識(shí)的日益加強(qiáng)，本人經(jīng)多次實(shí)踐和論證，積極開發(fā)研制出了太陽能熱水器全自動(dòng)定時(shí)上水控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)能解除人們忘了上水沒有熱水用，上水后忘了關(guān)水流水不止的煩惱。 能 實(shí)現(xiàn)了節(jié)約用水，防止真空管暴裂的目的 。 太陽能熱水器的自動(dòng)送水裝置是目前現(xiàn)實(shí)生活中較為實(shí)用的生活環(huán)保用品，已得到廣泛關(guān)注。在提高生活質(zhì)量和環(huán)保事業(yè)中充分發(fā)揮了它的作用?；跀?shù)字控制電路更能顯示出它的優(yōu)越性與人性化。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步， 有理由相信未來的單片機(jī)技術(shù)與數(shù)字技術(shù)使用會(huì)更加普及發(fā)展會(huì)更加迅速。 第二章 :設(shè)計(jì)方案比較 PLC 的 應(yīng)用特點(diǎn) PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)