【正文】 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) [論 文]題 目： 智能水位控制器的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 2013520 III河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要摘 要水資源緊缺已經(jīng)引起全社會(huì)的關(guān)注。如何節(jié)約用水、有計(jì)劃地用水已成為電子工作者設(shè)計(jì)供水系統(tǒng)時(shí)必須考慮的問(wèn)題。自動(dòng)化控制供水不失為一種行之有效的方法。以往的水位控制多采用老式的浮球裝置，會(huì)有很大的誤差和弊端。而智能水位控制器是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)，它是傳感器、硬件、軟件等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，它的作用是觀測(cè)和控制容器內(nèi)的介質(zhì)多少量，通過(guò)液面的高度來(lái)掌握體積的多少，從而達(dá)到防止超量或空裝一級(jí)可以掌握存液數(shù)量的目的，可用于很多地方進(jìn)行工業(yè)及民用生活控制。該方法采用單片機(jī)來(lái)對(duì)傳感器的信號(hào)進(jìn)行處理，輸出控制信號(hào)，配合外部硬件電路，用晶體管驅(qū)動(dòng)直流繼電器，再控制交流接觸器來(lái)完成對(duì)水泵開(kāi)啟、關(guān)閉，設(shè)計(jì)可以根據(jù)缺水多少的不同情況智能化地啟動(dòng)不同數(shù)量的水泵，即缺水少時(shí)少量水泵工作，缺水多時(shí)多臺(tái)水泵同時(shí)工作，及時(shí)補(bǔ)充水量。這樣就可以智能化的自動(dòng)控制水位的高低，這在生活中將大大節(jié)省了人力、物力，是有其開(kāi)發(fā)價(jià)值的。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，傳感器，晶體管，直流繼電器AbstractThe shortage of water resources has caused the concern of the whole society. How to save water, there are plans to water has bee a must be considered in design of water supply system of electronic workers problems. Automatic control of water supply is a kind of effective method. Water level control usually adopts a floating ball device oldfashioned, there will be errors and defects of great. Intelligent water level controller is a new technology developed in recent years, it is the bination of sensor, hardware, software and other technology closely, it is the role of observation and control of the medium in the vessel volume, grasps the volume through the height of the liquid level, so as to prevent excessive or empty loading level can master the liquid storage quantity, can be used for many places for industrial and civil life method adopts the singlechip to signal of the sensor for processing, output control signal, with the external hardware circuit, DC relay drive transistor, to control AC contactor to the pletion of the pump opening and closing, design can according to the different situation of the intelligent water how to start a different number of water pump, the less water when a small amount of water pump for a long time, water pumps to work at the same time, timely replenishment of water. It can automatically control the water level intelligent level, in this life will greatly save manpower, material resources, is the development value.Keywords: single chip microputer, sensor, transistor, DC relayII河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄目 錄摘 要 IAbstract II第1章 緒 論 1 1 1 本課題所完成的任務(wù) 2第2章 系統(tǒng)概述 4 系統(tǒng)總體方案 4 系統(tǒng)的工作原理 6第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8 8 控制信號(hào)輸出電路的設(shè)計(jì) 10 水泵啟?？刂齐娐返脑O(shè)計(jì) 11 故障報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 12 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì) 13第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 14 主程序流程圖設(shè)計(jì) 14 子程序設(shè)計(jì) 15 源程序清單 17第5章 系統(tǒng)的仿真及結(jié)果 20 程序編譯 20 工程的建立 20 工程的詳細(xì)設(shè)置 22 程序編譯 25 硬件仿真 25 仿真結(jié)果 27 水位高于電極C時(shí)的仿真 28 水位位于電極C和B之間時(shí)的仿真結(jié)果 28 水位位于電極A和B之間時(shí)的仿真結(jié)果 29 故障報(bào)警時(shí)的仿真結(jié)果 30第6章 結(jié)論與展望 32 結(jié)論 32 展望 34致 謝 36參 考 文 獻(xiàn) 37附錄A：電氣原理圖 38附錄B：仿真原理圖 39III河南城建學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第一章 緒論第1章 緒 論隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的人群密度越來(lái)越大，如何向一個(gè)密集人群供水已成為眾多電子工作者設(shè)計(jì)考慮的目的。很多供水系統(tǒng)采用二級(jí)供水方案，即先用潛水泵提取井水到蓄水池，再用變頻系統(tǒng)把水源送出。這就要求蓄水池的水位必須保持在一定高度，還得防止溢水。為此大家想過(guò)很多方法，如浮球干簧管開(kāi)關(guān)電路、水漂式上下水位控制開(kāi)關(guān)電路和只有能控制一路水泵的控制器。這些裝置容易產(chǎn)生接觸不良、不易控制多級(jí)水位、不易遠(yuǎn)距離觀察到水位指示狀態(tài)等現(xiàn)象。本次設(shè)計(jì)采用單片機(jī)來(lái)對(duì)傳感器的信號(hào)進(jìn)行處理，輸出控制信號(hào)，配合外部硬件電路，用晶體管驅(qū)動(dòng)直流繼電器，再控制交流接觸器來(lái)完成對(duì)水泵開(kāi)啟、關(guān)閉，設(shè)計(jì)可以根據(jù)缺水多少的不同情況智能化地啟動(dòng)不同數(shù)量的水泵，即缺水少時(shí)少量水泵工作，缺水多時(shí)多臺(tái)水泵同時(shí)工作，及時(shí)補(bǔ)充水量。以實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水、智能供水的目標(biāo)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，目的是使學(xué)生對(duì)在單片機(jī)控制方面具備一定的設(shè)計(jì)和分析的能力。培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)各科知識(shí)，獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力、查詢資料的能力。熟悉相關(guān)規(guī)程和規(guī)范，樹(shù)立工程的觀點(diǎn)。為今后從事電氣方面的工作打下良好基礎(chǔ)。不論從古到今，水在人們的正常生活和生產(chǎn)中始終如一的起著至關(guān)重要、無(wú)可取代的作用。一旦斷了水，輕則給人們的生活帶來(lái)極大的不方便，重則可能造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故及損失，因而滿足及時(shí)、準(zhǔn)確、安全、充足的供水成為人們對(duì)供水系統(tǒng)提出的新要求。水塔水位控制系統(tǒng)是我國(guó)住宅小區(qū)廣泛應(yīng)用的供水系統(tǒng)，這種供水系統(tǒng)大多采用二級(jí)供水方案，即先用潛水泵提取井水到蓄水池，再用變頻系統(tǒng)把水源送出。這就要求蓄水池的水位保持一定的高度，還得防止溢水。在我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)的家庭用戶，時(shí)常會(huì)采用人工控制的抽水機(jī)抽水的方式進(jìn)行供水。這些傳統(tǒng)的控制方式勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、能耗大且控制精度低，并且安全性難以保障。中國(guó)容器水位控制器產(chǎn)業(yè)專題調(diào)查分析報(bào)告中指出《中國(guó)容器水位控制器市場(chǎng)分析報(bào)告》立足于容器水位控制器市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析，通過(guò)對(duì)容器水位控制器行業(yè)環(huán)境、容器水位控制器產(chǎn)業(yè)鏈、容器水位控制器市場(chǎng)供需、容器水位控制器價(jià)格、容器水位控制器生產(chǎn)企業(yè)的詳盡分析，以使企業(yè)和投資者達(dá)到對(duì)容器水位控制器產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀的全面、深入掌握；同時(shí)為使企業(yè)和投資者把握容器水位控制器未來(lái)的市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，單位還對(duì)容器水位控制器行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)前景進(jìn)行科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治雠c預(yù)測(cè)；另外在投資分析部分，針對(duì)企業(yè)投資決策依據(jù)進(jìn)行了重點(diǎn)分析，并綜合給出投資建議。隨著工業(yè)生產(chǎn)日趨自動(dòng)化, 對(duì)液位檢測(cè)技術(shù)的要求也越來(lái)越高。為解決生產(chǎn)中的測(cè)量問(wèn)題, 一方面是采用新的測(cè)量原理, 開(kāi)發(fā)新的液位檢測(cè)儀表, 擴(kuò)大檢測(cè)的手段, 另一方面需朝著實(shí)現(xiàn)微機(jī)化和智能化的方向發(fā)展。近年來(lái), 微電子技術(shù)的發(fā)展使得液位檢測(cè)技術(shù)發(fā)生了根本性變化。新的檢測(cè)原理與電子部件的應(yīng)用使得液位計(jì)更趨向小型化和微型化, 特別是一些小型現(xiàn)場(chǎng)液位開(kāi)關(guān)發(fā)展極快, 如光纖液位計(jì), 由于沒(méi)有可動(dòng)部件, 所以可靠性高, 不僅可現(xiàn)場(chǎng)顯示, 而且可以發(fā)出控制信號(hào)。與此同時(shí), 液位檢測(cè)也正向著智能化方向發(fā)展, 在液位測(cè)量領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用微處理技術(shù), 以實(shí)現(xiàn)故障診斷和報(bào)警功能, 提高測(cè)量的精確度、可靠性、安全性和多功能化。在應(yīng)用和設(shè)計(jì)液位計(jì)時(shí)盡量實(shí)現(xiàn)不接觸式或不滲透式測(cè)量, 從而提高探頭對(duì)惡劣環(huán)境的抵抗能力, 以便在惡劣環(huán)境下準(zhǔn)確、可靠地工作。目前國(guó)內(nèi)外水位器的種類很多，有雷達(dá)水位器、磁性浮子水位器、石英管水位器、智能雷達(dá)水位器、彩色石英管水位器和超聲波水位器等等。而生產(chǎn)水位器的公司有美國(guó)羅斯蒙特ROSEMOUNT、德國(guó)E+H、日本橫河YOKOGAWA、德國(guó)西門子SIEMENS、瑞士ABB、德國(guó)VEGA 。這些只是常用而較熱門的品牌。 本課題所完成的任務(wù)近幾十年來(lái)，自動(dòng)控制技術(shù)迅猛發(fā)展，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防建設(shè)、航空航天事業(yè)等領(lǐng)域中獲得廣泛的應(yīng)用。隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)至今已經(jīng)滲透到各種科學(xué)領(lǐng)域。比如在人們?nèi)粘Ｉ钪械臏囟日{(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、自動(dòng)洗衣機(jī)、自動(dòng)售貨機(jī)、自動(dòng)電梯、空氣調(diào)節(jié)器、電冰箱、自動(dòng)路燈、自動(dòng)門、保安