【正文】 之后電路既可正常工作。中間接線架如圖 20 接線架說明圖所示 圖 20 接線架說明圖 經(jīng)過連線將采集卡、水塔電機(jī)、繼電器、放大電路、電源等連接好之 水塔液位檢測(cè)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：岳耀波 第 18頁 共 27頁 后，得到可以正常工作的系統(tǒng)，如圖 18 水塔模型所示。如圖 25區(qū)間水位控制 3所示 圖 25 區(qū)間水位控制 3 水塔液位檢測(cè)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：岳耀波 第 22頁 共 27頁 精確水位控制調(diào)試 選擇精確水位控制方式，輸入要控制的精確水位 。在精確水位控制和區(qū)間水位控制兩種方式中，工作狀態(tài)前期的響應(yīng)都是很正確的，但是在完成工作，進(jìn)入平衡狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)一個(gè)突變，液位變送器采集的信號(hào)傳給采集卡時(shí)信號(hào)突變成 0，經(jīng)過幾秒鐘的響應(yīng)之后才會(huì)恢復(fù)正常，這也就導(dǎo)致系統(tǒng)再次響應(yīng)發(fā)生不必要的錯(cuò)誤。其次，液位變送器工作間歇性失效。 水塔液位檢測(cè)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：岳耀波 第 20頁 共 27頁 圖 22 液位報(bào)警 區(qū)間水位控制調(diào)試 根據(jù)要求，先把區(qū)間設(shè)置好，點(diǎn)擊運(yùn)行，此時(shí)水位在規(guī)定區(qū)間內(nèi)，系統(tǒng)不做相應(yīng)，如圖 23區(qū)間水位控制控制 1所示 圖 23 區(qū)間水位控制 1 如果水位低于設(shè)定的最低水位，系統(tǒng)檢測(cè)到之后自動(dòng)注水，直到水位達(dá)到 要求的最低水位。電機(jī)有兩個(gè)，分別控制向主水塔排水和注水，在相應(yīng)的電機(jī)回路中，串聯(lián)一個(gè)電磁閥，防止在控制系統(tǒng)停止后電機(jī)由于慣性導(dǎo)致系統(tǒng)繼續(xù)使液位發(fā)生變化，這里同一組電機(jī)和電磁閥利用同一個(gè)繼電器控 制，電機(jī)開則電磁閥也開，否則都關(guān)。 圖 16 USB6251采集卡 外部放大電路的制作 前面已經(jīng)將外部放大電路設(shè)計(jì)完畢，選擇兩個(gè) TIP31C型 NPN三極管完成，為了連接器件方便，將其焊接在一電路板上，如圖 17外部電路板所 示。使用時(shí)，把 P+和 兩端接到穩(wěn)壓 24V的直流電源上即可，信號(hào)兩端 S+和 接到采集卡端口，這樣既可完成信 號(hào)的采集。這里的信號(hào)都是通過仿真的直流信號(hào)給出的，這樣輸出就直接為一模擬量了。如果水位在用戶輸入的允許范圍內(nèi)，則不做響應(yīng)。如圖 6 控制方式選擇所示。 工作狀態(tài)顯示部分 本程序系統(tǒng)有多個(gè)工作狀態(tài)，電機(jī)的工作狀態(tài)我們也要實(shí)時(shí)了解，如果水位 偏離了水塔工 作的正常范圍，還必須作出報(bào)警，這里根據(jù)硬件設(shè)置低于 10cm時(shí)下限報(bào)警，高于 90cm時(shí)上限報(bào)警。 水塔液位檢測(cè)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：岳耀波 第 6頁 共 27頁 程序框圖原理 根據(jù)前面板的設(shè)計(jì)，程序框圖出現(xiàn)相應(yīng)的控件，將各種控件按照一定的邏輯關(guān)系連接在一起即可完成整體控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 第一部分功能為水塔液位的檢測(cè)，在前面板上給出一直觀清晰的顯示，既能 通過具體讀數(shù)顯示，又給人以形象展示，如圖 3左側(cè)部分。 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)我們只需要一個(gè)開關(guān)來控制即可，考慮到電機(jī)斷電之后 還會(huì)由于慣 水塔液位檢測(cè)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：岳耀波 第 4頁 共 27頁 性轉(zhuǎn)動(dòng)，是水位發(fā)生變化，影響系統(tǒng)的精度，我們?cè)陔姍C(jī)相應(yīng)的回路位置串接一 個(gè)電磁閥，電磁閥隨電機(jī)一起同時(shí)工作，這樣即使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電磁閥關(guān)閉也會(huì)限 制水的流動(dòng)，從而精確控制。采集的模擬電壓信號(hào)從 a01的 6 67這兩個(gè)端口接收到電腦程序中，模擬電壓量的輸出從 2 2 55這三個(gè)口輸出，得到兩個(gè)輸出電壓，分別控制注水和排水電機(jī)工作。針對(duì) 本課題水塔水位檢測(cè)及控制，畫出其原理圖如圖 1水塔檢測(cè)控制系統(tǒng)原理圖利用傳感器獲取水位信息，經(jīng) A/D轉(zhuǎn)化之后將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)課處理的數(shù)字信號(hào)，通過具體的電壓與水位的關(guān)系，由電壓轉(zhuǎn)換得到水位，按照一定的邏輯關(guān)系對(duì)水位進(jìn)行處理，得到信號(hào)輸出，控制后續(xù)電路的工作，進(jìn)而控制水位的變化，實(shí)現(xiàn)水位檢測(cè)和控制。 整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠順利實(shí)現(xiàn)題目要求的各項(xiàng)功能。滿足這樣要求的傳感器常用的為液位變送器，根據(jù)現(xiàn)有條件，選擇SENSE INSTRUMENTS公司生產(chǎn)的 TK633型傳感器。 水位范圍，系統(tǒng)自動(dòng)保持水位在這個(gè)范圍。為完成此功能，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的放大電路實(shí)現(xiàn)繼電器的工作，繼電器的兩個(gè)開關(guān)分別控制電機(jī)和其相 應(yīng)的電磁閥?？刂葡到y(tǒng)的功能在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，電機(jī)和響應(yīng)電磁閥工作，我們需要給出一個(gè)指示，注水和排水電機(jī)分別高亮綠色顯示。模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，首先動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)組，再經(jīng) 過索引數(shù)組即可變成我們程序可處理的數(shù)字量，這個(gè)量就是傳感器輸出的電壓。這些功能的實(shí)現(xiàn)都是靠布爾顯示控件來實(shí)現(xiàn)的。如果輸入的值小于目前的水位，則給出另一個(gè)布爾信號(hào) TRUE 控制排水電機(jī)的工作，否則給出 FALSE 不執(zhí)行操作。此功能最為簡(jiǎn)單，控制原理與上述兩種控制方式相同，通過判斷開關(guān)的 狀態(tài)給出響應(yīng)的布爾量。兩個(gè)信號(hào)輸出有三個(gè)接口，其中一個(gè)為公用的地線。如圖 14電磁閥所示 圖 14電磁閥 繼電器的選擇 繼電器選擇，因?yàn)槌绦蚪o出的信號(hào)比較，設(shè)定為 5V，選擇時(shí)選擇線圈電壓為6V的即可實(shí)現(xiàn)放大電路的功能，而其控制的電路要能承受 220V的電壓。焊接的電路板比較粗糙， 兩個(gè)電路使用顏色不同的電線，這樣在電路連接的時(shí)候就會(huì)很方便，不用找三極管的各個(gè)極了。 圖 18 水塔模型 水塔液位檢測(cè)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：岳耀波 第 19頁 共 27頁 第五章 系統(tǒng)測(cè)試完善 系統(tǒng)測(cè)試 系統(tǒng)連接完成之后，需進(jìn)行測(cè)試，檢驗(yàn)各個(gè)功能的正確性。當(dāng)前水位低于要求的精確水位時(shí)，