計(jì)算機(jī)控制課程設(shè)計(jì)--基于單片機(jī)的水塔水位控制(編輯修改稿)
2025-07-13 05:25 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第 2章 總體方案設(shè)計(jì) 方案選擇 目前在用的水位控制方式主要有以下種： （ 1)簡(jiǎn)單的機(jī)械式控制方式。其常用形式有浮標(biāo)式、電極式等 , 這種控制形式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,成本低廉。存在問(wèn)題是精度不高 ,不能進(jìn)行數(shù)值顯示 ,另外很容易引起誤動(dòng) ,且只能單獨(dú)控制 ,與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信較難實(shí)現(xiàn)。 (2)復(fù)雜控制器控制方式。這種控制方式是通過(guò)安裝在水泵出口管道上的壓 力 傳 感 器 ,把出口壓力變成標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電信號(hào)的模擬信號(hào) ,經(jīng)過(guò)前置放大、多路切換、 A／ D 變換成數(shù)字信號(hào)傳送到單片機(jī) ,經(jīng)單片機(jī)運(yùn)算和給定參量的比較 ,進(jìn) 行 PID 運(yùn)算 ,得出調(diào)節(jié)參量 。 經(jīng)由 D／ A 變換給調(diào)壓／變頻調(diào)速裝置輸入給定端 ,控制其輸出電壓變化 ,來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速 ,以達(dá)到控制水位的目的。 本設(shè)計(jì)我選用利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜控制器水位控制系統(tǒng)，要求選擇合適的水位傳感器及電磁閥，當(dāng)設(shè)定完水位后，系統(tǒng)根據(jù)水位情況控制電磁閥的開(kāi)和關(guān)斷。 6 系統(tǒng)總體方框圖 PC 終端機(jī) （ 回 顯 數(shù) 據(jù) 處理 報(bào)警） AT89C51 A/D 轉(zhuǎn)換器 傳感模塊 顯示電路 RS232接口 鍵盤(pán)控制電路 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 7 8 2， 2工作原理 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的水位控制器是以 AT89C51芯片為核心 ,由鍵盤(pán)、數(shù)碼顯示、 A／ D 轉(zhuǎn)換、傳感器，電源和控制部分等組成。工作過(guò)程如下：當(dāng)水位發(fā)生變化時(shí) ,引起連接在水位底部軟管管內(nèi)的空氣氣壓變化 ,氣壓傳感器在接收到軟管內(nèi)的空 氣氣壓信號(hào)后 ,即把變 化 量 轉(zhuǎn) 化 成 電 壓 信號(hào) 。該 信 號(hào) 經(jīng) 過(guò) 運(yùn) 算 放 大 電 路放大后變 成幅度為 0～ 5 V 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入 A／ D 轉(zhuǎn)換器。 A／ D 轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)量 ,由 單 片 機(jī) 進(jìn) 行 實(shí) 時(shí) 數(shù) 據(jù) 采 集 ,并進(jìn)行處理 ,根據(jù)設(shè)定要求控制輸出 ,同時(shí) 數(shù)碼管顯示液位高度。通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置液位高、低和限定值以及強(qiáng)制報(bào)警值。該系統(tǒng)控制器特點(diǎn)是直觀地顯示水位高度可任意控制水位高度。 單片機(jī)采用由 Atmel 公司生產(chǎn)的雙列 40腳AT89C51芯片 ,如圖 2— 2。其中 P0口用于 A／ D 轉(zhuǎn)換和顯示； P1口連接一個(gè) 3 5的鍵盤(pán) 。P2口用于控制電磁 閥和水泵動(dòng)作 。P3口用于上、下限指示燈 ,報(bào)警指示燈以及用于讀寫(xiě)控制和中斷等 。 9 （用繼電器作為電機(jī)控制的元件） 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路） 和被控制系 統(tǒng)（又稱輸出回路） ，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去 控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)” 。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換 電路等作用。 繼電器主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)： 1) 額定工作電壓。是指繼電器正常工作時(shí)線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號(hào)不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。 2) 直
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