【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用可以使水箱水位實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。水箱水位生產(chǎn)自動(dòng)化實(shí)際上就是計(jì)算機(jī)屏幕化的運(yùn)行管理和記錄統(tǒng)計(jì)數(shù)字的自動(dòng)存儲(chǔ)。操縱和監(jiān)視也是水箱水位自動(dòng)化過程中的重要組成部分。只有實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)完全管理運(yùn)行，才能實(shí)現(xiàn)水箱水位的整體自動(dòng)化，目前我國的大部分水箱水位都是半自動(dòng)化，就是計(jì)算機(jī)輔助辦公，人是主體部分。而自動(dòng)化的重要標(biāo)志就是實(shí)現(xiàn)無人辦公的局面，我國在這方面還需要進(jìn)一步的發(fā)展。單片機(jī)控制自動(dòng)化中最重要組成部分是自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)。目前我國將水箱調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主要分為國家水箱、大區(qū)、省級(jí)、地區(qū)以及縣級(jí)調(diào)度五級(jí)系統(tǒng)。在各級(jí)系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)都占據(jù)了主導(dǎo)作用。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是水箱調(diào)度系統(tǒng)中最重要的組成部分，它位于電度控制中心。計(jì)算機(jī)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將整個(gè)水箱各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接在一起，形成一個(gè)整體的單片機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)的其他硬件組成主要包括有變電工作站、系統(tǒng)服務(wù)器、水箱水位終端設(shè)備、顯示設(shè)備及打印設(shè)備，這些硬件設(shè)備也都并入整個(gè)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并由系統(tǒng)調(diào)節(jié)各部分協(xié)調(diào)工作。水箱水位控制系統(tǒng)近已經(jīng)不僅僅使用于大型生產(chǎn)和加工方面，人們?nèi)粘Ｉ钪兴渌豢刂葡到y(tǒng)也是有著非常廣泛的使用的。有些國家在新型單片機(jī)系統(tǒng)科究、制造和使用等方面上，積累了多種豐富的經(jīng)驗(yàn)，奠定很大基礎(chǔ)，并進(jìn)入國際市場(chǎng)。而我國目前在新型測(cè)量控制裝置和單片機(jī)系統(tǒng)研究、制造、使用和經(jīng)驗(yàn)上，和其他發(fā)達(dá)國家相比較仍存在部分差距，但是我國的科技研究人員克服了多種困難，并持續(xù)在單片機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)方面中摸索、前進(jìn)，已經(jīng)在某些相關(guān)方面上追上甚至超越部分發(fā)達(dá)國家的技術(shù)水平，這是單片機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)目前的發(fā)展趨勢(shì)。第 2 章 系統(tǒng)工作原理 水箱水位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理本設(shè)計(jì)主要采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)水箱水位控制的功能，其中還包括實(shí)現(xiàn)水位實(shí)時(shí)控制及報(bào)警功能。本設(shè)計(jì)具有操作合適、運(yùn)行速度良好的優(yōu)點(diǎn)。水箱水位控制系統(tǒng)是一個(gè)完整的系統(tǒng)包括許多硬件和軟件。結(jié)構(gòu)上有自己獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。水箱給水設(shè)備系統(tǒng)是一個(gè)完備的整體，它主要包括三大部分，其中有兩臺(tái)給水泵機(jī)組、水箱和浮球開關(guān)。我們研究系統(tǒng)的時(shí)候通常簡(jiǎn)化為以下結(jié)構(gòu)形式如下圖所示。圖 水箱控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上圖是水箱給水系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖，圖中我們可以看出它包括兩個(gè)水泵機(jī)組和浮球開關(guān)，其中水泵機(jī)組 MM2 為給水泵機(jī)組。由上圖我們可以看出水箱里面代號(hào)各有各的代表，其中 LG 為水位高的浮球開關(guān)，LD 為水位低的浮球開關(guān)、LDD 為水位低低浮球開關(guān)。在我們研究水位的時(shí)候，開關(guān)的開與關(guān)都顯示不同的數(shù)據(jù)。我們就能看出水位的高低不同直接關(guān)系到開關(guān)的通與斷。當(dāng)水位高（即水位高于 90%水位的時(shí)候）時(shí)，LG 閉合狀態(tài)，當(dāng)水位低（水位開關(guān)小于75%）時(shí)，LD 閉合，當(dāng)水位低低（小于 50%）時(shí)，LDD 閉合。 水箱水位系統(tǒng)控制原理水箱里面隨著水位的高低會(huì)看出浮球的變化，我們分別啟動(dòng)水泵機(jī)組具體如下。當(dāng)水箱水位低時(shí)，我們?yōu)榱诉_(dá)到控制水位的目的，需要打開水泵機(jī)組 M1和 M2 的給水閥。當(dāng)水位繼續(xù)升高達(dá)到一定的值時(shí)，如水位提升到百分之九十，關(guān)閉水泵機(jī)組 M1 的給水閥；當(dāng)水箱水位隨著使用水量的變化而降低時(shí)，為了控制水位，在低水位（低于水箱水位的二分之一）時(shí)，水泵機(jī)組 MM2 可以同時(shí)啟動(dòng)完成水位的調(diào)節(jié)；當(dāng)水位上升到水箱 50%以上水箱 75%如下時(shí)，停止水泵機(jī)組 M2，同時(shí)水泵機(jī)組 M1 繼續(xù)使用到水位上升到水箱 90% 以上才停止工作。經(jīng)過實(shí)際數(shù)據(jù)分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)值如下：水位從水箱 50%到水箱 75%，兩臺(tái)泵使用需要約 10 分鐘；水位從水箱 75%到水箱 90%，一臺(tái)泵使用需要約 15 分鐘。水箱的水位可以保持在一定的范圍之內(nèi)（75%～90%） ，達(dá)到水位控制的效果。報(bào)警控制如下：當(dāng)水位大于水箱 90%的水量。分析變送器發(fā)送信號(hào)通過檢測(cè)信號(hào)的傳感器來控制 LG 閉合，系統(tǒng)水位高開始報(bào)警。當(dāng)水位低于水箱 75%的水量，送器發(fā)送信號(hào)通過檢測(cè)信號(hào)的傳感器來控制LD 閉合，系統(tǒng)水位低開始報(bào)警。當(dāng)水位低于水箱 50%的水量，送器發(fā)送信號(hào)通過檢測(cè)信號(hào)的傳感器來控制LDD 閉合，系統(tǒng)水位過低的時(shí)候，系統(tǒng)通過報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。我們可以推導(dǎo)出系統(tǒng)在手動(dòng)和自動(dòng)模式之間切換的過程如下，總結(jié)控制過程：系統(tǒng)處于全自動(dòng)模式時(shí)刻，水位能夠自動(dòng)判定，工作人員可以選擇不同的工作條件來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的中斷。在手動(dòng)的模式下，兩臺(tái)給水泵的使用控制可由人工自己操作完成。圖 水位控制電路原理圖上圖我們可以得知單片機(jī)引腳 和開關(guān) K1 相連，引腳 和開關(guān) K2相連，引腳 和開關(guān) K3 相連，引腳 和開關(guān) K4 相連，引腳 和開關(guān)K5 相連，引腳 和開關(guān) K6 相連。其中的功能分別是：K1:DD自動(dòng)正轉(zhuǎn)加水M1M2。K2:手動(dòng)反轉(zhuǎn)抽水M1M2。K3:GG自動(dòng)停止M1M2。K4:手動(dòng)正轉(zhuǎn)加水M1M2。K5:手動(dòng)停止。K6:D自動(dòng)正轉(zhuǎn)加水M1. 系統(tǒng)控制部分結(jié)構(gòu)相關(guān)說明該系統(tǒng)是使用 51 單片機(jī)和外圍控制電路來實(shí)現(xiàn)的。其中 51 單片機(jī)為該系統(tǒng)的主要芯片，51 單片機(jī)的具體端口控制如下：P1 口和 P3 口為輸入輸出檢測(cè)信號(hào)和控制信號(hào)。:水位低低報(bào)警輸出信號(hào)。:水位低報(bào)警輸出信號(hào)。:水位高報(bào)警輸出信號(hào)。:手動(dòng)起動(dòng) M1 輸入信號(hào)。:手動(dòng)起動(dòng) M2 輸入信號(hào)。:手動(dòng)停 M1 輸入信號(hào)。:手動(dòng)停 M2 輸入信號(hào)。:水位低低輸入信號(hào)。:水位低輸入信號(hào)。:水位高輸入信號(hào)。:手動(dòng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)。:M1 起動(dòng) KM1 控制輸出信號(hào)。:M2 起動(dòng) KM1 控制輸出信號(hào)。:M1 開關(guān)狀態(tài)輸入信號(hào)。:M2 開關(guān)狀態(tài)輸入信號(hào)。 80C51 引腳電路及其功能 （1）AT89C51 具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：1) AT89C51 和 MCS51 系列的單片機(jī)，它們的指令系統(tǒng)和引腳上基本全部兼容；2) 片內(nèi)有 4*1024 字節(jié)可重復(fù)編程快擦寫程序存儲(chǔ)器；3) 全靜態(tài)工作，使用范圍都是 0Hz 到 24MHz 之間；4) 它們都有多級(jí)程序存儲(chǔ)器加密功能；5) 128 乘 8 位內(nèi)部 RAM；6) 三十二位雙向輸入輸出端口；7) 16 位定時(shí)器兩個(gè)和計(jì)數(shù)器；8) 5 個(gè)中斷源和 2 級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)；9) 一個(gè)全雙工的異步串行口；10) 間歇和掉電兩種工作方式。（2）AT89C51 的功能說明AT89C51 是一類低耗電的芯片，它具有處理和計(jì)算功能，能夠?qū)崿F(xiàn)算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，高運(yùn)行速度的芯片。它同時(shí)也是 CMOS8 位微處理器。（3）AT89C51 引腳功能AT89C51 單片機(jī)是一款數(shù)字處理芯片，具有如下所示的 40 引腳分布。圖 AT89C51 單片機(jī)引腳分布圖第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)作為一個(gè)完整的系統(tǒng)，應(yīng)該有相應(yīng)的硬件系統(tǒng)和軟件組成。為了能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)智能化，我們采用 80C51 單片機(jī)來控制水箱水位。其中系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、顯示電路的設(shè)計(jì)、報(bào)警電路的設(shè)計(jì)和電源電路的設(shè)計(jì)。 80C51 單片機(jī)水箱水位控制系統(tǒng)硬件 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是采用 AT09C51 芯片設(shè)計(jì)的。以為該芯片的運(yùn)行速度和價(jià)格都有明顯的優(yōu)勢(shì)。其中單片機(jī)引腳和指令系統(tǒng)和 8031 單片機(jī)的引腳和指令是基本全部匹配的。這一款單片機(jī)片內(nèi)有 2048 字節(jié)的閃速程序存儲(chǔ)器。除沒有 P0口，P2 口外。具有 8031