【正文】 電磁閥在此起到一個(gè)開(kāi)關(guān)的作用，是配套電機(jī)使用的，使用和本系統(tǒng)直徑相當(dāng)?shù)募纯?，在次選擇直流 24V的。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。 STK633型傳感器是能量控制型傳感器，需要外部提供工作電壓。 第四章 硬件系統(tǒng)的選擇及搭建 硬件的選擇 傳感器的選擇 由測(cè)試工程的課程可知，液位變送器是最適合這個(gè)系統(tǒng)的，根據(jù)水塔的液位范圍我們選擇 STK633型傳感器，如圖 11液位變送器所示。這兩個(gè)信號(hào)就是在控制電路圖中所示的注水、排水信號(hào)。這里的信號(hào)都是通過(guò)仿真的直流信號(hào)給出的，這樣輸出就直接為一模擬量了。 信號(hào)輸出部分 程序核心部分給出布爾量之后，通過(guò)判斷布爾量的狀態(tài)來(lái)控制給出高電平信號(hào)還是低電平信號(hào)。如圖 9 手動(dòng)水位控制所示。 圖 8 區(qū)間水位控制 手動(dòng)水位控制：這個(gè)功能允許用戶通過(guò)程序控制一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制電機(jī)的注水 和排水。如果水位在用戶輸入的允許范圍內(nèi)，則不做響應(yīng)。 圖 7 精確水位控制 水塔液位檢測(cè)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：岳耀波 第 9頁(yè) 共 27頁(yè) 區(qū)間水位控制：用戶輸入允許的最高水位和最低水位，系統(tǒng)檢驗(yàn)設(shè)定值與實(shí) 際水位的關(guān)系，如果實(shí)際水位超出設(shè)定最高水位，則給出給出一個(gè)布爾信號(hào) TRUE 來(lái)控制后面的電壓輸出部分，進(jìn)而控制排水電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，否則給出 FALSE。如果恰好是這個(gè)水位，也不做響應(yīng)。 下面逐個(gè)分析每種控制方式的控制原理： 精確水位控制：用戶輸入想要精確控制的水位，與傳感器得到的水位的信號(hào) 做比較，如果輸入的值大于目前水位，輸出一個(gè)布爾信號(hào) TRUE 來(lái)控制 后面的電壓輸出部分，進(jìn)而控制注水電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)；否則給出 FALSE，注水電機(jī)不動(dòng)。如圖 6 控制方式選擇所示。程序框圖如 圖 5LabVIEW 制程序框圖所示?？梢栽谇懊姘逯杏益I設(shè)置不同工作狀態(tài)的顏色等屬性。給出電機(jī)信號(hào)的同時(shí)，把電機(jī)工作狀態(tài)告訴操作者。 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 7頁(yè) 共 27頁(yè) 經(jīng) MATLAB計(jì)算得到水位 H(cm)于電壓 U（ V）的關(guān)系。電壓與液面高度是有一定關(guān)系的，這跟傳感器的類型有一定的關(guān)系的。 信號(hào)采集部分 通過(guò) DAQ助手，選擇采集模擬量，選用的 National Instruments公司的USB6251采集卡，選用 a01通道，信號(hào)便可采集到電腦。 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(yè) 共 27頁(yè) 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)。這三個(gè)功能是并行的，只能選擇其中一種工作狀 態(tài)，一種工作狀態(tài)起作 用，另外兩種就不起作用。 第三部分是控制部分，為主要部分。當(dāng)水位超過(guò) 90 或低于 10的時(shí)候，可能導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常工作，分別給予上限報(bào)警或下限報(bào)警， 用高亮的紅色顯示報(bào)警。 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(guò)具體讀數(shù)顯示，又給人以形象展示，如圖 3左側(cè)部分。 水塔液位檢測(cè)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作者：岳耀波 第 5頁(yè) 共 27頁(yè) 第三章 LabVIEW 控制程序的設(shè)計(jì) 前面板介紹 在設(shè)計(jì)的介紹中我們已經(jīng)明確了水塔水位檢測(cè)控制系統(tǒng)的基本要求，程序的設(shè)計(jì)就是完成這些功能。采用兩組電路，即可完成排水和注水的兩部分。只需控制繼電器的工作即可。 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)我們只需要一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)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(yè) 共 27頁(yè) 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。具體的程序設(shè)計(jì)將在第二部分著重介紹。 。 ，系統(tǒng)自動(dòng)保持水位在這個(gè)值。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。同理，計(jì)算機(jī)程序給出的也只是一個(gè)數(shù)字信號(hào)，必須經(jīng)過(guò) D/A轉(zhuǎn)換，才能把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，控制 后續(xù)電路的工作。其相應(yīng)參數(shù)介紹在后續(xù)硬件選擇中。將這個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)程序處理顯示成具體的液位，并根據(jù)相應(yīng)的程序關(guān)系再輸出一個(gè)信號(hào)。針對(duì) 本課題水塔水位檢測(cè)及控制，畫(huà)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(guò)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。 目錄 第一章 課題背景 ............................................................................................................. 1 第二章 水位檢測(cè)控制原理 ............................................................................................... 2 控制方案 ...........................