【正文】 水箱中抽水，分別通過閥 2經(jīng)閥 9向上水箱供水、經(jīng)閥 10向下水箱供水 。 滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 31 系統(tǒng)組成圖 變送器模塊主要有流量變送器（ FT）、液位變送器（ LT1， LT2）、壓力變送器（ PT）等。 在 本設(shè)計(jì)中用到的是上下水箱、模擬調(diào)節(jié)器、單片機(jī)控制。 水箱系統(tǒng)組成 被控對象包括上水箱、下水箱、復(fù)合加熱水箱以及管道?？梢圆捎脴?biāo)準(zhǔn)的 DC/DC 模塊，或者采用對 v/f 轉(zhuǎn)換光隔離 ,再采用頻率設(shè)定輸入的方法。如果非要用模擬量控制時(shí)，建議一定采用屏蔽電纜，并在傳感器側(cè)或 者三菱變頻器側(cè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端一點(diǎn)接地。 (4)對模擬傳感器檢測輸入和模擬控制信號進(jìn)行電氣屏蔽和隔離。另外，在輻射干擾嚴(yán)重的場合，如周圍存在 GSM、或者小靈通基站時(shí)，可以對微機(jī)控制板添加金屬網(wǎng)狀屏蔽罩進(jìn)行屏蔽處理。對于某些干擾嚴(yán)重的場合，建議將傳感器、 I/0 接口屏蔽層與控制板的控制地相連。在采用三菱變頻器后，產(chǎn)生的傳導(dǎo)和輻射干擾，往往導(dǎo)致控制系統(tǒng)工作異常，因此需要采取下述必要措施 ： （ 1)良好的接地。 （ 2） 控制回路：具有工頻變頻的手動切換，以便在變 頻出現(xiàn)故障時(shí)可以手動切工頻運(yùn)行，因輸出端不能加電壓，固工頻和變頻要有互鎖。雖然三菱變頻器本身有各種保護(hù)功能，但缺相保護(hù)卻并不完美，斷路器在主回路中起到過載，缺相等保護(hù)，選型時(shí)可按照三菱變頻器的容量進(jìn)行選擇。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為 IGBT 三相橋式逆變器，且輸出為 PWM 波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功 率。三菱變頻器主要采用交 — 直 — 交方式（ VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。 其程序控制如下所示： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0060H MAIN： MOV P1, FFH ； P1 P3口初始化置 1 MOV P3， FFH JNB ， AUT ；若手動在自動位置，跳到自動模式子程序 AJMP MEN ；否則轉(zhuǎn)到手動模式子程序 END AUT： NOP ；空命令 JNB ， LG ；水位高 LG JB ， LD ；水位沒低 LD CLR ；水位低報(bào)警 JB , LDD ；水位未低低 LDD CLR ；水位低低報(bào)警 JNB , Y1 ； M1已啟動 Y1 CLR ；否則啟動 M1 Y1： JNB ,Y2 ； M2已啟動 Y2 CLR ；否則啟動 M2 Y2： ACALL DELAY ；延 時(shí) 1分鐘 AJMP AUT ；返回自動模式 LDD： JNB ,Y3 ；單獨(dú)運(yùn)行 M1（ LDD〈水位〈 LD） CLR Y3： JB ， Y2 SETB AJMP Y2 LG： CLR ；水位高報(bào)警 LD： AJMP MAIN ；返回主程序 3 水箱水位控制系統(tǒng)的調(diào)試 水箱水位控制 系統(tǒng)組成 交流變頻調(diào)速 該硬件調(diào)試中 變頻器 選取 三菱 型。若“ M1開啟”則判斷“ M2是否開啟”，若“ M2開啟”，則程序運(yùn)行“停止 M2”程序；若“ M2沒有開啟”，則試程序運(yùn)行“延遲 1分鐘”， 一分鐘后程序“返回主程序”。若水位不高，則判斷水位是否低 LD，若水位低，則試運(yùn)行“水位低報(bào)警”程序。 圖 21 主程序流程圖 系統(tǒng)主程序 ： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0060H MAIN: MOV P1, FFH ； P1 P3口初始化置 1 MOV P3， FFH JNB ， AUT ；若手動在自動位置，跳到自動模式子程序 AJMP MEN ；否則轉(zhuǎn)到手動模式子程序 END 自動模式子程序原理 自動模式子程序運(yùn)行的前置條件是，系統(tǒng)開始運(yùn)行，并且用戶選擇使用自動化控制模式。在次程序中，低電平為有效 (即 0為有效 ),高電平為無效 (即 1為無效 )。程序?qū)崿F(xiàn)當(dāng)水位處于 LG(高 )、 LD(低 )或 LDD(低低 )時(shí)，報(bào)警信號輸出，判斷泵水方式 (自動或手動 )。單片機(jī)在 過程控制中 :一是作為控制器與參數(shù)監(jiān)測元件、變送器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成一個(gè)直接數(shù)字控制系統(tǒng) 從而控制水泵，實(shí)現(xiàn)水位的調(diào)節(jié)，使水位穩(wěn)定在設(shè)定的值 ；二是依靠串行口 COM1數(shù)據(jù)通訊與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與顯示。而且越來越多的水箱生產(chǎn)廠商開始聘用單片機(jī)開發(fā)人員和電路設(shè)計(jì)人員，將控制系統(tǒng)成為水箱設(shè)計(jì)的一部分，以提高自身產(chǎn)品的安全性能和科技含量來提高產(chǎn)品在市場中的競爭力。隨著我國嵌入式技術(shù)的發(fā)展，我國控制系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際水平，但是在中小型企業(yè)以及民用產(chǎn)品，大量的水箱控制任然通過專職的人員進(jìn)行控制。 我國仍然處于生產(chǎn)型發(fā)展中國家，所有幾乎在能源相關(guān)的所有領(lǐng)域中，水箱是比不可少的部件，即使是發(fā)達(dá)國家也不 例外。但是，從長遠(yuǎn)來看，隨著自動化技術(shù)的改進(jìn)和硬件成本的降低，以及人們對資源浪費(fèi)的重視。比如把一臺純手工家用水箱設(shè)計(jì)成自動化控制的水箱，從硬件的設(shè)計(jì)和鋪設(shè)，對于民用化產(chǎn)品實(shí)施的性價(jià)比較高。 水箱水位控制系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前，水箱控制 系統(tǒng)已不僅僅局限于大型的電廠、煤炭、鋼鐵等大型企業(yè)領(lǐng)域，它以自身的自動化控制系統(tǒng)的安全優(yōu)勢，已經(jīng)慢慢深入到一些民用水箱產(chǎn)品。單片機(jī)自問世以來，性能不斷提高和完善，體積小、速度快、功耗低的特點(diǎn)使它的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。 綜合以上的種種優(yōu)點(diǎn)可以預(yù)見采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是行業(yè)的大勢所趨。 （ 2）在運(yùn)行中可以隨時(shí)方便的修改各種各樣的運(yùn)行參數(shù)的控制值，并修改系統(tǒng)的控制參數(shù)，可以方便的改變水位的上限、下限。 水位控制一般指對某一水位進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，使其達(dá)到所要求的控制精度。所以應(yīng)用到眾多嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中。 單片機(jī)，一小塊芯片上集成了一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)組成部分，它的誕生使眾多自動化控制系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。 從水資源節(jié)約方面考慮，以往的人工控制在很多情況下，造成資源 不必要的浪費(fèi)，大部分原因是水箱內(nèi)部水位沒有及時(shí)的反饋信息到操作員，從而使控制上有一定的延遲，從而造成了水量過多或者沒能及時(shí)補(bǔ)水而導(dǎo)致資源的浪費(fèi)或生產(chǎn)出現(xiàn)異常。在過去，大量的對水箱操作是由相應(yīng)的人員進(jìn)行操作的，這樣的人工方式帶來了很大的弊端，比如水位的控制，時(shí)刻監(jiān)控水箱的環(huán)境，夜間的監(jiān)控等等，操作員稍有疏忽，或者簡易的監(jiān)則器件損壞，將帶來無法彌補(bǔ)的損失，更嚴(yán)重的會危機(jī)到生產(chǎn)人員的人身安全等。低溫液體（液氧、液氮、液氬、液化天然氣及液體二氧化碳等）得到廣泛的應(yīng)用，作為貯存低溫液體的容器要保證能承受其載荷；在發(fā)電廠、煉鋼廠中，保持正常的鍋爐汽包水位、除氧器水位、汽輪機(jī)凝氣器水位、高、低壓加熱器水位等，是設(shè)備安全運(yùn)行的保證；在教學(xué)與科學(xué)研究中，也經(jīng)常碰到需要進(jìn)行水位控制的實(shí)驗(yàn)裝置。Control 滁州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 1 緒論 水箱水位控制系統(tǒng)研究背景及意義 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常需要控制液體水位。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) ； 水位 ； 控制 Design of control system of water level based on Single chip microputer Abstract： Large water tanks are a lot of panies essential to the production process of parts, The quality of its performance, the quality of work fine or not has a great influence on the production, especially the safety of production. In the past, many of the tanks are operated by the staff,the manual mode of operation has brought great disadvantages to control and monitor the water tank. The designof the system use the singlechip microputer control technology with 8051 singlechip microputer as the core control of the water level of the water tank. Detection signal output from the pressure sensor, analog input into the single the MCU of the detection signal to pare the value and singlechip microputer get the output control signal. Through the singlechip microputer to control AC frequency converter and AC motor. Liquid level directly regulating water tank through a water pump, until it reaches the set water level. Keywords: Single chip microputer。 通過單片機(jī)控制交流變頻器從而控制交流電機(jī)。 由 壓力傳感器 輸出的檢測信號，進(jìn)入單片機(jī)的模擬量輸入口。 在過去，大量的對水箱操作是由相應(yīng)的人 員進(jìn)行操作的，這樣的人工 操作方式 給水箱的控制和監(jiān)控 帶來了很大的弊端 。 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （申請學(xué)士學(xué)位） 論 文 題 目 基于單片機(jī)的水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 作 者 姓 名 所學(xué)專業(yè)名稱 自動化 指 導(dǎo) 教 師 2021 年 6 月 日 目 錄 摘 要 ..................................................................... 1 Abstract. .................................................................. 1 1 緒論 ..................................................................... 2 水 箱水位控制系統(tǒng)研究背景及意義 ........................................ 2 ........................................ 3 基于單片機(jī)的水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程 .................................. 3 2 單片機(jī)的水箱液位控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ........................................ 3 .......................................................... 3 系統(tǒng)程序原理 .......................................................... 4 .............................................. 4 自動模式子程序原理及流程框圖 ...................................... 4 3水箱水位控制系統(tǒng)的調(diào)試 .................................................... 5 .................................................. 5 交流變頻調(diào)速 ...................................................... 5 ...................................................... 6 .............................................. 7 .............................................. 8 調(diào)試結(jié)果 .............