控制的智能型控制系统有较深的了解。
利用单片机为控制核心设计个对供水箱水位进行监控的系统。
根据监控对象的特征 要求实时检测水箱的液位高度并与开始预设定值做比较由单片机控制固态继电器的开断 进行液位的调整最终达到液位的预设定值。
检测值若高于上限设定值时要求报警断开 继电器控制水泵停止上水检测值若低于下限设定值要求报警开启继电器控制水泵 开始上水。
现场实时显示测量值从而实现对水箱液位的监控。
液位控制系统的工作原理 基于单片机实现的液位控制系统是以芯片为核心由键盘数码显示转 换传感器电源和控制部分等组成。
工作过程如下水箱水塔液位发生变化时引起连接在水箱水塔底部的软管管内的 空气气压变化气压传感器在接收到软管内的空气气压信号后即把变化量转化成电压信号 该信号经过运算放大电路放大后变成幅度为标准信号送入转换器转换器 把模拟信号变成数字信号量由单片机进行实时数据采集并进行处理根据设定要求控制 输出同时数码管显示液位高度。
通过键盘设置液位高低和限定值以及强制报警值。
该系 统控制系统特点是直观地显示水位高度可任意控制水位高度。
二液位控制的实现方式 对于液位进行控制的方式有很多而应用较多的主要有种种是简单的机械式控制 装置控制种是复杂的控制系统控制方式。
两种方式的实现如下 简单的机械式控制方式 其常用形式有浮标式电极式等这种控制形式的优点是结构简单成本低廉。
存在问 题是精度不高不能进行数值显示另外很容易引起误动作且只能单独控制与计算机进 行通信较难实现。
复杂控制系统控制方式 图控制器原理框图 这种控制方式是通过安装在水泵出口管道上的压力传感器把出口压力变成标准工业电 信号的模拟信号经过前置放大多路切换变换成数字信号传送到单片机经单片机 运算和给定参量的比较进行运算得出调节参量经由变换给调压变频调速装置 输入给定端控制其输出电压变化来调节电机转速以达到控制水箱液位的目的。
针对上述种控制方式以及设计需达到的性能要求这里选择第二种控制方式同时 考虑到成本需要把控制去掉。
最终形成的方案是利用单片机为控制核心设计个对 供水箱水位进行监控的系统。
根据监控对象的特征要求实时检测水箱的液位高度并与开 始预设定值做比较由单片机控制固态继电器的开断进行液位的调整最终达到液位的预设 定值。
检测值若高于上限设定值时要求报警断开继电器控制水泵停止上水检测值若 低于下限设定值要求报警开启继电器控制水泵开始上水。
现场实时显示测量值从而 实现对水箱液位的监控。
三液硬件设计 液位控制系统的硬件主要包括由单片机传感器带变送器键盘电路数码显示电路 转换器和输出控制电路等。
单片机的选用 单片机采用由公司生产的双列脚芯片如图所示。
其中口用 于转换和显示口连接个的键盘口用于控制电磁阀和水泵动作口 用于上下限指示灯报警指示灯以及用于读写控制和中断等。
图是芯片的引脚 功能说明。
图芯片外形结构和引脚分布图 传感器的选用 传感器使用型变送器它内部含有个压力传感器和相应的放大电路。
压力传感器是美国公司生产的型压阻式压力传感器其有全温度补偿及标定 传感器经过特殊加工处理用坚固的耐高温塑料外壳封装。
其引脚分布如图 所示。
脚为信号输出脚为信号输出脚为激励电压脚为地脚为信号 输出脚为信号输出。
在水箱底部安装根直径为的软管端安装在水箱底部另端与传感器连接。
水箱水位高度发生变化时引起软管内气压变化然后传感器把气压转换成电压信号输送 到转换器。
键盘电路的选用 行列式键盘输入适合于按键输入多的情况如有个按键输入用简单按键输入用要 占用个输入口共位而使用行列式键盘输入只需占用个输入口位。
口作 为键盘接口连接个的键盘。
结构上采用行列方式可定义键盘布局。
结构如图 所示。
口作为键盘引出端口和口的部分引脚作为液晶的数据口和控制口和 分别作为可执行机构和的控制信号输出端。
结构如图所示。
图型变送器引脚结构图 液位显示电路的设计 液位显示采用数码管动态显示范围从单位可自定选择的数码管是段共 阴极连接型号是。
在这里使用到了它是个位的触发器在单片 机系统中经常使用可以作地址数据总线扩展的锁存器也可以作为普通的的驱动器件 由于单独使用七段译码驱动显示器来完成数码管的驱动显示因此在这 里只用作扩展的缓冲。
转换电路及控制输出 图口键盘电路结构图 图显示电路原理图 转换电路在控制系统中起主导作用用它将传感器输出的模拟电压信号转换成单片 机能处理的数字量。
该控制系统采用工艺制造的逐步逼近式位转换器芯片 。
在使用时可选择中断查询和延时等待种方式编制转换程序。
图是 转换部分原理图在接线时先经过运算放大器和分压电路把传感器输出的电流信号转换成电 压信号然后输入到转换器。
控制输出主要有上下限状态显示超限报警。
另外在设计过程中预留了串行口供进 步开发使用。
二软件设计 液位控制系统模型框图 液位控制系统模型的软件设计框图如图所示。
图转换电路原理图 液位控制系统键盘程序 由于键盘采用的是结构因此可使用的键有个根据需要分别定义各键 号为数字键号分别是确定键修改键移位键加减键取消键和复位键。
程 序如下 用反转法查键 图程序设计框图 有键按下存键码 存顺序码单元初始化 判键码求顺序码 若找到键码存顺序码 无键按下 判是否查完 已查完键码未找到以无按键处理 按键特征码表 转换子程序如下 模数转换程序 读模数转换值 十六十理家制转换 毕业设计论文作业 毕业设计论文作业题目 利用压力传感器实现液位控制系统的设计 分校站点 年级专业 教育层次专科 学生姓名 学号 指导教师 完成日期 目录 内容摘要前言 概述 二发展趋势 二液位控制系统分析 液位控制系统的工作原理 二液位控制的实现方式 简单的机械式控制方式 复杂控制系统控制方式 三液位控制系统的设计 硬件设计 单片机的选用 传感器的选用 键盘电路的选用 液位显示电路的设计 转换电路及控制输出 二软件设计 液位控制系统模型框图 液位控制系统键盘程序 五总结 参考文献 致谢 内容摘要 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之从宇宙开发到海底探 秘从生产的过程控制到现代文明生活几乎每项技术都离不开传感器因此许多国家对传感器技术的发展十分重视如日本把传感器技术列为六大核心技术计 算机通信激光半导体超导体和传感器之。
通过本文的研究总结出了压力传感器实现液位控制系统的优势体积小 实际应用系统简单实用成本低效益好具有较高的性能价格比系统不易受 到干扰可靠性高。
基于单片机的过程控制系统应用到实际生产过程做了有益的 尝试也为提高过程控制自动化水平提供了有参考价值的设计思路。
关键词 传感器传感器技术液位控制系统 利用压力传感器实现液位控制系统的设计 前言 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之从宇宙开发到海底探秘从生产的 过程控制到现代文明生活几乎每项技术都离不开传感器因此许多国家对传感器技术的 发展十分重视如日本把传感器技术列为六大核心技术计算机通信激光半导体超导 体和传感器之。
概述 在各类传感器中压力传感器具有体积小重量轻灵敏度高稳定可靠成本低便于 集成化的优点可广泛用于压力高度加速度液体的流量流速液位压强的测量与 控制。
除此以外还广泛应用于水利地质气象化工医疗卫生等方面。
由于该技术是 平面工艺与立体加工相结合又便于集成化所以可用来制成血压计风速计水速计压 力表电子称以及自动报警装置等。
压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟性能最稳 定性价比最高的类传感器。
压力传感器是用于测量液体与气体的压强的传感器。
压力传感器工作时将压力转换为电 信号输出。
随着微电子工业的迅速发展单片机控制的智能型控制系统作为压力传感器的 种被广泛应用于电子产品中为了使自己对单片机控制的智能型控制系统有较深的了解。
经 过综合分析选择了由单片机控制的智能型液位控制系统作为研究项目通过训练充分激发自 己分析问题解决问题和综合应用所学知识的潜能。
并且液位控制在高层小区水塔水位控 制污水处理设备和有毒腐蚀性液体液位控制中也被广泛应用。
二发展趋势 由于该技术是平面工艺与立体加工相结合又便于集成化所以可用来制成血压计风速 计水速计压力表电子称以及自动报警装置等。
压力传感器已成为各类传感器中技术最 成熟性能最稳定性价比最高的类传感器。
国外液位控制系统的发展已相当成熟我们国内也在朝着这方面努力而且好多企业与 国际接轨有了不菲的成绩。
比如单片机控制的智能型液位控制系统的运用等等。
总的来说 发展方向有 高速化高效化低能耗。
提高液位控制系统的工作效率降低生产成本。
机电液体化。
充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个控制系统的完善。
自动化智能化。
微电子技术的高速发展为液位控制系统的自动化和智能化提供了 充分的条件。
智能化不仅仅体现的在液位控制应能够实现对系统的自动诊断和调整具有 与液面不接触的特点。
二液位控制系统分析 随着微电子工业的迅速发展单片机控制的智能型控制系统广泛应用于电子产品中为 了使我们对单片机控制的智能型控制系统有较深的了解。
利用单片机为控制核心设计个对供水箱水位进行监控的系统。
根据监控对象的特征 要求实时检测水箱的液位高度并与开始预设定值做比较由单片机控制固态继电器的开断 进行液位的调整最终达
利用压力传感器实现液位控制系统的设计
