液位測控系統(tǒng)研究本科

1、安徽科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報告書題目液位測控系統(tǒng)研究學(xué)生姓名楊業(yè)青指導(dǎo)教師高海濤職稱講師一、液位測控系統(tǒng)研究的目的和意義 隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人口密度的不斷增加，水資源的利用率與節(jié)約用水意識就相對越發(fā)重要了。水位控制被廣泛地應(yīng)用在日常生活和工業(yè)上，通過對水位的控制對外供水以滿足需要，其水位控制具有普遍性。水資源一直都在人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用，突然斷水，不僅會給人們的生活帶來大大的不便，而且如果長時間缺水，則很有可能造成嚴(yán)重的自然災(zāi)害甚至更大的損失。因此，供水系統(tǒng)往往是建筑、生產(chǎn)或企業(yè)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一。供水的主要問題是塔內(nèi)水位應(yīng)始終保持在一定范圍，避免“空塔

2、”、“溢塔”現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)水位到達(dá)水位下限時自動啟動電機(jī)，給供水；在水位達(dá)到水位上限的時候自動關(guān)閉電機(jī)，停止供水。并能在供水系統(tǒng)出現(xiàn)異常的時候能夠發(fā)出警報，以及時排除故障，隨時保證的對外的正常供水作用。目前，控制水位方法較多，其中較為常用的是由單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行，使內(nèi)水位保持恒定，以保證連續(xù)正常地供水。隨著我國單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的逐漸成熟，單片機(jī)具備了高集成度，體積小，高可靠性；控制功能強(qiáng)；低電壓，低功耗；易擴(kuò)展和單片機(jī)生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。所以，基于單片機(jī)的基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng) 應(yīng)用到中小型以及民用產(chǎn)品有著交大的發(fā)展空間。使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)水位控制具有較高的使用價值和穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。利用水的導(dǎo)電性

3、能實(shí)現(xiàn)對水位的測量，可以有效地保證水位的自動控制，能更好地對水位進(jìn)行自動化控制，避免了工作人員在現(xiàn)場進(jìn)行測檢操控，方便了工作人員對水位的控制，控制方便且系統(tǒng)穩(wěn)定性能好。單片機(jī)具備了不僅體積小，安裝方便，功能較齊全等優(yōu)點(diǎn)，而且有很高的的性價比，應(yīng)用前景廣闊，同時有助于發(fā)現(xiàn)可能存在的故障，通過微機(jī)實(shí)現(xiàn)給水系統(tǒng)的自動控制與調(diào)節(jié)，維持穩(wěn)定系統(tǒng)，保證安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。此次設(shè)計(jì)就是采用AT89S52單片機(jī)為核心的一種基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng) ，具有較高的使用價值和優(yōu)越性。本系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)相比較大大降低了使用成本，提高了控制運(yùn)行速度。根據(jù)仿真模擬運(yùn)行的結(jié)果表明，該系統(tǒng)能很好的運(yùn)行，將液位控制在給定的范圍內(nèi)

4、，對過高和過低的水位進(jìn)行實(shí)時安全警報，穩(wěn)定性能好，容易操作和控制，保證了生產(chǎn)的正常運(yùn)行。2、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展前景 現(xiàn)階段的智能基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)中最常采用的三種手段可實(shí)現(xiàn)上述功能：PLC基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng) ；單片機(jī)智能水位控制；光纖傳感器在水位檢測中的應(yīng)用研究?；趩纹瑱C(jī)的成本相對于其他兩個控制系統(tǒng)較低，所以當(dāng)前單片機(jī)控制水位的研究占據(jù)了市場的主導(dǎo)位置。單片機(jī)基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng) 以其自動化控制系統(tǒng)的安全優(yōu)勢，不僅大量使用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，并且開始慢慢深入到一些民用水箱產(chǎn)品。但是目前階段，要應(yīng)用到農(nóng)村當(dāng)中，因?yàn)樗某杀締栴}，還是無法普及各個地方。比如把一臺純手工家用水

5、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)施的性價比較高。因此大規(guī)模的使用仍受到經(jīng)濟(jì)上的限制。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。水箱控制系統(tǒng)仍然有大規(guī)模推廣的前景。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。它性能的優(yōu)良與否關(guān)系直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)安全和效益。目前市場上在用的水位控制方式主要有以下幾種：（1） 外置水壓式水位控制：其工作原理是利用水箱內(nèi)水的自身壓力轉(zhuǎn)化為力矩,利用自來水的壓力膨脹,結(jié)合杠桿原理制作而成.可實(shí)現(xiàn)水箱的全自動進(jìn)水控制。該控制閥水位調(diào)節(jié)范圍廣，使用水位調(diào)節(jié)范圍是

6、03m;36m；610m(三種閥)的水位高度；使用調(diào)節(jié)壓力范圍是00.2Mpa。對自來水有減壓作用，洗澡時易調(diào)節(jié)水溫，節(jié)水。（2） 電極式水位控制：使用多個電極線與水面接觸，探測水位。最明顯的優(yōu)點(diǎn)就是成本低廉。（3） 液位變送器+智能控制器方式：屬于模擬量控制，可以實(shí)時顯示水位數(shù)值，對于水位失控或設(shè)備故障可以提前預(yù)警。集成了雙泵智能控制，控制系統(tǒng)接線簡單。可設(shè)高、低、超高、超低四點(diǎn)控制，控制點(diǎn)（水面位置）在控制器上設(shè)定，極其方便。智能控制器可與電腦聯(lián)網(wǎng)，可以遠(yuǎn)程監(jiān)視水位及設(shè)備運(yùn)行情況。是從工業(yè)控制系統(tǒng)移植而來，穩(wěn)定可靠。相比于發(fā)達(dá)國家在單片機(jī)新型系統(tǒng)研究、制造和應(yīng)用上，他們的經(jīng)驗(yàn)豐富，技術(shù)趨于

7、成熟。我國在新型測控裝置與系統(tǒng)研究、制造、應(yīng)用和經(jīng)驗(yàn)上，與發(fā)達(dá)國家相比還存在差距。主要參考文獻(xiàn)1 李淑明.模擬電子電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)仿真M，電子科技大學(xué)出版社，2010.02.2 童詩白，華成英模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)北京：高等教育出版社，20003 胡漢才單片機(jī)原理及其接口技術(shù)M北京：清華大學(xué)出版社，1996：50-684 / 4文檔可自由編輯打印三、主要內(nèi)容、研究方法和思路： 該設(shè)計(jì)的目的是應(yīng)用單片機(jī)控制技術(shù)，以單片機(jī)為核心控制，實(shí)現(xiàn)了水位檢測功能、水位控制功能、報警功能。該系統(tǒng)操作方便、性能良好。 關(guān)鍵詞：單片機(jī)水位控制方案：單片機(jī)控制方案設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)思路 用單片機(jī)做水箱水位控制這個設(shè)計(jì)核心也是傳感器

8、，將信號傳送到單片機(jī)，單片機(jī)再將信號輸出給電機(jī)，來完成設(shè)計(jì)的要求工作。 主要分三塊：單片機(jī)本身一塊；傳感器；電機(jī)控制一塊。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)因?yàn)榭刂票容^簡單，不易出錯，而且從經(jīng)濟(jì)方面來講，單片機(jī)便宜，所以這次我選用單片機(jī)來完成設(shè)計(jì)。2、方案設(shè)計(jì)水位上升到水位上限時，停止電機(jī)轉(zhuǎn)動。當(dāng)水箱水位低于水位下限時，起動電機(jī)。報警控制如下：當(dāng)水位高與水位上限的時候，由傳感器發(fā)送信號給單片機(jī)，單片機(jī)控制電機(jī)停止運(yùn)作，系統(tǒng)水位高報警。當(dāng)水位低于水位下限的時候，由傳感器發(fā)送信號，單片機(jī)控制電機(jī)開始運(yùn)作，系統(tǒng)水位低報警。 基于單片機(jī)對水箱水位的控制我將它分為三塊： （1） 信號接收 （2） 信號處理（3） 信號輸出四、

9、總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）：時間安排工作內(nèi)容2015年10.1-10.31組織畢業(yè)設(shè)計(jì)命題，指導(dǎo)教師根據(jù)計(jì)劃任務(wù)落實(shí)命題2015年11月10日前完成學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題工作向?qū)W院提交畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)選題匯總表2016年1月23日前查閱文獻(xiàn)、撰寫開題報告，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題2016年2月22日-5月1日學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2016年3月25日-4月3日填寫中期檢查表，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查準(zhǔn)備中期檢查有關(guān)材料，用于學(xué)校檢查2016年4月28日前指導(dǎo)教師收集學(xué)生畢業(yè)是設(shè)計(jì)正文、進(jìn)行格式完善要求所有畢業(yè)設(shè)計(jì)主體完成2016年4月29日-5月3日收集畢業(yè)設(shè)計(jì)電子檔用于學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)復(fù)制比檢測填寫答辯申請表、指導(dǎo)教師進(jìn)一