水位自动控制装置的设计与制作

课程设计

辽 宁 工 业 大 学 电子技术基础课程设计（论文）

题目：水位自动控制装置

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课程设计（论文）任务及评语

课程设计

目录

第1章 水位自动控制装置设计方案论证 ............................................ 2

1.1水位自动控制装置的应用意义 .................................................... 2

1.2水位自动控制装置设计的要求及技术指标 ................................ 2

1.3总体设计方案框图及分析 ............................................................ 2

第2章 水位自动控制装置各单元电路设计 ........................................ 3

2.1信号产生部分 ................................................................................ 3

用plc控制水位的自动控制原理

水塔水位自动控制

一、实验目的

用PLC 构成水塔水位自动控制系统

二、实验设备

1） Dais-PLC30MR 可编程控制模拟实验仪

2） 计算机

3） 连接导线一套

三、实验内容

1、控制要求：当水塔水位低于水位界（S4 为ON 表示）时，电磁阀Y 打开，于是进

水（S4 为OFF 表示水池水位高于水池低水界），当水池水位高于水池低水界（S3 为

ON 表示），电磁阀Y 关闭。

1）I/O 分配表：

输入 输出

SB4：X2 L2：Y1

SB3：X3

2） 输入下图的梯形图。

3） 调试并运行程序，观察结果。

2、控制要求：当水池水位低于SB4 所指示的位置时，启动SB4 按钮，L2 所指示的电

机工作，水池进水。当水池水位达到SB3 所指示的位置时，启动SB3 按钮，使L2 所

指示的电机关闭，停止进水；当水塔水位低于SB2 所指示的位置时，启动SB2 按钮，

L1 所指示的电机工作，开始水塔进水。当水塔水位达到SB1 所指示的位置时，启动SB1 按钮，使L1 所指示的电机停止工作。

1）I/O 分配表：

输入 输出

SB1：X0 L1：Y0

SB2：X1 L2：Y1

SB3：X2

SB4：X3

2） 输入下图的梯形图。

用plc控制水位的自动控制原理

3）调试并

开 题 报 告

设计题目：水塔水位自动控制系统的设计

主要研究内容：

水塔水位自动控制系统采用传感器或电极检测水位，水位低于下限水位A时，启动水泵抽水；水位高于上限水位B时，水泵停止抽水，实现水塔水位的自动控制，并能自动完成上水与停水的全部工作循环，保证水塔的水位高度始终处于较理想的范围。

主要技术指标或研究目标：

本设计的相关技术数据：电源电压220伏，电源频率50赫兹。要求：系统工作稳定、结构简单、制造成本低、灵敏度高。本系统采用分立元件实现控制系统的设计。能利用所学知识进行分析与设计，进一步加深和巩固课本所学知识，学会分析电路、设计电路的方法与步骤，培养综合运用知识的能力。

基本要求：

（1）控制系统整体方案的可行性分析。 （2）工作原理与电路设计。 （3）元器件的选择

（4）绘制设备示意图和系统原理图 （5）编制设计说明书

摘 要

在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而水位检测可以有很多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本文采用分立元件实现控制系统的设计，在水箱上安装一个自动检测水位装

成都电子高专毕业设计

题 目： PLC水塔水位控制及应用系统设计

专业班级 ： T09421数控班 姓 名 ： 张杰 学号： 88

指导教师姓名：山本一夫

2011年10月11日

水池水位自动控制系统设计与制作

摘要

根据物体在水中漂浮的性质，可以用一个浮球来感知水塔里水位的升降，用来控制水泵，使水泵能自动对水池上水，水满时能自动断电停止，真正做到了水池的全自动控制功能，解决了人们日常用水的诸多不便。

本毕业论文范文写的是水池水位自动控制电路的作用是根据水位的高低，自动地控制水泵的启动与停止。水泵和水位的高低是相互反馈的。这样就可以实现水位自动控制的目的。我所设计的水位制动控制装置是有以下几部分组成：水位自动控制电路，高低水位报警器，数码显示。水位自动控制在一定范围内（如 2 -6 米 ），当水位低至 2 米 时使水泵启动上水；当水位升至 6 米 时，使水泵停止工作。因特殊情况水位超限（如高至 7 米 、低于2 米 ）报警器报警。设有手动按键，便于随机控制。由数码管直观显示当前水位。本系统可以随时的控制水位的高低，防止过量放水或来水无人打开关。

关键词：水池；浮子开关；自动上

I

Abstract

According to the nature of an object floating in the water, you can use a float to sense the water leve

自动控制原理课程设计

本课程设计的目的着重于自动控制基本原理与设计方法的综合实际应用。主要内容包括：古典自动控制理论（PID）设计、现代控制理论状态观测器的设计、自动控制MATLAB仿真。通过本课程设计的实践，掌握自动控制理论工程设计的基本方法和工具。

1 内容

某生产过程设备如图1所示，由液容为C1和C2的两个液箱组成，图中Q为稳态液体流量(m3/s)，?Qi为液箱A输入水流量对稳态值的微小变化(m3/s)，

?Q1为液箱A到液箱B流量对稳态值的微小变化(m3/s)，?Q2为液箱B输出水流量对稳态值的微小变化(m3/s)，h1为液箱A的液位稳态值(m)，?h1为液箱A液面高度对其稳态值的微小变化(m)，h2为液箱B的液位稳态值(m)，?h2为液箱B液面高度对其稳态值的微小变化(m)，R1,R2分别为A，B两液槽的出水管液阻

(m/(m3/s))。设u为调节阀开度(m2)。

已知液箱A液位不可直接测量但可观，液箱B液位可直接测量。

Qi+△Qih10+△h1AQ10+△Q1h20+△h2BQ20+△Q2

图1 某生产过程示意图

要求

1. 建立上述系统的数学模型；

2. 对模型特性进行分析，时域指标计算，绘出bode,乃示图，阶跃反应曲线 3

液位自动控制装臵简介

连排扩容器“液位自动控制装臵”简介，其目的进一步提高全体运行人员了解对新增新形设备工作原理，掌握使用方法。该项新技术是由西安交通大学著名专家林万超教授针对目前工业上普遍存在的液位控制难题而开发，“液位自动控制装臵”是基于气体动力学原理，以崭新的构思和巧妙的结构，不用机械活动部件和电子元件，利用汽液两相变化的自调节特性，控制容器出口液体的流量，从而保持水位稳定。是科学技术转化为生产力重要体现，在火力发电厂汽轮发电机组的高压加热器、低压加热器、连排扩容器中得到应用，节能效益显著。

一、装臵的组成

1、本装臵有两部分组成

⑴、传感信号筒（见示图①）

主要由筒体、汽侧管、水侧管、调节汽管组成。

其作用是根据水位的高低输送调节用汽的汽量。

图①

⑵、调节器（见示图②）

主要由壳体、联接法兰、呈渐缩渐扩形的阀芯组成，中部为调节汽进口。

其作用是控制疏水量的大小。

疏水进口

二、工作原理（参照系统图③）

连排疏水由调节器阀口进入，调节汽由调节器进汽口同时进入阀体

内部，当调节汽进入阀腔与疏水混合后，调节汽随疏水一起向阀腔喉部流动，由于蒸汽比容大于水几万分之一，调节器喉部（中间）截面积不变，疏水的有效通流面积则相应减少，使疏水量下降，从而达到阻碍疏水的作用。此时调

目录

一、题目要求 二、系统功能概述 三、方案论证与比较

1、传感器 2、A/D采集电路

四、系统框架 五、硬件电路设计

1、最小系统

2．液位控制及报警电路

2、ADCICL7135信号采集传输电路 4、键盘和显示电路

六、软件设计 七、 测试分析 八、 设计总结

一、题目要求

1、任务

设计并制作一个水位监测与控制装置，示意图如下图所示。

2、要求 (1)基本要求

（1） 通过键盘可以设定B瓶里的液位（0-25cm内的任意值），并通过控制

电磁阀（或类似于电磁阀的装置）使B瓶的液位达到设定值。

（2） 液位误差不超过±0.3cm。

（3） 液位超过25cm或液位低于2cm时发出警报。

（4） 显示器能实时显示当前液位状态和瓶内液体重量，以及阀门状态。

(2)发挥部分

设计并制作一个由主站控制8个从站的有线监控系统。8个从站中，只有一个从站是按基本要求制作的一套液位监控装置，其它从站为模拟从站 (仅要求制作一个模拟从站)。

（1）主站功能：

a．具有所有基本要求里的功能。

b．可显示从站传输过来的从站号和液位讯息，可控制从站液位。 c．在巡回检测时，主站能任意设定要查询的从站数量、从站号和各从

站的液位讯息。 d．收到从站发来的报警信号后，能声光报警并显示相

基于PLC的水位自动控制系统

摘要

目前，大量的高位生活用水和工作用水逐渐增多。因此，不少单位自建水塔储水来解决高层楼房的用水问题。最初，大多用人工进行控制，由于人工无法每时每刻对水位进行准确的定位监测，很难准确控制水泵的起停。要么水泵关停过早，造成水塔缺水；要么关停过晚，造成水塔溢出，浪费水资源，给用户造成不便。利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况。后来，使用水位控制装置使供水状况有了改变，但常使用浮标或机械水位控制装置，由于机械装置的故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。因此为更好的保证供水的稳定性和可靠性，传统的供水控制方法已难以满足现在的要求。

本文采用的是西门子S7-200PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心，对水塔水位自动控制系统的功能性进行了需求分析。主要实现方法是通过传感器检测水塔的实际水位，将水位具体信息传至PLC构成的控制模块，来控制水泵电机的动作，同时显示水位具体信息，若水位低于或高于某个设定值时，就会发出危险报警的信号，最终实现对水塔水位的自动。

关键词：水位自动控制、西门子S7-200PLC、水泵、传感器

Abstract

At present, a large number of high

1—1 解释下列名词术语：自动控制系统、被控对象、扰动、给定值、参考输入、反馈。 答：自动控制系统：尽量不要人的参与，由控制装置实现的使被控对象的某些属性按人期望的轨迹变化的系统，；

被控对象：要求实现自动控制的机器、设备或生产过程，反应了干扰、控制量和被控量三者之间关系的环节。

扰动：扰动是一种对系统的输出产生不利影响的信号。如果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统外部，则称为外扰。外扰是系统的输入量。 给定值：被控对象的物理量在控制系统中应保持的期望值 参考输入即为给定值。

反馈：将系统的输出量反馈送到参考输入端，并与参考输入进行比较和控制运算的过程。

1—3 开环控制系统和闭环控制系统各有什么优缺点? 解：开环系统优点：结构简单，缺点：控制的精度较差；

闭环控制系统优点：控制精度高，缺点：结构复杂、有稳定性问题、设计分析麻烦，制造成本高。

1—4 什么是反馈控制系统、前馈控制系统、前馈一反馈复合控制系统? 反馈控制系统：即闭环控制系统，在一个控制系统，将系统的输出量通过某测量机构对其进行实时测量，并将该测量值与输入量进行比较，形成一个反馈通道，从而形成一个封闭信息回路的控制系统；

前馈控制系统：测量干扰，并根据它对系统的输