液位控制系统改详解.docx

专业课程设计 题目： 液位控制器的设计 姓 名： 李宏旭 仲隆健 学 号： P131814125 P131814148 学 院： 电气工程学院 专 业： 自动化 班 级： 2013级自动化三班 指导老师： 刘明华 2016 年 06 月 15日  摘 要 本文采用AT89C51单片机系统实现了对液位的自动控制过程，设计出一种低成本、高实用价值的水位控制器。该系统具有水位检测、水位高度LCD显示、低水位高水位报警以及自动加水等功能。 本设计过程中主要采用了传感技术、单片机技术、光报警技术以及弱电控制强电的技术。本设计传感器使用了超声波模块，并且详细阐述了超声波测距测的原理，给出了系统构成框图。此系统具有易控制、工作可靠、测量精度高的优点，可实时监控液位。并采用C51单片机系统控制整个电路的信号处理以及采用光电耦合和继电器来实现弱电控制强电来实现加水系统的自动控制。它能自动完成水位检测、光报警、上水停水的全部工作循环，保证液面高度始终处于较理想的范围内，它结构简单，制造成本低，灵敏度高，节约能源显著，是用于各种高层液体储存的理想设备。 关键词 单片机/超声波模块/自动监测/LCD1602液晶/自动控制 目 录 摘 要 I 1绪论 1 1.1研究现状 1 1.2液位测量技术概况 1 1.2.1机械浮子类液位计 2 1.2.2电子类液位传感器 2 1.2.3热学式液位计 3 1.2.4．雷达液位传感器 3 1.2.5超声波液位传感器 3 1.2.6液压类液位计 4 1.3国内外液位传感器的现状 5 1.4设计任务与计划 5 2总体方案的设计 7 2.1设计思路 7 2.2结构设计 8 3硬件设计 10 3.1系统方框图 10 3.2系统工作原理 10 3.2.1单片机介绍 11 4各部分电路设计 15 4.1传感器的选用 15 4.2显示模块 16 4.3单片机控制处理电路 17 4.4光报警显示统电路 18 4.5继电器控制电路的原理图 18 4.5.1光电耦合器简介 19 4.5.2继电器简介 20 5软件设计 22 5.1水位控制系统程序流程图 22 5.2 水位控制系统主程序 23 6系统仿真 24 6.1程序编译和加载 24 6.2 Proteus系统仿真 24 6.3系统仿真结果分析 25 7实物的制作与调试 26 8总结 27 致 谢 28 参考文献 29 附 录1 30 附 录 2 31 1绪论 1.1研究现状 在许多工业生产过程中，需要对系统的液位进行监测，特别是对具有腐蚀性的液体液位的测量，传统的电极法是采用差位分布电极，通过给电脉冲来检测液面，电极长期浸泡在液体中，极易被腐蚀、电解、失去灵敏性，因而对测试设备的抗腐蚀性要求较高。超声波液位检测系统，利用了超声波传感技术的原理，采取一种非接触式的测量方法，能够实现对工业系统中液位或物料位的检测；而且超声波具有很好的指向性和束射特性，人耳听不见，一般不会对人体造成伤害检测工程方便、迅速、易做到实时控制，而且测量精度又能达到工业实用的要求，所以有广泛的工业应用前景。 并且目前，我国住宅小区楼房自来水供水系统主要采用高塔供水，既在楼顶或者另外建设的高塔上面建个蓄水池以保证用户水压的恒定。目前大多数的住宅小区都是采用人工加水的办法，即当水用完的时候，就人工开启水泵进行加水，十分不便。所以这一切问题的存在，都在呼唤一种简单经济的液位检测报警控制系统的诞生。 传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点,而自动控制原理, 依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,保持水压恒定以满足用水要求, 从而提高了供水系统的质量。而且成本低，安装方便，经过多次实验证明，灵敏性好，是节约水源，方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。 1.2液位测量技术概况 液位传感器是指检测液体高度信息的仪器，液位测量技术在工程领域有着极为广泛的应用。随着生产自动化程度的不断提高，必须首先对液位测量数据进行控制与调节，以保证自动化生产能够自动控制