基于单片机的水塔水位自动控制系统的设计【开题报告】 .pdfVIP

开题报告

电气工程及其自动化

基于单片机的水塔水位自动控制系统的设计

一、课题研究意义及现状

不论社会经济如何飞速，水在人们正常生活和生产中起着重要的作用。一旦断了水，轻则给人

民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失，从而对供水系统提出了更高的要求，

满足及时、准确、安全充足的供水。如果仍然使用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难

以保障，由此必须进行自动化控制系统的改造。从而实现提供足够的水量、平稳的水压、水塔水位

的自动控制有设计低成本、高实用价值的控制器。该设计采用分立的电路实现超高、低警戒水位处

理,实现自动控制,而达到节能的目的,提高了供水系统的质量。本次课题的研究意义：

1.通过这次的设计，更加深了对单片机理论方面的理解。

2.掌握单片面的内部模块的应用。

3.了解和掌握单片面应用系统的软硬件的设计过程，方法及实现。

4.通过这次的商讨也培养了我独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。

5.通过外文翻译在一定的程度上加强了我的阅读能力。

水箱水位控制系统的技术已比较成熟,有简单机械式控制装置的系统,也有复杂控制器控制的系

统。目前对水箱水位控制的系统大致可分为以下2种:(1)机械式控制系统。机械式控制系统结构简

单、成本低廉。但这种控制装置故障多,误动作多,且只能单独控制,与计算机进行通信较难实现。(2)

交流调压/变频调速控制系统。该系统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、A/D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PID运算,得出调节参量;经由D/A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,以达到控制水箱水位的目的。

二、课题研究的主要内容和预期目标

随着城市高层建筑供水问题的日益突出，保持供水的自动控制、提高供水质量是相当重要的；

同时要求保证供水的可靠性和安全性。本系统是针对上述问题设计的供水方式和控制系统，由主供

水回路、备用回路等组成。在正常情况下，应保持水塔水位在一段范围之内。为此，在水塔内的不

同高度安装三根金属棒，以感知水位变化的情况。水塔由电机带动水泵供水，由控制系统控制电机

转动，以达到对水位控制的目的。供水时，水位上升，当达到上限时，由于水的导电作用，停止电

机和水泵的工作，不再给水塔供水。

水箱供水系统三相异步电动机带动水泵完成。电机可以有手动控制和自动控制两种方式。手动

控制时，不受水位控制信号控制。自动控制时，由水位信号传感器控制，自动完成。若水位系统出

现在现实中不可能出现的情况，则系统报警。

三、课题研究的方法及措施

本次课题采用单片机进行主控制，利用水的导电性测量水位的变化，把测量到的水位的变化转

换成相应的电信号，用单片机对接收到的信号进行数据处理，完成水位的检测，控制及水泵故障的

报警等功能。

本课题中要解决的问题有：

1.电极对水位的感应；

2.电机故障的检测；

3.单片机主程序的编程；

4.电机的控制与水泵的驱动；

5.水泵故障时的报警系统；

6.备用水泵的使用。

时钟电路报警电路

单片机

AT89C51

复位电路

驱动电机电路

水位检测

图3-1水塔水位检测的总体框图

四、课题研究进度计划

毕业设计期限：自2010年10月20日至2011年4月2日。

10月20日至11月3日完成选题。完成师生的双向选择，确定课题工作。

11月4日至12月4日完成开题的一切准备工作。查阅资料，写出2000个汉字以上的文献综述，完成

一篇与课题相关的外文文献翻译，完成开题报告的填写，进行开题答辩。

12月4日至1月21日完成毕业设计的初稿。学生个人独立完成设计并及时向老师汇报进度，与老师

做好沟通与请教课业的工作。

2月22日至4月1日设计作品的完善与论文的修改。

4月4日至4月1