水塔水位控制器

水塔水位控制器 水塔水位控制器是指應(yīng)用在家用 機(jī)關(guān)單位 消防 學(xué)校 工廠等的水塔上進(jìn)行自動(dòng)水位控制的儀器 一般要求是全自動(dòng)型 能實(shí)現(xiàn)無(wú) 人值守 缺水自動(dòng)補(bǔ)水 水滿能自動(dòng)停止進(jìn)水 并且要求水塔水位控制器安全性能好 穩(wěn)定可靠 水塔水位控制器的選擇是多樣性的 分別舉例說(shuō)明 1 通過(guò)浮球開關(guān)來(lái)控制水位 基本上有兩種方式 一種是浮球開關(guān)帶著一個(gè)大的金屬球 浸在水中時(shí)浮力大 可以控制兩個(gè)水位 比如 水滿了 浮球因?yàn)楦×Χ仙?帶動(dòng)球閥運(yùn)動(dòng) 使閥門關(guān)閉 停止進(jìn)水 當(dāng)水少了 浮球下降 閥門打開 又再進(jìn)水 如此循環(huán) 這種方式較多應(yīng)用在煮開水器和衛(wèi)生間的沖水器上 還有一種是帶干簧管的微型浮 球開關(guān) 由外面的帶有磁性小浮球使桿里面的干簧管閉合 從而控制水位 多數(shù)應(yīng)用在清水的水位控制 一般十幾塊錢就有交易了 但易受 污物影響 不適用在污水上 第二種是電纜式浮球開關(guān) 該裝置通過(guò)一彈性電線與水泵連接 可用于水塔 水池水位高低的自動(dòng)控制和缺水 保護(hù) 允許接的用電器是 220V 10A 左右 平衡錘或彈性電線的某一固定點(diǎn)到浮筒間的電線長(zhǎng)度 決定水位的高低 這種水位開關(guān)價(jià)格便宜 對(duì)于一些要求不太嚴(yán)格的場(chǎng)合適用 有一定耐污能力 但存在這樣的問(wèn)題 浮球易受外界雜物影響其穩(wěn)定性 特別是纖維狀的雜物纏繞而有 失誤 同一小水箱里不宜使用多個(gè) 否則會(huì)相纏繞 使用壽命相對(duì)短些 而且多數(shù)直接接220V 存在一定的安全隱患 終有一天因?yàn)殡娋€ 破損而漏電電人 所以電纜式浮球開關(guān)一般有這樣的警告 電源線是本裝置的完整部分 一經(jīng)發(fā)現(xiàn)電線受損 本裝置應(yīng)被替換 不準(zhǔn)對(duì)電線 進(jìn)行修理 2 通過(guò)電子式水位開關(guān)和搭配的水位控制器 BZ201 BZ202 來(lái)控制 電子式水 位開關(guān)原理是通過(guò)電子探頭對(duì)水位進(jìn)行檢測(cè) 再由水位檢測(cè)專用芯片對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理 當(dāng)被測(cè)液體到達(dá)動(dòng)作點(diǎn)時(shí) 芯片輸出高或 低電平信號(hào) 再配合水位控制器 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的控制 不需浮球和干簧管 外部無(wú)機(jī)械動(dòng)作 耐污耐用 不怕漂浮物影響 任意角度安 裝 該種水位控制器有較強(qiáng)的耐污能力和較強(qiáng)的防波浪功能 適宜長(zhǎng)時(shí)間浸在水中 工作電壓是直流 5 24V 很安全 這種方式較實(shí)用 耐 污 壽命長(zhǎng) 安全 3 通過(guò)非接觸式的水位開關(guān)來(lái)控制 例 超聲波液位控制器 液位控制器的探頭產(chǎn)生高頻 超聲波脈沖耦合到容器外壁 這個(gè)脈沖會(huì)在容器壁和液體中傳播 還會(huì)被容器內(nèi)表面反射回來(lái) 通過(guò)對(duì)這種反射特性的檢測(cè)和計(jì)算 就可以 判斷出液位是否達(dá)到了液位控制器安裝的位置 液位控制器輸出繼電器信號(hào) 來(lái)完成對(duì)液位的監(jiān)控 主要用于監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐液面 實(shí)現(xiàn)上下限報(bào) 警或監(jiān)測(cè)管道中是否有液體存在 儲(chǔ)罐材質(zhì)可以是各類金屬 金屬或不發(fā)泡塑料 這種方式不受介質(zhì)密度 介電常數(shù) 導(dǎo)電性 反射系數(shù) 壓力 溫度 沉淀等因素的影響 所以適用于醫(yī)藥 石油 化工 電力 食品等行業(yè)的各類液體液位工程控制 對(duì)于有毒的 強(qiáng)腐蝕危險(xiǎn)品 液體的檢測(cè) 該產(chǎn)品更是理想的選擇 但在有泡沫的情況下也易出現(xiàn)誤動(dòng)作 屬于高檔產(chǎn)品 價(jià)格不菲 4 水位繼電器 本產(chǎn)品采用集成電路 并結(jié)合高層樓宇上 下水池的水位分級(jí)提升進(jìn)行設(shè)計(jì) 具有上下水池聯(lián)合控制 水池排水及缺水 保護(hù)等功能 可實(shí)現(xiàn)水箱補(bǔ)水 排水 并有效防止 水池水位過(guò)高溢出或溢出空轉(zhuǎn)損壞 效果還可以 這種方式怕水垢 水垢厚了就就容易誤判 水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)探討水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)探討 收藏此信息 打印該信息 添加 用戶發(fā)布 來(lái)源 未知 摘 要 本文闡述了自動(dòng)化裝置在水塔水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 通過(guò)分析幾種水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的弊端 提出改進(jìn)的設(shè)計(jì)思路 并經(jīng) 過(guò)硬件設(shè)計(jì) 調(diào)試 完成了水塔水位控制器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞 自動(dòng)控制系統(tǒng) 水塔水位 Abstract The thesis simply discusses the application research on water tower water level auto control system It analyzes the limitati on on the pre designation of water tower water level auto control system and devises the advanced plan To be proved in the practice the water tower water level auto control system is compatible for all kinds of liquids and can throw into the effective production Keywords Auto Control System Water Level Water Tower 現(xiàn)今社會(huì) 自動(dòng)化裝置無(wú)所不在 在控制技術(shù)需求的推動(dòng)下 控制理論本身也取得了顯著的進(jìn)步 水塔水位的監(jiān)測(cè)和控制 再也不 需要人工進(jìn)行操作 實(shí)踐證明 自動(dòng)化操作 具有不可替代的應(yīng)用價(jià)值 水塔水位自動(dòng)控制器 具有適應(yīng)各種液體液位的檢測(cè)和控制的 功能 設(shè)計(jì)中分析了利弊 考慮了各種液體的阻值大小 是可以投入實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品 1 設(shè)計(jì)分析 水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng) 的控制對(duì)象為水泵 容器為水塔或儲(chǔ)液罐 水位高度正常情況下控制在 C D 之間 如圖 1 a 當(dāng)水位 在低于 C 點(diǎn)時(shí) 水泵開始進(jìn)水 如圖 1 b 當(dāng)水位高于 D 點(diǎn)時(shí) 水泵停止進(jìn)水 如圖 1 c 當(dāng)水位低于 C 點(diǎn)并到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)就報(bào) 警 采取手動(dòng)啟動(dòng)水泵 如圖 1 d 當(dāng)水位超過(guò) D 點(diǎn)并到達(dá) E 點(diǎn)時(shí)上限報(bào)警 采取強(qiáng)制停止水泵 水位從溢流口流出 如圖 1 e 圖 1 設(shè)計(jì)分析示意圖 為了精確的實(shí)現(xiàn)對(duì)水位的控制 必須建立閉環(huán)控制系統(tǒng) 根據(jù)水塔中的進(jìn) 出水的水位可以自動(dòng)控制水泵 使水位處于動(dòng)態(tài)的平衡 狀態(tài) 2 現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案的分析 1 555 定時(shí)器組成的水位自動(dòng)控制器 圖 2 可以看出 電路設(shè)計(jì)過(guò)于簡(jiǎn)單化 沒(méi)有考慮異常情況的排除方法 例如 探頭發(fā)生 故障 則此系統(tǒng)無(wú)法檢測(cè) 導(dǎo)致水位控制器操作異常 沒(méi)有設(shè)計(jì)報(bào)警電路 無(wú)法方便地讀取水位實(shí)際數(shù)值 圖 2 水位自動(dòng)控制系統(tǒng) 2 用 51 單片機(jī)設(shè)計(jì)的水位自動(dòng)控制系統(tǒng) 51 單片機(jī)實(shí)際是個(gè)小的微型機(jī) 除了硬件電路的搭接外 還需要軟件的開發(fā)和應(yīng)用 這樣會(huì)使設(shè)計(jì)變得很繁瑣 同時(shí)從電磁兼容方面考慮 軟件設(shè)計(jì)存在系統(tǒng)地不穩(wěn)定性 在實(shí)際應(yīng)用中 為了滿足工廠的實(shí)際條件 大 部分自動(dòng)化控制裝置采用純硬件的電路設(shè)計(jì) 此外 該電路不能檢測(cè)液體的電導(dǎo)率 不適用水塔中液體性質(zhì)改變的情況 圖 3 水塔水位控制電路 3 最優(yōu)方案 3 1 系統(tǒng)框圖 控制系統(tǒng)主要分為模擬檢測(cè)和邏輯判斷兩大塊 如圖 4 所示 模擬檢測(cè)實(shí)際上測(cè)量的是 B C D E 四個(gè)探頭相對(duì)于 A 點(diǎn) 即地 電位的高低 在水塔中清水里的四個(gè)探頭 B C D E 各點(diǎn)和探頭 A 點(diǎn)之間實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)可變電阻 當(dāng)電阻值發(fā)生變化時(shí) 各 點(diǎn)的電位值不同 通過(guò)邏輯判斷 就得到不同的輸出 即操作控制不同的動(dòng)作 圖 4 系統(tǒng)框圖 3 2 原理圖 圖 5 為最優(yōu)方案的原理圖 如圖所示 水位正常情況下應(yīng)處于 C D 之間 此時(shí) BCDE 四個(gè)探頭的邏輯電平為 0011 即保持狀 態(tài) 當(dāng)水位低于 C 點(diǎn) 處于 B C 之間時(shí) BCDE 四個(gè)探頭的邏輯電平為 0111 即進(jìn)水狀態(tài) 當(dāng)水位高于 D 點(diǎn) 處于 D E 之間時(shí) BC DE 四個(gè)探頭的邏輯電平為 0001 即停進(jìn)狀態(tài) 當(dāng)水位低于 B 點(diǎn)或水位高于 E 點(diǎn) 此時(shí) BCDE 四個(gè)探頭的邏輯電平為 1111 或 0000 時(shí) 水塔水位的報(bào)警電路開始工作 產(chǎn)生下限報(bào)警或上限報(bào)警 即低報(bào)和高報(bào) 這時(shí) 需要工作人員進(jìn)行手動(dòng)關(guān)閉報(bào)警設(shè)備才可以解除警 報(bào) 圖 5 水塔供水系統(tǒng)的最終連線圖 3 3 系統(tǒng)優(yōu)化 從圖 5 中可以看出 B C D E 四個(gè)探頭每個(gè)都接有一個(gè)運(yùn)算放大器 實(shí)際運(yùn)行中 當(dāng)某個(gè)探頭出現(xiàn)故障時(shí) 系統(tǒng)可以及時(shí)檢測(cè) 到 不會(huì)造成誤動(dòng)作的產(chǎn)生 同時(shí) 新增了報(bào)警確認(rèn)電路 這樣 當(dāng)誤動(dòng)作產(chǎn)生以及水塔內(nèi)水位的過(guò)低或者過(guò)高 都會(huì)啟動(dòng)報(bào)警裝置 一旦系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警 就可以及時(shí)去處理問(wèn)題 問(wèn)題處理完畢之后 工作人員可以手動(dòng)關(guān)閉報(bào)警裝置 因此 優(yōu)化的方案增強(qiáng)了系統(tǒng)的可 靠性 穩(wěn)定性和實(shí)用性 4 水塔水位控制器的可行性試驗(yàn) 4 1 可行性試驗(yàn) 圖 6 為水塔水位控制器的外觀正視圖 由電源指示燈 報(bào)警確認(rèn)燈 水位指示燈以及報(bào)警確認(rèn)開關(guān)組成 接通電源時(shí) 電源指示燈 亮 當(dāng)水塔中水深處于不同位置時(shí) 水位指示燈 B C D E 情況不同 圖 6 水塔水位控制器外觀圖 當(dāng)水位處于 B 點(diǎn)之下 指示燈 B C D E 全亮 報(bào)警電路開始報(bào)警 即下限報(bào)警 當(dāng)水位處于 B C 之間 指示燈 B 滅 C D E 亮 水泵開始進(jìn)水 當(dāng)水位處于 C D 之間 指示燈 B C 滅 C D 亮 保持狀態(tài) 即保持進(jìn)水 當(dāng)水位處于 D E 之間 指示燈 B C D 滅 E 亮 停進(jìn)狀態(tài) 即水泵不工作 當(dāng)水位處于 E 點(diǎn)之上 指示燈 B C D E 全滅 水泵不工作 報(bào)警電路開始溢出報(bào)警 即上限報(bào)警 報(bào)警電路可以手動(dòng)關(guān)閉 只要按下報(bào)警確認(rèn)開關(guān) 就可以解除報(bào)警的蜂鳴聲 此時(shí) 報(bào)警確認(rèn)燈亮起 處理完故障時(shí) 必須關(guān)閉 報(bào)警確認(rèn)燈 報(bào)警確認(rèn)電路復(fù)位 恢復(fù)其監(jiān)測(cè)故障的功能 4 2 可行性分析 此方案采用純硬件電路設(shè)計(jì) 避免了軟件程序設(shè)計(jì)中的不穩(wěn)定因素 提高了實(shí)際運(yùn)用中的可靠性 同時(shí) 對(duì)于不同類型的液體 此 系統(tǒng)均有良好的兼容性 當(dāng)水塔中液體改變時(shí) 只需要將電位器中的阻值和該液體的阻值調(diào)節(jié)到一個(gè)數(shù)量級(jí)上就可以很方便的實(shí)現(xiàn)此液 體的水位控制操作 試驗(yàn)證明 此水塔水位控制器不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)水塔水位的精確控制 而且 此系統(tǒng)更具有工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際性 5 結(jié)束語(yǔ) 本文通過(guò)介紹自行設(shè)計(jì)的水塔水位控制器 系統(tǒng)地闡述了設(shè)計(jì)方案及成品試驗(yàn) 試驗(yàn)證明 該系統(tǒng)在運(yùn)行期間穩(wěn)定性高 完全符合 預(yù)先規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn) 是可以投入生產(chǎn)的水塔水位控制器 參考文獻(xiàn) 1 胡壽松主編 自動(dòng)控制原理 第四版 北京 科學(xué)出版社 2001 年 2 劉豹主編 現(xiàn)代控制理論 第二版 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 年 3 Gene F Franklin J David Powell Abbas Emami Naeini Feedback Control of Dynamic Systems Publishing House of Electrron ics Industry 4 朱曉青主編 過(guò)程檢測(cè)控制技術(shù)與應(yīng)用 北京 冶金工業(yè)出版社 2002 年 5 姚伯威 孫銳主編 控制工程基礎(chǔ) 北京 國(guó)防工業(yè)出版社 2002 年 6 李朝青編著 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 簡(jiǎn)明修訂版 北京 北京航天航空大學(xué)出版社 1998 年 7 戴文進(jìn) 章衛(wèi)國(guó)主編 自動(dòng)化專業(yè)英語(yǔ) 武漢 武漢理工大學(xué)出版社 2001 年 8 談?wù)穹?自動(dòng)控制專業(yè)英語(yǔ) 哈爾濱 哈爾濱工程大學(xué)出版社 1999 年 水塔水位控制水塔水位控制 學(xué)習(xí)共享 2009 10 13 23 28 14 閱讀 320 評(píng)論 0 字號(hào) 大中小 訂閱 水塔水位控制 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 熟悉水塔水位控制體統(tǒng)的工作原理 2 掌握水塔水位控制系統(tǒng) PLC 的 I O 接線 編程方法 3 學(xué)會(huì)用 PLC 設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的控制體統(tǒng) 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 安裝了 STEP Micro WIN32 編程軟件的計(jì)算機(jī) PC 一臺(tái) S7 200CPU224 一臺(tái) DV24V 實(shí)驗(yàn)電源一臺(tái) 可選 PC PPI 編程電纜一根 模擬輸入開關(guān)一套 燈兩個(gè) 導(dǎo)線若干 3 預(yù)習(xí)要求 1 預(yù)習(xí) PLC 常用指令的相關(guān)知識(shí) 2 編寫控制程序 實(shí)現(xiàn)控制要求 水塔水位控制示意圖如下圖所示 控制要求如下 1 當(dāng)供水池水位低于低水位界限時(shí) S4 為 OFF 時(shí)表示 報(bào)警燈 2 報(bào)警 閥門 Y 打開給水池注水 10S 后 如果 S4 繼續(xù)保持 OFF 狀態(tài) 表示閥門 Y 沒(méi) 有進(jìn)水 出現(xiàn)了故障 報(bào)警燈 2 繼續(xù)報(bào)警 如果 S4 為 ON 狀態(tài) 表示水池水位開始升高 報(bào)警燈 2 解除 2 當(dāng)水塔水位低于低水位界限時(shí) S2 為 OFF 時(shí)表示 報(bào)警燈 1 報(bào)警 水泵 M 開給水塔注水 10S 后 如果 S2 繼續(xù)保持 OFF 狀態(tài) 表示水泵 M 沒(méi)有抽 水 出現(xiàn)了故障 報(bào)警燈 1 繼續(xù)報(bào)警 如果 S2 為 ON 狀態(tài) 表示水塔水位開始升高 報(bào)警燈 1 解除 3 當(dāng)水塔水位低于 S2 時(shí) 水泵 M 開始運(yùn)行并開始抽水 直到水位達(dá)到高水位界限 S1 由于水塔要供水 所以水位會(huì)下降 當(dāng)水塔水位介于 S1 和 S2 之 間 不需要水泵 M 運(yùn)行 避免水泵頻繁啟停 當(dāng)水塔水位再一次低于 S2 時(shí) 水泵 M 運(yùn)行并開始抽水 直到水位達(dá)到高水位界限 S1 時(shí) 水泵 M 停 止運(yùn)行 4 當(dāng)供水池水位低于 S4 時(shí) 閥門 Y 打開并開始放水 直到水位達(dá)到高水位界限 S3 由于水塔要抽水 所以供水池水位要下降 當(dāng)供水池水位介于 S3 和 S4 之間 不需要閥門 Y 打開 避免閥門頻繁開關(guān) 當(dāng)水塔水位再一次低于 S4 時(shí) 閥門 Y 打開并開始放水 直到水位達(dá)到高水位界限 S3 時(shí) 閥 門 Y 關(guān)閉 4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 掌握可編程控制器的外部接線方法 PLC 輸入 輸出分配表 液面?zhèn)鞲衅?S1I0 0 液面?zhèn)鞲衅?S2I0 1 液面?zhèn)鞲衅?S3I0 2 輸入信號(hào) 液面?zhèn)鞲衅?S4I0 3 繼電器 CR1 控制 M Q0 0 繼電器器 CR2 控制 Y Q0 1 報(bào)警燈 1Q0 2 輸出信號(hào) 報(bào)警燈 2Q0 3 PLC 端子接線圖 2 學(xué)會(huì)用可編程控制器實(shí)現(xiàn)水塔水位控制的編程方法 5 程序 指令語(yǔ)句表 TITLE 程序注釋 Network 1 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題 網(wǎng)絡(luò)注釋 LD SM0 5 O M10 1 AN I0 3 Q0 2 Network 2 LD Q0 2 O M10 0 AN I0 3 M10 0 Network 3 LD M10 0 TON T37 100 Network 4 LD T37 O M10 1 AN I0 3 M10 1 Network 5 LD SM0 5 O M11 1 AN I0 1 Q0 3 Network 6 LD Q0 3 O M11 0 AN I0 1 M11 0 Network 7 LD M11 0 TON T38 100 Network 8 LD T38 O M11 1 AN I0 1 M11 1 Network 9 LD M0 1 ON I0 3 O Q0 1 AN I0 2 Q0 1 Network 10 LD I0 3 ED S M0 1 1 Network 11 LD I0 2 R M0 1 1 Network 12 LD M0 0 ON I0 1 O Q0 0 AN I0 0 Q0 0 Network 13 LD I0 1 ED S M0 0 1 Network 14 LD I0 0 R M0 0 1 6 總結(jié) 略 水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)研究 3 2009 05 21 14 45 06 來(lái)源 互聯(lián)網(wǎng) 本文闡述了自動(dòng)化裝置在水塔水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 通過(guò)分析幾種水塔水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的弊端 提出改進(jìn)的設(shè)計(jì)思路 并經(jīng)過(guò)硬件設(shè)計(jì) 調(diào)試 完成了水塔水位控制器的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵字 關(guān)鍵字 自動(dòng)控制系統(tǒng) 31 篇 水塔 1 篇 水位 8 篇 4 1 可行性試驗(yàn) 圖 6 為水塔水位控制器的外觀正視圖 由電源指示燈 報(bào)警確認(rèn)燈 水位指示燈以及 報(bào)警確認(rèn)開關(guān)組成 接通電源時(shí) 電源指示燈亮 當(dāng)水塔中水深處于不同位置時(shí) 水位指 示燈 B C D E 情況不同 圖 6 水塔水位控制器外觀圖 當(dāng)水位處于 B 點(diǎn)之下 指示燈 B C D E 全亮 報(bào)警電路開始報(bào)警 即 下限報(bào)警 當(dāng)水位處于 B C 之間 指示燈 B 滅 C D E 亮 水泵開始進(jìn)水 當(dāng)水位處于 C D 之間 指示燈 B C 滅 C D 亮 保持狀態(tài) 即保持進(jìn) 水 當(dāng)水位處于 D E 之間 指示燈 B C D 滅 E 亮 停進(jìn)狀態(tài) 即水泵不 工作 當(dāng)水位處于 E 點(diǎn)之上 指示燈 B C D E 全滅 水泵不工作 報(bào)警電路 開始溢出報(bào)警 即上限報(bào)警 報(bào)警電路可以手動(dòng)關(guān)閉 只要按下