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 機關(guān)單位 消防 學(xué)校 工廠等的水塔上進行自動水位控制的儀器 一般要求是全自動型 能實現(xiàn)無 人值守 缺水自動補水 水滿能自動停止進水 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 分別舉例說明 1 通過浮球開關(guān)來控制水位 基本上有兩種方式 一種是浮球開關(guān)帶著一個大的金屬球 浸在水中時浮力大 可以控制兩個水位 比如 水滿了 浮球因為浮力而上升 帶動球閥運動 使閥門關(guān)閉 停止進水 當水少了 浮球下降 閥門打開 又再進水 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) 該裝置通過一彈性電線與水泵連接 可用于水塔 水池水位高低的自動控制和缺水 保護 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到浮筒間的電線長度 決定水位的高低 這種水位開關(guān)價格便宜 對于一些要求不太嚴格的場合適用 有一定耐污能力 但存在這樣的問題 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 否則會相纏繞 使用壽命相對短些 而且多數(shù)直接接220V 存在一定的安全隱患 終有一天因為電線 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 不準對電線 進行修理 2 通過電子式水位開關(guān)和搭配的水位控制器 BZ201 BZ202 來控制 電子式水 位開關(guān)原理是通過電子探頭對水位進行檢測 再由水位檢測專用芯片對檢測到的信號進行處理 當被測液體到達動作點時 芯片輸出高或 低電平信號 再配合水位控制器 從而實現(xiàn)對液位的控制 不需浮球和干簧管 外部無機械動作 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的耐污能力和較強的防波浪功能 適宜長時間浸在水中 工作電壓是直流 5 24V 很安全 這種方式較實用 耐 污 壽命長 安全 3 通過非接觸式的水位開關(guān)來控制 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 這個脈沖會在容器壁和液體中傳播 還會被容器內(nèi)表面反射回來 通過對這種反射特性的檢測和計算 就可以 判斷出液位是否達到了液位控制器安裝的位置 液位控制器輸出繼電器信號 來完成對液位的監(jiān)控 主要用于監(jiān)測儲罐液面 實現(xiàn)上下限報 警或監(jiān)測管道中是否有液體存在 儲罐材質(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 對于有毒的 強腐蝕危險品 液體的檢測 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)誤動作 屬于高檔產(chǎn)品 價格不菲 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 下水池的水位分級提升進行設(shè)計 具有上下水池聯(lián)合控制 水池排水及缺水 保護等功能 可實現(xiàn)水箱補水 排水 并有效防止 水池水位過高溢出或溢出空轉(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 水塔水位自動控制系統(tǒng)探討水塔水位自動控制系統(tǒng)探討 收藏此信息 打印該信息 添加 用戶發(fā)布 來源 未知 摘 要 本文闡述了自動化裝置在水塔水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 通過分析幾種水塔水位自動控制系統(tǒng)的弊端 提出改進的設(shè)計思路 并經(jīng) 過硬件設(shè)計 調(diào)試 完成了水塔水位控制器的設(shè)計 關(guān)鍵詞 自動控制系統(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 自動化裝置無所不在 在控制技術(shù)需求的推動下 控制理論本身也取得了顯著的進步 水塔水位的監(jiān)測和控制 再也不 需要人工進行操作 實踐證明 自動化操作 具有不可替代的應(yīng)用價值 水塔水位自動控制器 具有適應(yīng)各種液體液位的檢測和控制的 功能 設(shè)計中分析了利弊 考慮了各種液體的阻值大小 是可以投入實際生產(chǎn)的產(chǎn)品 1 設(shè)計分析 水塔水位自動控制系統(tǒng) 的控制對象為水泵 容器為水塔或儲液罐 水位高度正常情況下控制在 C D 之間 如圖 1 a 當水位 在低于 C 點時 水泵開始進水 如圖 1 b 當水位高于 D 點時 水泵停止進水 如圖 1 c 當水位低于 C 點并到達 B 點時就報 警 采取手動啟動水泵 如圖 1 d 當水位超過 D 點并到達 E 點時上限報警 采取強制停止水泵 水位從溢流口流出 如圖 1 e 圖 1 設(shè)計分析示意圖 為了精確的實現(xiàn)對水位的控制 必須建立閉環(huán)控制系統(tǒng) 根據(jù)水塔中的進 出水的水位可以自動控制水泵 使水位處于動態(tài)的平衡 狀態(tài) 2 現(xiàn)有設(shè)計方案的分析 1 555 定時器組成的水位自動控制器 圖 2 可以看出 電路設(shè)計過于簡單化 沒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)無法檢測 導(dǎo)致水位控制器操作異常 沒有設(shè)計報警電路 無法方便地讀取水位實際數(shù)值 圖 2 水位自動控制系統(tǒng) 2 用 51 單片機設(shè)計的水位自動控制系統(tǒng) 51 單片機實際是個小的微型機 除了硬件電路的搭接外 還需要軟件的開發(fā)和應(yīng)用 這樣會使設(shè)計變得很繁瑣 同時從電磁兼容方面考慮 軟件設(shè)計存在系統(tǒng)地不穩(wěn)定性 在實際應(yīng)用中 為了滿足工廠的實際條件 大 部分自動化控制裝置采用純硬件的電路設(shè)計 此外 該電路不能檢測液體的電導(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)主要分為模擬檢測和邏輯判斷兩大塊 如圖 4 所示 模擬檢測實際上測量的是 B C D E 四個探頭相對于 A 點 即地 電位的高低 在水塔中清水里的四個探頭 B C D E 各點和探頭 A 點之間實際上相當于一個可變電阻 當電阻值發(fā)生變化時 各 點的電位值不同 通過邏輯判斷 就得到不同的輸出 即操作控制不同的動作 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 BCDE 四個探頭的邏輯電平為 0011 即保持狀 態(tài) 當水位低于 C 點 處于 B C 之間時 BCDE 四個探頭的邏輯電平為 0111 即進水狀態(tài) 當水位高于 D 點 處于 D E 之間時 BC DE 四個探頭的邏輯電平為 0001 即停進狀態(tài) 當水位低于 B 點或水位高于 E 點 此時 BCDE 四個探頭的邏輯電平為 1111 或 0000 時 水塔水位的報警電路開始工作 產(chǎn)生下限報警或上限報警 即低報和高報 這時 需要工作人員進行手動關(guān)閉報警設(shè)備才可以解除警 報 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 四個探頭每個都接有一個運算放大器 實際運行中 當某個探頭出現(xiàn)故障時 系統(tǒng)可以及時檢測 到 不會造成誤動作的產(chǎn)生 同時 新增了報警確認電路 這樣 當誤動作產(chǎn)生以及水塔內(nèi)水位的過低或者過高 都會啟動報警裝置 一旦系統(tǒng)發(fā)生報警 就可以及時去處理問題 問題處理完畢之后 工作人員可以手動關(guān)閉報警裝置 因此 優(yōu)化的方案增強了系統(tǒng)的可 靠性 穩(wěn)定性和實用性 4 水塔水位控制器的可行性試驗 4 1 可行性試驗 圖 6 為水塔水位控制器的外觀正視圖 由電源指示燈 報警確認燈 水位指示燈以及報警確認開關(guān)組成 接通電源時 電源指示燈 亮 當水塔中水深處于不同位置時 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 當水位處于 B 點之下 指示燈 B C D E 全亮 報警電路開始報警 即下限報警 當水位處于 B C 之間 指示燈 B 滅 C D E 亮 水泵開始進水 當水位處于 C D 之間 指示燈 B C 滅 C D 亮 保持狀態(tài) 即保持進水 當水位處于 D E 之間 指示燈 B C D 滅 E 亮 停進狀態(tài) 即水泵不工作 當水位處于 E 點之上 指示燈 B C D E 全滅 水泵不工作 報警電路開始溢出報警 即上限報警 報警電路可以手動關(guān)閉 只要按下報警確認開關(guān) 就可以解除報警的蜂鳴聲 此時 報警確認燈亮起 處理完故障時 必須關(guān)閉 報警確認燈 報警確認電路復(fù)位 恢復(fù)其監(jiān)測故障的功能 4 2 可行性分析 此方案采用純硬件電路設(shè)計 避免了軟件程序設(shè)計中的不穩(wěn)定因素 提高了實際運用中的可靠性 同時 對于不同類型的液體 此 系統(tǒng)均有良好的兼容性 當水塔中液體改變時 只需要將電位器中的阻值和該液體的阻值調(diào)節(jié)到一個數(shù)量級上就可以很方便的實現(xiàn)此液 體的水位控制操作 試驗證明 此水塔水位控制器不僅實現(xiàn)了對水塔水位的精確控制 而且 此系統(tǒng)更具有工業(yè)生產(chǎn)的實際性 5 結(jié)束語 本文通過介紹自行設(shè)計的水塔水位控制器 系統(tǒng)地闡述了設(shè)計方案及成品試驗 試驗證明 該系統(tǒng)在運行期間穩(wěn)定性高 完全符合 預(yù)先規(guī)定的標準 是可以投入生產(chǎn)的水塔水位控制器 參考文獻 1 胡壽松主編 自動控制原理 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 過程檢測控制技術(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 國防工業(yè)出版社 2002 年 6 李朝青編著 單片機原理及接口技術(shù) 簡明修訂版 北京 北京航天航空大學(xué)出版社 1998 年 7 戴文進 章衛(wèi)國主編 自動化專業(yè)英語 武漢 武漢理工大學(xué)出版社 2001 年 8 談?wù)穹?自動控制專業(yè)英語 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 評論 0 字號 大中小 訂閱 水塔水位控制 1 實驗?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)會用 PLC 設(shè)計較為復(fù)雜的控制體統(tǒng) 2 實驗設(shè)備 安裝了 STEP Micro WIN32 編程軟件的計算機 PC 一臺 S7 200CPU224 一臺 DV24V 實驗電源一臺 可選 PC PPI 編程電纜一根 模擬輸入開關(guān)一套 燈兩個 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 2 編寫控制程序 實現(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 當供水池水位低于低水位界限時 S4 為 OFF 時表示 報警燈 2 報警 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 有進水 出現(xiàn)了故障 報警燈 2 繼續(xù)報警 如果 S4 為 ON 狀態(tài) 表示水池水位開始升高 報警燈 2 解除 2 當水塔水位低于低水位界限時 S2 為 OFF 時表示 報警燈 1 報警 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 沒有抽 水 出現(xiàn)了故障 報警燈 1 繼續(xù)報警 如果 S2 為 ON 狀態(tài) 表示水塔水位開始升高 報警燈 1 解除 3 當水塔水位低于 S2 時 水泵 M 開始運行并開始抽水 直到水位達到高水位界限 S1 由于水塔要供水 所以水位會下降 當水塔水位介于 S1 和 S2 之 間 不需要水泵 M 運行 避免水泵頻繁啟停 當水塔水位再一次低于 S2 時 水泵 M 運行并開始抽水 直到水位達到高水位界限 S1 時 水泵 M 停 止運行 4 當供水池水位低于 S4 時 閥門 Y 打開并開始放水 直到水位達到高水位界限 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) 當水塔水位再一次低于 S4 時 閥門 Y 打開并開始放水 直到水位達到高水位界限 S3 時 閥 門 Y 關(guān)閉 4 實驗內(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 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 報警燈 1Q0 2 輸出信號 報警燈 2Q0 3 PLC 端子接線圖 2 學(xué)會用可編程控制器實現(xiàn)水塔水位控制的編程方法 5 程序 指令語句表 TITLE 程序注釋 Network 1 網(wǎng)絡(luò)標題 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 水塔水位自動控制系統(tǒng)研究 3 2009 05 21 14 45 06 來源 互聯(lián)網(wǎng) 本文闡述了自動化裝置在水塔水位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 通過分析幾種水塔水位自動控制系統(tǒng)的弊端 提出改進的設(shè)計思路 并經(jīng)過硬件設(shè)計 調(diào)試 完成了水塔水位控制器的設(shè)計 關(guān)鍵字 關(guān)鍵字 自動控制系統(tǒng) 31 篇 水塔 1 篇 水位 8 篇 4 1 可行性試驗 圖 6 為水塔水位控制器的外觀正視圖 由電源指示燈 報警確認燈 水位指示燈以及 報警確認開關(guān)組成 接通電源時 電源指示燈亮 當水塔中水深處于不同位置時 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 當水位處于 B 點之下 指示燈 B C D E 全亮 報警電路開始報警 即 下限報警 當水位處于 B C 之間 指示燈 B 滅 C D E 亮 水泵開始進水 當水位處于 C D 之間 指示燈 B C 滅 C D 亮 保持狀態(tài) 即保持進 水 當水位處于 D E 之間 指示燈 B C D 滅 E 亮 停進狀態(tài) 即水泵不 工作 當水位處于 E 點之上 指示燈 B C D E 全滅 水泵不工作 報警電路 開始溢出報警 即上限報警 報警電路可以手動關(guān)閉 只要按下