水塔水位控制器

水塔水位控制器 水塔水位控制器是指应用在家用 机关单位 消防 学校 工厂等的水塔上进行自动水位控制的仪器 一般要求是全自动型 能实现无 人值守 缺水自动补水 水满能自动停止进水 并且要求水塔水位控制器安全性能好 稳定可靠 水塔水位控制器的选择是多样性的 分别举例说明 1 通过浮球开关来控制水位 基本上有两种方式 一种是浮球开关带着一个大的金属球 浸在水中时浮力大 可以控制两个水位 比如 水满了 浮球因为浮力而上升 带动球阀运动 使阀门关闭 停止进水 当水少了 浮球下降 阀门打开 又再进水 如此循环 这种方式较多应用在煮开水器和卫生间的冲水器上 还有一种是带干簧管的微型浮 球开关 由外面的带有磁性小浮球使杆里面的干簧管闭合 从而控制水位 多数应用在清水的水位控制 一般十几块钱就有交易了 但易受 污物影响 不适用在污水上 第二种是电缆式浮球开关 该装置通过一弹性电线与水泵连接 可用于水塔 水池水位高低的自动控制和缺水 保护 允许接的用电器是 220V 10A 左右 平衡锤或弹性电线的某一固定点到浮筒间的电线长度 决定水位的高低 这种水位开关价格便宜 对于一些要求不太严格的场合适用 有一定耐污能力 但存在这样的问题 浮球易受外界杂物影响其稳定性 特别是纤维状的杂物缠绕而有 失误 同一小水箱里不宜使用多个 否则会相缠绕 使用寿命相对短些 而且多数直接接220V 存在一定的安全隐患 终有一天因为电线 破损而漏电电人 所以电缆式浮球开关一般有这样的警告 电源线是本装置的完整部分 一经发现电线受损 本装置应被替换 不准对电线 进行修理 2 通过电子式水位开关和搭配的水位控制器 BZ201 BZ202 来控制 电子式水 位开关原理是通过电子探头对水位进行检测 再由水位检测专用芯片对检测到的信号进行处理 当被测液体到达动作点时 芯片输出高或 低电平信号 再配合水位控制器 从而实现对液位的控制 不需浮球和干簧管 外部无机械动作 耐污耐用 不怕漂浮物影响 任意角度安 装 该种水位控制器有较强的耐污能力和较强的防波浪功能 适宜长时间浸在水中 工作电压是直流 5 24V 很安全 这种方式较实用 耐 污 寿命长 安全 3 通过非接触式的水位开关来控制 例 超声波液位控制器 液位控制器的探头产生高频 超声波脉冲耦合到容器外壁 这个脉冲会在容器壁和液体中传播 还会被容器内表面反射回来 通过对这种反射特性的检测和计算 就可以 判断出液位是否达到了液位控制器安装的位置 液位控制器输出继电器信号 来完成对液位的监控 主要用于监测储罐液面 实现上下限报 警或监测管道中是否有液体存在 储罐材质可以是各类金属 金属或不发泡塑料 这种方式不受介质密度 介电常数 导电性 反射系数 压力 温度 沉淀等因素的影响 所以适用于医药 石油 化工 电力 食品等行业的各类液体液位工程控制 对于有毒的 强腐蚀危险品 液体的检测 该产品更是理想的选择 但在有泡沫的情况下也易出现误动作 属于高档产品 价格不菲 4 水位继电器 本产品采用集成电路 并结合高层楼宇上 下水池的水位分级提升进行设计 具有上下水池联合控制 水池排水及缺水 保护等功能 可实现水箱补水 排水 并有效防止 水池水位过高溢出或溢出空转损坏 效果还可以 这种方式怕水垢 水垢厚了就就容易误判 水塔水位自动控制系统探讨水塔水位自动控制系统探讨 收藏此信息 打印该信息 添加 用户发布 来源 未知 摘 要 本文阐述了自动化装置在水塔水位控制系统中的应用 通过分析几种水塔水位自动控制系统的弊端 提出改进的设计思路 并经 过硬件设计 调试 完成了水塔水位控制器的设计 关键词 自动控制系统 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 现今社会 自动化装置无所不在 在控制技术需求的推动下 控制理论本身也取得了显著的进步 水塔水位的监测和控制 再也不 需要人工进行操作 实践证明 自动化操作 具有不可替代的应用价值 水塔水位自动控制器 具有适应各种液体液位的检测和控制的 功能 设计中分析了利弊 考虑了各种液体的阻值大小 是可以投入实际生产的产品 1 设计分析 水塔水位自动控制系统 的控制对象为水泵 容器为水塔或储液罐 水位高度正常情况下控制在 C D 之间 如图 1 a 当水位 在低于 C 点时 水泵开始进水 如图 1 b 当水位高于 D 点时 水泵停止进水 如图 1 c 当水位低于 C 点并到达 B 点时就报 警 采取手动启动水泵 如图 1 d 当水位超过 D 点并到达 E 点时上限报警 采取强制停止水泵 水位从溢流口流出 如图 1 e 图 1 设计分析示意图 为了精确的实现对水位的控制 必须建立闭环控制系统 根据水塔中的进 出水的水位可以自动控制水泵 使水位处于动态的平衡 状态 2 现有设计方案的分析 1 555 定时器组成的水位自动控制器 图 2 可以看出 电路设计过于简单化 没有考虑异常情况的排除方法 例如 探头发生 故障 则此系统无法检测 导致水位控制器操作异常 没有设计报警电路 无法方便地读取水位实际数值 图 2 水位自动控制系统 2 用 51 单片机设计的水位自动控制系统 51 单片机实际是个小的微型机 除了硬件电路的搭接外 还需要软件的开发和应用 这样会使设计变得很繁琐 同时从电磁兼容方面考虑 软件设计存在系统地不稳定性 在实际应用中 为了满足工厂的实际条件 大 部分自动化控制装置采用纯硬件的电路设计 此外 该电路不能检测液体的电导率 不适用水塔中液体性质改变的情况 图 3 水塔水位控制电路 3 最优方案 3 1 系统框图 控制系统主要分为模拟检测和逻辑判断两大块 如图 4 所示 模拟检测实际上测量的是 B C D E 四个探头相对于 A 点 即地 电位的高低 在水塔中清水里的四个探头 B C D E 各点和探头 A 点之间实际上相当于一个可变电阻 当电阻值发生变化时 各 点的电位值不同 通过逻辑判断 就得到不同的输出 即操作控制不同的动作 图 4 系统框图 3 2 原理图 图 5 为最优方案的原理图 如图所示 水位正常情况下应处于 C D 之间 此时 BCDE 四个探头的逻辑电平为 0011 即保持状 态 当水位低于 C 点 处于 B C 之间时 BCDE 四个探头的逻辑电平为 0111 即进水状态 当水位高于 D 点 处于 D E 之间时 BC DE 四个探头的逻辑电平为 0001 即停进状态 当水位低于 B 点或水位高于 E 点 此时 BCDE 四个探头的逻辑电平为 1111 或 0000 时 水塔水位的报警电路开始工作 产生下限报警或上限报警 即低报和高报 这时 需要工作人员进行手动关闭报警设备才可以解除警 报 图 5 水塔供水系统的最终连线图 3 3 系统优化 从图 5 中可以看出 B C D E 四个探头每个都接有一个运算放大器 实际运行中 当某个探头出现故障时 系统可以及时检测 到 不会造成误动作的产生 同时 新增了报警确认电路 这样 当误动作产生以及水塔内水位的过低或者过高 都会启动报警装置 一旦系统发生报警 就可以及时去处理问题 问题处理完毕之后 工作人员可以手动关闭报警装置 因此 优化的方案增强了系统的可 靠性 稳定性和实用性 4 水塔水位控制器的可行性试验 4 1 可行性试验 图 6 为水塔水位控制器的外观正视图 由电源指示灯 报警确认灯 水位指示灯以及报警确认开关组成 接通电源时 电源指示灯 亮 当水塔中水深处于不同位置时 水位指示灯 B C D E 情况不同 图 6 水塔水位控制器外观图 当水位处于 B 点之下 指示灯 B C D E 全亮 报警电路开始报警 即下限报警 当水位处于 B C 之间 指示灯 B 灭 C D E 亮 水泵开始进水 当水位处于 C D 之间 指示灯 B C 灭 C D 亮 保持状态 即保持进水 当水位处于 D E 之间 指示灯 B C D 灭 E 亮 停进状态 即水泵不工作 当水位处于 E 点之上 指示灯 B C D E 全灭 水泵不工作 报警电路开始溢出报警 即上限报警 报警电路可以手动关闭 只要按下报警确认开关 就可以解除报警的蜂鸣声 此时 报警确认灯亮起 处理完故障时 必须关闭 报警确认灯 报警确认电路复位 恢复其监测故障的功能 4 2 可行性分析 此方案采用纯硬件电路设计 避免了软件程序设计中的不稳定因素 提高了实际运用中的可靠性 同时 对于不同类型的液体 此 系统均有良好的兼容性 当水塔中液体改变时 只需要将电位器中的阻值和该液体的阻值调节到一个数量级上就可以很方便的实现此液 体的水位控制操作 试验证明 此水塔水位控制器不仅实现了对水塔水位的精确控制 而且 此系统更具有工业生产的实际性 5 结束语 本文通过介绍自行设计的水塔水位控制器 系统地阐述了设计方案及成品试验 试验证明 该系统在运行期间稳定性高 完全符合 预先规定的标准 是可以投入生产的水塔水位控制器 参考文献 1 胡寿松主编 自动控制原理 第四版 北京 科学出版社 2001 年 2 刘豹主编 现代控制理论 第二版 北京 机械工业出版社 2004 年 3 Gene F Franklin J David Powell Abbas Emami Naeini Feedback Control of Dynamic Systems Publishing House of Electrron ics Industry 4 朱晓青主编 过程检测控制技术与应用 北京 冶金工业出版社 2002 年 5 姚伯威 孙锐主编 控制工程基础 北京 国防工业出版社 2002 年 6 李朝青编著 单片机原理及接口技术 简明修订版 北京 北京航天航空大学出版社 1998 年 7 戴文进 章卫国主编 自动化专业英语 武汉 武汉理工大学出版社 2001 年 8 谈振藩编 自动控制专业英语 哈尔滨 哈尔滨工程大学出版社 1999 年 水塔水位控制水塔水位控制 学习共享 2009 10 13 23 28 14 阅读 320 评论 0 字号 大中小 订阅 水塔水位控制 1 实验目的 1 熟悉水塔水位控制体统的工作原理 2 掌握水塔水位控制系统 PLC 的 I O 接线 编程方法 3 学会用 PLC 设计较为复杂的控制体统 2 实验设备 安装了 STEP Micro WIN32 编程软件的计算机 PC 一台 S7 200CPU224 一台 DV24V 实验电源一台 可选 PC PPI 编程电缆一根 模拟输入开关一套 灯两个 导线若干 3 预习要求 1 预习 PLC 常用指令的相关知识 2 编写控制程序 实现控制要求 水塔水位控制示意图如下图所示 控制要求如下 1 当供水池水位低于低水位界限时 S4 为 OFF 时表示 报警灯 2 报警 阀门 Y 打开给水池注水 10S 后 如果 S4 继续保持 OFF 状态 表示阀门 Y 没 有进水 出现了故障 报警灯 2 继续报警 如果 S4 为 ON 状态 表示水池水位开始升高 报警灯 2 解除 2 当水塔水位低于低水位界限时 S2 为 OFF 时表示 报警灯 1 报警 水泵 M 开给水塔注水 10S 后 如果 S2 继续保持 OFF 状态 表示水泵 M 没有抽 水 出现了故障 报警灯 1 继续报警 如果 S2 为 ON 状态 表示水塔水位开始升高 报警灯 1 解除 3 当水塔水位低于 S2 时 水泵 M 开始运行并开始抽水 直到水位达到高水位界限 S1 由于水塔要供水 所以水位会下降 当水塔水位介于 S1 和 S2 之 间 不需要水泵 M 运行 避免水泵频繁启停 当水塔水位再一次低于 S2 时 水泵 M 运行并开始抽水 直到水位达到高水位界限 S1 时 水泵 M 停 止运行 4 当供水池水位低于 S4 时 阀门 Y 打开并开始放水 直到水位达到高水位界限 S3 由于水塔要抽水 所以供水池水位要下降 当供水池水位介于 S3 和 S4 之间 不需要阀门 Y 打开 避免阀门频繁开关 当水塔水位再一次低于 S4 时 阀门 Y 打开并开始放水 直到水位达到高水位界限 S3 时 阀 门 Y 关闭 4 实验内容 1 掌握可编程控制器的外部接线方法 PLC 输入 输出分配表 液面传感器 S1I0 0 液面传感器 S2I0 1 液面传感器 S3I0 2 输入信号 液面传感器 S4I0 3 继电器 CR1 控制 M Q0 0 继电器器 CR2 控制 Y Q0 1 报警灯 1Q0 2 输出信号 报警灯 2Q0 3 PLC 端子接线图 2 学会用可编程控制器实现水塔水位控制的编程方法 5 程序 指令语句表 TITLE 程序注释 Network 1 网络标题 网络注释 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 总结 略 水塔水位自动控制系统研究 3 2009 05 21 14 45 06 来源 互联网 本文阐述了自动化装置在水塔水位控制系统中的应用 通过分析几种水塔水位自动控制系统的弊端 提出改进的设计思路 并经过硬件设计 调试 完成了水塔水位控制器的设计 关键字 关键字 自动控制系统 31 篇 水塔 1 篇 水位 8 篇 4 1 可行性试验 图 6 为水塔水位控制器的外观正视图 由电源指示灯 报警确认灯 水位指示灯以及 报警确认开关组成 接通电源时 电源指示灯亮 当水塔中水深处于不同位置时 水位指 示灯 B C D E 情况不同 图 6 水塔水位控制器外观图 当水位处于 B 点之下 指示灯 B C D E 全亮 报警电路开始报警 即 下限报警 当水位处于 B C 之间 指示灯 B 灭 C D E 亮 水泵开始进水 当水位处于 C D 之间 指示灯 B C 灭 C D 亮 保持状态 即保持进 水 当水位处于 D E 之间 指示灯 B C D 灭 E 亮 停进状态 即水泵不 工作 当水位处于 E 点之上 指示灯 B C D E 全灭 水泵不工作 报警电路 开始溢出报警 即上限报警 报警电路可以手动关闭 只要按下