水塔水位控制(共41页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业青岛理工大学毕 业 设 计题目：题目： 水塔水位自动控制系统水塔水位自动控制系统 学生姓名：学生姓名： 学生学号：学生学号： 院系名称：院系名称： 专业班级：专业班级： 指导教师：指导教师： 年年 月月 日日精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业摘 要水塔水位的控制系统是我国供水系统较为常用的，水塔供水的主要问题是塔内水位应该始终保持在一定的范围内，避免“空塔” 、 “溢塔”现象发生。传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点，而智能控制系统的成本低，安装方便，灵敏性好，是节约水源，方便生活的水塔水位控制的理想装置。本设计介绍的是一种由 80C51

2、 单片机为主控元件的电压传感器的水塔水位测量系统。利用水的导电性，连续的全天候的测量水位的变化，把测量的水位变化转换成相应的电信号，经过单片机分析处理后根据相应的结果通过继电器对水泵电机进行控制，从而进行对水位的控制，于此同时将测量结果显示出来。关键词：单片机，水位控制，水位测量精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业ABSTRACTWater towers water level control system is relatively commonly used in the Chinese water supply system; the main problem of the wat

3、er towers water supply is the water level in the water tower should always remain within a certain range, to avoid the “empty tower”, “overflow” tower phenomenon. Traditional control mode exist the shortcoming of control precision low, energy consumption big, and the cost of intelligent control syst

4、em is low, easy installation, and good sensitivity, it is the ideal device to save water, to facilitate the life of the water towers water level control.This design is a kind of by 80C51 single chip microcomputer as main control component of the voltage sensor of water tower water level measurement

5、system. Use of water conductivity, continuous all-weather measuring the change of water level, the measurement of water level change into corresponding electrical signals, after dealing with the single chip microcomputer analysis based on the results of through the relay to control the water pump mo

6、tor, thus to the control of water level, at the same time measurement results will be displayed. KEY WORDS: single chip microcomputer，Water level control，Water level measurement 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目录摘 要 .IABSTRACT.II第 1 章 绪论.11.1 水塔水位的产生背景.11.2 水塔水位的研究现状.11.3 单片机的发展趋势及应用.31.4 设计中水泵的工作方式.31.5 本次设计的

7、内容.3第 2 章 系统方案.42.1 概述.42.2 系统组成.52.2.1 系统工作原理框图.52.2.2 检测系统功能原理.6第 3 章 单元电路设计.73.1 系统电源电路设计.73.1.1 三端集成稳压器的介绍.73.1.2 电源电路工作过程.83.2 液位传感器电路设计.93.3 报警显示电路设计.10第 4 章 系统电路设计.114.1 系统主干电路.114.2 系统手动电路.124.3 系统自动电路.124.3.1 单片机的介绍.124.3.2 自动控制电路的工作.144.4 元器件的选择.15第 5 章 软件系统的设计.205.1 系统运行框图.205.2 系统程序.20第

8、6 章 系统运行总体过程.22参考文献.23精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业结 论.24致 谢.25附录.26附录 外文文献.27附录 中文翻译.33精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第 1 章 绪论1.1 水塔水位的产生背景从古至今，洗衣做饭、灌溉农田，水资源一直都在人们日常生活和生产中起着至关重要的作用，突然断水，不仅会给人们的生活带来大大的不便，而且如果长时间缺水，则很有可能造成严重的自然灾害甚至更大的损失。因此，供水系统往往是建筑、生产或企业中最重要的基础设备之一。然而，随着社会经济的飞速发展，人口密度的不断增加，水资源的利用率与节约用水意识就相对越发重要了。在工业与

9、民用建筑中，水塔是一种比较常见而又特殊的建筑，水塔是用于储水和配水的高耸结构，用来保持和调节给水网中的水量和水压，如果水塔的施工质量不好，轻则会造成渗漏水浪费水资源，重则报废不能使用。针对水塔的工作过程和性质，水塔水位的检测与控制是其重中之重，用水者使用水会导致水塔水位的下降，为了保证用户的用水需求不会造成断水现象，水塔内应始终存有足够量的储水，这时需将水塔内设置一个水位下限值，当水塔内水位达到下限值时就需要向水塔内注水；但同时水塔内的水位又不能使水溢出水塔造成水资源浪费，这时候又需要给水塔设置一个水位上限，当水位达到水塔上限值时应立即停止向水塔注水。在这个不断循环的过程中，如果通过人工监测水

10、位控制水塔内水量会浪费大量的人力资源，因此，在现代水塔供水系统中采用智能水位控制是不可避免的趋势。1.2 水塔水位的研究现状在水塔供水系统中，水塔必须满足两个前提：第一，保证水塔内水量，不能造成缺水现象；第二，保证水塔内蓄水不溢塔，造成水资源浪费。而现阶段的水塔智能控制系统设计中采用三种手段可实现上述功能：（1）PLC 水塔水位控制系统：设计在蓄水池和水塔分别各自采用一个液位传感器，以为量取其各自的高低水位。他们传输的数据传往 PLC（可编程逻辑控制器） ，然后经由 PLC 进行数据处理、比较，最后输出控制水泵和电磁阀。系精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业统通过 PLC 启动后，当水池

11、液位低于水池传感器下线液位时，电磁阀打开，开始往水池里注水，过 5S 以后，若水池液位没有超过水池传感器下线液位时，则系统发出警报。待水位开始上升并被相应的液位传感器检测到时自动熄灭报警。若系统正常，此时水池传感器下限液位向 PLC 输入一个固定值，表示现在水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位时，电磁阀关闭停止向水池注水；当水塔水位低于水塔下限时，则水塔传感器下限水位检测不到有水，水泵开始工作，向水塔供水，当 10S 以后，若水塔液位没有超过水塔传感器下线液位时，则发出警报。（2）单片机智能水塔水位控制：该系统中，单片机是控制的核心模块，分析处理传感器检测的数据，接收或发送数据等，除此之外

12、，该系统还包括了以差压传感器为主的信号采集模块，以水泵为主的注水启停驱动模块，及报警、显示模块等。首先通过传感器实时检测水塔水位，然后把水位数据传送到水塔处的单片机，单片机把数据与所设定的水位上下限作比较，如果水位低于下限，则启动抽水机抽水，保证水塔的水足够，如果水位达到了上限，则及时停止抽水，防止“溢塔”而浪费水，并且水位的上下限随时可以根据实际情况由拨码开关进行调整；同时该单片机控制无线发送器把水位数据发送到中央控制室的单片机处显示，实现实时监测目的。（3）光纤传感器在水塔水位检测中的应用研究：该方案的检测系统分别由中央控制式的中央监控单元和现场采集单(或数据采集单元)组成。现场采集单元对

13、水塔的水位信号进行数据的实时采集，同时完成数据统计、存贮；中央监控单元可以定期或不定期地从现场采集单元获取数据并完成图像监测、数据统计、报表、打印及数据库管理。而中央监控单元和现场采集单元之间通过 CAN总线连接在一起，在这个网络中，中央监控单元处于主控位置，而现场采集单元可以随时响应中央监控单元的命令。其现场采集单元由单片机 8C552 及采集、存储、显示、遥控和通信模块组成，每个现场采集单元可与光纤液位传感器及光纤液位报警器等 16 个设备相接。之所以应用 CAN 总线网络结构是由于 CAN网络具有方便灵活、突出特性，抗干扰性、可靠性、实时性等特点。所有的光纤液位传感器及光纤液位报警器都可

14、以通过一对双绞线串接在一起，节省了空间、简化了布线。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业1.3 单片机的发展趋势及应用单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微控制器（Microcontroller） ，是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有 CPU 的专用处理器发展而来。最早的设

15、计理念是通过将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。1.4 设计中水泵的工作方式本次设计中水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔的合理高度是要求水塔最低水位略高于供水系统所需要压力。水塔注满后水泵停止，水塔水位低于某一位置时再启动水泵。水泵处于断续工作状态中。这种供水方式，水泵工作在额定流量额定扬程的条件下，水泵处于高效区。这种方式显然节能省电，其节电率与水塔容量、水泵额定流量、用水不均匀系数、水泵的开、停时间比、开、停频率等

16、有关。供水压力比较稳定。1.5 本次设计的内容水塔智能水位控制系统是一个完整的液位控制系统，它包括采样、处理、控制等部分组成，论文将论述整个系统的设计思想、基本结构框架、主要硬件设计与软件程序这几部分问题。水塔智能水位控制系统对水位的监控具有严格的要求，所以如何设计水塔水位的检测将是本次设计的关键因素。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第 2 章 系统方案2.1 概述目前在用的水位控制方式主要有以下种：1）电极式水位控制系统：使用多个电极线与水面接触，探测水位。优点：价格便宜。缺点：属于开关量控制，无法给出实际水位，探测电极容易腐蚀，安装不便，如有污物粘附在电极上，会使水位失控。2）浮

17、球水位控制器分为管式浮球与缆浮球。管式浮球适合清水及粘度不大的液体。缆浮球适合污水。优点：价格适中，可以做出高、低、超高、超低四点控制。缺点：属于开关量控制，无法给出实际水位；浮球上易粘附污物，使浮球不能可靠动作，管式浮球容易卡滞，缆浮球容易缠绕，所有浮球都有触点接触不良现象，结果都是系统失控；调整控制点很不方便。3）液位变送器+智能控制器方式优点：属于模拟量控制，可以实时显示水位数值，对于水位失控或设备故障可以提前预警。集成了双泵智能控制，控制系统接线简单。可设高、低、超高、超低四点控制，控制点在控制器上设定，极其方便。智能控制器可与电脑联网，可以远程监视水位及设备运行情况。缺点：价格高。4

18、）超声波液位控制器优点：属于模拟量控制，可以实时显示水位数值，对于水位失控或设备故障可以提前预警。集成了双泵智能控制，控制系统接线简单。可设高、低、超高、超低四点控制，控制点在控制器上设定，极其方便。智能控制器可与电脑联网，可以远程监视水位及设备运行情况。探头不与待测物质接触，适合污水及有毒有害液体的液位控制。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业缺点：价格高。不适合水面有大量气泡的场合通过以上对不同液位传感器性能的分析和设计任务书的设计要求，本设计选择电极式液位传感器组成液位自动控制系统。其特点为，液位自动控制，不溢出，不缺水，无需人值班看守；其工作原理是，通过无缝钢管筒体内所安装预先设

19、定的不同长度的不锈钢电极棒，在水位变化过程中与水接触或脱离，从而传递信号给后续电路，通过后续电路实现液位显示、自控、满水、故障报警等，达到确保安全运行，减轻劳动强度的目的。系统电路简单，低成本，符合国家卫生标准。2.2 系统组成2.2.1 系统工作原理框图系统工作原理框图如图 2.1 所示：水位过低检测器 相关电路 电动机 水泵发出信号 动作 起动 抽水 图 2.1 系统组成框图由系统框图可以看出水塔水位控制系统中备有水位检测系统，水位低于下限水位时，启动水泵抽水，如果没有启动则开始报警；水位高于上限水位时，电动机停止工作水位达标检测器发出信号水泵停止抽水电动机无动作电动机没有停止报警精选优质

20、文档-倾情为你奉上专心-专注-专业水泵停止抽水，如果水泵继续工作则报警，实现水塔水位的自动控制，并能自动完成上水与停水的全部工作循环，保证水塔的水位高度始终处于较理想的范围。2.2.2 检测系统功能原理电极式传感器安装在容器的上方，电极插入液体（分高液位、低液位） ，使高液位电极对准液体的上限，低液位电极对准液体下限。测量时，电极上通有信号电压，当水位上升接触到高液位电极时，该电极就把信号电压传输给后续电路，从而控制继电器开关停止蓄水。当水位下降到离开下液位电极时，该电极就没有信号传送给后续电路，继电器开始接通蓄水。因此通过水与电极接触与不接触，便可以正确测量出水位高低位置，控制水位的高低，保

21、证用户能不断用水。水箱示意图如图 2.2：图 2.2 水箱示意图1） 采用分立元件实现控制系统；2） 液位传感器采用电极式液位传感器；3） 系统电源 220V/50Hz 市电；精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第 3 章 单元电路设计3.1 系统电源电路设计3.1.1 三端集成稳压器的介绍（1）三端集成稳压器的内部集成了一个串联型稳压电路，引入了电压负反馈稳定输出电压，同时采用多种措施提高性能，如提高温度稳定性、稳压系数、过流及过压保护等。三端集成稳压器根据输出电压是否可调分为固定式和可调式；根据输出电压的极性分为正电压输出和负电压输出。如图3所示三端集成稳压器的输出端与输入端之间串接

22、调整管，为了使调整管工作在线性状态，不论是固定式还是可调式一定要保证输入端与输出端之间最少有(23V) 的压差，小于此值时调整管会进入饱和区，失去调节作用。最大压差一般不能超过40V ，否则可能会使调整管击穿。不同型号的三端集成稳器的最大压差的是有区别的。图 3.1 输入输出内部结构（2）固定式与可调式三端稳压器的对比a. 从引脚名称作比较：三端固定式稳压器的三个引出端分别为输入端、输出端、公共端(或接地端) ；三端可调式稳压器的三个引出脚分别为输入端、输出端、调整端。b. 从外形和方框图作比较：三端固定式稳压器和可调式稳压器的外形与框图如图3.2所示。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专

23、业图 3.2 引脚与框图c. 从稳压器的系列与输出电压的品种作比较：三端固定式稳压器输出正电压为78 系列，输出负电压为79 系列，型号中“”表示输出电压值；三端固定式稳压器的输出电压共有5V 、6V 、9V 、12V、15V、18V 、24V 七个品种。d. 从输出电流作比较:常用三端固定式稳压器和可调式稳压器的输出电流均有5A、3A、1. 5A、0. 5A、0. 1A 五个档次，在型号中用字母表示输出电流的大小。H 表示5A ,，T 表示3A ，无字母时表示1. 5A ，M 表示0. 5A ，L 表示0. 1A 。可调式稳压器在使用时负载电流不能小于5mA。加装合适的散热片后,可适当超限应

24、用。e. 从取得基准电压的位置作比较：三端固定式稳压器的输出端与公共端之间的电压即为型号中表示的标称电压，常规应用时即输出电压，三端可调式稳压器的输出端与调整端之间的电压为(1. 21. 3V) ，称为基准电压。它是输出电压的最小值，常取1. 25V 进行相关计算。3.1.2 电源电路工作过程电源电路由变压器将220V/50Hz电变为18V，经过二极管整流与C1的滤波作用，再经过w7812稳压、C0的滤波可获得纹波很低的直流（DC）12V电压。直流稳压电路如图 3.3 所示：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 3.3 直流稳压电路示意图3.2 液位传感器电路设计电极式液位传感器的基本

25、原理是利用液体水有一定导电性的物理性质，设置长度不等的三根导体作为具有相应功能的电极，利用液位变化的状态所形成的信号来完成液位变化转换成相应电信号变化的电极式液位传感器的功能。液位传感器示意图如图 3.4 所示：图 3.4 液位传感器示意图电极式液位传感器具有简单、传递可靠等特点，本设计是由一个绝缘体支架安装在水塔底部，在不同位置放置相应的传感极，最底端为供电电极，为上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业面的电极提供电信号，当水位到达相应的位置时所形成的电信号，就传递给后续电路，从而控制电动机的转停。3.3 报警显示电路设计（1）报警部分：报警电路是一个系统中必不可少的部分，它起到安全警

26、告、预防祸患的重大作用。本设计的报警电路结构比较简单，由蜂鸣器与热继电器、交流接触器的触点组成，此报警电路只有在水位处于下限水位以下而电机仍然没有工作和上限水位以上但是电机没有停止工作的情况下报警。：（2）显示部分：此设计的显示部分由发光二极管组成，指示灯 D1 亮，D3 不亮表明水位处于正常状态；D1 不亮表明处于缺水状态；D3 亮表明处于过满状态。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第 4 章 系统电路设计4.1 系统主干电路系统主干电路主要由电动机 M、热继电器 FR、熔断器 FU、交流接触器常开触点 KM1，KM2 和开关 QS 组成。熔断器 FU 短路保护，热继电器 FR 过载

27、保护，交流接触器 KM1，KM2 控制电路。系统主干电路如图 4.1 所示：图 4.1 主电路图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业4.2 系统手动电路手动操作是将转换开关 SA 转换到 2 号位置，按下按钮 SB1，交流接触器KM1 得电，常开触点动作电动机开始工作，并且自锁；停止时按下按钮 SB1，交流接触器 KM1 失电，常开触点断开，电机停止工作。手动电路如图 4.2 所示：图 4.2 手动电路原理图4.3 系统自动电路 4.3.1 单片机的介绍80C51 单片机属于 MCS-51 系列单片机，由 Intel 公司开发，其结构是 8048精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业

28、的延伸，改进了 8048 的缺点，增加了如乘（MUL）、除（DIV）、减（SUBB）、比较（CMP）、16 位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串行通信能力和 5个中断源。采用 40 引脚双列直插式 DIP（Dual In Line Package），内有 128个 RAM 单元及 4K 的 ROM。 电源: VCC - 芯片电源，接 +5V； VSS - 接地端； 注：用万用表测试单片机引脚电压一般为0v 或者 5v，这是标准的 TTL电平，但有时候在单片机程序正在工作时候测试结果并不是这个值而是介于0v-5v 之间，其实这是万用表的响应速度没这么快而已，在某一个瞬间单片机引脚电压仍保持在

29、0v 或者 5v。 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 控制线:控制线共有 4 根， ALE/PROG:地址锁存允许/片内 EPROM 编程脉冲 ALE 功能：用来锁存 P0 口送出的低 8 位地址 PROG 功能：片内有 EPROM 的芯片，在 EPROM 编程期间，此引脚输入编程脉冲。 PSEN:外 ROM 读选通信号。 RST/VPD:复位/备用电源。 RST（Reset）功能：复位信号输入端。 VPD 功能：在 Vcc 掉电情况下，接备用电源。 EA/Vpp:内外 ROM 选择/片内 EPROM 编程电源。 EA 功能：内外 ROM 选择端。 Vpp 功

30、能：片内有 EPROM 的芯片，在 EPROM 编程期间，施加编程电源 Vpp。 I/O 线 80C51 共有 4 个 8 位并行 I/O 端口：P0、P1、P2、P3 口，共 32 个引脚。 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业P3 口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线） 5. P3 口第二功能 P30 RXD 串行输入口 P31 TXD 串行输出口 P32 INT0 外部中断 0（低电平有效） P33 INT1 外部中断 1（低电平有效） P34 T0 定时计数器 0 P35 T1 定时计数器 1 P36 WR 外部数据存储器写选通（低电平有效） 4.3.2

31、自动控制电路的工作上下限水位信号由 P1.0 和 P1.1 输入，这 2 个信号共有 4 种组合状态：表 4-1 信号输入输出表输入输出B(P1.1)A(P1.0)P1.2(电机)P1.3(报警)操作0010电机运转010维持原状101故障报警1100电机停转1：电机工作0：电机停止控制信号由 P1.2 端输出，去控制电机。由 P1.3 输出报警信号，驱动一支发光二极管进行光报警。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 4.3 自动控制电路4.4 元器件的选择（1）接触器的选择选择接触器主要依据以下数据：电源种类（直流或交流） ；主触点额定电流；辅助触点的种类、数量和触点的额定电流；电磁

32、线圈的电源种类、频率和额定电压；额定操作频率等。此设计用到的是交流接触器：主触点的额定电流 IN可根据下面经验公式进行选择 INPNx103/（KUN）IN接触器主触点的额定电流，A；K比例系数，一般取 11.4；PN被控电动机的额定功率，KW；UN被控电动机的额定线电压，V；交流接触器主触点的额定电压一般按高于线路额定电压来确定。根据控制回路的电压决定接触器的线圈电压。为保证安全，一般接触器吸引线圈选择比较低的电压。但如果在控制线路比较简单的情况下，为了省去精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业变压器，可选用 380V 电压。值得注意的是，接触器产品系列是按使用类别设计的，所以要根据接触

33、器负担的工作任务来选用相应的产品系列。接触器辅助触点的数量、种类满足线路需要。综上，在此假设电机为 7.5KW，得出选择型号 CJ0-20B，线圈电压 380V（2）继电器的选择一般继电器的选择：一般继电器是指具有相同电磁系统的继电器，又称电磁继电器。选用时，除满足继电器线圈电压或线圈电流的要求外，还应按照控制需要分别选用过电流继电器、欠电流继电器、过电压继电器、欠电压继电器等中间继电器。另外电压、电流继电器还有交流、直流之分，选择时也应当注意。热继电器的选择：热继电器的选择应按电动机的工作环境、启动情况、负载性质等因素来考虑。一方面要充分发挥电动机的过载能力；另一方面对电动机在短时过载与启动

34、瞬间不受影响。.热继电器结构形式的选择。星形连接的电动机可以选择两相或三相结构的热继电器，三角形连接的电动机应当选择带断相保护装置的三相结构热继电器。热元件额定电流的选择。一般可按下式选取：IR=（0.951.05）IN式中：IR热元件的额定电流，A；IN电动机的额定电流，A；对于工作环境恶劣、启动频繁的电动机，则按下式选取：IR=（1.151.5）IN热元件选好后，还需要根据电动机的额定电流来调整它的整定值。综上，得出选择继电器 K1、K2 的型号可以选择 JS1-12V-F，K3 由于线圈位于直流电路中触点位于交流电路中，因此可以选择 T73，热继电器 FR 的型号可以选择 JR16-20

35、/3D、15.4A（3）熔断器的选择熔断器选择内容主要是熔断器种类、额定电压、额定电流等级和熔体的额定电流的确定。熔断器类型与额定电压选择：根据负载保护特性和短路电流大小、各类熔断器的适用范围来选用熔断器的类型。根据被保护电路的电压来决定熔断器的额定电压。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业熔体与熔断器额定电流的选择：熔断器熔体的额定电流大小与负载大小、负载性质有关。对于负载平稳、无冲击电流，如一般照明电路、电热电路可按照负载电流大小来确定熔体额定电流。对于有冲击电流的电动机负载为达到短路保护目的，又保证电动机正常启动，对三相鼠笼式异步电动机其熔断器熔体的额定电流如下。单台电动机 IR=

36、（1.52.5）IN式中：IR熔体额定电流，A；IN电动机额定电流。A；多台电动机共用一个熔断器保护 IR（1.52.5）INMAX+IN式中：IR熔体额定电流，A；INMAX容量最大的电动机的额定电流，A； IN其他电动机额定电流之和，A轻载启动或启动时间较短时，第二式中系数取 1.5；重载启动或启动时间较长时，第二式中系数取 2.5。熔断器的额定电流大于或等于熔体额定电流。熔断器上下级的配合：为满足选择性保护的要求，应注意熔断器上下级之间的配合，一般要求上一级熔断器的熔断时间至少是下一级的 3 倍，不然将会发生越级动作，扩大停电范围。为此，当上下级采用同一种型号的熔断器时，其电流等级以相差

37、两级为宜；若上下级所采用的熔断器型号不同时，则应根据保护特性上给出的熔断时间选取。综上，得出熔断器的型号 RL1-60 60A、熔体 20A（4）刀开关的选择刀开关结构形式的选择：应根据刀开关的作用和装置的安装形式来选择，如是否带灭弧装置，若分断负载电流时，应选择带灭弧装置的刀开关。根据装置的安装形式来选择，是否是正面、背面或侧面操作形式，是直接操作还是杠杆传动，是板前接线还是板后接线的结构形式。 刀开关的额定电流的选择：一般应等于或大于所分断电路中各个负载额定电流的总和。对于电动机负载，应考虑其启动电流，所以应选用额定电流大一级的刀开关。若再考虑电路出现的短路电流，还应选用额定电流更大一级的

38、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业刀开关。综上，得出刀开关的型号选择 HZ10-25/3J 25A,380V（5）控制按钮的选用根据使用场合，选择控制按钮的种类，如开启式、保护式、防水式、防腐式等。根据用途，选用合适的形式，如手把旋转式、钥匙式、紧急式、带灯式等。按控制回路的需要，确定不同的按钮数，如单钮、双钮、三钮、多钮等。按工作状态指示和工作情况的要求、选择按钮及指示灯的颜色。综上，按钮选择型号 LA20-11D（6）二极管的选择根据电源规格，设计的工作频率等，合理选择：高电压应用，当选用快恢复和超快恢复二极管；15V 以下电源中的输出整流二极管应尽可能选萧特基；选择时，如工作电流

39、较大，则在相同的器件额定参数下，应尽可能选择正向导通电压小的二极管；应尽可能选择反响恢复快或软恢复的二极管；应尽可能选择萧特基二极管。根据电源规格，计算所选变换器中二极管的稳态参数：反向阻断电压最大值；最大的正向电流平均值；从器件商的 DATASHEET 中选择合适的二极管，可多选一些以便实验时比较；从所选的二极管的其它参数，如正向通态压降，反向恢复时间等等，估算其工作时的最大损耗，与其它元器件的损耗一起，估算变换器的效率；由实验选择最终的二极管器件。综上，二极管的型号选择 IN4001，发光二极管的型号选择 FG1130（7）三极管的选择选用三极管时首先要搞清楚电子电路的工作频率大概是多少，

40、工程设计中一般要求三极管的 fT 大于 3 倍的实际工作频率。所以可按照此要求来选择三极管的特征频率 fT。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业小功率三极管 BVCEO 的选择可以根据电路的电源电压来决定，一般情况下只要三极管的 BVCEO 大于电路中电源的最高电压即可。当三极管的负载是感性负载时，如变压器、线圈等时 BVCEO 数值的选择要慎重，感性负载上的感应电压可能达到电源电压的 28 倍(如节能灯中的升压三极管)。一般小功率三极管的 BVCEO 都不低于 15V，所以在无电感元件的低电压电路中也不用考虑这个参数。一般小功率三极管的 ICM 在 3050mA 之间，对于小信号电路一

41、般可以不予考虑。但对于驱动继电器及推动大功率音箱的管子要认真计算一下。当然首先要了解继电器的吸合电流是多少毫安，以此来确定三极管的 ICM。当我们估算了电路中三极管的工作电流(即集电极电流)，又知道了三极管集电极到发射极之间的电压后，就可根据 P=UI 来计算三极管的集电极最大允许耗散功率 PCM。综上，三极管的型号选择 BC547（8）变压器的选择控制变压器容量是控制回路各个负载容量的和，这要根据具体的控制电路确定，并适当留有余量。一般按计算所得的负载容量乘以 1.25 选择控制变压器的容量； 综上，变压器的型号选择 BK-25VA，220/5。（9）总电路总电路由检测系统、控制系统和执行系

42、统组成。用到的元器件由接触器、二极管、三极管、80C51 单片机。总电路图如附录。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第 5 章 软件系统的设计5.1 系统运行框图开始P1.01？P1.1=1？P1.1=1？电机停止 维持原状 维持原状故障报警 维持原状 电机转动 维持原状 结束YYYNNN图 5.1 系统运行框图5.2 系统程序CLR P1.0CTR P1.1CTR P1.2CTR P1.3SHI: MOV A P1.0 CJME A #01H FSET MOV A P1.1 CJME A #01H POOL精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 CLR P1.2 LJMP SHI

43、POOL: LJMP SHIFSET: CJME A #01H QI SETB P1.3QI: SETB P1.2 LJMP SHI精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业第 6 章 系统运行总体过程本设计分为手动与自动两个部分。手动：将转换开关 SA 转换到 2 号位置，按下按钮 SB2，交流接触器 KM1 得电，常开触点动作电动机开始工作，并且自锁；根据需要情况停止供水按下按钮 SB1，交流接触器 KM1 失电，常开触点断开，电动机停止工作。自动：将转换开关 SA 转换到 1 号位置，一开始水位比较低处于下限水位 A以下，有检测系统传送信号到单片机，此时单片机 p1.1 和 p1.0 都

44、为 0，经单片机处理 p1.2 输出高电平，使电动机启动向水塔注水。当水位到达水位 A 时，单片机 p1.0 端口输入高电平 p1.1 不变水位未达到最高水，位电动机维持原状不变。当水位到达最高水位 B 时，单片机 p1.1 与 p1.0 端口都为高电平。经处理 p1.2输出低电平，使电动机停止运转。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业参考文献1陈文璇.PLC 在改造抽水式蓄水塔水位控制中的应用J.内江科技,2008(7).2卢子广.自动控制理论M.机械工业出版社,2009,11.3赵利明.水塔水位自动控制系统J.重庆电力高等专科学校校报,2000(3).4张靖.检测技术与系统设计M.中

45、国电力出版社,2002.5齐占伟.电气控制及维修M.机械工业出版社,2003.6阎石.电子技术基础M.高等教育出版社,2006.7DIAO Yan Fang，WANG BenDe.Scheme optimum selection for dynamic control of reservoir limited water levelJ.Science China Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg, October 2011.8Yang Xiang. Research on Fuzzy Control Methods for Suspensi

46、on Density and Liquid Levels in Dense-Medium SeparationJ. Springer-Verlag Berlin Heidelberg,2009:35-42.精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业结 论毕业的时间一天一天的临近，毕业设计也接近了尾声。在不断的努力下我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前总觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的大概总结，但是真的面对毕业设计时才发现自己的想法基本是错误的。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题感觉很

47、茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。这次毕业设计让我更加熟悉了从理论到实践的跨越。从当初的查阅图书，到现在的设计成功运行，这中间有很多值得回味的地方。1. 快速入题。拿到毕业设计题目要尽快把自己的蓝图勾画出来，不能走一步算一步，必须把整体把握好。而我的这次毕业设计，都过了很长时间才知道自己要做什么。2.软件的学习。一定要边做边学软件，千万不能在做毕业设计期间，拿着本软件教程从第一页开始看，这样效率最低了，最好是根据已有论文资料

48、中提到的软件用途，有针对性的学。包括毕业设计前期读文献资料，也不能闷头读，要与毕业设计紧密联系起来，最好是边做边读，有针对性的读。3.越挫越勇。做毕业设计，常常感觉到这句话：“山重水复疑无路，柳暗花明又一村。 ”通常，一定是有解决的办法，只是由于文献查的不够，或是少了那点灵感。4 不能脱离实际。做的毕业设计要有意义，不能浮在上面，要让自己满意。5.越来越紧的状态，尤其是最后的那几天。毕业设计越到最后阶段，越要有毅力和状态，不能前紧后松，觉得前面做了不少，后面可以放松了。毕业设计提交的前几天，要不厌其烦的检查毕业设计，包括内容，格式等。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业精选优质文档-倾情

49、为你奉上专心-专注-专业致 谢今天我的毕业设计终于定稿了，这是我毕业设计的致谢部分，应该说是写进了我真实的想要表达的谢意，其实，还有许多人要感谢，只是不太适合放在论文里。半年的时间一晃而过，至此毕业设计成文之际，回想起半年来的点点滴滴，心里不由感慨万分。这次的毕业设计，对我而言是一个全新的领域，从基本原理的学习，到相关的理论分析，不仅仅是对三年学习的一个检验，更是对科研能力的培养。在这半年之中，有许多人给予了我帮助指导，在此，表达我最真挚的感谢： 首先我要感谢我的老师，曲老师踏实严谨的治学态度，扎实的学术功底，丰富的经验，以及对于科研事业的热爱，让我崇敬，也为我树立起了前进道路上的榜样。平时工

50、作中，老师平易近人，耐心解答我的任何疑问，悉心指导我的理论学习和实际操作，使我在短短半年的时间内迅速融入了所学习的专业中，在专业上有了很大的提高。其次，我想感谢电气系的其它老师，各位老师虽然没有直接参与我的毕业设计指导工作，但也给予了我很多鼓励和帮助。平时工作中各位老师所表现出的踏实敬业，耳濡目染地影响着我对工作和学习的态度，使我学到了许多道理，谢谢各位老师。最后，感谢父母二十多年的养育，不论什么时候都在背后支持我，给我适时的鼓励和提醒，看着我成长。毕业设计是将三年所学综合运用的过程，我相信，这段时间的锻炼和学习必将为我的将来打下良好的基础。再一次向所有关心过我，帮助过我的人表达最诚挚的谢意！

51、感谢我的老师，以及所有任课老师，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予了我无尽的启迪。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业附录精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业附录 外文文献Microcomputer SystemsElectronic systems are used for handing information in the most general sense; this information may be telephone conversation, instrument read or a companys

52、accounts, but in each case the same main type of operation are involved: the processing, storage and transmission of information. in conventional electronic design these operations are combined at the function level; for example a counter, whether electronic or mechanical, stores the current and inc

53、rements it by one as required. A system such as an electronic clock which employs counters has its storage and processing capabilities spread throughout the system because each counter is able to store and process numbers. Present day microprocessor based systems depart from this conventional approa

54、ch by separating the three functions of processing, storage, and transmission into different section of the system. This partitioning into three main functions was devised by Von Neumann during the 1940s, and was not conceived especially for microcomputers. Almost every computer ever made has been d

55、esigned with this structure, and despite the enormous range in their physical forms, they have all been of essentially the same basic design. In a microprocessor based system the processing will be performed in the microprocessor itself. The storage will be by means of memory circuits and the commun

56、ication of information into and out of the system will be by means of special input/output(I/O) circuits. It would be impossible to identify a particular piece of hardware which performed the counting in a microprocessor based clock because the time would be stored in the memory and incremented at r

57、egular intervals but the microprocessor. However, the software which defined the systems behavior would contain sections that performed as counters. The apparently rather abstract approach to the architecture of the microprocessor and its associated circuits allows it to be very flexible in use, sin

58、ce the system is defined almost entirely software. The design process is largely one of software engineering, and the similar problems of construction and maintenance which occur in conventional engineering are 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业encountered when producing software. The figure1.1 illustrates how t

59、hese three sections within a microcomputer are connected in terms of the communication of information within the machine. The system is controlled by the microprocessor which supervises the transfer of information between itself and the memory and input/output sections. The external connections rela

60、te to the rest (that is, the non-computer part) of the engineering system.Although only one storage section has been shown in the diagram, in practice two distinct types of memory RAM and ROM are used. In each case, the word memory is rather inappropriate since a computers memory is more like a fili