关于485的应用 基于单片机的水位、闸门测控系统

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1、—————置弱墨叠富墨爱譬要臣l—————————————————————————一<湖南水利水电>加lo年第6明万方数据贺锋(韶山灌区工程管理局湘潭市411401)【摘要】为了了解实时水位和闸位情况，减轻调度人员的工作强度，提高对水位的响应速度，韶山灌区建立了水位、闸门测控系统。系统采用8031单片机对水位、闸位实时采集，通过kS-485将数据传输给中央控制室的PC机。当单片机接收到PC机传输来开、关闸命令时，自动根据传输来的数据开、关闸门到规定位置。，【关键词】8031单片机水位闸门测控系统1概述韶山灌区是以灌溉为主、兼顾发电和城镇工矿供水等综合效益的大型水利工程，灌溉3

2、市7县(市、区)。灌区水位观测点和闸门多，且大多建立在偏僻地方。汛期。雷雨比较频繁。入渠道水多。管理员到现场观测水位和开关闸门，不仅难做到实时掌握水位变化情况，并及时开关闸门调节渠道水位，确保渠道安全，而且大雷和狂风对管理员的生命安全也构成了威胁。因此了解渠道实时水位和闸位值，确保渠道安全运行。改善管理员的工作环境，减轻工作强度，提高反映速度，成为灌区的重要工作之一。现以右干渠进口水位、闸门测控系统为例。对基于单片机的水位、闸门测控系统进行探讨。2系统功能和结构右干渠进口水位、闸门测控系统是集散式控制系统(SOCS)，由两台8031单片机组成．分别对水位、闸位实时采集并对闸门

3、远程控制，采样数据通过485传输到中央控制室的微机。为了方便用户维修测控系统和现场操作闸门，水位、闸位数据可以在现场通过LED显示屏显示。管理员在中央控制室输入右干闸位数据．PC机将数据传输到控制闸门的8031单片机上，8031再将传输来的数据与采样的闸位数据比较，当传输值大于采样值时，开闸；当传输值小于采样值时。关闸，直到传输值等于采样值时．闸门才停止动作。系统结构如图l所示。饭杌瑟$232／RS485)雌转换卜个1——(RI}IH卜单片机8031水位单片机8031闸门厢1右于渠进口水位、一门羹控系统结构浮子式传感器齿轮式传感器3系统硬件系统硬件由水位测量电路、闸门测控电路

4、和闸门电气回路三部分组成。3．1水位测量电路水位测量电路由主机、水位数据采集、显示和通讯四部分组成。主机由单片机803l和4KB的程序存储器2732构成。8031的时钟频率．厶为11．0592MHz。由于系统数据计算简单．8031提供的80个字节的一般RAM区足以满足要求。因此系统不接片外RAM了。水位数据采集部分由水位传感器、16选l数据选择器74150构成。下大到暴雨时，水位变化不特别快，水位数据采集频率为4Hz．可以满足要求。传感器为浮子式循环码盘数字传感器．输出12路+5V电平：采用格雷码编码：在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码，电源切断后位置信息

5、不会丢失；抗干扰能力强，没用累积误差，没有电量的转换误差，具有较高的稳万方数据贺锋／／基于单片机的水位．闸门测掩系统定性和可靠性。其特性为：分辨力1cm，量程(0—9．99)m，综合误差lem+O．0012cndM℃。通讯部分由MAX485E芯片和光电耦合器，rIL“7构成。MAX485具有ESD(静电放电)保护功能，其主要特征为：半双工通信方式。波特率可高达2．5Mbps．+15kV静电放电保护．通信总线可挂接32个收发器。由于工程环境比较复杂。现场常有各种形式的干扰源。为了保护485收发器，在485总线的传输端采用稳压管Dl、D2组成吸收回路。考虑到线路的特殊情况(如某l

6、台分机的485芯片被击穿短路)。在485信号输出端串联两个20Q的电阻R叭Rn，本机的硬件故障不会使整个总线的通信受到影响。在RS_485网络传输线的始端和末端接1只120Q匹配电阻氏，以减少线路上传输信号的反射。为了使8031单片机不会被误中断而收到乱字符。在485电路的A、B输出端加接上拉、下拉电阻R7、如(见图2)，使RXD的电平在485总线不发送期间(总线悬浮时)呈现唯一的高电平。系统中单片机工作在野外。受高温、雷击等天气的影响而出现异常情况，如死机，造成485总是处于发送状态，占用通信总线。从而使整个系统通信崩溃。因此在485的DE端接电阻R6后再接入地。当8031

7、复位时。I／0口输出高电平．使485的DE端电位总为“0”。圈2通讯电路圈3-2阐门测控电路闸位测控电路由主机、闸位数据采集、人机接口、通讯和控制五部分组成。右干进水闸采用丝杆式启闭机启动。闸门上升和下降都缓慢，闸位数据采集频率设为4Hz可以满足要求。传感器为齿轮式循环码盘数字传感器。控制部分由三态输出的四总线缓冲门74Lsl25和交流周态继电器LRSSRI一5A构成。采用74LSl25是为了保证交流固态继电器有足够的输入电压．使继电器可靠地工作。同时也防止8031误发信号引起闸门误动作。LRSSRI一