课程设计报告-水塔自动抽水测控系统

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1、课程设计报告题　目：水塔自动抽水测控系统姓　名：　学　号：专业班级：安全工程1001班指导老师：　　2013年6月6日目录绪论2第一章元器件清单3第一节26PCCFA6G压力传感器3第二节STC12C54lOAD单片机4第三节光耦合固态继电器SSR5第四节其他元器件6第二章水位传感器设计6第三章控制系统硬件设计8第一节总体结构8第二节控制电路9第四章软件设计10总结11附录安装说明书12参考文献1313水塔自动抽水测控系统摘要：许多农村家庭在房顶修有小型水塔，用水泵抽取井水，组建自家的“自来水”系统，但抽水是人工控制的，经常会出现溢水或断水现象。为解决这个问题

2、，设计一种水塔自动抽水系测控系统，改进该供水系统，使系统能缺水自动上水、水满自动停水。该系统主要由压力式水位传感器、单片机和控制电路等组成，适合于乡村高楼水塔水位实时检测与抽水自动控制。关键词：水塔、水位检测、自动控制绪论随着国民经济的发展，乡村的居住条件日益改善，农村楼房正在向高层发展，由于地理位置等各种原因，无法依靠自来水厂供水。为了方便高层楼房的用水，许多家庭自建水塔或蓄水池和水井，用水泵将水井的水送上水塔来解决高层楼房的用水问题。但是，目前抽水是用人工操作，通过估测来控制抽水量。由于人工无法监视水塔上的水位深浅，难以准确控制水泵的开停，要么水泵关停过早

3、，造成频繁开机抽水的现象，使水泵寿命缩短；要么忘记关闸，水从水塔溢出，这样就会造成水资源和能源的浪费。为此有人设计了一种全自动电子水位控制装置，水位检测元件是安装在水塔水箱里不同高度的三个电极，利用水的导电性能，由不同水位决定这两组电极是否导通或断开，将水位变化信号变成电位变化信号，进而控制水泵抽水。这种装置控制性能好、控制精度高、动作灵敏可靠、结构简单、维修方便，但不能实时监测水塔内的水位的准确值，电极长时间使用会电解氧化、腐蚀、附上污垢，造成控制失灵。另有一种水位跟踪器I，采用重锤自动跟踪水位变化的方法，即通过电子开关控制可逆电机，使两根测量探针自动跟踪水

4、平变化，能够自动测出每个水位的变化值，能够提供任意高度的水位信息，反应灵敏，测量水位误差小于1cm，监测水位变化幅度范围大，功耗低，但是控制可逆电机进而控制探针自动跟踪水位变化的电路复杂，价格很高，不适合于在乡村推广。13此外，人们对液位检测方法也做了不少研究，如用超声波式、超声波一电容式等，但这些液位检测装置多为成品，不便于二次开发，另外价格过高，不适合在乡村普及使用。为了解决这一问题，本次课程设计提出一套乡村水塔水位实时监测与自动抽水控制系统，实现抽水的自动控制，延长抽水设备的寿命，节约水、电资源。第一章元器件清单第一节26PCCFA6G压力传感器26PC

5、CFA6G霍尼韦尔的压力传感器是一种小体积、低功耗、高可靠性产品。如图1—1所示。图1—126PCCFA6G压力传感器它们的特点在于不同环境条件下都具有高可重复性，高精确度和高可靠性。除此以外，传感器之间配合工作时还具有非常好的协调性，不需要额外的校正就可以进行替换。压力传感器所包含的感应元件由4个压电电阻组成，它们埋藏在一个化学蚀刻而成的薄硅隔膜表面下。压力的变化使得隔膜产生形变，产生一个拉扯或扭曲力，这样电阻的值就随之技术规格：●供电电源：016vdc●压力量程：0-15Psi●输出信号：mV电压信号●工作温度：-40℃85℃●温度补偿：24pc系列（无温

6、度补偿），26pc系列（温度补偿0-50℃）13●压力形式：表压（g），差压（d），绝压（a）●测量介质：适用于那些不与多醚酰亚胺，硅，氟硅酮密封片起作用的介质●线性与迟滞：0.5%产品特点：●专利的导电密封弹性连接系统消除了传统的导线粘结和带状连接●专利的snap-together结构导致了多样化的测量孔形式●最低价格的带温度补偿和校整的小型封装压力传感器●不同的引脚可选（1x4或2x2）●可以测量负压和正压●激光刻蚀电阻保证极好的器件一致性发生改变，通过电路产生一个输出电信号。第二节STC12C54lOAD单片机STC单片机由我国设计、生产，经过几年的市场

7、验证逐渐被认可。如图1—2所示。图1—2STC12C54lOAD单片机STC单片机的主要特点为：(I)抗干扰能力强STC单片机具有ESD保护，引脚可以直接耐受2kV／4kV的快速脉冲测试(EFT测试)；具有宽电压供电，对电源抖动不敏感；I／o口、内部供电系统、时钟电路、复位电路、看门狗电路均经过特殊处理，抗干扰能力强。(2)对外电磁辐射强度低13STC单片机采取了3种降低单片机时钟对外电磁辐射的措施，有效地降低了对外辐射，这3种措施是：禁止AI。E输出；将外部时钟频率降低一半；时钟振荡器增益设为1／2Gain。(3)超低功耗STC单片机在掉电模式下的典型功耗小

8、于0．1“A，空闲模式典型功耗为2mA