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《水位控制的研究【文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、毕业论文文献综述电气工程及自动化水位控制的研究摘要：随着城市高层建筑供水问题的日益突出，保持供水的自动控制、提高供水质量是相当重要的，本文主要是对水位的控制方式如电极式，浮球式，单片机式，PID控制式作了一个简单的比较说明。关键词：液位；自动控制；PID控制；单片机控制一、前言在工农业生产以及日常生活应用中,常常会需要对容器中的液位(水位)进行自动控制。比如自动控制水箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量,生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等。虽然各种水位控制的技术要求不同,精度不同,但基本的控制原理都可以归纳为一般的反馈控制方式,它们
2、的主要区别在于检测液位的方式、反馈形式,以及控制器上的区别。下面就生活给水系统的水位控制进行分析与探讨。二、液位控制的方式对于液位进行控制的方式有很多,而应用较多的主要有2种,一种是简单的机械式控制装置控制,一种是复杂的控制器控制方式[1]。1．简单的机械式控制方式其常用形式有浮标式、电极式等,这种控制形式的优点是结构简单,成本低廉。存在问题是精度不高,不能进行数值显示,另外很容易引起误动作,且只能单独控制,与计算机进行通信较难实现。1.1浮球自动控制水位当清水被消耗后,蓄水池内水位下降,浮球下降，杠杆A端下降,以O点为中心轴的另一端B开始上升,带动截止阀手柄(截止
3、阀手柄内部改制后将螺丝旋转升降变为直杆直线升降),闸阀逐渐打开,清水开始进入蓄水池;水位上升,托起浮球,杠杆A端开始上升,以O点为中心轴的另一端开始下降,牵动截止阀手柄下降。当水位上升到一定高度时,截止阀手柄将水关闭,清水不再流入池内[2]。通过浮球控制闸阀手柄升降进行自动水位调节,可以保证水不外流,轧机用多少水,闸阀就会自动供应多少。该装置优点是结构简单,成本低廉，存在的问题是精度不高。1.2电极式液位计需要4个电极。这些电极皆接直流电源的负极,长度分别等于各控制点的深度。如果池体不导电,还需要一个公用正极。电极棒可呈圆周分布,中间为公用正极棒,一周均布若干个负极
4、棒,结构紧凑，视具体情况电极棒也可呈直线分布,结构简乳制造容易,特别适用子不需要公用电极的场合。它有4个控制极和一个公用正极。当液位升至某一位置接触电极后,三极管立即导通,继电器通电工作,通过继电器通控制显示元件、报普器件发出声、光信号,并控制其它相关电器的工作[3]。结构简单、价格底廉,适用于电导较大的液体。2．复杂控制器控制方式这种控制方式是通过安装在水泵出口管道上的压力传感器,把出口压力变成标准工业电信号的模拟信号,经过前置放大、多路切换、A/D变换成数字信号传送到单片机,经单片机运算和给定参量的比较,进行PID运算,得出调节参量;经由D/A变换给调压/变频调
5、速装置输入给定端,控制其输出电压变化,来调节电机转速,以达到控制水箱液位的目的。2.1基于Proteus和keil软件的控制该系统硬件包括振荡电路和复位电路，水位检测电路，水位显示电路，报警电路，电机控制电路，电机工作指示灯电路；软件部分包括初始化程序，延时程序，水位控制电路程序，显示电路程序，报警电路程序，工作指示灯电机控制部分程序。该方案在硬件基础上配合软件实现了高、低警戒水位报警、人工给水的工作方式，并对水塔水位控制系统模型进行了仿真，改造后的水塔水位自控系统，能实现水塔水位自动控制系统，远程监控，实现无人值守[4]。2.2单片机的液位控制这是一种数字式水箱液
6、位实时监控系统,该控制系统是用MCS-51系列单片机及其相关硬件来实现的,利用传感器测量液位数据,应用VB6.0MSComm控件,通过RS-232串口传送数据到上位机实时显示现场测量数据。液位低于用户设定的值时,系统自动打开泵上水;当水位到达设定值时,系统自动关闭水泵。该系统采用下位机以单片机为核心的控制系统。方便监控室工作人员对水箱液位进行监控,从而达到对水箱设备监控的要求,也实现了测量控制的智能化与数字化，其结构小巧、运行速度快,具有多功能和多用途的特点[5]。2.3超声波水位测量传统的水位测量方法是在测验断面设立水尺,人工定时观测水位。这种测验方法不适应自动化
7、迅速发展的需要。而先进的超声波测量系统克服了上述缺点,完整的探头系列可完成非接触连续地测量水位。该系统测量部分由FDU(传感器)系列及与之配套使用的FMU(变送器)系列组成,其可用于淡水和废水处理的测量.传感器内的放射源电动激励向物体表面发射超声波,物体反射部分回波。这种反射波被同一传感器探测,同时做为一个定向的传送器,转换成电信号,脉冲传送接收时间(波的运动时间)与距离(探头与物体表面的距离)成正比。这段距离通过声速C和运动时间t被表示为:D=C*T/2[6]。当然用超声波传感器时要注意盲区的存在与避免。超声波对于每种应用提供单独程序。在敞口和封闭的罐和仓储中
