水位控制的研究【文献综述】

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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，保持供水的口动控制、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口常生活应用中，常常会盂要对容器中的液位（水位）进行自动控制。比如自动控制水箱、水池、水槽、锅炉等容器屮的蓄水量,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

2、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，以及控制器上的区別。下面就生活给水系统的水位控制进行分析与探讨。二、液位控制的方式対于液位进行控制的方式有很多,而应用较多的主要有2种,-•种是简单的机械式控制装置控制，-种是复杂的控制器控制方式工。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，成木低廉。存在问题是精度不高，不能进行数值显示，另外很容易引起谋动作，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

3、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0点为中心轴的另一端B开始上升,带动截止阀手柄（截止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0点为屮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⑵。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

4、需要4个电极。这些电极皆接肓流电源的负极，长度分别等于各控制点的深度。如果池体不导电,还需要一个公川正极。电极棒可呈圆周分布，屮间为公用正极棒，一周均布若干个负极棒，结构紧凑，视貝-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，并控制英它相关电器的工作3。结构简单、价格底廉，适用于电导较人的液休。1.复杂控制器控制方式这种控制方式是通过安装

5、在水Milin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/变频调速装置输入给定端,控制其输出电压变化，來调节电机转速，以达到控制水箱液位的冃的。1.1基于Proteus和ke订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

6、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⑷。2.2单片机的液位控制这是一种数字式水箱液位实时监控系统，该控制系统是用MCS-51系列单片机及英相关便件来实现的，利用传感器测量液位数据，应用VB6.OMSComm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

7、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⑸。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）系列及与么配套使用的FMU（变送器）系列组成，其可用于淡水和废水处

8、理的测量.传感器内的放射源电动激励向物体表血•发射超声波，物体反射部分冋波。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（探头与物体表血的距离）成正比。这段距离通过声速C和运动时间t被表示为:D二C*T/2⑹。当然用超声波传感器时耍注意肓区的存在与避免。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的液体和固体的物