毕业设计方案太阳能热水器自动上水控制新版专业系统设计.doc

第一章 选题背景1.1 课题设计背景传感器技术、数字电子技术与自动控制技术在生产过程、科学研究、现实生活应用、医疗卫生、环保事业及其她各个领域应用十分广泛。传感器技术、控制逻辑电路设计及门电路芯片选取是感应自动控制设计重要环节，系统设计应满足环保、实用及课题规定总体技术方案。这种专用感应控制装置设计可以提高专业知识运用能力，增进科技向生活转化及环保事业发展，对提高生活质量有重要作用。数字逻辑电路控制器使近十几年来发展起来一种新型控制电路，具备功能齐全、控制简朴、抗干扰能力强，价格便宜、重量轻、耗电省等长处。随着太阳能热水器推广普及，在没有自来水地方，如何使用水泵自动启停抽水并保证持续供水是一种现实问题。由于太阳能热水器注水箱大多安装在房顶上，与否缺水不易观测，如果使用自动水位控制装置来控制水泵工作，就可以较好解决这个问题，给广大顾客带来以便。1.2 设计内容和规定1.2.1 内容 1、运用电导式传感器三个电极设计一种太阳能热水器水位报警器。2、当水位处在高水位与底水位之间时，高水位与底水位批示灯都处在熄灭状态。3、当水位低于低水位时，电源导通，低水位批示灯点亮，微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路工作。随之扬声器发出报警声，告知主人水箱水已经空，单片机系统自动控制流向电磁阀往水箱注水。4、当水位高于高水位时，高水位批示灯导通微分电路将产生脉冲，触发音乐集成电路，随之扬声器报警，告知主人水箱水已经注满，单片机系统自动控制控制阀断电，停止往水箱注水。依照以上规定，该水位传感器报警器系统电路大体设计为下图1-1 ：图1-1 水位传感器控制原理图1.2.2规定1、当水位报警器接通电源时，主电路有相应电源批示灯点亮，批示电源正常。2、当太阳能热水器水箱缺水，电路能发出光报警，单片机系统控制电磁阀向水箱中送水。3、当水箱中水上升到需要高度时，电路发出光报警，单片机系统控制电磁阀断电，停止向水箱中送水。图1-2 电磁阀控制原理图注：1为水箱 2为套管3为滑竿4为浮球5为接触开关6为电磁阀7为通水孔8为连接支架1.3课题设计意义单片机用于提高机监控系统中,通过对提高机运营速度、加速度和控制线路中继电器等元器件进行在线检测,以保证提高系统安全,还可以依照负荷变化,自动控制电阻切除,从而使启动平衡,减少对机械系统冲击;从而延长太阳能使用寿命。 鉴于以上种种，本课题重要研究如何对水位如何进行有效监控办法，以期可以对解决某些生活中水位监测提供一种思路。在现实中人每天进行上下水要耗费大量时间，尚有也许忘掉，而随着社会进步，时间经济化，加水时有会忘掉，自动上水每天定期（普通是上午，依照水压状况顾客可自行设定）给太阳能上水，清晨还可以洗热水澡。而随着人们生活水平不断提高，节能省时意识日益加强，本人经多次实践和论证，积极开发研制出了太阳能热水器全自动定期上水控制系统。本系统能解除人们忘了上水没有热水用，上水后忘了关水流水不止烦恼。能实现了节约用水，防止真空管暴裂目。太阳能热水器自动送水装置是当前现实生活中较为实用生活环保用品，已得到广泛关注。在提高生活质量和环保事业中充分发挥了它作用。基于数字控制电路更能显示出它优越性与人性化。随着技术不断进步，有理由相信将来单片机技术与数字技术使用会更加普及发展会更加迅速。第二章:设计方案比较2.1 PLC应用特点PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计数字运算操作电子装置。它采用可以编制程序存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模仿式输入和输出，控制各种类型机械或生产过程。PLC及其关于外围设备都应当按易于与工业控制系统形成一种整体，易于扩展其功能原则而设计。1可靠性高，抗干扰能力强2配套齐全，功能完善，合用性强3易学易用，深受工程技术人员欢迎4系统设计，工作量小，维护以便，容易改造运用PLC实现需深刻理解其梯形图及指令，当前市场较惯用。PLC是计算机技术于继电接触器控制技术相结合产物。它是满足生产机械和工艺规定和电气控制系统自身制造、使用以及维修需要。但所设计东西较为啰嗦，有一点失误检查起来很难。因此此办法对于本课题不适合。2.2 单片机应用特点单片机是把微型计算机重要部件都集成在一块芯片上，即一块芯片就是一种微型计算机。因而，单片机具备如下特点。1控制能力强单片机集成度 为了满足控制规定，单片机指令系统中均有极其丰富条件转移指令、较强I/O逻辑操作及位解决功能，因而其控制灵活、以便，容易满足工业控制规定。2抗干扰能力强，可靠性高单片机集成度高，体积小，内容采用总线构造，减少了芯片内部之间连线，大大提高了单片机可靠性和抗干扰能力，适当于恶劣环境工作下工作。3性价比高单片机功能丰富，而其价格仅为5到30元4易扩展片内具备计算机正常运营所必要部件，片外有许多供扩展用三总线并行、串行输入输出管脚，很容易很容易构成各种规模应用系统。5低功耗、低电压 普通单片机功耗仅为20到100mW,电压为2到6V（不同型号数值完全不同样），便于成产便携产品。6.种类多，型号全。诸多单片机厂家逐年扩大适应各种需要，有针对性地推出一系列型号产品，使系统开发工程师有很大选取余地。大某些产品有较好兼容性，保证了已开发产品能顺利移植，较容易地使产品进行升级换代。7使用寿命长。这里所说长寿命，一方面指用单片机开发产品可以稳定可靠地工作十年、二十年，另一方面是指与微解决器相比长寿命。AT89C51单片微型计算机为核心并依照频率特性来构成本方案基本设计思想，这是由于单片机具备体积小，重量轻，价格便宜，功耗低，控制功能强以及运算速度快等特点，且在国民经济建设，军事以及家用电器等各个领域均得到了广泛应用。而单片机所具备这些长处可以使得该设计满足以上规定，即技术新、先进、体积小、精度高、功能扩展极其以便，且衡量之下它成本较之其他方案要低些。除此之外单片机外围电路也非常简朴,系统紧凑,对于这种小规模应用系统,单片机具备了最佳价格和最简朴电路.并且更容易让更多人控制使用.2.3 单片机与PLC比较PLC是一种可编程控制器，相称于一种控制设备，重要用于工业自动化等领域，大都采用梯形图编程，也可以用组态软件。其特点是非常可靠。因此此办法对于本课题不适合。单片机体积小，集成度高，成本低，抗干扰能力强，控制能力强。应当说这两者有很大区别，由于当前它们应用需求都不少，前景都是不错。这是由于单片机外围电路非常简朴,系统紧凑,对于小规模应用系统,单片机又具备了最佳价格和最简朴电路.并且更容易让更多人控制使用. 本设计系统构造简朴，价格低廉，用单片机完全可以实现。AT89C51单片微型计算机为核心并依照频率特性来构成本方案基本设计思想，这是由于单片机具备体积小，重量轻，价格便宜，功耗低，控制功能强以及运算速度快等特点，且在国民经济建设，军事以及家用电器等各个领域均得到了广泛应用。而单片机所具备这些长处可以使得该设计满足以上规定，即技术新、先进、体积小、精度高、功能扩展极其以便，且衡量之下它成本较之其他方案要低些。除此之外单片机外围电路也非常简朴,系统紧凑,对于这种小规模应用系统,单片机具备了最佳价格和最简朴电路.并且更容易让更多人控制使用.因而,我采用单片机构造这种方案,来用于我设计!、第三章 设计所用材料及其工作原理3.1传感器简介及应用3.1.1 传感器简介传感器定义：传感器是指能感受规定被测量，并按照一定归来转换成可用输出信号器件或装置。传感器就是运用物理效应、化学效应、生物效应，把被测物理量、化学量、生物量等非电量转换成电量器件或装置。 传感器技术对当代化科学技术、当代化农业及工业自动化发展起到基本和支柱作用，在世界各国已成为一种重要产业。可以说没有传感器就没有当代化科学技术;没有传感器也就没有人类当代化生活环境和条件。传感器技术已成为科学技术和国民经济发展水平标志之一。3.2.2 传感器应用传感器不但充当着计算机、机器人、自动化设备“感觉器官”及机电结合接口，并且已渗入到军事和人类生命、生活、生产各个领域，从太空到海洋，从各种复杂工程系统到人们寻常生活衣食住行，都已经离不开各种各样传感器。 （1）传感器在机械制造中应用 在石油、化工、电力、钢铁、机械等工业生产中，需要及时检测各种工艺参数有关信息，并通过电子计算机或控制器对生产过程进行自动化控制。 （2）传感器在汽车中应用 在汽车上，温度、压力、流量、湿度、气体、位置、速度、加速度、转矩等各种各样传感器已经得到了广泛应用。运用传感器检测信息，实现发动机燃油喷射系统精准控制，一保障汽车安全行驶。（3）传感器在智能建筑中应用 采用新材料、新信息机通信技术智能建筑是当代楼宇建设发展趋势。在智能建筑物各个方面，如信息和通信系统、交通管理、加热与通风机空气调节、能源管理、个人安全与保障系统、维护管理、机灵居室装置以及新智能建筑构造，都要应用各种传感器。（4）传感器在家电中应用 当代家庭中，家电厨具、空调器、电冰箱、洗衣机、电热水器、安全报警器、吸尘器、电熨斗、照相机、音像设备等都用到了传感器。（5）传感器在安全防范重应用 火灾、盗窃，不断给人类生命和财产安全带来极大威胁。安全防范技术在世界各国已经形成产业。防火、防盗，广泛应用了光电。热电、压电、气体、红外、超声波、微波及图像等传感器。（6）传感器在机器人中应用 在生产用单能机器人中，传感器用来检测臂位置和角度；在智能机器人中，传感器用作视觉和嗅觉。传感器占机器人成本一半以上。（7）传感器在人体医学上应用 在医疗上应用传感器可以对人体温度、血压、心脑电波及肿瘤等进行精确地测量与诊断。（8）传感器在环保中应用 为保护环境，研制用以检测大气，水质及噪声污染传感器，已为世界各国所注重。（9）传感器在航空航天种应用 在飞机及火箭等飞行器上，要使用传感器对飞行速度、加速度、飞行距离及飞行方向、飞行姿态进行检测。（10）传感器在摇杆技术中应用 在飞机及卫星等飞行器上运用紫外、红外光电传感器及微波传感器探测气象、地质等；在船舶上运用超声波传感器进行水下探测。（11）传感器在军事方面应用 运用红外探测仪可以探测地形、发现地物及敌方各种军事目的；红外雷达具备搜索、跟踪、测距等功能，可以搜索几十到上千千米内目的；其她尚有红外制导、红外通信、红外夜视、红外对抗等。再如，用压电陶瓷制成压电引信称为弹丸起爆装置，具备瞬发度高、安全可靠、不可配备电源等特点，惯用在破甲弹上。3.2.3 传感器选用依照该次毕业设计规定，将感受到水位信号传送到单片机，单片机内计算机将实测水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后依照偏差性质，向给水电动阀发出开关指令，保证容器达到设定水位。需对水位进行控制，因而综上选取水位传感器。3.3单片机简介及选取3.3.1 单片机简介单片微型机简称单片机，特别合用于控制领域，故又称微控制器。普通，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包括计算机基本功能部件：中央解决器CPU、存储器和I/O接口电路等。因而，单片机只需要恰当软件及外部设备相结合，便可成为一种单片机控制系统。单片机是微型机一种重要分支，它构造上最大长处是把CPU、存储器、定期器和各种输入/输出接口集成在一块超大规模集成电路芯片上。就其构成和基本工作原理而言，一块单片机芯片就是一台计算机。1单片机构成单片机核心某些是中央解决器CPU，它是单片机大脑，由它统一指挥和协调各某些工作。时钟电路用于给单片机提供工作时间所需有时钟信号。程序存储器和数据库存储器分别用于存储单片机工作顾客软件和存储暂时数据。中断系统用于解决系统工作时浮现突发事件。定期/输出接口（I/O接口）是计算机与输入/输出设备之间接口。输入/输出设备是计算机或其她设备互换信息装置，如显示屏、键盘和打印机等。2单片机特点由于单片机是把微型计算机重要部件都集成在一块芯片上，即一块芯片就是一种微型计算机。因而，单片机具备如下特点。a控制功能强。为了满足工业控制规定，单片机指令系统中均有极丰富条件分支转移指令、较强I/O逻辑操作及位解决功能，因而其控制灵活、以便，容易满足工业控制规定 。b抗干扰能力强，可靠性好。单片机集成度高，体积小，内部采用总线构造，减少了芯片内部之间连线，大大提高了单片机可靠性和抗干扰能力，适当于恶劣环境下工作。C性能价格比高。单片机功能丰富，而其价格仅为530元。D易扩展。片内具备计算机正常运营所必须部件，片外有许多扩展用三总线并行、串行输入输出管脚，很容易构成各种规模应用系统。E低功耗、低电压。普通单片机功耗仅为20100mW，电压为26V（不同型号数值不完全同样），便于生产便携式产品。3单片机应用领域单片机由于体积小、集成度高、成本低、抗干扰能力和控制能力强等长处，因而广泛应用于如下各个领域中。例如工业自动化、智能仪器仪表、消费类电子产品、通信方面、武器装备和终端及外部设备控制等方面都得到广泛应用。在以控制为主，以数据为辅系统中，使用单片机可以获得良好效果。对于工作速度不高，数据解决量不大，控制过程不很复杂场合，如家用电器。商用产品等，可选用四位单片机；对于工业控制、智能仪表等，可选用八位单片机；对于规定很高实时控制及复杂过程控制，如机器人、信号解决等，则最佳选用16位单片机。4单片机发展趋势总来说，单片机发展趋势是向大容量、高性能化、外围电路内装化等方面发展。为满足不同顾客规定，各公司相继推出了能满足不同需要产品。纵观单片机几十年发展历程，单片机此后发展方向将向多功能、高性能、高速度、低电压、低功耗、低价格、外围电路内装化，以及片内存储器容量增长和Flash存储器化方向发展。但其位数不一定会继续增长，尽管当前已有了32位单片机，但使用并不多。可以预言，此后单片机将是功能更强、集成度更高而功耗更低，以及使用更以便。3.3.2 最小系统应用单片机系统扩展是以基本最小系统为基本，故应一方面熟悉最小应用系统构造。事实上内部带有4KB程序存储器8051或8751单片机自身就是一种最简朴最小系统，许多实际应用系统就是这种成本和体积小单片机构造实现了高性能控制。对于当前国内较多内部无程序存储器芯片8031来说，则要用外接程序存储器办法才干构成一种最小应用系片内带程序存储器8031，8751自身即可构成一片最小系统，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，同步/EA接高电平，ALE,/PSEN信号不用，系统就可以工作。该系统特点如下：(1)系统有大量I/O线可供顾客使用P0,P1,P2,P3都可以作为I/O口使用。(2)内部存储器容量有限，只有128BRAM和4KB程序存储器。(3)应用系统开发具备特殊性，由于应用系统P0口，P2口在开发时需要作为数据，地址总线，故这两个口上硬件调式只能用模仿办法进行。8051应用软件必要依托厂家用掩膜技术置入，故普通只合用于可作大批量生产应用系统。3.3.3 单片机选用由于该设计系统较为简朴，应选取价格低廉，比较常用单片机，因而综上所述单片机型号可以选用AT89C51。3.4电磁阀分类与选取3.4.1电磁阀分类1.电磁阀从原理上分为三大类：1、直动式电磁阀：原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径普通不超过25mm。2、分布直动式电磁阀：原理：它是一种直动和先导式相结合原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而运用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀运用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。特点： 在零压差或真空、高压时亦能可*动作，但功率较大，规定必要水平安装。3、先导式电磁阀：原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周边形成上低下高压差，流体压力推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周边形成下低上高压差，流体压力推动关闭件向下移动，关闭阀门。特点： 流体压力范畴上限较高，可任意安装（需定制）但必要满足流体压差条件。2.电磁阀从阀构造和材料上不同与原理上区别，分为六个分支小类：直动膜片构造、分步重片构造、先导膜式构造、直动活塞构造、分步直动活塞构造、先导活塞构造。电磁阀在选型时注意事项一：合用性管路中流体必要和选用电磁阀系列型号中标定介质一致。流体温度必要不大于选用电磁阀标定温度。电磁阀容许液体粘度普通在20CST如下，不不大于20CST应注明。工作压差，管路最高压差在不大于0.04MPa时应选用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直动式和分步直动式；最低工作压差不不大于0.04MPa时可选用先导式（压差式）电磁阀；最高工作压差应不大于电磁阀最大标定压力；普通电磁阀都是单向工作，因而要注意与否有反压差，如有安装止回阀。流体清洁度不高时应在电磁阀前安装过滤器，普通电磁阀对介质规定清洁度要好。注意流量孔径和接管口径；电磁阀普通只有开关两位控制；条件容许请安装旁路管，便于维修；有水锤现象时要定制电磁阀开闭时间调节。注意环境温度对电磁阀影响电源电流和消耗功率应依照输出容量选用，电源电压普通容许10%左右，必要注意交流起动时VA值较高。二、可靠性电磁阀分为常闭和常开二种；普通选用常闭型，通电打开，断电关闭；但在启动时间很长关闭时很短时要选用常开型了。寿命实验，工厂普通属于型式实验项目，确切地说国内还没有电磁阀专业原则，因而选用电磁阀厂家时慎重。动作时间很短频率较高时普通选用直动式，大口径选用迅速系列。三、安全性普通电磁阀不防水，在条件不容许时请选用防水型，工厂可以定做。电磁阀最高标定公称压力一定要超过管路内最高压力，否则使用寿命会缩短或产生其他意外状况。有腐蚀性液体应选用全不锈钢型，强腐蚀性流体宜选用塑料王（SLF）电磁阀。爆炸性环境必要选用相应防爆产品。四、经济性有诸多电磁阀可以通用，但在能满足以上三点基本上应选用最经济产品。电磁阀选型电磁阀选型一方面应当依次遵循安全性，可靠性，合用性，经济性四大原则，另一方面是依照六个方面现场工况(即管道参数、流体参数、压力参数、电气参数、动作方式、特殊规定进行选取)。选型根据：一、依照管道参数选取电磁阀：通径规格(即DN)、接口方式1、按照现场管道内径尺寸或流量规定来拟定通径(DN)尺寸。2、接口方式，普通DN50要选取法兰接口，DN50则可依照顾客需要自由选取。二、依照流体参数选取电磁阀：材质、温度组1、腐蚀性流体：宜选用耐腐蚀电磁阀和全不锈钢；食用超净流体：宜选用食品级不锈钢材质电磁阀。2、高温流体：要选取采用耐高温电工材料和密封材料制造电磁阀，并且要选取活塞式构造类型。3、流体状态：大至有气态，液态或混合状态，特别是口径不不大于DN25订货时一定要区别开来。4、流体粘度：普通在50cSt如下可任意选取，若超过此值，则要选用高粘度电磁阀。三、依照压力参数选取电磁阀：原理和构造品种1、公称压力：这个参数与其他通用阀门含义是同样，是依照管道公称压力来定。2、工作压力：如果工作压力低则必要选用直动或分步直动式原理；最低工作压差在0.04Mpa以上时直动式、分步直动式、先导式均可选用。四、电气选取：电压规格应尽量优先选用AC220V、DC24较为以便。五、依照持续工作时间长短来选取：常闭、常开、或可持续通电2、要是启动时间短或开和关时间不多时，则选常闭型。3、但是有些用于安全保护工况，如炉、窑火焰监测，则不能选常开，应选可长期通电型。六、依照环境规定选取辅助功能：防爆、止回、手动、防水雾、水淋、潜水1、爆炸性环境：必要选用相应防爆级别电磁阀(我公司既有：d II BT4、d II CT5、Ex m I/II T4) 。2、当管内流体有倒流现象时，可选取我公司OK71-N、OK72-N系列带止回功能电磁阀。3、当需要对电磁阀进行现场人工操作时，可选取我公司OK71-S、OK72-S系列带手动功能电磁阀。4、露天安装或粉尘多场合应选用防水，防尘品种(防护级别在IP54以上)。5、用于喷泉必要采用潜水型电磁阀(防护级别在IP68以上)。3.4.2电磁阀选取因而综上所述电磁阀可以选用价格低廉直动式电磁阀。3.5时钟电路时钟电路:AT89C51内部有时钟电路,但石英晶体和微调电容是需要外接.时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列.本次设计选用晶振频率为6MHZ. 时钟电路如下图所示:图3-13.6特点 太阳能热水器自动上水阀特点在于：1、全方位克服了各种缺陷，仅需人工开一次水阀就完毕了上水所有操作。2、其构造简朴，不易出故障，室内室外均可安装，维修以便，困扰自动上水阀推广水垢问题迎刃而解。3、并且可以在不损坏装修状况下为老顾客进行安装。4、其制导致本比其他自动上水阀低得多，但却达到了最以便实用效果-水满自动关水。总之，这种自动上水阀能达到低成本节水并且使用以便目。 第四章 主电路设计与工作原理4.1 课题主电路设计引言在当今公司中，太阳能自动加水装置设计与制作给公司带来了极大经济效益。由于全面自动化确给广大顾客带来了极大以便。但随着科技日益发达自动化已不能满足人们日益增长物质需求，智能化已成为人们追逐目的。公司应在不影响效益前提下提高产品工艺性能，满足顾客需求。4.1.1 输入依照实验规定本课题电子电路可大体设计如下图4-1是一种单片机控制水位传感器控制原理图.途中虚线表达容许水位变化上限下限位置.在正常状况下,应保持水位在虚线范畴内.为此,在水内不同高度处安装不变三根金属棒A、B、C来感知水位变化状况.其中A棒处在下限水位处,C棒处在上限水位处,而B棒在上下水位之间.A棒接+5V电源B、C均通过一种电阻与地相连,这种装置就是水位传感器：图4-1 水位传感器控制原理图从而依照水位变化产生相应电位信号，由b、c两端输入到单片机中从中实现水位信号输入。4.1.2 控制单片机、水位传感器构成数字量输入单片机前向通道接口，单片机控制与水位传感器信号关系如表1所示。由电磁阀供水，而单片机控制电磁阀通电，以达到水位控制目。供水时，单片机控制电磁阀通电供水，水位不断上升，滑竿在浮球带动下沿套管上升，当滑竿上升到顶位时，则使接触开关失电，让电磁阀关闭水源，停止供水。当水位处在上下限时，单片机控制电磁阀保持原有通断状态，此时无论电磁阀通电供水，水位上升，或者电磁阀断电没有工作，使水位不断下降，都应继续维持原状态。当水位下限位置时，单片机应控制电磁阀通电，供水。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：详细状况如下表4-1所示。表3-1 单片机控制与水位传感器信号关系图P1.0(b)P1.1(c)P1.2P1.3进行操作0001电磁阀开10不变1维持原状态0110故障报警1111电磁阀关注：在本电路中，检测器为三个不同位置电极，控制器是负责对从电极输入电信号进行解决整个电路，执行器是电磁阀。0：电机工作1：电机停止控制信号由P1.2端输出，去控制电磁阀。由P1.3输出报警信号，驱动一支发光二极管进行光报警。4.1.3 输出依照抱负实验根据将电位信号由单片机输出来控制继电器常开、常闭从而实现信号输出。4.1.4构造框图依照实际状况与自我总结本课题构造框图如下图4-2所示：输入预设水位控制（解决）电子线路板输出（水）被控对象（贮水箱）检测水位电极图4-2 本系统机构框图4.2工作原理4.2.1水位控制原理1、供水时，单片机控制电磁阀通电，水位不断上升，滑竿在浮球带动下沿套管上升，当滑竿上升到顶位时，则使接触开关失电，让电磁阀关闭水源。2、当水为处在上下限之间时，此时，单片机控制电磁阀通断电，无论电磁阀是在带通电供水，水位不断上升，或者电磁阀没有工作水位不断下降,都应维持原有状态。3、当水位处在下限位置时，水箱内无水时，需要供水，滑竿落到箱底，滑竿在水箱外一端与接触开关接触得电使电磁阀导通进水。如下是一种单片机控制水位传感器控制原理图.途中虚线表达容许水位变化上限下限位置.在正常状况下，应保持水位在虚线范畴内，为此，在水箱内不同高度处安装不变三根金属棒A、B、C来感知水位变化状况.。其中A棒处在下限水位处，C棒处在上限水位处,而B棒在上下水位之间.A棒接+5V电源B、C均通过一种电阻与地相连，这种装置就是水位传感器。如图3-1所示。单片机、水位传感器构成数字量输入单片机前向通道接口，单片机控制与水位传感器信号关系如表1所示；原理图如下图4-3所示。图4-3 太阳能自动上水原理图注:其中开光sw1、sw2是用来模仿水位电位信号构造框图如下图所示：AT89C51芯片模仿水位信号电磁阀装置水位报警批示灯时钟电路图4-4 原理框图3.2.3 电磁阀上水工作原理在太阳能水箱（1）箱底上安装带通水孔（7）套管（2）内放置其上连接浮球（4）滑竿（3），滑竿（3）一端伸出水箱外，在水箱外连接支架（8），在支架（8）上安装接触开关（5），接触开关（5）于进水管上电磁阀（6）连接。当水箱内无水时，滑竿落到箱底，滑竿在水箱外一端与接触开关接触得电使电磁阀导通进水。随着水位上升，滑竿在浮球带动下沿套管上升，当滑竿上升到顶位时，则使接触开关失电，让电磁阀关闭水源。原理图如下图4-4所示：图4-5 电磁阀控制原理图注：1为水箱 2为套管3为滑竿4为浮球5为接触开关6为电磁阀7为通水孔8为连接支架电磁阀控制原理构造图如下4-6所示：图4-6 电磁阀控制原理机构框图电磁阀驱动电路如下图4-7所示图4-7 电磁阀驱动电路该电磁阀太阳能自动上水装置，其特性在于：在太阳能水箱（1）箱底上安装带通水孔（7）套管（2），套管（2）内放置其上连接浮球（4）滑竿（3），滑竿（3）一端伸出水箱外，在水箱外连接支架（8）上安装接触开关（5），接触开关（5）与进水管上电磁阀（6）连接。4.3 结语该系统设计是基于在单片机嵌入式系统而设计，充分运用单片机强大控制功能和以便通信接口，该检测控制系统在实验室某实验系统得到成功实践，实现水位检测、自动控制、解决和报警等功能，提高了实验自动控制能力。进一步优化系统软硬件设计，可为实时实现远端控制，因而，该系统在农村太阳能水箱，都市水源检测控制等领域有着辽阔应用前景。第五章 本课题改进及扩展进入21世纪后来科技发展速度步入一种更快更好阶段，随着科技飞速发展，人们物质生活也在随着科技发展而得到质提高。在当今社会，人们在不断创新，在不断追求完美。在人们生活中在不断谋求能为人类而工作代替品，人们生活在向着迅速与智能化方向发展。本课题实验内容是太阳能热水器自动送水装置，本次实验是一次普通电子实验，没有太多更好更新科技元素在里面，但我想随着科技日新月异，此送水装置一定大有发展前程，并且会随人们意愿向着智能化方向发展。据理解，在几家业绩比较突出太阳能集团生产太阳能热水器上安装自动送水装置已具备了初步智能化需求。本实验只是一种自动送水装置，而公司所推出自动送水装置成品能完毕水箱自动上水、自动控温等智能化功能。当前送水装置已不是一种单纯自动送水装置，它已演变成一种集自动上水与自动控温等智能化功能于一身电气系统。在这种装置系统中变压及整流系统更加完美，电压更加稳定，不受供电线路电压不稳定影响。所使用元器件则更加精良，有更好抗疲劳强度，增长了系统使用寿命。这一系列智能化装置离不开科技飞速发展。相信随着科技不断发展，自动送水装置系统后来必将更加人性化与智能化。自动送水装置发展用途是各种各样，在不断发展中为解放更多劳动力人们寻常生活中各种设施，以及社会生产与生活中各种设备会不断更新，将会更加智能化，这也就需要大量各式各样送水装置进如咱们寻常生活中。因此说自动送水装置发展必将是多元化，并且发展会更加迅速。结 论本次毕业设计是咱们从大学毕业生走向工作岗位重要一步.从最初选题,直至到完毕设计期间查找资料,通过教师指引,与同窗交流,重复修改,每一种过程都是对自己能力一次检查与充实.在王教师精心指引下，我查阅了各种资料，最后顺利完毕了该设计。通过一种月不懈努力，我终于圆满完毕了在开题报告中原定基本任务，咱们在实际设计过程中一方面对课题进行了系统讨论与论证，继而对电路图进行设计与研究，然后进行元器件参数修改与论证做到理论联系实际。电路满足了咱们基本设想功能，当电路接通电源时，主电路有相应电源批示灯点亮，批示电源正常。当太阳能热水器水箱缺水，电路批示灯能发出光亮，告知人们应向水箱中送水，当水箱中水上升到需要高度时，电路批示灯发出光亮，应停止向水箱中送水。在咱们王教师精心指引下，在咱们大量实习与实践经验指引下，咱们论文完毕很顺利，涉及了咱们从开始实验到咱们完毕任务所有过程，这是咱们小构成员一种多月以来辛勤工作结晶，是用咱们智慧与汗水换来，在这份来之不易毕业设计成果中，凝聚了太多汗水与欢笑，更凝聚了许多予以咱们无私协助教师、同窗们辛勤汗水。太阳能热水器自动送水装置是非常有发展前程，随着人们生活水平不断提高，我相信太阳能热水器水位报警器一定会向着更加完美智能化迈进。参 考 文 献1 工厂供电刘介才 机械工业出版社2 电气控制系统与可编程控制器常小玲 机械工业出版社3 电工与电子技术周绍平，李严 北京交通大学出版社4 控制传感器原理与应用王煜东 机械工业出版社5 自控原理及系统孔凡才 上海理工大学 机械工业出版社6 控制微解决器本来及应用 7 电子技术基本阮立志，裴咏枝 机械工业出版社8 单片机原理与应用王效华，张咏梅 北京交通大学出版社道谢在本课题完毕中，我得到了诸多人协助，在此表达衷心感谢!一方面感谢我指引教师王教师，我课题是在她指引和协助下完毕，她深厚理论功底和严谨治学态度以及高度敬业精神使我受益非浅，对我课题完毕起到了至关重要作用。论文写作过程真不简朴：各种压力时时袭扰,知识积累尚欠火候,致使我一次次埋头于图书馆中,一次次周旋于文献资料之中,一次次奋战于电脑屏幕前。在指引教师王教师亲切关怀和悉心指引下我论文画上了句号。她严肃科学态度,严谨治学精神,精益求精工作作风,深深地感染和勉励着我。从课题选取到项目最后完毕,王教师都始终予以我细心指引和不懈支持。在论文完毕之际,我要特别感谢我指引教师王教师热情关怀和悉心指引,在此表达真诚地感谢和深深谢意。在毕业设计过程中，咱们将所学专业理论知识与实际开发结合起来，理论联系实际，提高了专业技能。大量查阅资料，对专业知识有了更进一步理解和结识，拓展了知识面。通过本次毕业设计，全面理解和掌握了课题开发基本办法和环节，进一步学习了单片机、模仿电子、数字电子、传感器、CAD等专业知识。为后来实际工作打下了良好基本。此外,在论文写作过程中,也得到了许多同窗宝贵建议,同步还得到许多教师支持和协助,在此一并致以诚挚谢意。三年大学生活我从她们身上学到将让我受益终身。同步,还要感谢三年里教过我教师们。我学到不但仅是课本上知识,尚有着做人原则与风骨,这将对我走向社会起到了一种桥梁作用,将是我人生一段重要经历、一种重要环节,对将来走上正式工作岗位也有着很大协助。感谢身边同窗和朋友,有了你们,我大学才算得上完整。感谢你们三年来对我宽容与关照。那有欢笑有泪水,有认同有争执,有吵闹有协助缤纷岁月让我懂得了情谊诚挚与可贵,能与你们相遇、相交与相知,是我人生中最幸运一件事。 最后,我要感谢母校为我提供良好学习与发展环境。母校开放、公正言论环境,当代、实用学习环境,舒服、便捷生活环境让我顺利度过了人生核心三年。愿所有校园里结识,不结识；来过,走过愿你们爱惜握在手里当前,抓住机遇,拥有一种美好明天。