基于plc的自动门控制论文开题报告,基于plc的控制自动门系统设计论文

中国论文网 发表于2024-02-16 05:20:16 归属于历史论文 本文已影响683 我要投稿 手机版

       

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急求PLC水塔水位控制的毕业论文

智能水位控制系统毕业设计

一、水位智能检测系统设计原理�

实验证明,纯净水几乎是不导电的,但自然界存在的以及人们日常使用的水都会含有一定的Mg2+、Ca2+等离子,它们的存在使水导电。本控制装置就是利用水的导电性完成的。�

如图1所示,虚线表示允许水位变化的上下限。在正常情况下,应保持水位在虚线范围之内。为此,在水塔的不同高度安装了3根金属棒,以感知水位变化情况。

图1 水位检测原理图

其中B棒处于下限水位,C棒处于上限水位,A棒接+5V电源,B棒、C棒各通过一个电阻与地相连。�

水塔由电机带动水泵供水,单片机控制电机转动以达到对水位控制之目的。供水时,水位上升。当达到上限时,由于水的导电作用,B、C棒连通+5V。因此,b、c两端均为1状态,这时应停止电机和水泵工作,不再给水塔供水。

当水位降到下限时,B、C棒都不能与A棒导电,因此,b、c两端均为0状态。这时应启动电机,带动水泵工作,给水塔供水。

当水位处于上下限之间时,B棒与A棒导通,b端为1状态。C端为0状态。这时,无论是电机已在带动水泵给水塔加水,水位在不断上升;或者是电机没有工作,用水使水位在不断下降。都应继续维持原有的工作状态。�

二、基于单片机控制的水塔水位控制系统�

1�单片机控制电路�

水塔水位控制的电路如图2所示。�

2�前向通道设计

图2 水塔水位控制电路

由于所采用的信号是频率随水位变化而变的脉冲信号(开关量),因此电路设计中省去了A/D�转换部分,这不仅降低了硬件电路的成本,而且由于采用数字脉冲信号通信,提高了系统的抗干扰能力、稳定性和精度。�

输入的可变脉冲信号送到8031的P10和P11脚电平,当接收到信号时,输入脉冲使其输出高电平,而无信号输入时,无触发脉冲,此时翻转为低电平。程序控制8031周期性地对P11和P10脚电平进行采样,达到控制的目的。�

3.微机控制数据处理部分�

在电路设计中,充分利用8031已有端口的作用,同时也考虑扩展,做到尽可能节省元件,不仅可降低成本,而且提高可靠性。

(1)使用8031单片机。水塔水位控制的电路如图3―1。接受电路得到的是频率随水位变化的调频脉冲,它反映了贮水池水位的高度,对其进行信号处理,便能实现对水位的控制及故障报警等功能。要完成此一工作,

最佳的选择是采用微机控制,实验中是以MCS―51系列弹片机8031作CPU。对接受的信号进行数据处理,完成相应的水位控制、故障报警等功能。8031芯片的内部结构框图见图3所示。�

由图3可大致看到:

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它含运算器、控制器、片内存储器、4个I/O接口、串行接口定时器/计数器、中断系统、振荡器等功能部件。图中SP是堆栈指针寄存器,栈区占用了片内RAM的部分单元;未见通用寄存器(工作寄存器),因单片机片内有存储器,与访问工作寄存器一样方便,所以就把一定数量的片内RAM

字节划作工作寄存器区;PSW

是程序状态字寄存器,简称程序状态字,相当于其他计算机的标志寄存器;DPTR是数据指针寄存器,在访问片外ROM、片外RAM、甚至扩展I/O接口时特别有用;B寄存器又称乘法寄存器,它与累加器A协同

工作,可进行乘法操作和除法操作。实验中8031时钟频率为6MHz。由于8031没有内部ROM,因此需外扩展程序存储器。本系统采用2732EPROM扩展4K程序存储器,对应地址空间为0000H~0FFFH。

(2)74LS373作为地址锁存器。74LS373片内是8个输出带三态门的D锁存器,其结构示意图见图4所示。当使能端G呈高点平时锁存器中的内容可更新,而在返回低电平瞬间实现锁存。如此时芯片的输出控制端为低,也即输出三态门打开,锁存器中的地址信息便可经由三态门输出。除74LS373外,84LS273、8282、8212等芯片也可用作地址锁存器,但使用时接法稍有不同,由于接线稍繁、多用硬件和价格稍贵,故不如74LS373用的普遍。

图3 8031芯片内部结构框图

(3)两个水位信号由P10和P11输入,这两个信号共有四种组合状态。如表3―1所示。其中第三种组合(b=1、c=0)正常情况下是不能发生的,但在设计中还是应该考虑到,并作为一种故障状态。�

表3-1 水位信号状态表

C(P11) B(P10) 操作

0 0 电机运转

0 1 维持原状

1 0 故障报警

1 1 电机停转

(4)控制信号由P12端输出,去控制电机。为了提高控制的可靠性,使用了光电耦合。

4.报警电路�

本系统采用发光二极管,当控制电路出现故障状态时,P13置零,发光二极管导通,发光报警。�

5.软件设计�

一个应用系统,要完成各项功能,首先必须有较完善的硬件作保证。同时还必须得到相应设计合理的软件的支持,尤其是微机应用高速发展的今天,许多由硬件完成的工作,都可通过软件编程而代替。甚至有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作,用软件编程有时会变得很简单,如数字滤波,信号处理等。因此充分利用其内部丰富的硬件资源和软件资源,采用MCS―51汇编语言和结构化程序设计方法进行软件编程。这个系统程序由主控程序、延时子程序组成。其中主控程序是核心。由它控制着整个系统程序的运行和跳转。流程图如图5所示。包括系统初始化,数据处理,故障报警等。�

电路具体工作情况如下:�

① 当水位低于B时,由于极棒A和C、A和B之间被空气绝缘,P10和P11得到低电平,全置0,单片机控制电路使P12置零,继电器吸合,启动水泵向水塔灌水;�

② 当水位高于B低于C时,P10置1,P11置0,继电器常开触电自保,因此升到B以上时,继电器并不立即释放,电极仍然供水;

③ 当水位达到C时,P10 、P11均置1,单片机控制电路使P12置1,继电器释放,水泵停止工作;�

④ 用水过程中,水位降到C以下,P11置0,P10置1,维持原状,电机不工作,直到降到B以下,如此循环往复。�

系统出现故障时,由P13置零,输出报警信号,驱动一支发光二极管进行光报警。

三、结束语�

现代传感技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息处理技术和新工艺、新材料的发展为智能检测系统的发展带来了前所未有的奇迹。在工业、国防、科研等许多应用领域,智能检测系统正发挥着越来越大的作用。检测设备就像神经和感官,源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息,成为人们认识自然、改造自然的有力工具。

现代的广义智能检测系统应包括一切以计算机(单片机、PC机、工控机、系统机)为信息处

理核心的检测设备。因此,智能检测系统包括了信息获取、信息传送、信息处理和信息输出等多个硬、软件环节。从某种程度上来说,智能检测系统的发展水平表现了一个国家的科技和设计水平。�

本课题研究的内容是“智能水位控制系统”。水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛,比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而以往水位的检测是由人工完成的,值班人员全天候地对水位的变化进行监测,用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。然后主控室再开动电机进行给排水。很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都将造成很大的浪费。同时也容易出差错。因此急需一种能自动检测水位,并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统,我所研究的就是这方面的课题。�

水位检测可以有多种实现方法,如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本实验采用两种方法(单片机和时基集成电路)进行主控制,在水池上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化,把测量到的水位变化转换成相应的电信号,主控台应用单片微机或时基集成电路对接收到的信号进行数据处理,完成相应的水位显示、控制及故障报警等功能。�

参考文献�

1.丁元杰 单片微机原理及应用 机械工业出版社 2000�

2.腾召胜 罗隆福 智能检测系统与数据融合 机械工业出版社 2000

3.孙虎章 自动控制原理 中央广播电视大学出版社 1999

. 兰亭序 2. 魔杰座 3. 天亮了 4. 小酒窝 5. 好人卡 6. 稻香 7. 摇滚怎么了 8. 乔克叔叔 9. 童年的时光机 10. 窗外 11. 沿海公路的出口 12. 故事

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