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基于电容式触摸集成电路的高精度分段水位检测系统

基于电容式触摸集成电路的高精度分段水位检测系统
基于电容式触摸集成电路的高精度分段水位检测系统

液位检测实验装置操作说明

KPXJS-LRC系统实训步骤 液位实训装置是自动化及相关专业的教学及实训设备。通过本套实训装置,学生可熟练掌握常用液位仪表及装置的使用、安装、调试校准、维护,熟悉液位仪表控制装置信号回路及信号关系,培养学生液位仪表的专业基础技能,提高学生的实际操作能力,为将来走向工作岗位打下坚实基础。 一、液位检测系统实训装置组成 1-主水箱:试验装置中液体主盛装容器;2-1#水箱:试验装置中液体付盛装容器;3-2#水箱:试验装置中液体付盛装容器;4-3#水箱:试验装置中液体付盛装容器;5-4#水箱:试验装置中液体付盛装容器;6-5#水箱:试验装置中液体付盛装容器;7-电动调节阀:电动执行机构,通过智能数显控制仪来控制它,调节分容器液位的变化;8-玻璃管液位计:可视液位计,直观的显示出各容器的液位; 9-主水泵:实现试验中液体在主与付容器之间的切换,实现试验中液体的流动;10-副水泵:实现试验中液体各付容器之间的切换,实现试验中液体的流动;11-浮筒液位计:1#水箱液位显示;12-静压液位计:2#水箱液位显示;13-雷达液位计:3#水箱液位显示;14-电容液位计:4#水箱液位显示;15-磁翻板液位计:5#水箱液位显示;16-差压变送器:5#水箱液位液位显示,通过球阀Q6、Q7、Q8可以进行差压变送器的零点迁移试验;17-电磁阀:与主副水泵配合,实现液体在各容器间的变化; 18-仪表控制柜:试验所需仪器仪表控制箱;A1-闪光报警器;B1-B5智能数显表:1#-5#水箱液位;C1-智能数显控制仪:

控制调节阀,副操器;C2-智能数显表; C3-智能数显控制仪:控制调节阀,副操器;C4-智能数显表;C5-智能数显表:5#容器液位比较;ST11-15:1#-5#容器上电磁阀控制旋钮;ST16:副水泵液位旋钮;ST21-25:1#-5#容器下电磁阀控制旋钮;T26:主水泵液位旋钮;ST31:A1报警器声音消除按钮;ST32:A1报警器声音试验按钮;ST33:调节阀仪表控制柜与DCS切换旋钮;ST34:备用旋钮; Q1 ——Q9等球阀:通过球阀的开关来实现不同的试验。 二、实训准备步骤 1.仪表柜送电,观察仪表柜电源指示灯,如果不亮,请检查电源 2.将各数显仪表送电,观察数显表和现场仪表,如有异常请检查,排除故障 3.观察主水箱液位,如果主水箱液位低于1/2,请补充液位 4.通过与水箱连通的玻璃管液位计感知容器内的水位与实际数显控制仪显示液位比较,先校验零位和满度使数显控制仪显示零位、满量程 三、液位试验(无调节阀) 1.打开阀门Q1、Q3、Q4、Q5,关闭Q2、Q6 2.操作ST11旋钮,打开1#水箱上电磁阀LV101A,操作ST26旋钮,打开主水泵,开始上水 3.观察主泵出口压力表,观察视窗,观察1#水箱液位 4.通过调节实际水位依次调整满量程的0%、25%、50%、75%、

常用液位计常见故障分析方法

常用液位计常见故障分析方法 一、现场液位计系统故障的基本分析步骤现场液位计液位测量参数一般分为温度、压力、流量、液位四大参数。 现根据液位测量参数的不同,来分析不同的现场液位计故障所在。 1.首先,在分析现场液位计故障前,要比较透彻地了解相关液位计系统的生产过程、生产工艺情况及条件,了解液位计系统的设计方案、设计意图,液位计系统的结构、特点、性能及参数要求等。 2.在分析检查现场液位计系统故障之前,要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化情况,查看故障液位计的记录曲线,进行综合分析,以确定液位计故障原因所在。 3.如果液位计记录曲线为一条死线(一点变化也没有的线称死线),或记录曲线原来为波动,现在突然变成一条直线;故障很可能在液位计系统。因为目前记录液位计大多是DCS计算机系统,灵敏度非常高,参数的变化能非常灵敏的反应出来。此时可人为地改变一下工艺参数,看曲线变化情况。如不变化,基本断定是液位计系统出了问题;如有正常变化,基本断定液位计系统没有大的问题。 4.变化工艺参数时,发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小,此时的故障也常在液位计系统。 5.故障出现以前液位计记录曲线一直表现正常,出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制,甚至连手动操作也不能控制,此

时故障可能是工艺操作系统造成的。 6.当发现DCS显示液位计不正常时,可以到现场检查同一直观液位计的指示值,如果它们差别很大,则很可能是液位计系统出现故障。总之,分析现场液位计故障原因时,要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化,这些都可能是造成现场液位计系统故障的原因。所以,我们要从现场液位计系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析,检查原因所在。 二、四大液位测量参数液位计控制系统故障分析步骤 1.温度控制液位计系统故障分析步骤 分析温度控制液位计系统故障时,首先要注意两点:该系统液位计多采用电动液位计液位测量、指示、控制;该系统液位计的液位测量往往滞后较大。 (1)温度液位计系统的指示值突然变到最大或最小,一般为液位计系统故障。因为温度液位计系统液位测量滞后较大,不会发生突然变化。此时的故障原因多是热电偶、热电阻、补偿导线断线或变送器放大器失灵造成。 (2)温度控制液位计系统指示出现快速振荡现象,多为控制参数PID 调整不当造成。 (3)温度控制液位计系统指示出现大幅缓慢的波动,很可能是由于工艺操作变化引起的,如当时工艺操作没有变化,则很可能是液位计控制系统本身的故障。

水位远程监测系统方案

水位远程监测系统 方案

水位远程监测系统方案上海智达电子有限公司

目录 一、客户需求....................................................................................2二、方案概述....................................................................................2三、系统组成....................................................................................2 3.1控制中心主站 (3) 3.2通讯网络....................................................................................3 3.3现场主要监测设备 (3) 四、地下水位监测系统主要特点 (4) 五、系统软件功能及特点 (5) 5.1功

能..........................................................................................5 5.2特点..........................................................................................6六、主要硬件设备概述 (9) 6.1G P R S无线通讯设备 (10) 6.2水资源控制器 (11) 6.3水位计 (14) 6.4室外专用监测箱 (16) 6.5开关电源 (17)

相位差检测

目录 一、题目要求 ........................................................ 错误!未定义书签。 二、方案设计与论证 ............................................ 错误!未定义书签。 移相电路 ......................... 错误!未定义书签。 检测电路 ......................... 错误!未定义书签。 显示电路 ......................... 错误!未定义书签。 三、结构框图等设计步骤................. 错误!未定义书签。 设计流程图........................ 错误!未定义书签。 电路图 ........................... 错误!未定义书签。 移相电路图................... 错误!未定义书签。 检测电路图................... 错误!未定义书签。 显示电路图................... 错误!未定义书签。 四、仿真结果及相关分析................. 错误!未定义书签。 移相效果 ......................... 错误!未定义书签。 相位差波形........................ 错误!未定义书签。 相位差度数........................ 错误!未定义书签。 五、误差分析........................... 错误!未定义书签。 误差分析 ......................... 错误!未定义书签。 六、总结与体会......................... 错误!未定义书签。 七、参考文献........................... 错误!未定义书签。 八、附录............................... 错误!未定义书签。 元器件清单........................ 错误!未定义书签。

(完整版)液位检测与控制试验系统设计..

液位检测与控制试验系统设计 1.发展现状: 液位检测在许多控制领域已较为普遍,各种类型的液位检测装置也不少,按原理分有浮力式、压力式、超声波式、差压式、电容式等,这各种方法都根据其需要设计完成,其结构、量程和精度各有特色, 适用于各自的场合, 但都是基于固定液箱液位检测而设计。市面上也有现成的液位计,有投入式、浮球式、弹簧式等,绝大多数价格惊人。 “水是生命之源”,不仅人们生活以及工业生产经常涉及到各种液位和流量的控制问题,例如饮料、食品加工,居民生活用水的供应,溶液过滤,污水处理,化工生产等多种行业的生产加工过程,通常要使用蓄液池。蓄液池中的液位需要维持合适的高度,太满容易溢出造成浪费,过少则无法满足需求。因此,需要设计合适的控制器自动调整蓄液池的进出流量,使得蓄液池内液位保持正常水平,以保证产品的质量和生产效益。这些不同背景的实际问题都可以简化为某种水箱的液位控制问题。因此液位是工业控制过程中一个重要的参数。特别是在动态的状态下,采用适合的方法对液位进行检测、控制,能收到很好的生产效果。高老师也进行了多次的实验得出了一些相关的数据,水箱液位控制系统的设计应用非常长广泛,可以把一个复杂的液位控制系统简化成一个水箱液位控制系统来实现。所以就选择了该题目的设计。由于液位检测应用领域的不同,性能指标和技术要求也有差异,但适用有效的测量成为共同的发展趋势,随着电子技术及计算机技术的发展,液位检测的自动控制成为其今后的发展趋势,控制过程的自动化处理以及监控软件良好的人机界面,操作人员在监控计算机上能根据控制效果及时修运行参数,这样能有效地减少工人的疲劳和失误,提高生产过程的实时性、安全性。随着计算机控制技术应用的普及、可靠性的提高及价格的下降,液位检测的微机控制必将得到更加广泛的应用。 所以,我们在此设计了这个简易的监测系统,一方面,节省了大量的经济开支;另一方面,让我们对监测系统有了更加深刻、透彻的了解,不仅增加了我们的感性认识,还促进了我们对于系统各个部分的深刻剖析,从传感器选型到整个

水库水位监测系统

水库水位监测系统 一、系统概述 水库水位监测系统适用于水利管理部门远程监测水库的水位、降雨量等实时数据,同时支持远程图像监控,唐山平升水库水位监测系统为保障水库的适度蓄水和安全度汛提供了准确、及时的现场信息。 水库水位监测系统做到了水库水雨情的实时监测、实现了水库的信息化管理,在保护人民生命、财产安全方面发挥了重大作用。 二、系统拓扑图 DATA-9201 DATA-9201

三、系统特点: ●《水文监测数据通信规约(SL651-2014)》 ●《四川省水文测报系统技术规约(SCSW008-2011)》 ●《特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试》 ●《水文自动测报系统设备遥测终端机(SL 180-2015)》 ●全国工业产品生产许可证 ●《水文实时监测管理系统》软件著作权证书 ●《水文实时监测管理系统》软件产品登记证书 四、系统功能 ●水库分布位置、现场设备运行状态。 ●水位、降雨量、设备电池电压等实时数据。 ● GPRS/CDMA通信时,支持定时、越限或远程手动拍照。 ●光纤/ADSL/3G/4G通信时,支持视频实时监控。 ●水位/降雨量超限或现场设备故障时,自动报警 ●自动向责任人手机发送报警短信。 ●自动统计水位、降雨量的时、日、月、年数据报表。 ●自动生成水位、降雨量、电池电压等过程分析曲线。 ●监测中心服务器和现场终端双向存储历史数据。 ●现场终端可存储不少于一年的历史数据记录。

五、水库水位监测系统现场展示

水库水位监测终端 水库水位监测终端DATA-9201 一、产品特点 ◆通过国家水利部“水文监测数据传输规约(SL651-2014)、水文遥测终端机(SL 180-2015)、特殊区域水文/水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等权威检测;获得“全国工业产品生产许可证”。 ◆核心监测设备选用DATA-6311型低功耗测控终端,GPRS实时在线平均电流≤10mA,功耗仅为同类产品的1/10,大大减少太阳能供电设备成本并降低施工难度。 ◆数据传输误码率:≤10-6 。 ◆通过对输入输出引线采取多级隔离、在安装时外配避雷针等多种措施,最大限度避免雷击对设备的损坏。 二、产品功能 ◆实时采集水库水位、降雨量和现场设备电池电压、运行状态、箱门开关状态等信息,并可扩展闸位、水质、流量等监测功能。 ◆现场显示监测数据,支持人工置数,支持历史记录本地下载功能。 ◆通过GPRS网络远程传送监测数据和照片;兼容自报式、查询应答式等多种数据上报方式,采用自报式时支持定时上报和越限自动加报功能。

相位差测量中高精度相位差测量仪的重要性

相位差测量中高精度相位差测量仪的重要性 相位差,物理学概念。两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差,或者叫做相差。这两个频率相同的交流电,可以是两个交流电流,可以是两个交流电压,可以是两个交流电动势,也可以是这三种量中的任何两个。一台高精度相位差测量仪对相位差的测量尤为重要。 相位差与相位的关系 (1)当j12>0时,称第一个正弦量比第二个正弦量的相位越前(或超前)j12; (2)当j12<0时,称第一个正弦量比第二个正弦量的相位滞后(或落后)|j12|; (3)当j12=0时,称第一个正弦量与第二个正弦量同相,如图7-1(a)所示; (4)当j12=±π或±180°时,称第一个正弦量与第二个正弦量反相; (5)当j12=±π/2或±90°时,称第一个正弦量与第二个正弦量正交。相位差示例 1.已知u= 311sin(314t- 30°) V,I= 5sin(314t+ 60°) A,则u与i 的相位差为jui= (-30°) - (+ 60°) = - 90°,即u比i滞后90°,或i 比u超前90°。 相位差的取值范围和初相一样,小于等于π(180°).对于超出范围的,同样可以用加减2Nπ来解决. 2.研究交流电路的相位差.如果电路含有电感和电容,对于纯电容电路电压相位滞后于电流(电压滞后电流多少度也可以表述成电流超前电压多少度),纯电感电路电流相位滞后于电压,滞后的相位值都为π的一半,或者说90°.在计算电路电流有效值时,电容电流超前90,电感落后90,可用矢量正交分解加合. 加在晶体管放大器基极上的交流电压和从集电极输出的交流电压,这两者的相位差正好等于180°.这种情况叫做反相位,或者叫做反相. 正弦量正交(90°)和反相(180°)都是特殊的相位差. 目前,国内相位差测量仪生产厂家或研究单位明显存在着技术老化问题,其采用的器件、方法和技术与技术先进国家有较大的的差距。而最近发展的先进的

水箱水位控制系统

2.水箱水位控制系统 系统有3个贮水箱,每个水箱有2个液位传感器,UH1,UH2,UH3为高液位传感器,“1”有效;UL1,UL2,UL3为低液位传感器,“0”有效。Y1、Y3、Y5分别为3个贮水水箱进水电磁阀;Y2、Y4、Y6分别为3个贮水水箱放水电磁阀。SB1、SB3、SB5分别为3个贮水水箱放水电磁阀手动开启按钮;SB2、SB4、SB6分别为3个贮水箱放水电磁阀手动关闭按钮。 (二)控制要求 1.上电运行时系统处于停止状态。 2.SB1、SB3、SB5在PLC外部操作设定,通过人为的方式,按随机的顺序将水箱放空。 3.只要检测到水箱“空”的信号,系统就自动地向水箱注水,直到检测到水箱“满”信号为止。水箱注水的顺序要与水箱放空的顺序相同,每次只能对一个水箱进行注水操作。 4.为减少外部控制器件,现将每个水箱的放水控制按钮改为一个(即只有SB1、SB3、SB5),分别控制每个水箱的放水开启和关闭。也即,按一下SB1,水箱1放水,再按一下SB1,水箱1停止放水;按一下SB2,水箱2放水,再按一下SB2,水箱2停止放水;按一下SB3,水箱3放水,再按一下SB3,水箱3停止放水。系统其它控制要求保持不变。 (三)I/O配置表

(四)PLC控制系统原理图(硬件电路图) (五)调试指南 1.上电时候系统处于停止状态,所有灯不亮。 2.按动SB1、SB3、SB5按钮,可随机将三个水箱放空,对应Y2、Y4、Y6的亮。 3.只要检测到水箱“空”(即低液位传感器UL1-UL3亮),系统能自动地向水箱注水,对应Y1、Y3、Y5亮,直到检测到水箱“满”信号为止(即高液位传感器UH1-UH3亮)。 4.4.水箱注水的顺序与水箱放空的顺序相同,每次只对一个水箱进行注水操作(Y1、Y3、Y5互锁)。 5.5.按一下SB1,水箱1放水(Y2亮),再按一下SB1,水箱1停止放水(Y2灭); 6.6.按一下SB2,水箱2放水(Y4亮),再按一下SB2,水箱2停止放水(Y4灭); 7.7.按一下SB3,水箱3放水(Y6亮),再按一下SB3,水箱3停止放水(Y6灭)。 8.8.先放空的水箱先进水,已通过梯形图实现。(参见梯形图步骤8)

储罐液位监测系统

储 罐 液 位 检 测 系 统 专业: **** 班级: ***** 学号: ***** 姓名: ***** 摘要 超声波液位测量是一种非接触式的测量方式,它是利用超声波在同种介质中传播速 度相对恒定以及碰到障碍物能反射的原理研制而成的。与其它方法相比(如电磁的或光 学的方法),它不受光线、被测对象颜色的影响,对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、 电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。因此,研究超声波在高精度测距系 统中的应用具有重要的现实意义。试设计储油罐(圆柱体型)液位、温度的实时监测系 统。

对现采用的油罐测量技术作对比,选用合适的测量技术,保证原油储罐的安全,降低劳动强度,取得良好的经济效益。 关键词:储油罐;液位测量;仪表;现状

储油罐液位检测系统设计 一、设计要求 我国石油资源丰富,采油炼油企业众多,储油罐是储存油品的重要设备,储油罐液位的精确计量对生产厂库存管理及经济运行影响很大。但国内许多反应罐、大型储油罐的液位计量仍采用人工检尺和分析化验的方法,其他参数的测定也没有实行实时动态测量,这样易引发安全事故,无法为生产操作和管理决策提供准确的依据。采用计算机自动监测技术,实时监测储油罐液位、温度等参数,可以方便了解生产状况,及时监视、控制容器液位及温度等,保障安全平稳生产。试设计储油罐(圆柱体型)液位的实时监测系统。 二、方案设计 目前国内外工业生产中普遍采用间接的液位测量方法,如浮子式、液压式、电容法、超声波法、磁致伸缩式、光纤等。 1、方案一 在光通信研究中发现,光纤受外界环境因素的影响,如压力、温度、电场、磁场等环境条件变化时,将引起光纤传输的光波量,如光强、相位、频率、偏振态等改变。如果能测量出光波变化的信息,就可以知道导致这些光波量变化的压力、温度、电场、磁场等物理量的大小,于是就出现了光纤传感器技术。光纤传感器的信号载体是在光纤中传输的光,而光纤本身是一种介质材料,这就赋予了光纤传感器具有一些常规传感器无可比拟的优点,如灵敏度高、响应速度快、动态范围大、防电磁干扰、超高压绝缘、无源性、防燃防爆、适用于远距离遥测、多路系统无地回路“串音”千扰、体积小、机械强度大、可灵活柔性挠曲、材料资源丰富、成本低等。

水库水位监测系统

雷达水库水位监测GPRS远传系统 一、概述 我公司研发的“水位远程监控系统”,已广泛的应用于大坝、河流河道、水库、水力发电厂、环境水文、地下水水位、水池水位监测等。该系统能够实时在线监测水库、河流的液位高度、雨量等参数。系统采用集散式控制结构,通过高精度传感器及高敏感器件遥测水库水位及雨量信息。经过计算机分析处理,通过GPRS模块把水位数据及工况传回监控中心实时监控。供工程技术人员实时掌握水位动态,为决策提供依据。 二、设计原则 1) 适用性:由于客户现场要求特殊,要求考虑距离监控中心较远(70~80公里),尽量选取一种技术成熟、可靠性高的传输方案。 2) 实用性:功能强大、用户界面友好、报表、趋势图等功能齐全,日常维护简单方便。在保证满足应用的同时,又要体现出GPRS网络系统的先进性,充分考虑网络应用的现状和未来发展趋势。

3) 灵活性和扩展性:根据未来应用的需求和变化,应具备充分的接入能力和可扩展性,我们采用一种标准化接口,如以后系统改造增加I/O接口组态方便容易,设点成本很低,包括以后带宽的扩展以及监控点移位的可扩展性,最大程度地减少对网络架构和现有设备的调整。 4) 兼容性和经济性:对于设备就绪以后,一定要考虑以后的扩展需要,并且能够最大限度地保证以后对现有资源的可用性和连续性,最大限度地降低网络系统的总体投资。 三、系统组成 系统只要有监控中心、通信网络、终端设备、测量设备、供电系统等组成。 1.监控中心: 主要硬件:服务器、客户端和GPRS数据传输模块。 主要软件:操作系统软件、数据库软件、水位监测系统软件、防火墙软件。2.通信网络:中国移动公司GPRS网络。

自动精确液位检测系统

超声波液位测量系统设计 摘要:设计一套液位测量系统,要求测量范围0~2000mm,系统测量精度0.1%。利用单片机加以控制,挡板补偿方法减小误差,提高传播时间的测量准确度来提高精度。 关键词:液位检测 1.液位检测方法简介 1.1按其工作原理可分为下列几种类型: 直读式:它根据流体的连通性原理来测量液位。 浮力式:它根据浮子高度随液位高低而改变或液体对浸沉在液体中的浮筒(或称沉筒)的浮力随液位高度变化而变化的原理来测量液位。前者称为恒浮力式,后者称为变浮力式。 差压式:它根据液柱或物料堆积高度变化对某点上产生的静(差)压力的变化的原理测量物位。 电气式:它根据把物位变化转换成各种电量变化的原理来测量物位。核辐射式:它根据同位素射线的核辐射透过物料时,其强度随物质层的厚度变化而变化的原理来测量液位。 声学式:它根据物位变化引起声阻抗和反射距离变化来测量物位 1.2液位计 1.2.1直接测量 直接测量是一种最为简单、直观的测量方法,它是利用连通器的原理,将容器中的液体引入带有标尺的观察管中,通过标尺读出液位

高度。 玻璃管液位计。 1.2.2人工检尺 人工检尺液位测量是对各种储罐内的液体进行体积和质量测定的种基本方法。具有操作简单、计量准确、无须辅助设备的特点,仍是目前各油田原油集输过程中的一种主要计量方法。检尺测量时,先对罐内液位高度进行测定,再根据罐的横截面积或大罐容积表,计算罐内液体体积和质量。检尺测量的工具是钢卷尺,其下端带有铜质重锤。为方便量油操作,在罐顶设有量油口。量油口下装有量油管,管子底端钻有孔眼与液体连通。设置量油管的目的是为了减小罐内液面波动对量油的影响。 1.2.3磁翻转液位计 磁翻转液位计结构牢固、工作可靠、显示醒目。由于被测液体被 完全密封,使用磁耦合传动,因而 可以测量高温、高压及不透明的粘

单容水箱液位控制系统的设计

单容水箱液位控制系统辨识 一、单容水箱液位控制系统原理 单容水箱液位控制系统是一个单回路反馈控制系统,它的控制任务是使水箱液位等于给定值所要求的高度;并减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。单回路控制系统由于结构简单、投资省、操作方便、且能满足一般生产过程的要求,故它在过程控制中得到广泛地应用。图1-1为单容水箱液位控制系统方块图。 当一个单回路系统设计安装就绪之后,控制质量的好坏与控制器参数的选择有着很大的关系。合适的控制参数,可以带来满意的控制效果。反之,控制器参数选择得不合适,则会导致控制质量变坏,甚至会使系统不能正常工作。因此,当一个单回路系统组成以后,如何整定好控制器的参数是一个很重要的实际问题。一个控制系统设计好以后,系统的投运和参数整定是十分重要的工作。图1-2是单容液位控制系统结构图。 图1-1 单容水箱液位控制系统的方块图系统由原来的手动操作切换到自动操作时,必须为无扰动,这就要求调节器的输出量能及时地跟踪手动的输出值,并且在切换时应使测量值与给定

值无偏差存在。图1-2 是单容水箱液位控制系统结构图。 一般言之,具有比例(P )调节器的系统是一个有差系统,比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小,而且也与系统的动态性能密切相关。比例积分(PI )调节器,由于积分的作用,不仅能实现系统无余差,而且只要参数δ,Ti 选择合理,也能使系统具有良好的动态性能。 图1-2 单容液位控制系统结构图 比例积分微分(PID )调节器是在PI 调节器的基础上再引入微分D 的作用,从而使系统既无余差存在,又能改善系统的动态性能(快速性、稳定性等)。在单位阶跃作用下,P 、PI 、PID 调节系统的阶跃响应分别如图1-3中的曲线①、②、③所示。 图1-3 P 、PI 和PID 调节的阶跃响应曲线 二、单容水箱液位控制系统建模 .

液位检测系统设计

一、毕业设计(论文)选题的目的和意义。 1)本选题的理论、实际意义 液位检测系统是自然界和一般工业界不可缺少的一种检测系统。但凡江河湖海,工业中应用的蓄水池、水塔、水箱、地下水等都需要有液位检测。供水系统中有许多设备由于所处地势高,上下极为不便,有时水即将用完或者已经用完也不知道,造成需用水时却水量不足或者无水可用的情况。此时,在向池中注入水过程中,由于不知道液位情况,也就无法控制水量多少,为了准确掌握液位情况,传统的做法是安排人员进行人为监控,这样不仅会占用人力、物力,还会大大影响工作效率。为此需要对液位监测情况实现自动化监测、数据化、智能化显示、视觉或听觉冲击化报警,实现液位检测一个完整的系统,那么工作人员便可以在操作室获知整个设备的液位状况,如此不但大大减低工作人员的危险性,同时更提高了工作效率及简便性。 在工业领域中,液位测量是一项重要的研究方法,有利于工业技术的进步和经济效益的提高,液位测量在许多控制领域已较为普遍。各种类型的液位测量传感器较多,按原理分为浮子式、压力式、超声波式、吹气式等。各种方式都根据其需要设计而成,其结构、量程和精度适用于各自不同的场合,大多结构较为复杂,制造成本偏高;市面上也有现成的液位计,多数成品价格惊人。以上液位计多数输出为模拟量电流或电压,有些为机械指针读数,不能用于远程监视;普遍适用于静止液面,在波动液面易引起读数的波动;也有用电容法测量液位的系统,电容式传感器具有结构简单、灵敏度高、动态响应特性好、适应性强、抗过载能力大及价格便宜等特点,因此适用于测量液位,是一种简单易行的方案。 2)综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解 对于液位测量传感器的研究,国外的液位测量技术起步较早,且投入资金雄厚,发展非常迅速,到目前为止,国外许多公司都研制出很多功能齐全的、自动化智能程度高、精度高的测量体系与产品系列,美国Milltronics公司研制的多量程超声波液位监测系统具有测量液位及液位差的能力,其采用的非接触式超声波传感器,可监视30cm到14m范围的液位变化,该系统专门编制了一种增强回声的软件程序,多量程系统被监视槽的超声波分布图储存在计算机存储器中,采用连续测量确定液位方法来修改分布图;Magmetrol国际公司的Echtel-FⅡ型超声波液位控制仪有两种控制模式:连续波信号的高增益系列和脉冲信号的超增益系列,还增加了一个检验机构,使之具有自检功能,避免了一般超声波仪器中零电压输出即可能表明无液体,也可表明低液位或控制出现故障等问题。Hybepark电子公司的双液位传感系统采用二只分别调节上限和下限液位的电位计,超声波探头安装在液体之上且与控制装置连接,控制装置比较被感受到的极限液位后去启动指

水位自动监测、水位自动监控系统

水位自动监测、水位自动监控系统 一、适用范围 水位自动监测(水位自动监控系统)适用于地下水水位监测、河道水位监测、水库水位监测、水池水位监测等。 二、系统目标 水位自动监测(水位自动监控系统)监测水位动态信息,为决策提供依据。 三、系统特点 ◆通过国家水利部水文监测数据传输规约(SL651-2014)、水文遥测终端机(SL 180-2015)、“特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等权威检测。 ◆获得“全国工业产品生产许可证”。 ◆获得“水文实时监测管理系统”软件著作权证书。 ◆兼容超声波、雷达、激光、投入式、浮子式等各种水位计。 四、系统组成 水位自动监测(水位自动监控系统)主要由监控中心、通信网络、水位监测终端设备、测量设备等四部分组成。 ◆监控中心: 主要硬件:服务器、客户端、移动数据专线或GPRS数据传输模块DATA-6107。 主要软件:操作系统软件、数据库软件、水位监测系统软件、防火墙软件。 ◆通信网络:INTERNET公网+ 中国移动公司GPRS网络。 ◆终端设备:微功耗测控终端,市电供电、太阳能供电、电池供电可选。 ◆测量设备:水位计或水位变送器。

水位自动监测(水位自动监控系统)拓扑图 五、系统功能 ◆ 水位自动监测(水位自动监控系统)可独立运行,也可并入应用行业的信息化系统。 ◆ 采集各水位监测点的水位数据,采集时间间隔可设置。 ◆ 上报各水位监测点的水位数据,上报时间间隔可设置。 ◆ 支持串口水位计、0-5V 或4-20mA 信号输出的水位变送器。 ◆ 支持220VAC 供电、太阳能供电、锂电池供电。 ◆ 现场监测终端具备数据存储功能。 ◆ 可远程设置终端工作参数,支持远程升级。 ◆ 水位监测(水位监测系统)监控中心可对水位数据进行存储、分析、生成必要的报表和曲线。 GPRS 浏览客户 市、县分中心 服务器 监控工作站 领导/其他处室 防火墙 局域网 INTERNET 公网 打印机 市电供电 监测终端 DATA-9201 太阳能供电 监测终端 DATA-9201 电池供电 监测终端 DATA-6216 超声波水位计 雷达水位计 投入式水位计

基于单片机的水箱液位监测控制系统设计论文毕设论文

摘要 液位监测系统在很多的地方都会用到,例如在工厂的生产当中,液位控制是否得当就会影响生产产品的质量和美观,在生活当中,我们离不开水的利用,常常需要对水箱或水塔水位的监测,液位监测系统也与我们的生活息息相关,它关系着我们生活的品质和效率,所以我们要对液位进行连续的监测和控制。 本文的设计的是利用AT89C51单片机实现对水箱液位监测,通过分析领域条件下,在其系统中通过液位变送器获取信息(4-20mA),其采集电流太小而不容易测量,所以需要用放大电路对其放大,通过处理后,由模数转换变换为二进制数传入单片机,它可以对数据进行实时的处理。并在本文的软件设计当中介绍了本次系统的电路原理图和软件编写时所需的流程图,然后通过显示电路把采集到的液位高度值显示给我们。 最后通过Keil C51软件编写出本次系统所需要的程序,同时在Proteus软件里进行仿真,实现了对液位监测。通过该设计的运用,满足了间接测量,自动的控制及其管理的目的。 关键词:单片机;液位控制;Proteus仿真

Abstract Liquid level monitoring system are used in many places, such as in the production of the factory, liquid level control properly will affect the production of products, the quality and appearance, in the life, we can use of water, often need to the water tank or water tower water level monitoring, liquid level monitoring system is closely related with our life, it relates to the quality and efficiency of our lives, so we have to continuously monitor and control the liquid level. The design is implemented by AT89C51 SCM of water level monitoring, through the analysis of field conditions and in the system through the liquid level transmitter (20mA) to obtain information, the current collection is too small and not easily measured, so it is necessary to amplifier circuit for amplifying the, through processing, by the modulus transform as a binary number of incoming MCU, it can real time of data processing. And in the design of software in this article introduced flow chart of the system circuit schematic diagram and software compiling, and through the display circuit the collected liquid height values are shown to us. At last, the program of the system is written by C51 Keil, and the simulation is carried out in the Proteus software, and the liquid level monitoring is realized. Through the application of this design, it can meet the indirect measurement, and the purpose of the control and management. Keywords:SCM; liquid level control; Proteus simulation

液位监测系统

题目:液位监测系统 液位监测系统 一、设计目的 1. 采用单片机、ADC0809、压力变送器为主要器件,设计水深检测系统; 2. 通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识和掌握,对单片机课程的应 用进一步的了解; 3. 掌握定时器、外部中断的设置和编程原理; 4. 通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来,对程序进行编辑,校验。 二、设计要求 1.压力变送器输出为4-20mA电流信号,通过转换电路把其转换为电压信号; 2.处理模拟信号并显示其实际水的深度数值。 三、设计器材 器件个数器件个数 STC89C52 1 晶振(12M) 1 ADC0809 1 22uf电容 1 直流电机 1 1KΩ电阻 1 9012型三极管 4 10KΩ电阻 1 开关 1 10Ω电阻 1 4位数码管 1 470Ω电阻 1 底座 2 液位变送器 1 四、设计方案及分析 1. 单片机最小系统电路 单片机最小系统电路如图1所示,由主控器STC89C52、时钟电路和复位电路三部分组成。单片机STC89C52作为核心控制器控制着整个系统的工作,而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号,复位电路使得单片机能够正常、

有序、稳定地工作。 图1 单片机最小系统 2. 时钟电路 STC89C52 单片机芯片内部设有一个由反向放大器所构成的振荡器。19脚(XTAL1)为振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端,18脚(XTAL2)为振荡器反相放大器的输出端。在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元器件,内部振荡电路就会产生自激振荡。本系统采用的定时元器件为石英晶体(晶振)和电容组成的并联谐振回路。晶振频率为12MHz,电容大小为33pF,时钟电路如图所示。 图2 时钟电路(晶振) 3. 复位电路

水位检测仪系统

数理与信息工程学院课程设计 题目:水位检测仪系统 专业: 班级: 姓名:学号: 实验地点:数理与信息工程学院电子系统设计室指导老师: 成绩:

目录 第1节引言 (1) 1.1 设计背景 (1) 1.2 系统功能说明 (1) 第2节硬件设计基本原理与实现方法 (2) 2.1 水位检测与数据采集 (2) 2.2 数码管LED显示 (4) 2.2.1 相关芯片简介 (4) 2.2.2 显示部分工作原理 (5) 第3节系统软件设计 (8) 3.1 初始化程序 (8) 3.2 TMR1中断服务程序 (9) 3.3 数据转换子程序 (10) 3.4 TMR0中断服务程序 (11) 3.5 程序清单 (13) 第4节结束语 (22) 参考文献 (22)

水位检测仪系统 第1节引言 水位检测和显示仪表装置在工业上有着广泛的应用。本设计采用的是一种低成本的数码管显示驱动方案。在对成本较敏感的小型系统中,该方案有着一定的参考价值。 1.1 设计背景 键盘和显示器是单片机系统中人机对话不可缺少的一部分。在许多智能仪表的设计中,多用LED数码管来显示。这是因为LED数码管驱动简单,成本较低并且能适应恶劣的环境。用于数码管显示驱动的芯片有很多种,常见的有MAX7219、MAX7221、ZLG7290、IMC7218B以及8279等。这些专用芯片使用方便、功能教强,但价格偏高。本设计中采用的循环扫描的方式,充分利用单片机快速的处理能力对各显示单元分时选通,只需普通的串行移位芯片,就可以达到显示驱动的目的。这种方法对单片机的CPU占用率相对较高,不适宜于CPU任务繁忙的场合,但是对那些功能相对简单,CPU相对空闲的中小型系统非常实用,能够大大降低系统成本。 1.2系统主要功能 该装置对偏离零点的水位进行检测,然后将带符号的水位值(低于或高于零点)用数码管显示出来,并通过双色发光二极管LED阵列对水位高度进行模拟显示。整个装置主要包含水位检测和显示两个部分,现将每部分功能说明如下:(1)水位检测:在0mm、±10mm、±25mm、±50mm、±80mm、±120mm、±160mm、±240mm共15点基础上,检测水位偏离零点的大小。 (2)水位显示:将上一步检测结果用数码显示出来,显示值以比实际水位小的最近点为准,例如:水位实际高度为35mm,则数码管显示25mm。同时,用15个竖直排列的双色LED阵列直观的模拟当前水位高度,当水位没有达到某点相应的LED显示红色,达到或超过则显示绿色。当水位低于-240mm时报警灯显示绿色,高于+240mm时报警灯显示红色,当水位恢复正常值时报警灯熄灭。

CMOS图像传感器的工作原理及研究

CMOS图像传感器的工作原理及研究 摘要:介绍了CMOS图像传感器的工作原理,比较了CCD图像传感器与CMOS图像传感器的优缺点,指出了CMOS图像传感器的技术问题和解决途径,综述了CMOS图像传感器的现状和发展趋势。 1 引言 自从上世纪60年代末期,美国贝尔实验室提出固态成像器件概念后,固体图像传感器便得到了迅速发展,成为传感技术中的一个重要分支,它是PC机多媒体不可缺少的外设,也是监控中的核心器件。互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器与电荷耦合器件(CCD)图像传感器的研究几乎是同时起步,但由于受当时工艺水平的限制,CMOS图像传感器图像质量差、分辨率低、噪声降不下来和光照灵敏度不够,因而没有得到重视和发展。而CCD 器件因为有光照灵敏度高、噪音低、像素少等优点一直主宰着图像传感器市场。由于集成电路设计技术和工艺水平的提高,CMOS图像传感器过去存在的缺点,现在都可以找到办法克服,而且它固有的优点更是CCD器件所无法比拟的,因而它再次成为研究的热点。 70年代初CMOS传感器在NASA的Jet Pro pul sion Laboratory(JPL)制造成功,80年代末,英国爱丁堡大学成功试制出了世界第一块单片CMOS型图像传感器件,1995年像元数为(128×128)的高性能CMOS有源像素图像传感器由喷气推进实验室首先研制成功[1],1997年英国爱丁堡VLSI Ver sion公司首次实现了CMOS图像传感器的商品化,就在这一年,实用CMOS技术的特征尺寸已达到0.35mm,东芝研制成功了光敏二极管型APS,其像元尺寸为5.6mm×5.6mm,具有彩色滤色膜和微透镜阵列,2000年日本东芝公司和美国斯坦福大学采用0.35mm技术开发的CMOS-APS已成为开发超微型CMOS摄像机的主流产品。 2 技术原理 CCD型和CMOS型固态图像传感器在光检测方面都利用了硅的光电效应原理,不同点在于像素光生电荷的读出方式。CMOS图像传感器芯片的结构 [2]如图1所示。典型的CMOS像素阵列[3],是一个二维可编址传感器阵列。传感器的每一列与一个位线相连,行允许线允许所选择的行内每一个敏感单元输出信号送入它所对应的位线上(图2),位线末端是多路选择器,按照各列独立的列编址进行选择。根据像素的不同结构[4],CMOS图像传感器可以分为无源像素被动式传感器(PPS)和有源像素主动式传感器(APS)。根据光生电荷的不同产生方式APS又分为光敏二极管型、光栅型和对数响应型,现在又提出了DPS(digital pixel sensor)概念。

视觉检测系统报告

2011 年春季学期研究生课程考核 (阅读报告、研究报告) 考核科目:视觉测量系统 学所在院(系):电气工程及自动化学院学生所在学科:仪器科学与技术 学生姓名:*** 学号:10S001*** 学生类别:工学硕士 考核结果: 阅卷人:

视觉测量系统课程报告 第一部分视觉测量系统发展现状综述 机器视觉自起步发展到现在,已有15年的发展历史。应该说机器视觉作为一种应用系统,其功能特点是随着工业自动化的发展而逐渐完善和发展的。 目前全球整个视觉市场总量大概在60~70亿美元,是按照每年8.8%的增长速度增长的。而在中国,这个数字目前看来似乎有些庞大,但是随着加工制造业的发展,中国对于机器视觉的需求将承上升趋势。 一、机器视觉的定义及特点 简言之,机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。 机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合,常用机器视觉来替代人工视觉;同时在大批量工业生产过程中,用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高,用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成,是实现计算机集成制造的基础技术。 正是由于机器视觉系统可以快速获取大量信息,而且易于自动处理,也易于同设计信息以及加工控制信息集成,因此,在现代自动化生产过程中,人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。在中国,这种应用也在逐渐被认知,且带来最直接的反应就是国内对于机器视觉的需求将越来越多。 二、机器视觉在国内外的应用现状 在国外,机器视觉的应用普及主要体现在半导体及电子行业,其中大概40%~50%都集中在半导体行业。具体如PCB印刷电路:各类生产印刷电路板组装技术、设备;单、双面、多层线路板,覆铜板及所需的材料及辅料;辅助设施以及耗材、油墨、药水药剂、配件;电子封装技术与设备;丝网印刷设备及丝网周边材料等。SMT表面贴装:SMT工艺与设备、焊接设备、测试仪器、返修设备及各种辅助工具及配件、SMT材料、贴片剂、胶粘剂、焊剂、焊料及防氧化油、焊膏、清洗剂等;再流焊机、波峰焊机及自动化生产线设备。电子生产加工设备:电子元件制造设备、半导体及集成电路制造设备、元器件成型设备、电子工模具。机器视觉系统还在质量检测的各个方面已经得到了广泛的应用,并且其产品在应用中占据着举足轻重的地位。除此之外,机器视觉还用于其他各个领域。 而在中国,以上行业本身就属于新兴的领域,再加之机器视觉产品技术的普及不够,导致以上各行业的应用几乎空白,即便是有,也只是低端方面的应用。目前在我国随着配套基础建设的完善,技术、资金的积累,各行各业对采用图像和机器视觉技术的工业自动化、智能化需求开始广泛出现,国内有关大专院校、研究所和企业近两年在图像和机器视觉技术领域进行了积极思索和大胆的尝试,逐步开始了工业现场的应用。其主要应用于制药、印刷、矿泉水瓶盖检测等领域。这些应用大多集中在如药品检测分装、印刷色彩检测等。真正高端

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