1、毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 基于单片机的水塔水位自动控制系统的设计 一、课题研究意义及现状 不论社会经济如何飞速，水在人们正常生活和生产中起着重要的作用。一旦断了水，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失，从而对供水系统提出了更高的要求，满足及时、准确、安全充足的供水。如果仍然使用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，由此必须进行自动化控制系统的改造。从而实现提供足够的水量、平稳的水压、水塔水位的自动控制有设计低成本、高实用价值的控制器。该设计采用分立的电路实现 超高、低警戒水位处理 ,实现自动控制 ,而达到节能的目的 ,提高了供水系统的质量。本次
2、课题的研究意义： 1.通过这次的设计，更加深了对单片机理论方面的理解。 2.掌握单片面的内部模块的应用。 3.了解和掌握单片面应用系统的软硬件的设计过程，方法及实现。 4.通过这次的商讨也 培养 了我 独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技 能。 5.通过外文翻译在一定的程度上加强了我的阅读能力。 水箱水位控制系统的技术已比较成熟 ,有简单机械式控制装置的系统 ,也有复杂控制器控制的系统。目前对水箱水位控制的系统大致可分 为以下 2 种 :(1)机械式控制系统。机械式控制系统结构简单、成本低廉。但这种控制装置故障多 ,误动作多 ,且只能单独控制 ,与计算机进行通信较难实现。 (2)
3、交流调压 /变频调速控制系统。该系统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 , 以达到控制水箱水位的目的。 二、课题研究的主要内 容和预期目标 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；同时要求保证供水的可靠性和安全性。本系统是针对上述问题设计的供水方式和控制系统，由主供水回路、备用回路等
4、组成。在正常情况下，应保持水塔水位在一段范围之内。为此，在水塔内的不同高度安装三根金属棒，以感知水位变化的情况。水塔由电机带动水泵供水，由控制系统控制电机转动，以达到对水位控制的目的。供水时，水位上升，当达到上限时，由于水的导电作用，停止电机和水泵的工作，不再给水塔供水。 水箱供水系统三相异步电动机带动水泵完成 。电机可以有手动控制和自动控制两种方式。手动控制时，不受水位控制信号控制。自动控制时，由水位信号传感器控制，自动完成。若水位系统出现在现实中不可能出现的情况，则系统报警。 三、课题研究的方法及措施 本次课题采用单片机进行主控制，利用水的导电性测量水位的变化，把测量到的水位的变化转换成相
5、应的电信号，用单片机对接收到的信号进行数据处理，完成水位的检测，控制及水泵故障的报警等功能。 本课题中要解决的问题有： 1.电极对水位的感应； 2.电机故障的检测； 3.单片机主程序的编程； 4.电机的控制与水泵的驱动； 5.水泵故障时的报警系统； 6.备用水泵的使用。 图 3-1 水塔水位检测的总体框图 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2010年 10月 20日至 2011年 4月 2日。 10月 20日至 11月 3日 完成选题。完成师生的双向选择，确定课题工作。 11月 4日至 12月 4日 完成开题的一切准备工作。查阅资料，写出 2000个汉字以上的文献综述，完成一篇与课题相关
6、的外文文献翻译，完成开题报告的填写，进行开题答辩。 12月 4日至 1月 21日 完成毕业设计的初稿。学生个 人独立完成设计并及时向老师汇报进度，与老师做好沟通与请教课业的工作。 2月 22日至 4月 1日 设计作品的完善与论文的修改。 4月 4日至 4月 15日 准备答辩。 4月 17日以后 开始正式进入答辩环节。 单片机 AT89C51 时钟电路 复位电路 水位检测电路 报警电路 驱动电机电路 五、参考文献 1王秋爽 ,曾昭龙 .单片机的开发基础与经典设计实例 M.北京 :机械工业出版社， 2008， 03. 2张洪润，朱博，马鸣鹤 .单片机应用技术教程 M.北京 :清华大学出版社 .3
7、版 .2009， 02. 3王守中 .51 单片机开发入门与典型实例 M.北京 :人民邮电出版社 .2007， 08. 4周国运 .单片机原理及应用 M.北京：中国水利水电出版社， 2009， 02. 5求是科 .技单片机典型模块设计实例导航 M.北京 :人民邮电出版社 .2004， 05. 6夏伟光 .浅析生活给水系统的水泵备用 J.宅产业 ,2010年， 10期 . 7钟晓强 .基于单片机实现的液位控制器设计 J.现代电子技术 ,2009 年 ,第 2 期 8高改会，于红星，胡瑞玲 .基于单片机的锅炉液位自动控制系统的设计 J.机械工程师 .2008 年09 期 . 9陈霞 ,白小军 .基于单片机的液位监控系统 J.武汉理 工大学学报 ,2007,03. 10Daniel Wu, Fakhreddine Karray, Insop Song.Water Level Control by Fuzzy Logic and Neural Networks J.Preprint submitted to 2005 IEEE Conference on Control Applications. Received February 28, 2005.
