液位平衡控制系统实验装置设计(单片机)

摘要
因在工业生产过程中，有很多像过热蒸汽的温度控制、污水废液的酸碱度中和处理和贮藏液位控制等需要由过程控制系统实现，而为了适应工厂的实际需要为学生提供一个研究此项目的实验平台，而设计了这这次课题。过程控制是自动化技术的重要组成部分。在现代工业生产过程自动化中，过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、促进环境卫生等方面起了很大的作用。液位平衡控制系统用是利用差压变送器测量水槽液位，其测量值与给定值进行比较得到偏差，调节器按此偏差发出控制命令，控制调节阀开度，达到使水槽液位控制在给定值上的目的。实现生产过程自动化对于发展国民经济、提高技术水平有着十分重要的意义。过程控制将在我国社会主义现代化的建设过程中得到更快的发展。(优秀毕业设计网 www.2bysj.cn)

关键词：  过程控制  劳动生产率  节约能源  液位平衡   
 
Abstract
In the process of industrial production, many control systems have been realized by Process Control Technology such as hot temperature control, neutralization of sewage and waste liquid of steam's sour alkali degrees and preservation of liquid level controls, etc. In order to meet the needs of factories offer an experiment platform of this project  research for students. It is an important component of automatic control technology. In the course of modern industrial production, Process Control Technology is playing a great role in economic technical indicator control technology, economic benefits and labor productivity, economizing energy, improving labor condition, and promoting environmental sanitation, etc. Liquid location balance control system, changer measures the liquid level of the trough of ink , which get its measured value and receive deviation relatively with a setting value, regulator send out and control order according to the deviation value, control regulating valve turn on degree, achieve and make the purpose at a setting value of control of liquid level of trough of ink. Realizing product process automation have most important meaning to the development of national economy and the raise of engineering level. The courses of process control will getting faster development in the course of the construction of our country's socialist modernization.

Keywords：The course is controlled   Labor productivity   Economize the energy   Balanced in the liquid location  

课题含义：
用差压变送器测量水槽液位，其测量值与给定值进行比较得到偏差，调节器按次偏差发出控制命令，控制调节阀开度，达到使水槽液位控制在给定值上的目的。
B. 课题的来由、基本条件和技术要求：
a. 课题的来由：
因在工业生产中，有很多像过热蒸汽的温度控制、污水废液的酸碱度中和处理和贮藏液位控制等需要为学生提供一个研究次项目的实验平台，而设计了这个适用的液位平衡控制系统实验装置。
b. 基本条件：
单回路液位控制系统方块图
c. 技术要求
工艺部分都用标准件、在控制部分要求用单片微机控制来设计电路编写一套程序
C. 本课题要解决的主要问题及设计总体思路：
a. 要解决的主要问题：
实验装置的工艺部分的设计及选型、实验装置的控制电路设计及软件程序的设计
b. 设计总体思路：
本实验装置为液位自控实验装置，它可以进行多种控制系统内容的实验。本次课程设计大致可分为两块：其一、实验装置的工艺部分的设计及选型部分如泵、阀、液微计等的选型，我们都采用标准件，因这是实验装置所以要求所选的装置都要尽量符合本实验装置的需要并配备齐全，为不久的将来能做出次实验装置做准备。其二、实验装置的控制电路设计及软件程序的设计：因时间有限，我们只做要求多种控制系统中的一种即只用一个泵抽水单片机只控制一个电动执行器工作，我们用单片机来实现这部分的液位自动控制。

目录
0绪论-------------------------------------------------------------------------------------------1
1实验装置介绍-------------------------------------------------------------------------------4
2总体方案设计-------------------------------------------------------------------------------5
2.1单回路反馈控制电路基本原理--------------------------------------------------------5
2.2工艺方案的拟定--------------------------------------------------------------------------5
3. 实验装置的工艺部分设计及设备选型------------------------------------------------6
3.1水泵的选择--------------------------------------------------------------------------------6
3.2水管的选择--------------------------------------------------------------------------------7
3.3水龙头的选择-----------------------------------------------------------------------------8
3.4传感器的选择-----------------------------------------------------------------------------8
3.5电动执行器的选择-----------------------------------------------------------------------9
4.设计计算------------------------------------------------------------------------------------13
4.1水槽尺寸计算----------------------------------------------------------------------------12
4.2框架的材料选择及尺寸的确定-------------------------------------------------------13
4.3电控箱的设计----------------------------------------------------------------------------14
5实验装置的控制电路设计及软件程序的设计---------------------------------------15
5.1选择单片机的理由----------------------------------------------------------------------15
5.2 CPU的选择------------------------------------------------------------------------------16
5.3键盘的选择-------------------------------------------------------------------------------17
5.4显示器的选择----------------------------------------------------------------------------20
5.5 A/D转换器的选择----------------------------------------------------------------------25
5.6传感器与TLC2543间的放大电路设计---------------------------------------------28
5.774LS138译码器--------------------------------------------------------------------------29
5.8 D/A转换器的选择----------------------------------------------------------------------29
5.9 DAC0832的输出信号的转换与放大电路设计------------------------------------31
5.10看门狗电路-----------------------------------------------------------------------------32
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5.11其它--------------------------------------------------------------------------------------33
5.12单片机控制系统的软件程序设计--------------------------------------------------34
6结论------------------------------------------------------------------------------------------36
参考文献--------------------------------------------------------------------------------------37
设计工作小结--------------------------------------------------------------------------------38
附件清单--------------------------------------------------------------------------------------39

附件清单
序号    图名                            图 号                   图  幅          
1    液位平衡控制系统
实验装置总装图                  SYZZ-00                   A0           
2    电控箱壳体                     SYZZ-01-101                 A0              
3    挡块                           SYZZ-01-105                 A0              
4    部装图                          SYZZ-01                    A0
5    门                             SYZZ-01-101                  A0             
6    电路图                         SYZZ.00-02                  A3               
7    小水槽                         SYZZ-104                    A4               
8    大水槽                          SYZZ-102                   A4               
9  实验装置工艺流程图     　        SYZZ.00-01                   A4              
10   把手                           SYZZ-01-106                 A4