液位控制系统设计

科技蕾｜ｌＩ　ｏ科教视野ｏ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２００７年第２６期　液位控制系统设计　齐毓欣　（中国联通齐齐哈尔分公司　黑龙江　哈尔滨１６１００６）　摘要：本文用常见的几种芯片，设计并实现了液位系统的控制及显示功能。电路调试方便、稳定性好、成本低，可广泛应用于生产过程中。　关键词：单片机；液位控制系统　在化工生产过程中，液位控制多采用包含手动控制方式的单回路　量为０～５Ｖ的电压量，因此需先将液位变送器的输出电流信号转换为　控制但随着生产线的更新，不仅要求有更直观、准确、稳定的液位控制　电压信号，即在芯片采集信号端加入一个２５０ｆ／转换电阻。将电流换　系统，同时还要求在降低生产设备的成本方面有所突破，这就要求我　为１—５Ｖ的电压值，该电压值在ＡＤＣ０８０９的输入范围内　这里用　们开发新的既实用又价廉的液位控制系统。随着新型电子技术和计算　ＡＴ８９ｃ２０５１的Ｐ３、７口作为Ａ／Ｄ转换的启动信号。　机技术的广泛应用与普及，单片机控制系统以其控制精度高、性能稳　２．２液位的调节及控制部分这一部分包括对液位数据的处理及　定可靠、设置操作方便、造价低等特点被应用到液位系统的控制中来，　对调节阀所发出的指令。测得的液位信号转换为数字量后，经Ｐ１．０一　同时该控制系统可以设计数字显示部分，增强了系统的可视性。基于　Ｐ１、７口送入单片机进行数据处理，为了保证整个生产线的连续运行。　上述特点我们设计了以单片机为控制核心的多功能液位控制系统，它　要求容器内的液位最低不能低于２００ｒａｍ，最高不能高于１６００ｒａｍ，将　完成对整个系统的液位的控制及显示功能。　测得的液位值与上述两个规定值进行比较，若在该范围内，且与上下　１．液位控制问题　限的值的差大于２００ｒａｍ，则不改变输出信号，使阀１保持现有的流量，　液位系统的容器流人量由阀１控制，流量为Ｑ１，同时有一流出　若与上下限的值的差小于２００ｒａｍ，则需根据情况开大或关小阀１的开　口，容器流出量由阀２控制，流量为Ｑ２，且有液位给定值的范围Ｈ，根　度，以改变流量，从而改善容器内的液位。整个系统数据处理的工作由　据工艺要求知流出口的流量Ｏ２由下一道生产工序的要求的变化而调　单片机来完成，处理后所发出的调节阀门的信号是数字信号。经　节阀２控制流出量Ｑ２的大小，当液位在给定范围内时，流入量Ｑ１可　ＤＡＣ０８３２转换为模拟量，再由放大器Ｇ２４放大后去调节阀门的开度，　保持一恒定值，当液位的值超出给定范围时，希望能及时调整阀１以　从而改变流入容器的流量。　保证容器内的液位值在控制范围内，从而保证下一道工序的正常生　２．３ＬＥＤ显示及报警部分ＬＥＤ显示采用四片共阳极数码管。当　产。　测得液位数据处理转化为ＢＣＤ码后，ＣＰＵ启动通讯口Ｐ３．０、Ｐ３．１。Ｐ３．１　２．系统硬件结构及功能　口作为７４ＬＳ１６４的时钟口，Ｐ３．５连７４ＬＳ１６４的清除口。当启动　系统硬件结构图如图１所示。在该液位控制系统的设计中。我们　７４ＬＳ１６４后，ＣＰＵ的串行输出口将运算好的数据送出。经第一个　采用ＡＴ８９Ｃ２０５１单片机为核心．数据采集采用８位Ａ／Ｄ转换器　７４ＬＳ１６４的１、２脚送入，输出接数码管，完成串行静态显示功能。随生　ＡＤＣ０８０９。输出控制数据采用８位Ｄ／Ａ转换芯片ＤＡＣ０８３２，用来把计　产过程的进行。可连续显示该储罐的液位的任一时刻位置。报警功能　算机结果转换成相应模拟信号，再通过Ｇ２４放大器把电流转换成电压　是当液位的高度超出规定范围内时，由ＣＰＵ的Ｐ３．４口选通７４ＬＳ３７３。　信号（１－５ｖ）来控制电动调节阀。液位显示采用４片共阳极ＬＥＤ数码　数据由ＣＰＵ的ＤＯ～Ｄ７经７４ＬＳ３７３送出。通过ＭＣ１４１３驱动将输出报　管显示，显示范围是０－２０００ｍｍ，采用红色指示灯和绿色指示灯来分　警信号，当超出高位界限时，红灯亮，当低于低位界限时，绿灯亮，以提　别作为高位报警和低位报警。　醒工作人员查看报警的原因。。整个程序用汇编语言完成多项功能。程　序流程图如图所示。　Ｐ３　０—３．２　３．系统软件设计　系统软件程序主要完成初始化工作，输入／输出控制，模块调用。　Ｐ３．７　８　子程序主要完成数据采集处理的功能。包括数据的采集及滤波处理，　采集的液位数据与给定的液位值的比较，是否需要报警，及处理完送　往显示部分和调节阀的信号输出。　Ｐ１．０－ＰＩ．７　４．结束语　上述完成的容器液位控制系统设计是充分利用单片机系统组成　Ｐ３，６　灵活，功能强大，芯片造价低等一系列优点，同时作为主控芯片的　启动信号　ｐ３，４　Ｐ３ＡＴ８９Ｃ２０５１具有无需外扩程序存储器和数据存储器。直接用Ｐ１口和　．５　Ｐ３口控制外部器件等特点。电路简单、体积小、使用方便、功耗低、灵　ＡＴ８９Ｃ２０５ｌ　Ｊ　活性高、集成度好、功能强，适用于小型液位系统的控制。该电路的数　字显示部分直观性强推进控制系统数字化的进程。ｌ　图１系统硬件结构图　参考文献　２．１数据采集部分容器上的液位变送器的输出为４－２０ｍＡ模拟　［１］冯品如，过程控制工程，北京，中国轻工业出版社，１９９３；５～７．　信号，我们首先要将测得的液位模拟量变为数字量，然后送入单片机　［２］于凤明，单片机原理及接口技术，北京，中国轻工业出版社，１９９７；　进行相应的处理。模数转换的部分采用ＡＤＣ０８０９芯片，该芯片的输入　２７０—２７５ｎ、　（上接第４页Ｊ应优先满足本国公民需要，医疗机构与医务人员不得为　［２］朱豪然．我国将建立人体器官捐献资源共享网络．　津日报　以旅游名义到中国的外国公民实施人体器官移植。同时，对于违反规　２００７．０３．２６．　’　定的医疗机构与义务人员，将给予严厉处罚。器官是中国人捐献的，首　先应当考虑本国人。这是医疗公平的具体体现，对于外国人卫生部的　作者简介：卢建平，男，（１９７６一）四川剑阁人，法学硕士，在读博士，　通知中并没有绝对禁止，而是要考虑先后顺序问题。　成都医学院法学教研室讲师。　参考文献　※成都医学院院级科研基金项目。　［１】江春平．器官捐赠与分配．中国现代手术学杂志．２００５．１２．９（６】．