傳感器液位檢測項目設(shè)計方案

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1、傳感器液位檢測項目設(shè)計方案1.方案選擇1.1方案1：為了完成完成本次液位檢測設(shè)計的各種功能，將整個電路分為四個部分：傳感器檢測部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、顯示部分以及控制驅(qū)動部分。器框架如下圖所示：單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器傳感器顯示電路報警電路鍵盤控制控制驅(qū)動電路圖1.1方案原理方框圖傳感器檢測部分選用的是FYC-3型浮子液位傳感器。該傳感器的機(jī)構(gòu)合理，抗干擾能力強(qiáng)，分辨率高，量程大，壽命長，有掉電后信號跟蹤記憶功能。能夠?qū)⒁何坏淖兓ㄟ^標(biāo)準(zhǔn)的電信號輸出。A/D轉(zhuǎn)換器選用的是A/D0808芯片。它是一個八位的A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換精度較高，從A/D0808出來的信號可以直

2、接送給單片機(jī)處理。在本次課設(shè)中我選用的單片機(jī)是INTEL公司的8位單片機(jī)AT89C51。與8086系列相比，AT89C515具有明顯的價格優(yōu)勢，而且能夠滿足精度要求。顯示部分采用的是LCD顯示屏，與傳統(tǒng)的LED相比，LCD更加節(jié)能。而且隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，LCD取代LED是勢在必行的。1.2方案2：該方案與方案1大同小異，除控制外，其它沒什么區(qū)別。方案1采用的是單片機(jī)控制，而在方案2中我才用的是PLC控制。PLC采用的是循環(huán)掃描的工作方式、通過自診斷、通信處理、掃描輸入、刷新輸出這五個工作過程來完成一個周期。但是，利用PLC控制價格比較昂貴，需要的其他硬件

3、較多，使得安裝顯得不方便，且占用空間大。62綜合考濾這兩種方案：他們都是可行的，都能達(dá)到所需的目的。方案1原理直觀，關(guān)鍵是價格低廉、集成度高、處理功能強(qiáng)、可靠性比較高，便于操作。方案2在功能上采用的是開關(guān)邏輯控制、閉環(huán)過程控制、位置控制以及多PLC分布式控制等。它更適合在工業(yè)上應(yīng)用，工程技術(shù)人員可以很容易的讀懂其程序，同時在改變控制要求時，只需改變程序梯形圖就能滿足要求。但它存在一個致命的缺點——價格昂貴，需要的其他硬件較多，使得安裝顯得不方便，且占用空間大，適合用在對精度要求很高的場所。綜上所述，方案1具有明顯的優(yōu)勢，因此采用方案1為本次液位控制的最佳方

4、案。2.硬件電路的設(shè)計2.1傳感器檢測部分在本次課設(shè)中我選用的是FYC-3型浮子式液位傳感器，選用光電式編碼器，配以精密的變速結(jié)構(gòu)、線輪、不銹鋼鋼絲繩、重錘、防浪錘和浮子等構(gòu)成。該傳感器安裝在測量對象的上端（如水箱），當(dāng)液位變化時，浮子隨之上升或下降，測繩便帶動線輪做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，與線輪同軸連接的編碼器就輸出與液位對應(yīng)的模擬信號并送至后續(xù)電路繼續(xù)處理，從而達(dá)到了對液位的實時顯示及控制目的。該傳感器結(jié)構(gòu)合理，抗干擾能力強(qiáng)，分辨率高，量程大，壽命長，有掉電后有信號跟蹤記憶功能。他能夠長期用于液位測量并能保證性能的穩(wěn)定可靠，是江河湖泊。水庫、船閘、水電站、水溫觀測站

5、、水廠以及石油化工等行業(yè)理想的液位傳感器。該傳感器的測量輪采用加深繩溝和減少鋼絲繩壓力夾角的方法解決了鋼絲繩容易脫落的現(xiàn)象；傳感器外殼、測量輪、支架均采用鋁合金材料，測繩采用不銹鋼材料、浮子采用工程塑料制作，因而具有良好的耐腐蝕性；編碼器采用光電絕對式編碼器而不是脈沖型的，因而具有極強(qiáng)的抗干擾能力，具有斷電記憶功能，只要回復(fù)供電，不需任何預(yù)置就可立即讀出實時的測量值。圖2.1傳感器外形及安裝尺寸示意圖622.2電源模塊設(shè)計僅就單片機(jī)系統(tǒng)（最小系統(tǒng)）而言，一般只需要5V的直流電源供電，而對實際的單片機(jī)來說，由于需要擴(kuò)展一定得測控轉(zhuǎn)換通道和其相應(yīng)的接口電路外設(shè)

6、，除了5V的直流電源外，還可能需要其他的如12V的直流電源。如下圖2.2所示，直流電源模塊的設(shè)計有以下兩種設(shè)計方法，本次設(shè)計采用（b）類電源設(shè)計方案，即通過常用的220V交流電源變壓、整流、穩(wěn)壓、濾波及AC/DC變換后給整個系統(tǒng)提供所需要的直流電源。濾波電路穩(wěn)壓電路DC/DC變換電路直流供電設(shè)備（a）變壓電路整流電路穩(wěn)壓電路濾波電路交流供電設(shè)備（b）圖2.2電源模塊設(shè)計系統(tǒng)組成框圖如下圖2.3所示電路為5V直流電源輸出具體電路設(shè)計，其中電路的核心集成芯片7805是一種價格便宜、應(yīng)用廣泛的線性穩(wěn)壓器電子元件，其采用TO-220的封裝形式，可以提供1A的最大工

7、作電流，且由于內(nèi)部具有過壓過流保護(hù)，使整機(jī)的電源電路穩(wěn)定，性能可靠。圖2.35V直流電源輸出電路設(shè)計62在圖2.3中可看出，本電路采用220V的交流電壓供電，220V交流電經(jīng)過變壓器后轉(zhuǎn)換成12V交流電輸出，12V交流電經(jīng)過整流電橋后可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)換成直流電壓輸出，直流電壓經(jīng)過C1和C2兩次濾波后，接到線性穩(wěn)壓器7805后即可轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的5V直流電壓輸出，電容C3和C4的設(shè)置也是起到濾波的作用，R1作為限流電阻，D2是LED作為電路的顯示部分，起到指示的作用。電源模塊的抗干擾技術(shù)是系統(tǒng)的重要可靠性指標(biāo)，一個設(shè)計良好的電源模塊，應(yīng)該在設(shè)計過程中充分考慮到抗干擾性

8、能的要求。系統(tǒng)電源模塊的干擾可以分為供電線耦合的干擾和電源本身產(chǎn)生