[实用新型]储水机构的液位与压力数据实时采集自动控制系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及控制系统技术领域，尤其是指一种储水机构的液位与压力数据实时采集自动控制系统。

背景技术：

目前，我国处理生活或工厂供水主要采用的是水塔形式，为了防止水塔水位过高而溢水，或水过少而出现用水时的等待现象，应当控制塔内水位始终保持在一定范围。当前，控制水塔水位常用的方法是由浮子检测水位，通过浮子杠杆原理接通或断开抽水机工作电路，首先，这种系统检测液位精确度与可靠性都不高，同时没有明确的液位数据作为控制依据，水塔内部的信息不清晰不明确；其次，需要工作人员靠近水塔判断水位的高低，增加了工作的复杂度和危险程度，同时大大降低了工作效率；再次，若需要调整控制水位的上下限需要增设复杂装置，实现起来有困难，经济上也不合理；最后，若水塔出现溢出或水量过少的情况时，水塔不能实现自动调节，需要工作人员现场控制，增加了工作量降低工作效率。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种储水机构的液位与压力数据实时采集自动控制系统，解决了不能及时检测到水塔内的液位和压力的问题。

    本实用新型的目的是以如下方式实现的：一种储水机构的液位与压力数据实时采集自动控制系统，包括单片机、以及单片机控制的AD处理器、超限报警器、水位预设装置、LCD显示屏、水泵驱动装置、蓄水处理装置和排水处理装置，AD处理器连接传感器采集器，水位预设装置上设有按键。

    所述的传感器采集器为液位变送器。

本实用新型的有益效果是：该系统在完成数据的计算任务后可将所测得液位和压力数据实时显示到LCD液晶屏上，并将其与预设的液位和压力的上下限值进行比较分析，如有超限情况发生，系统自动发出声光报警，与此同时单片机控制蓄水处理装置和排水处理装置进行补救工作，实现机构液位及压力自动控制。另外，本实用新型结构设计合理，构思巧妙新颖，易于推广应用。

附图说明：

图1是本实用新型结构框图。

图2是本实用新型中单片机接口电路图。

图3是本实用新型数据采集转换电路图。

图4是本实用新型数据显示电路图。

图5是本实用新型水泵驱动电路图。

具体实施方式：

参照图各图，一种储水机构的液位与压力数据实时采集自动控制系统，包括单片机、以及单片机控制的AD处理器、超限报警器、水位预设装置、LCD显示屏、水泵驱动装置、蓄水处理装置和排水处理装置，AD处理器连接传感器采集器，水位预设装置上设有按键。

1、单片机接口电路

    该系统单片机采用STC12C5A60S2芯片，除单片机所需最小系统连接引脚外，其中P2.5-P2.7为控制A/D转换引脚，P2.4为A/D数据输入引脚；P2.0-P2.3连接LCD显示屏的控制引脚，P0.0-P0.7通过10K上拉电阻连接LCD显示屏的数据引脚；P1.0口控制连接水泵驱动电路的锁存器的状态，P1.1-P1.4分别连接锁存的输入口，由此控制水泵的工作状态；P3.1-P3.3组成系统的按键部分，包括设置，数值加，数值减等功能，以完成对所测量机构液位限值的设定工作。

2、数据采集转换电路

该系统采用YHT-6液位传感器两线制接线方式，传感器本身将压力信号变换为电流信号进行输出，本系统将采集到的4-20mA的电流信号，串联连接一个250Ω电阻，将其转换为1-5V的电压信号，进而输入到A/D转换芯片，A/D芯片采用八通道的MAX186，可迎合后期测量端口的扩展需要，其转换精度可达到2‰，将A/D输出的数字信号输入到单片机中，利用单片机的P2.5-P2.7口对A/D芯片进行控制，数据输入至P2.4口，由单片机对数据进行下一步处理。

3、数据显示电路

本系统采用LCD12864液晶屏对采集到的液位与压力信息数据进行显示，其中控制引脚与单片机P2口相连，数据引脚与单片机P0口相连接，背光电路采用电阻值4.7K和10K固定的电路，稳定屏幕显示的亮度。

4、水泵驱动电路

该系统具有根据采集到的液位压力信息实时控制水泵的功能。其中水泵驱动电路由数据锁存器74HC573、驱动三极管8050、8550组成。控制信号通过单片机的P1.0-P1.4口输出给锁存器74HC573，锁存器输出给水泵的A、B、C、D四相三极管放大控制电路，其中采用锁存器可以稳定控制信号，提高单片机的控制效率，而三极管组成H桥型电路，可实现对水泵的四相驱动控制。

使用前，先通过水位预设装置进行设置液位和压力的上限和下限，该系统的传感器采集器采用YHT-6型号液位变送器将所采集到的液位压力信号转换为所需4~20mA电流信号，再将信号经过串联的250Ω电阻转换为1-5V电压信号，将电压信号输入到AD处理器转换成数字信号，并通过单片机将也为压力数据信息显示在LCD显示屏上，可进行实时监控，并将其与预设的液位和压力的上下限值进行比较分析，该系统中液位和压力的预设值可通过按键进行设置与修改，如有超限情况发生，系统会通过超限报警器自动发出声光报警，与此同时单片机控制蓄水处理装置和排水处理装置进行补救工作，当液位超出上限时，通过排水处理装置进行排水，直至液位位于安全范围内，当液位低于下限时，单片机控制水泵驱动装置进行蓄水，直至液位位于安全范围内，这样就可以实现机构液位及压力自动控制。该系统中AD处理器采用了八通道12位的MAX186CCPP 型A/D芯片，提高了数据采集的精度，为控制提供可靠实时数据依据，同时为对测量目标提供可扩展接口。其次，该系统在储水系统处增加数据显示，通过LCD液晶屏实时显示液位与压力的数据信息，可便于操作人员了解当前水塔中液位以及压力的状态，为操作人员进行下一步操作提供了可靠保证。另外，该系统中水位预设装置外置有按键，便于更改设定限值，且不需要额外添加复杂设备，提高了该系统的经济性。