一种基于51单片机的电厂水塔水位自动控制装置的制作方法

1.本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种基于51单片机的电厂水塔水位自动控制装置。


背景技术：

2.在电厂中，循环水补水变频的运行方式主要是循环水水塔补水，24小时运行，两个变频泵定期切换，但由于变频器跟随指令不标准，还需运行人员经常去循环水补水阀门井内手动开阀，增加了工作人员在有限空间作业的危险性，并且电能损耗较大，无法远距离监测水塔水位。
3.对比相关文件，公开号为cn104699129a，公开了一种水塔水位自动控制系统，其特征在于：恒压供水系统利用变频器调节水泵的转速以控制流量，使水塔水位保持不变，压力信号由压力仪表获得，变频器由plc控制，同时plc控制几台水泵的切入与切出，系统具有手动、自动控制功能，变频故障时可实施工频应急运行，变频器以一拖四的运行方式，各台电动机均有变频器软起动，减缓了电气与机械冲击，根据用水量大小，用plc控制各台电机的工频、变频或变频、工频投切，除此之外，现有技术还包括利用补水调节门自动跟随水塔水位计来调节水位。
4.虽然在对比文件中，通过利用变频器调节水泵的转速以控制流量，再结合plc的设置以实现自动控制，但是，变频器跟随plc指令不标准的问题依旧没有解决，同时，电能的损耗仍然较大，而通过补水调节门自动跟随水塔水位计来调节水位的解决办法，由于补水泵长期运行，十分浪费电能，并且，水位计一旦失准将严重影响水位的正常调节，这将极大地增加运转潜在风险。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于51单片机的电厂水塔水位自动控制装置。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种基于51单片机的电厂水塔水位自动控制装置，包括以下模块：起振电路模块，用于激活电路，报警系统模块，用于水塔系统出现故障时发出报警信号。
8.优选地，所述起振电路模块包括以下组件：xtal1，为振荡电路反相放大器的输入端，xtal2，为振荡电路反相放大器的输出端，电容c1与电容c2，协助电路起振，所述电容c1和电容c2分别取5p和20p，晶振采用2mhz。
9.优选地，所述报警系统模块包括二极管，所述二极管可发光进行光报警。
10.优选地，所述电厂水塔水位自动控制装置还包括以下组件：交流电机，为了克服沿程阻力损失和高度差所产生的静压力，交流接触器，用于驱动电机的运转。
11.优选地，所述电厂水塔水位自动控制装置包括以下步骤：在水塔内水位下限处安装金属棒a，所述金属棒a与外接 5v电源的一极电连接，在水塔内水位上下限之间安装金属
棒b，所述金属棒b与外接 5v电源的另一极电连接，在水塔内水位上限处安装金属棒c，所述金属棒c与外接 5v电源的另一极电连接，在金属棒b与外接 5v电源电连接的中段检测电压，若电压为 5v，则输出电信号b为p1.1，记录为b(p1.1)，若无电压，则输出电信号b为p1.0,记录为b(p1.0)，在金属棒c与外接 5v电源电连接的中段检测电压，若电压为 5v，则输出电信号c为p1.1，记录为c(p1.1)，若无电压，则输出电信号c为p1.0，记录为c(p1.0)；
12.若b(p1.0)且c(p1.0)，则电机继续运转；
13.若b(p1.1)且c(p1.0)，则电机维持原状；
14.若b(p1.0)且c(p1.1)，则装置出现故障，报警系统模块中发光二极管进行光报警；
15.若b(p1.1)且c(p1.1)，则电机停止运转。
16.优选地，所述电厂水塔水位自动控制过程还包括单片机复位，所述单片机复位包括自动上电复位和人工按钮复位两种，本装置采用上电复位方式。
17.优选地，所述反相放大器采用片内时钟驱动，所述xtal1和xtal2外接晶振和相应的电容，以提供单片机相应的时钟频率。
18.优选地，所述反相放大器采用石晶振荡配置为片内振荡器，所述振荡电路的频率与石晶的固有频率相同。
19.相比现有技术，本发明的有益效果为：
20.1、通过异步交流电机的设置，成功实现克服沿程阻力损失和高度差所产生的静压力，同时满足供水水泵的扬程可以根据实际情况有所变化，并且结构简单、维护方便、价格便宜，有利于节约成本，从而增加企业的利润。
21.2、通过交流接触器的设置，实现了电路的简洁，同时为工作人员的调试提供便利，有效提高维修效率，从而大幅降低维修成本与运行成本，有利于本装置的推广使用。
22.3、通过采用自动上电复位，既实现了本装置的正常运转，又保护了消费者的利益，有利于维护企业声誉，积累与消费者之间的信任，对于企业的长足发展起到举足轻重的作用。
23.4、通过本装置的设计，成功实现了水塔水位的自动调节，并根据设置的水位上下限，自动启停水泵与实时显示水塔水位，故障时及时报警，极大的节约了电能，且在高寒地区能轻易掌握水塔水位情况，保障了工作人员的人身安全。
附图说明
24.图1为本发明提出的一种基于51单片机的电厂水塔水位自动控制装置的水塔水位控制原理图；
25.图2为本发明提出的一种基于51单片机的电厂水塔水位自动控制装置的模块示意图；
26.图3为本发明提出的一种基于51单片机的电厂水塔水位自动控制装置的起振电路图；
27.图4为本发明提出的一种基于51单片机的电厂水塔水位自动控制装置的报警系统电路图；
28.图5为本发明提出的一种基于51单片机的电厂水塔水位自动控制装置的水塔水位控制程序流程图。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
30.参照图2所示，一种基于51单片机的电厂水塔水位自动控制装置，包括以下模块：起振电路模块，用于激活电路，报警系统模块，用于水塔系统出现故障时发出报警信号。
31.参照图3所示，起振电路模块包括以下组件：xtal1，为振荡电路反相放大器的输入端，xtal2，为振荡电路反相放大器的输出端，电容c1与电容c2，协助电路起振，电容c1和电容c2分别取5p和20p，晶振采用2mhz，需要注意的是，要检查振荡电路是否正常工作，可以用示波器查看xtal2端是否有脉冲信号输出。
32.需要补充说明的是，电厂水塔水位自动控制装置还包括以下组件：交流电机，为克服沿程阻力损失和高度差所产生的静压力，同时满足供水水泵的扬程可以根据实际情况有所变化，并且交流电机中的异步电机结构简单、维护方便、价格便宜，有利于节约成本，从而增加企业的利润，交流接触器，用于驱动电机的运转，通过这样的设置，实现了电路的简洁，同时为工作人员的调试提供便利，有效提高维修效率，从而大幅降低维修成本与运行成本，有利于本装置的推广使用，反相放大器采用片内时钟驱动，xtal1和xtal2外接晶振和相应的电容，以提供单片机相应的时钟频率，反相放大器采用石晶振荡配置为片内振荡器，振荡电路的频率与石晶的固有频率相同。
33.参照图4所示，报警系统模块包括二极管，二极管可发光进行光报警。
34.参照图1所示，电厂水塔水位自动控制装置包括以下步骤：第一步，在水塔内水位下限处安装金属棒a，金属棒a与外接 5v电源的一极电连接，第二步，在水塔内水位上下限之间安装金属棒b，金属棒b与外接 5v电源的另一极电连接，第三步，在水塔内水位上限处安装金属棒c，金属棒c与外接 5v电源的另一极电连接，第四步，在金属棒b与外接 5v电源电连接的中段检测电压，若电压为 5v，则输出电信号b为p1.1，记录为b(p1.1)，若无电压，则输出电信号b为p1.0,记录为b(p1.0)，第五步，在金属棒c与外接 5v电源电连接的中段检测电压，若电压为 5v，则输出电信号c为p1.1，记录为c(p1.1)，若无电压，则输出电信号c为p1.0，记录为c(p1.0)，若b(p1.0)且c(p1.0)，则电机继续运转，若b(p1.1)且c(p1.0)，则电机维持原状，若b(p1.0)且c(p1.1)，则装置出现故障，报警系统模块中发光二极管进行光报警，若b(p1.1)且c(p1.1)，则电机停止运转。
35.电厂水塔水位自动控制过程还包括单片机复位，单片机复位包括自动上电复位和人工按钮复位两种，由于水塔与居民的生活密切相关，当因特殊原因导致单片机掉电，需要单片机立即自动复位时，人工按钮复位缺乏及时性，因此本装置采用上电复位方式，这既实现了本装置的正常运转，又保护了消费者的利益，有利于维护企业声誉，积累与消费者之间的信任，对于企业的长足发展起到举足轻重的作用。
36.通过本装置的上述设计，成功实现了水塔水位的自动调节，并根据设置的水位上下限，自动启停水泵与实时显示水塔水位，故障时及时报警，极大的节约了电能，且在高寒地区能轻易掌握水塔水位情况，保障了工作人员的人身安全。
37.本发明中，可通过以下操作方式阐述其功能原理：
38.第一步，在水塔内水位下限处安装金属棒a，金属棒a与外接 5v电源的一极电连接，第二步，在水塔内水位上下限之间安装金属棒b，金属棒b与外接 5v电源的另一极电连
接，第三步，在水塔内水位上限处安装金属棒c，金属棒c与外接 5v电源的另一极电连接，第四步，在金属棒b与外接 5v电源电连接的中段检测电压，若电压为 5v，则输出电信号b为p1.1，记录为b(p1.1)，若无电压，则输出电信号b为p1.0,记录为b(p1.0)，第五步，在金属棒c与外接 5v电源电连接的中段检测电压，若电压为 5v，则输出电信号c为p1.1，记录为c(p1.1)，若无电压，则输出电信号c为p1.0，记录为c(p1.0)，若b(p1.0)且c(p1.0)，则电机继续运转，若b(p1.1)且c(p1.0)，则电机维持原状，若b(p1.0)且c(p1.1)，则装置出现故障，报警系统模块中发光二极管进行光报警，若b(p1.1)且c(p1.1)，则电机停止运转。
39.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。