基于计算机控制的水塔液位自动控制系统设计详解

本篇文档详细探讨了基于计算机控制技术的水塔水位控制系统的设计。论文针对河南城建学院《计算机控制技术》课程，由电气工程及其自动化专业的学生完成，旨在实现对水塔水位的精确控制，以确保供水稳定和避免因水位异常引发的问题。文章分为六个主要章节： 1. 绪论：介绍了过程控制在工业中的广泛应用，尤其强调液位控制技术的重要性，例如在民用水塔供水、工业生产中的排水进水控制、锅炉液位管理以及精流塔液位控制等方面，这些都对生产效率和产品质量有着直接影响。 2. 课程设计方案：首先概述了研究的目的和整体框架，随后详细说明了系统的组成，包括进出水阀门、单片机、A/D和D/A转换器、传感器、显示电路、键盘电路等，它们共同构成了一个闭环控制系统。 3. 硬件设计：这部分详细介绍了单片机最小系统、传感器模块、A/D和D/A转换模块、键盘模块以及显示模块的构建和功能，以确保液位信息的采集、处理和反馈。 4. 软件设计：重点讨论了PID控制算法，包括基本原理、位置式PID和增量型PID算法的选择，以及PID参数的整定和计算。此外，还展示了主程序控制流程和显示部分的设计，以实现精确的液位控制。 5. 系统测试与分析：通过MATLAB进行仿真，提供了实验数据和图像曲线，验证了设计的可行性，并对结果进行了深入分析。 6. 课程设计总结：最后，作者总结了整个课程设计的过程，强调了计算机控制技术在水塔水位控制中的实用价值，并可能对未来的研究方向提出思考。 整个设计旨在通过计算机控制技术提高水塔水位管理的自动化水平，减少人为操作错误，从而提升生产效率和安全性。这份文档不仅是一份技术设计报告，也是一份实践学习案例，展示了如何将理论知识应用于实际问题的解决。