一種液位控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種液位控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以控制器、壓力傳感器、A/D轉(zhuǎn)換處理、控制輸出、MM420變頻器、一臺由直流無刷電動機帶動的水泵等構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)為控制核心，此外系統(tǒng)還包括光電耦合、I/V轉(zhuǎn)換、電壓匹配、濾波電路等。為了實現(xiàn)恒液位供水，系統(tǒng)首先通過置于水箱的液壓傳感器周期性地采集水箱的水壓信息，并將其變送成(幅度范圍)的標準信號，輸入到DSP中進行AD轉(zhuǎn)換、濾波和尺度變換，以將該壓力信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字量壓力Hf。?DSP通過將實際水箱壓力值與設(shè)定的壓力值進行比較，形成偏差控制量，按照PID控制算法規(guī)律，控制輸出的PWM波形信號，通過改變PWM波形的占空比來改變MM420變頻器的輸出頻率，改變水泵轉(zhuǎn)速，進而改變水箱的抽水速率，維持水箱液位的穩(wěn)定。
【專利說明】一種液位控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種液位控制系統(tǒng)，具體的說就是應(yīng)用于生活以及工業(yè)生產(chǎn)涉及到液位和流量地方的液位控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]人們生活以及工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)常涉及到液位和流量的控制問題，例如飲料、食品加工，居民生活用水的供應(yīng)，溶液過濾，污水處理，化工生產(chǎn)等多種行業(yè)的生產(chǎn)加工過程，通常要使用蓄液池。蓄液池中的液位需要維持合適的高度，太滿容易溢出造成浪費，過少則無法滿足需求。因此，需要設(shè)計合適的控制器自動調(diào)整蓄液池的進出流量，使得蓄液池內(nèi)液位保持正常水平，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效益。這些不同背景的實際問題都可以簡化為某種水箱的液位控制問題。因此液位是工業(yè)控制過程中一個重要的參數(shù)。特別是在動態(tài)的狀態(tài)下，采用適合的方法對液位進行檢測、控制，能收到很好的生產(chǎn)效果。這些都可以把一個復雜的液位控制系統(tǒng)簡化成一個水箱液位控制系統(tǒng)來實現(xiàn)從而使得水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用非常廣泛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種自動化程度高液位控制系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0005]它主要包括以控制器、壓力傳感器、A/D轉(zhuǎn)換處理、控制輸出、MM420變頻器、一臺由直流無刷電動機帶動的水泵等構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)為控制核心，此外系統(tǒng)還包括光電耦合、Ι/v轉(zhuǎn)換、電壓匹配、濾波電路等。
[0006]它的工作原理是這樣的:
[0007]為了實現(xiàn)恒液位供水，系統(tǒng)首先通過置于水箱的液壓傳感器周期性地采集水箱的水壓信息，并將其變送成(幅度范圍)的標準信號，輸入到DSP中進行AD轉(zhuǎn)換、濾波和尺度變換，以將該壓力信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字量壓力Hf。DSP通過將實際水箱壓力值與設(shè)定的壓力值進行比較，形成偏差控制量，按照PID控制算法規(guī)律，控制輸出的PWM波形信號，通過改變PWM波形的占空比來改變MM420變頻器的輸出頻率，改變水泵轉(zhuǎn)速，進而改變水箱的抽水速率，維持水箱液位的穩(wěn)定。例如，當用戶用水量增多，采集到的水箱中的液位小于設(shè)定液位值時，這時通過PID算法的計算，改變輸出PWM波形的占空比來改變變頻器的輸出頻率值，使水泵轉(zhuǎn)速加快，出水量加大，使水箱中的液位值上升。反之，當用戶用水量減少，水箱中的液位值大于設(shè)定液位值時，就通過PID算法改變輸出PWM波形的占空比來使變頻器輸出頻率值減小，出水量減小，使水箱中的液位下降。如此經(jīng)過循環(huán)反復的調(diào)整，就可以使水箱中的液位值圍繞設(shè)定液位值上下波動，保持水箱液位恒定。這就構(gòu)成了以設(shè)定液位值為基準的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
[0008]它的工作動作過程是這樣的:
[0009]水箱中的壓力傳感器采集液位信號，將采集的液位信號進行處理，得到ADC模塊可以接收的信號，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換以后，進行數(shù)字濾波以濾除高頻干擾，然后對其進行尺度變換，轉(zhuǎn)換成水位的數(shù)字量。DSP計算采集到的水壓值與設(shè)定水壓值的誤差控制量的大小，將其送入PID控制模塊，經(jīng)過PID運算以后，輸出相應(yīng)PWM波，再將其作相應(yīng)的信號處理，轉(zhuǎn)換成變頻器可以接收的模擬電壓信號，改變其輸出頻率，進而改變水泵轉(zhuǎn)速。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
[0011]減輕工人勞動強度，提高工作效率。
[0012]實現(xiàn)較高程度的自動化。
[0013]提高現(xiàn)有的液位控制系統(tǒng)水平。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖【具體實施方式】
[0015]如圖1中所示，水箱中的液位傳感器采集液位信號，將采集的液位信號進行處理，得到ADC模塊可以接收的信號，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換以后，進行數(shù)字濾波以濾除高頻干擾，然后對其進行尺度變換，轉(zhuǎn)換成水位的數(shù)字量。DSP計算采集到的水壓值與設(shè)定水壓值的誤差控制量的大小，將其送入PID控制模塊，經(jīng)過PID運算以后，輸出相應(yīng)PWM波，再將其作相應(yīng)的信號處理，轉(zhuǎn)換成變頻器可以接收的模擬電壓信號，改變其輸出頻率，進而改變水泵轉(zhuǎn)速。
【權(quán)利要求】
1.一種液位控制系統(tǒng)，系統(tǒng)以控制器、壓力傳感器、A/D轉(zhuǎn)換處理、控制輸出、MM420變頻器、一臺由直流無刷電動機帶動的水泵等構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)為控制核心，此外系統(tǒng)還包括光電耦合、I/V轉(zhuǎn)換、電壓匹配、濾波電路等。
2.為了實現(xiàn)恒液位供水，系統(tǒng)首先通過置于水箱的液壓傳感器周期性地采集水箱的水壓信息，并將其變送成(幅度范圍)的標準信號，輸入到DSP中進行AD轉(zhuǎn)換、濾波和尺度變換，以將該壓力信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字量壓力Hf，DSP通過將實際水箱壓力值與設(shè)定的壓力值進行比較，形成偏差控制量，按照PID控制算法規(guī)律，控制輸出的PWM波形信號，通過改變PWM波形的占空比來改變MM420變頻器的輸出頻率，改變水泵轉(zhuǎn)速，進而改變水箱的抽水速率，維持水箱液位的穩(wěn)定，例如，當用戶用水量增多，采集到的水箱中的液位小于設(shè)定液位值時，這時通過PID算法的計算，改變輸出PWM波形的占空比來改變變頻器的輸出頻率值，使水泵轉(zhuǎn)速加快，出水量加大，使水箱中的液位值上升，反之，當用戶用水量減少，水箱中的液位值大于設(shè)定液位值時，就通過PID算法改變輸出PWM波形的占空比來使變頻器輸出頻率值減小，出水量減小，使水箱中的液位下降，如此經(jīng)過循環(huán)反復的調(diào)整，就可以使水箱中的液位值圍繞設(shè)定液位值上下波動，保持水箱液位恒定，這就構(gòu)成了以設(shè)定液位值為基準的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
【文檔編號】G05D9/12GK103869839SQ201210525380
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月7日
【發(fā)明者】王瑛, 李忠喜 申請人:哈爾濱恒譽名翔科技有限公司