基于单片机的水闸通用控制系统的研究

土管部门的调度指令，在规定时闸内对闸门进行启闭控制。因此无论是水闸控制系统改良、还是建设新的水闸控制系统，现场测试工作总是困难重重，理论上没问题、或者经过实验室检测可靠的系统一旦安装到现场仍然还会出现很多问题，控制效果不尽如人意。已经投入运行的控制系统再进行完善难度就更大了，我国的水闸都是采用这种?针对所要控制的水闸的功能要求，开发控制系统一实验室调试一安装到现场一投入运行一发现问题一解决问题?的开发模式，众多水闸控制实例证明这种模式开发的控制系统的_可靠性难以保证，且后续完善工作也有一定难度。导致这一结果的原因主要是，对于不同的水闸需要进行不同的软、硬件设计，这不仅付出了重复的脑力劳动，而且不利丁对以往工作的改进。另一方面，采用上述的项日实施方法，自动控制系统软硬件在工厂和现场的调试和测试无法做到全面而有效，从根本上导致了水闸控制系统存在可靠性风险考虑到虽然不同水闸的结构不同、规模不同、甚至控制方式也不同，但他们所要达到的控制要求、所要控制的参数却有普遍的相通性，开发一套在一定规模内可以通用的水闸自动控制系统必将大大提高系统的可靠性和研制效率，减少工程投资，避免工程实践中重复性劳动，缩短开发周期，具有积极的实际应用价值。

第一章 水闸控制系统总体设计方案

1.1水闸通用控制系统的系统框图

1-1水闸通用控制系统的系统框图

图1.1为基于89C51单片微型计算机的水闸通用控制系统框图，该系统由三部分组成上下游水位输入部分、计算机处理部分及水闸闸门控制部分。89C51从ADC0808读取上下游液位，根据液位差控制闸门的开关，并且显示液位差以及各个闸门开关情况。

1.2水闸控制系统计算机处理

水闸闸门可以根据具体情况灵活的选择闸门控制模式。下述是13种常用控制模式，

可分为何时开闸、何时关闸两大类。何时开闸的控制条件： ① 通过设臵上下游水位之差在某一数值范围内来控制何时自动

开闸

② 通过设臵开闸时刻来控制何时自动开闸 ③ 群控方式下即时开闸

图1-2 计算机处理部分框图

图1.2为水闸通用控制系统的核心部分——计算机处理部分，它将由ADC0808读取得上下游水位进行计算，求出上下游水位差，根据水位差所在区间，则发出相应的命令开启闸门或关闭闸门，而水位差及各闸门开关情况就通过数码管显示。通过键盘则可以手动控制某一个闸门的开或关。

1.3水闸控制系统的闸门控制

2.3.1水闸闸门的控制

水闸闸门的启闭模式包括三种：卷扬式，液压式、螺杆式。对于 卷扬式和螺杆式启闭机电机需通过电气线路控制其正转、停止、反转；对于液压启闭机的工作电机需控制其启动和停止。

由于实践中大部分水闸是采用卷扬启闭方式，所以下文以卷扬式肩闭机水闸为例进行闸述。通过对启闭机电机的正转、反转、停止控制来实现对闸门的上升、下降、停止控制。 1.3.2水闸闸门控制系统框图

通过控制继电器的开关，电动机启动、停止或反转，以此来控制闸门的开或关。

第二章水闸控制系统的硬件设计

2.1水闸控制系统的硬件设计

2.1.1水闸控制系统原理

单片机求出上游液位，液位在相应的范围内，开启相应的闸门，

键盘控制，则用上下键选择闸门，控制其开或关。 2.1.2闸门开关控制一固态继电器

固态继电器SSR (SOLID STATE RELAYS)是-一种{典型的弱电控