供水系统水位控制原理

下图是水塔水位控制原理图。图中虚线表示允许水位变化的上下限。在正常情况下，应保持水位在虚线范围之内，为此，在水塔的不同高度安装固定不动的三根金属棒，以感知水位变化情况。其中A棒处于下限水位以下，C棒处于上限水位，B棒在下限水位处。A棒接+5V电源，B棒、C棒各通过一个电阻与模拟地相连。

水塔由电机带动水泵供水，单片机控制电机转动以达到对水位控制的目的。供水时，水位上升，当达到上限时，由于水的导电作用，B棒、C棒连通+5V电源，因此，b、c两端均为高电平“1”状态。这时，应停止电机和水泵的工作，不再给水塔供水。

当水位降到下限时，B棒、C棒都不能与A棒导通，因此，b、c两端均为“0”状态。这时，应启动电机，带动水泵工作，给水塔供水。

当水位处于上下限之间时，B棒与A棒导通，因C棒不能与A棒导通，b端为“1”状态，c端为“0”状态。这时无论是电机已在带动水泵给水塔加水，水位在不断上升，还是电机没有工作，用水使水位在不断下降，都应维持原有的工作状态。

水位控制硬件电路的实现

见下图，电路工作原理：当水位信号P1.1=0，Pl.0=0时，8051单片机Pl.2脚输出也为0，使继电器动作，电机动转加水；当P1.1=0，P1.O=1时，P1.2脚维持原状不变，电机维持原来的状态；当P1.1=1，P1.O=0时，Pl.3脚输出为O，同时驱动发光二极管LED和压电蜂鸣器，提供供水系统故障指示和故障报警，同时P1.2脚输出为1，立即关掉电机电源，等待技术人员来修理；当P1.1=1，P1.0=1时，Pl.2=1，电机停转。

信号处理如下表：

电路特点

1．本电路使用光电耦合器件去控制电机工作，同时采用声、光两种故障报警系统，从而提高了控制的可靠性和系统的安全性。

2．充分发挥软、硬件相结合的优势，使电路更简单，元器件更少，便于检修和维护。

水位控制软件编程

程序流程图（见下图）

程序清单：

利用8051单片机实现供水系统控制自动化，比起机械控制、人工直接参与控制的系统更加安全、可靠、方便。由于目前单片机市场51系列占主导地位，价格性能比较高，利用8051单片机实现供水系统控制自动化，应用前景广阔。将本文水位控制实例的硬件电路和软编程部分，根据不同的需要，稍作改动，就可用于水井、水塔、锅炉、卫生间冲水和太阳能热水器等其他贮水装置中。