目录
摘要 (2)
1 系统组成图 (3)
2 主要单元电路设计 (4)
2.1电源电路 (4)
2.2水位检测电路和范围测量电路 (5)
2.3水泵开关电路和显示电路 (6)
2.4电源电路 (8)
2.5电路总原理图 (9)
3 设计总结 (11)
参考文献 (12)
附录 (13)
主要电子元件介绍 (13)
元器件清单 (16)
摘要
在日常生活中，我们会经常看到控制水位的水塔，这种水塔简单，占地面积小，自动控制高。其原理也很简单，其中由传感器和电压比较器组成的水位计量电路实现了检测水位的功能；由稳压二极管和迟滞比较器组成的水位范围控制电路实现了延时功能即防跳闸功能。另外简易水塔水位控制电路还包括了电源电路，水泵工作电路和显示电路。该电路设计简单，易于实现，而且通过手动调节电阻实现了手动调节。
1 系统组成图
如图1.1为简易水塔水位控制电路系统组成图。
图1.1 简易水塔水位控制电路的总体框图
由上图可知本电路非常简单，由电源电路向其他四个电路提供电压，这四个电路相互联系，依次作用，现对这四个电路的功能做具体解释：水位检测电路：利用水的导电性检测水位变化，同时形成回路，形成电信号实现对水位的控制。
水位范围检测电路：利用比较器原理实现水位范围的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞性来避免跳闸现象。
水泵开关电路：完成控制电路和水泵通放水的转换。
显示电路：显示水泵状态。
电源电路：为上述所有电路提供直流电源。
2 主要单元电路设计
2.1 水位计测量电路
该电路主要有传感器、电容、电阻和电压比较器等元件组成。图2.1为压阻式压差传感器水位计测量电路。
图2.1 压阻式压差传感器水位计测量电路
由上图的电路可知组成电路的主要元件是传感器和电压比较器，其中传感器对水压变化检测，电压比较器主要是用来对信号的放大。具体工作原理是：压阻式压差传感器感压膜片上形成相应的水压强，由压力传感器的感压膜片感生出相应电压，经传感器内部的V/A变送器，压力传感器中同时测出水温并自动补偿，输出不受水温、大气压强等因素影响的4—20mA的水位模拟信号，由双芯屏蔽电缆连接到水位仪输入端，经A/D转换，再经去伪、除波等处理得出所测的水位。再进行显示、存储、传输等。对叶压力传感器本身的内阻很高，而输出能量较小，因此它的侧量电路通常需要接入一个高输入阻抗前置放大器。电荷信号放大
器工作原理为：电荷放大器由一个反馈电容C
f
和高增益运算放大器构成。由于运算放大器的输入阻抗极高，防大器输入端几乎没有分流，故可略
去R
a 和R
i
并联电阻。
2.2 水位范围控制电路
图2.2为水位范围控制电路。从图中我们可以对电路有进一步的了
解。
图2.2 水位范围控制电路
易知电路分两部分，一是由稳压管和电阻组成的参考电压产生电路，另一个是由电压比较器和电阻组成的迟滞比较器，二者共同做用实现了延时和防跳闸功能；现对二者的具体功能做具体解释。
参考电压产生电路的功能：
产生两个稳定的电压，设两个电压代表水位的上限S
2和下限S
1
. 由
于参考电源产生电路的输出端接入了比较器的输入端为了防止出现输出电流导致参考电源不稳定的情况，电路采用电阻和稳压管结合的方式构
成。其中稳压管的稳定电压均为+8V ，而输出V REF1=+8V, V REF2=+4V. 此电路有两个功能：第一是确定实际水位和水位控制范围的大小关系；第二是防止出现跳闸现象。
比较器实现避免跳闸的具体原因：
一、V REF1、和V REF2 分别输入两个运放的同相输入端V P ，而V S 则同时输入两个运放的反相输入端V N 。这样当V S ＜V P1 时，V 1 和V 2 都输出高电平：当 V P2 ＜ V S ＜V P1 时，V 1 输出高电平，V 2输出低电平；当V S ＞V P1 时，V 1 和V 2 都输出低电平；
由于V S 、V REF1、和V REF2 分别代表S 、S 2和S 1 , 实际水位和水位控制范围的大小关系就确定了。
二、本电路还通过迟滞比较器来代替单门限比较器，来防止跳闸，V1的特性如下：
V 1T+ =V P1 = R 5×V REF1 / (R 3+R 5) + R 3×V 1OH / (R 3+R 5) =(7.3+1.1) V = 8.4 V
V 1T- = V P1 = R 5×V REF1 / (R 3+R 5) +0 = 7.3 V
可得到回差为：V 1T+－V 1T- = 8.4 V －7.3 V = 1.1V ，也即V1 从高电平转换为低电平和从低电平转换高电平的分界点有 1.1V 的回差，从而避免了跳闸现象的出现。
V2 的特性也是如此：V 2T+ = V P1 = R8×V REF2 / (R 7+R 8) + R 7×V 2OH / (R 7+R 8) = (3.6+1.1) V = 4.7 V
V 2T- = V P1 = R 8×V REF1 / (R 7+R 8) +0 = 3.6 V 可得到回差为：V 1T+－V 1T- = 4.7 V － 3.6 V = 1.1V ，即V2 同样有1.1V 的回差范围。
由上可知两个比较器均可以实现避免跳闸的功能。
2.3 电动机开关电路和显示电路
图2.3为电动机开关电路和显示电路。图中的开关电路是由三极管
电路和继电器构成的电路。显示电路由发光二极管和保护电阻组成。
图2.3电动机开关电路和显示电路
该两部分电路原理及其作用是：
由于运算放大器输出的电平都是一个比较小的电压量，无法驱动继电器，因此需要加入电流放大电路。由三极管组成的放大电路是一种比较典型和简单的电路。其中1R 和2R 为限流电阻，防止输入电流过大而烧毁三极管。
三极管接为共射电极电路，当输入电压为高电平时，三极管接导通，可以将输入电流放大β倍；当输入电压是低电平时，三极管截止，无电流同过。继电器接三极管的发射极，当有电流驱动时，开关吸合，对应的电阻丝通电。当无电流通过时，开关断开对应的电阻丝不通电，同时在继电器两端并联入的二极管起保护作用。
由以上总结可知：当水位h
2.4 电源电路
图2.4 为电源电路图。
图2.4电源电路
由上图可知本电路主要由桥式整流电路和三段集成稳压电路组成，主要是滤波和提供直流，其具体功能及原理如下：
电路中变压器采用常规的铁心变压器整流电路采用二极管桥式整流电路，1C ，2C ，3C 和4C 完成滤波功能稳压电路采用三端稳压集成电路来实现。通过变压器电路、整流电路、滤波电路将电网中的220V 交流点转化为+12V 直流电压。
2.5电路原理图
图2.5为简易水塔水位控制电路总电路图。该电路由电源电路，水位监测电路，水位范围测量电路，水泵开关电路和显示电路四部分组成。
图2.5 电路原理图
3 设计总结
总得来说，本次电路设计较简单，仅从总电路图可以看出该简易水塔水位控制电路是由电源电路，水位监测电路，水位范围测量电路，水泵开关电路和显示电路相互级联而成。进而实现了设计中所要求的内容。
首先对电路中所使用的元器件进行总结：电路采用了二极管、三极管、稳压管、继电器、三端稳压电路等多种电子元件来实现各部分电路的功能。而且这些元器件基本上全部是成品，像二极管，三极管和三段集成稳压器等有多种系列，每种系列都有各自的特点，我们可以根据需要进行选择，进而实现功能的最优化。
其次对各部分电路做下总结：
电源电路：通过降压，滤波，整流，电路将电网中的220V交流点转化为+12V直流稳定电压，为整个系统提供直流电源。
电动机开关电路和显示电路：由继电器控制水泵开关，由发光二极管显示水泵运行状态。
水位监测电路：最重要的部分是压阻式压差传感器，工作时感压膜片上形成相应的水压强，由压力传感器的感压膜片感生出相应电压，产生了模拟信号，再转化为电信号，再经电压比较器使电信号放大，从而实现水位监测。
水位范围控制电路：由两部分组成，第一部分是由电阻R 和稳压管D组成参考电压的产生电路，产生参考电压；第二部分是由迟滞比较器构成的水位范围测量电路，实现通过延时来实现防跳闸功能。
最后对整体做下总结：整个电路连接紧密，结构紧凑，简单易行，电路仅有五部分组成，通过五部分的相互级联，实现了最后的控制水位的功能，刺此外还具有手动调节功能，实现了手动和自动两方面相结合。
参考文献：
1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2001，6
2．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005 3，康华光，电子技术基础，高等教育出版社，2003
4．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，山东大学出版社，1999，10 5．姚福安，电子电路设计与实践，山东科技技术出版社，2001，10
6. 赵健，实用声光及无线电遥控电路300例，中国电力出版社，2005，
7. 陈永甫，电子电路智能化设计实例与应用.第一集，电子工业出版社
8. 陈永甫，电子电路智能化设计实例与应用.第二集，电子工业出版社
9. 黄继昌等，数字集成电路应用300例，北人民邮电出版社，2002.1
附录
主要电子元器件介绍
1 二极管1N4148（如附图 1）
反向漏电流小。
开关速度快。
最大功率耗散500mW。
高稳定性和可靠性。
机械数据
DO-35 玻璃封装附图 1
色环端为负极
极限值和温度特性 TA = 25℃
2 三极管9013（如附图 2）
9013 - NPN外延型晶体管(三极管)
9013是一种最常用的普通三极管。
它是一种低电压,大电流,小信号的NPN型
硅三极管。
集电极电流Ic：Max 500mA
集电极-基极电压Vcbo：40V 附图 2
工作温度：-55℃to +150℃
功率(W):0.625
3 运算放大器LM324（如附图 3）
LM324系列运算放大器是价格便宜
的带差动输入功能的四运算放大器。可
工作在单电源下，电压范围是3.0V-32V
或+16V.
LM324的特点：附图 3
短跑保护输出。 真差动输入级。
可单电源工作：3V-32V 。
低偏置电流：最大100nA （LM324A ）。
每封装含四个运算放大器。 有内部补偿的功能。
模范围扩展到负电源。 行业标准的引脚排列。 输入端具有静电保护功能。
4 迟滞比较器
1、结构图见附图 4
2、传输特性见附图 5 当vI 由零向正方向增加到接近Vth 前，VO 一直保持 不变。当vI 增加到略大于Vth ，则vO 由VOH 下跳到VOL ，同时使vP 下跳到Vth 。VI 再增加，vO 保持 不变。
若减小vI ，只要 ，则vo 将始终保持 不变，只有当 时， 才由 跳到VOH 。
5 三端稳压集成电路（附图 6）
最常用的三端集成稳压器是78系列和LM317T ．其中78系列是固定输出三端集成稳压器，即它们的输出电压是固定的。LM317T 是三端可调电压输出稳压器，其输出电压可在1．25、37V 之间连续可调。
78系列三端集成稳压据有9个品种．分别为：7805、7806、7808、
附图 4
附图 5
78D、7810、7812、7815、7818、7824c 78后面的数字表示该稳压器输出的电压数值。如7806输出电压为6V，7812输出电压为12V等。
78系列三端集成稳压器外形和典型应用电路如图所示。
三端集成稳压器外形和典型应用电路附图6
①脚为电压输入瑞，②脚为公共接地端，③脚为电压输出端。集成稳压器正常工作时，在②脚应输出与其稳压值相同的电压，供给负载使用。
6 继电器
电磁继电器，它有一个线圈，在线圈中通入电流时，在它周围就产生磁场，也就是说，它变成了一个电磁铁，在它的磁极处，有一个软铁做的衔铁，作为动触点，当通电时，衔铁被吸引过来，就可以实现与静触点的断开或闭合，从而可以控制电路的通断，它实质就是一个能自动控制的开关。可以实现低电压弱电流控制高电压强电流，还可以实现远距离控制及自动控制等。
6.1 继电器的工作原理和特性
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
6.2 继电器主要产品技术参数
1、吸合电流
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。
2、释放电流
是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。
5、触点切换电压和电流
是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。
7 PCM100系列压力传感器
PCM100型硅压阻式压力传感器，是利用PC10型硅压阻式压力芯体组装而成的。压力接口和外壳均为不锈钢，具有很好的抗腐蚀性和长期
稳定性。传感器在宽温度范围内进行了补偿，保证了传感器的技术指标。特点
1 316L不锈钢隔离膜片、全不锈钢结构
2 高精度、高输出
3 高可靠、耐腐蚀性优良
4 外形结构多样
技术性能
恒流供电：推荐1.5mA
恒压供电：推荐10VDC
测量范围：0～20kPa…100Mpa
补偿温度：-10～70℃
工作温度：-40～125℃
输入阻抗：3k～6k
介质兼容性：与316L不锈钢兼容的介质
充灌液：硅油
零点输出：±2mV
满量程：≥100mV（典型）
零点温度漂移：±0.02%FS/℃
灵敏度温度漂移：±0.02%FS/℃
过载：200%FS(10MPa以下)；150%FS（25MPa以上）
响应时间：≤50靘（上升到90%FS）
8 元器件清单
附表1
辽宁工程技术大学 电气控制技术与PLC 课程设计 设计题目水塔水位PLC自动控制系统 指导教师 院（系、部）电气与控制工程学院 专业班级 学号 姓名 日期
电气控制技术与PLC课程设计任务书
摘要 随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业自动化生产水平的日益提高，微电子技术的飞速发展，在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置——可编程控制器。随着科技的发展和现实暴露的一些问题，以便能更快捷更方便的完成一些任务，在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。 本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用MCGS 组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置 关键词：PLC(Programmable Logic Controller)、自动化、水塔水位
目录 1概论 .................................. 错误！未定义书签。 1.1 可编程序控制器简介............... 错误！未定义书签。 1.2 PLC的工作原理.................... 错误！未定义书签。 1.3 PLC的特点 ....................... 错误！未定义书签。 1.4 PLC的选择 ....................... 错误！未定义书签。 2 水塔水位自动控制系统方案设计.......... 错误！未定义书签。 3 水塔水位自动控制系统硬件设计.......... 错误！未定义书签。 3.1水塔水位控制系统设计要求.......... 错误！未定义书签。 3.2 水塔水位控制系统主电路........... 错误！未定义书签。 3.3 水泵电机的选择................... 错误！未定义书签。 3.4 水位传感器的选择................. 错误！未定义书签。 3.5 PLC I/O接口分配.................. 错误！未定义书签。 3.6 PLC控制电路原理图............... 错误！未定义书签。 4 水塔水位自动控制系统PLC软件设计...... 错误！未定义书签。 4.1 程序流程图....................... 错误！未定义书签。 4.2 梯形图程序....................... 错误！未定义书签。 4.3 指令表........................... 错误！未定义书签。总结................................ 错误！未定义书签。参考文献................................ 错误！未定义书签。
湖北工业大学 可编程控制器技术课程设计(论文） 题目:水塔水位控制系统 院（系）: 机械工程学院 专业班级: ０9机自职2班 学号：0９10１13213 学生姓名：张凯 指导教师: 许万 起止时间： 20１2/1１／26_－-＿2012/11/30
目录 第1章课程设计目的与要求?1 1.1 课程设计目的?1 1.2 课程设计的实验环境............................................................................................... １ 1.3 课程设计的预备知识?1 １.４课程设计要求 (1) 第2章课程设计内容?3 2．1系统分析与I/O分配?３ 2.2系统电路图设计........................................................................................................ ６ ２.3 软件程序设计?7 第3章课程设计的考核 (11) 3．1 课程设计的考核要求 (11) 11 ３.2 课程性质与学分? 参考文献?１2 第1章课程设计目的与要求 1．1 课程设计目的 本课程的课程设计实际是楼宇智能化专业学生学习完《电气控制设备》《传感器与数据采集》《可编程控制器技术》等课程后,进行的一次全面的综合训练，其目的在于加深对PLＣ控制系统开发与设计的基本方法的掌握。 1.2 课程设计的实验环境 硬件要求能运行Wｉｎdows ９.X操作系统的微机系统。三菱ＦX可编程控制器和仿真软件、电子元件一套、工具一套。 1.3 课程设计的预备知识 熟悉常用电子元件的使用;电路电子技术中的相关内容;电气控制;传感器与数据采集；可编程控制器原理与应用。
水塔液位控制系统课程设计
集美大学 机制专业课程设计论文 （机电方向） 基于FX1N– 60MR可编程控制器的水塔液位控制系统 专业：机械设计制造及其自动化（09级） 姓名：陈剑民 班级：机械0995（机电方向） 学号：2009934139 指导教师：弓清忠雷慧
集美大学机械专业（机电方向）课程设计任务书 姓名：陈剑民院（系）：集美大学诚毅学院 专业：机械工程及其自动化班级学号：机械0995班2009934151 任务起至日期：2012 年12 月 3 日至2012 年12 月21 日 课程设计题目： 基于FX1N– 60MR可编程控制器的自动售货机控制系统 立题的目的和意义： 现代制造业要求生产设备和自动化生产线的控制系统必须具备极高的可靠性和灵活性，可编程控制器正是顺应这一要求出现的。它已经成为当代工业自动化的三大支柱之一。《可编程控制器原理及其应用》课程是培养学生具有机电一体化设计能力的技术基础课，其专业课程设计是本课程的重要实践环节，是本专业方向第一次较全面的设计训练。专业课程设计要达到的如下主要目的： 1）培养学生综合运用本课程及其它有关先修课程的知识，去分析、解决实际工程问题的能力，深化、扩展本课程的理论知识； 2）能够对原有的继电器接触控制系统进行改造和设计新的控制系统； 3）使学生掌握可编程控制器系统设计的一般方法和步骤，培养学生独立的工程设计能力，树立正确的设计思想，为今后工作打下良好的本专业工程基础。 通过绘制完整的电器原理图，端子接线图，控制流程图，编制相应程序，进行系统调试等环节，掌握PLC系统软、硬件设计方法，了解这项技术的最新发展动态，熟悉国家标准，培养学生的基本技能，从而为接下来的毕业设计打下良好的
一．绪论 1.1可编程控制器的产生 可编程控制器是20世纪70年代发展起来的控制设备，是集微处理器、存储器、输入/输出接口与中断于一体的器件，已经被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源、交通等各个行业。计算机在操作系统、应用软件、通行能力上的飞速发展，大大增强了可编程控制器通信能力，丰富了可编程控制器编程软件和编程技巧，增强了PLC过程控制能力。因此，无论是单机还是多机控制、是流水线控制还是过程控制，都可以采用可编程控制器，推广和普及可编程控制器的使用技术对提高我国的工业自动化水平及生产效率都有十分重要的意义。 可编程控制器（Programmable Controller）,也称可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置，是计算机家族的一名成员，简称PC，为了避免与个人电脑（也简称为PC）相混淆，通常将可编程控制器简称为PLC。 可编程控制器的产生与继电器—接触器控制系统有很大的关系。继电器—接触器控制已有上百年的历史，它是一种用弱电信号控制强电信号的电磁开关，具有结构简单、电路直观、价格低廉、容易操作、易于维修的优点。此种控制系统布局固定，按预先规定的时间、条件、顺序工作。对于工作模式固定、要求比较简单的场合非常适用，至今仍有广泛的用途。但是当工作模式改变时，就必须改变控制系统的硬件接线，控制柜内的物件和接线都要作相应的变动，改造工期长，费用高，用户改造时宁愿扔掉旧控制柜，另作一个新控制柜使用，阻碍了产品更新换代。 随着工业生产的迅速发展，市场竞争激烈，产品更新换代的周期日益缩短，工业生产从大批量、少品种向小批量、多品种转换，继电器—接触器控制难以满足市场需要，此问题首先被美国通用汽车公司（GM公司）提了出来。通用汽车公司为适合汽车型号的不断翻新，满足用户对产品的多样性的需求，公开对外招标，要求制造一种新的工业控制装置，取代传统的继电器—接触器控制。其对新装置性能提出的要求就是著名的GM10条，即 （1）编程简单，可在现场修改程序。 （2）维护方便，最好是插件式。 （3）可靠性高于继电器控制柜。 （4）体积小于继电器控制柜 （5）可将数据直接送入管理计算机。 （6）在成本上可与继电器控制柜竞争。 （7）输入可以是交流115V。 （8）输出可以是交流115V、2A以上，可直接驱动电磁阀。 （9）在扩展时，原有系统只要很小变更。 （10）用户程序存储器容量至少能扩展4KB。 这十项指标就是现代PLC的最基本功能，值得注意的是PLC并不等同于普通计算机，它与有关的外部设备，按照“易于与工业控制系统连成一体”和“便于扩充功能”的原则来设计。 用可编程控制器代替了继电器—接触器的控制，实现了逻辑控制功能，并且具有计算机功能灵活、通用性强等优点，用程序代替硬接线，减少了重新设计，
目录 摘要................................................................. I 第1章绪论. (1) 1.1选题的背景与意义 (1) 1.2可编程逻辑控制器简述 (1) 第2章系统总体设计 (2) 2.1水塔水位控制系统设计 (2) 2.2水塔水位控制系统基本工作原理 (3) 2.3水塔水位控制系统主电路设计 (4) 第3章系统硬件设计 (5) 3.1 硬件选型 (5) 3.1.1 PLC的选择 (5) 3.1.2水泵的选择 (6) 3.1.3液位开关的选择 (6) 3.1.4电气保护器件选择 (7) 3.2 I/O口的分配及PLC外围接线 (8) 第4章软件设计 (12) 第5章仿真 (14) 结论 (18) 参考文献 (19) 附录 (20)
摘要 目前，大量的高位生活用水和工作用水逐渐增多。因此，不少单位自建水塔储水来解决高层楼房的用水问题。最初，大多用人工进行控制，由于人工无法每时每刻对水位进行准确的定位监测，很难准确控制水泵的起停。要么水泵关停过早，造成水塔缺水；要么关停过晚，造成水塔溢出，浪费水资源，给用户造成不便。利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况。后来，使用水位控制装置使供水状况有了改变，但常使用浮标或机械水位控制装置，由于机械装置的故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。因此为更好的保证供水的稳定性和可靠性，传统的供水控制方法已难以满足现在的要求。 本文采用的是三菱FXZN型PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心，对水塔水位自动控制系统的功能性进行了需求分析。主要实现方法是通过传感器检测水塔的实际水位，将水位具体信息传至PLC构成的控制模块，来控制水泵电机的动作，同时显示水位具体信息，若水位低于或高于某个设定值时，就会发出危险报警的信号，最终实现对水塔水位的自动。 关键词：水位自动控制、三菱FX2N 、传感器
目录 第1章概述 (2) 1.1 背景介绍 (2) 1.2 设计要求及意义 (2) 第2章系统方案的设计 (3) 2.1 总体设计方案 (3) 2.2 系统组成 (4) 第3章硬件设计 (4) 3.1 单片机的简要介绍 (4) 3.2 水位检测电路 (6) 3.3 水质检测电路 (7) 第4章软件设计 (8) 4.1 水位控制程序 (8) 4.2 水质检测程序 (10) 第5章系统调试及说明 (13) 5.1 软件调试 (13) 5.2 硬件调试 (17) 5.3 使用说明和注意事项 (18) 第6章总结 (19) 第7章致谢 (21) 第8章参考文献 (22) 第9章附录 (22) 9.1 源程序清单 (22) 9.2 总电路原理图 (27)
第1章概述 1.1 背景介绍 随着科学技术的发展，单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统，智能仪器和家用电器中得到广泛使用。在实时检测和自动控制的单片机使用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用。 水塔水位控制系统的基本要求是能够在无人监控的情况下自动进行工作，在水塔中的水位到达水位下限时自动启动电机，给水塔供水；在水塔水位达到水位上限的时候自动关闭电机，停止供水。并能在供水系统出现异常的时候能够发出警报，以及时排除故障，随时保证水塔的对外的正常供水作用。水塔是在日常生活和工业使用中经常见到的蓄水装置，通过对其水位的控制对外供水以满足需要，其水位控制具有普遍性。 不论社会经济如何飞速，水在人们正常生活和生产中起着重要的作用。一旦断了水，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失，从而对供水系统提出了更高的要求，满足及时、准确、安全充足的供水。如果仍然使用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，由此必须进行自动化控制系统的改造。从而实现提供足够的水量、平稳的水压、水塔水位的自动控制有设计低成本、高实用价值的控制器。该设计采用分立的电路实现超高、低警戒水位处理,实现自动控制,而达到节能的目的,提高了供水系统的质量。 1.2 设计要求及意义 水位控制在日常生活及工业领域中使用相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。自动检测水位的检测系统能根据水位变化的情况自动调节。本次课题采用单片机进行主控制，利用水的导电性测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，用单片机对接收到
河南科技学院机电学院电子课程设计报告（论文） 题目：水位控制器 专业班级: 电气工程及其自动化132班 姓名：************ 时间：2014.12.28～2015.01.10 指导教师：张伟邓丽媛 完成日期：2015年01月10日
水位控制器设计任务书 1．设计目的与要求 设计一个水塔或锅炉水位控制电路，准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能： （1）多点水位实时采集和显示功能； （2）当水位低时，启动水泵自动加水，达到高水位时自动停止水泵； （3）当达到警戒水位（高水位或低水位）时，电路能够自动报警提示； （4）具备报警消音控制功能； （5）所设计的电路具有一定的抗干扰能力。 2．设计内容 （1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出。 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 4．答辩 在规定时间内，完成叙述并回答问题。
目录 1 引言 (1) 2 总体设计方案 (1) 2.1 设计思路 (1) 2.1.1水位控制系统的流程图 (2) 2.1.2水位控制系统的流程 (2) 2.2总体设计框图 (2) 3 设计原理分析 (2) 3.1逻辑关系表 (2) 3.2控制原理 (3) 3.3 总控制电路 (3) 3.4局部仿真电路 (3) 3.5显示电路 (3) 4 总结与体会 (4) 参考文献 (5) 附录1 (6) 附录2 (7)
引言 随着现代科技的发展，智能化是未来科技发展的趋势。而且水是人类不可缺少的一部分，所以自动供水是非常重要的。水位控制乃为自动供水的核心。本文采用简单的数模电知识，运用逻辑电路控制电路。 总体设计方案 下图1为水位控制原理图。在水箱内的不同高度安装1根水位监测器，以感知 水位变化情况，能用数码管显示水箱的液位，液位分1，2，3档，当检测到水位低 于1档时，发出缺水报警，并通过继电器打开电磁阀M1M2向水箱供水，当水位超过1 档时，停止缺水报警，但M2继续供水，当水位超过2档时，M1开始供水，M2停止工 作直到水位达到3档为止，关闭电磁阀。接＋5V电源，1，2，3各通过一个霍尔元件， 当磁悬浮球经过霍尔元件时使霍尔元件表面产生压差并对外产生一个电压信号经 过处理后进入控制性系统。 设计思路 图 1 图 2
目录 摘要 (2) 1 系统组成图 (3) 2 主要单元电路设计 (4) 2.1电源电路 (4) 2.2水位检测电路和范围测量电路 (5) 2.3水泵开关电路和显示电路 (6) 2.4电源电路 (8) 2.5电路总原理图 (9) 3 设计总结 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 主要电子元件介绍 (13) 元器件清单 (16)
摘要 在日常生活中，我们会经常看到控制水位的水塔，这种水塔简单，占地面积小，自动控制高。其原理也很简单，其中由传感器和电压比较器组成的水位计量电路实现了检测水位的功能；由稳压二极管和迟滞比较器组成的水位范围控制电路实现了延时功能即防跳闸功能。另外简易水塔水位控制电路还包括了电源电路，水泵工作电路和显示电路。该电路设计简单，易于实现，而且通过手动调节电阻实现了手动调节。
1 系统组成图 如图1.1为简易水塔水位控制电路系统组成图。 图1.1 简易水塔水位控制电路的总体框图 由上图可知本电路非常简单，由电源电路向其他四个电路提供电压，这四个电路相互联系，依次作用，现对这四个电路的功能做具体解释：水位检测电路：利用水的导电性检测水位变化，同时形成回路，形成电信号实现对水位的控制。 水位范围检测电路：利用比较器原理实现水位范围的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞性来避免跳闸现象。 水泵开关电路：完成控制电路和水泵通放水的转换。
显示电路：显示水泵状态。 电源电路：为上述所有电路提供直流电源。 2 主要单元电路设计 2.1 水位计测量电路 该电路主要有传感器、电容、电阻和电压比较器等元件组成。图2.1为压阻式压差传感器水位计测量电路。 图2.1 压阻式压差传感器水位计测量电路 由上图的电路可知组成电路的主要元件是传感器和电压比较器，其中传感器对水压变化检测，电压比较器主要是用来对信号的放大。具体工作原理是：压阻式压差传感器感压膜片上形成相应的水压强，由压力传感器的感压膜片感生出相应电压，经传感器内部的V/A变送器，压力传感器中同时测出水温并自动补偿，输出不受水温、大气压强等因素影响的4—20mA的水位模拟信号，由双芯屏蔽电缆连接到水位仪输入端，经A/D转换，再经去伪、除波等处理得出所测的水位。再进行显示、存储、传输等。对叶压力传感器本身的内阻很高，而输出能量较小，因此它的侧量电路通常需要接入一个高输入阻抗前置放大器。电荷信号放大
1 系统组成图 图为简易水塔水位控制电路系统组成图，由电源电路，水位检测器，水位范围测量电路，水泵开关电路和显示电路组成。各部分电路的组成及其用途如下：电源电路：为上述所有电路提供直流电源 水位检测电路：利用水的导电性检测水位变化，同时形成回路，形成电信号实现对水位的控制。 水位范围检测电路：利用比较器原理实现水位范围的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞性来避免跳闸现象 水泵开关电路：完成控制电路和水泵通放水的转换 显示电路：利用发光二极管将水泵状态显示出来
2 原理电路图 采用传感器对水塔水位进行监测，并根据水塔水位的变化将其信号传递给迟滞比较器，经过迟滞比较器的运算、比较、放大，来控制水泵是否工作。并通过发光二极管来显示水泵的工作状态，易于判断和检修。迟滞比较器的运用避免了由于水波的波动而造成的水泵的反复的放水与闭合，实现了水塔水位的自动控制。
3 主要单元电路设计 3.1电源电路 图1 如图1为电源电路直接可以从电网供电，通过变压器电路，整流电路，滤波电路，和稳压电路直接将电网中的220V交流电转换成+12V的支流电压。其各部分功能如下：3.1.1 变压器： 采用常规的铁心变压器，将高压转变为低压。 整流电路： 采用二极管桥式电路，任务是将交流电换成直流电，这主要靠二极管的单向导电作用，T为电源变压器，作用是将交流电网电压变成整流电路要求的电压价。其优点是输出电压高，纹波电压小，管子所承受的最大反向电压底。 3.1.2滤波电路： 由C1，C2，C3，C4构成，用于滤去整流输出电压中的纹波，本电路采用电容输入式，电容具有平波作用。使纹波较小，适用于负载电压较高，负载变动不大的电路。 3.1.3 稳压电路： 采用三端稳压集成电路，有输入，输出和接地端，内部由启动电路，基准电压电路，取样比较放大电路，调整电路和保护电路组成。电路中接入电容用来实现频率补偿防
目录 1．设计任务与要求 (2) 2．方案比较与论证 (3) 2．1各种方案比较与选择 (3) 2．2方案证论 (3) 3．总体设计框图 (4) 4．选择器件 (5) 5．单元模块设计 (7) 5．1信号产生部分 (7) 5．2信号处理部分 (8) 5．3水位显示电路 (8) 5．4 电机控制电路 (9) 5．5 报警控制电路 (10) 6．最终电路 (12) 7．结论 (13) 8．设计总结 (13) 参考文献 (13) 附录 (15)
水塔水位控制器设计 摘要 在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量与监控。水位控制在日常生活中的应用也相当的广泛，比如水塔，地下水，水电站等情况下的水位控制。而实现水位监测可以有多种方法实现，比如机械控制，逻辑电路控制，机电控制等。本文采用数字电路进行主控制。在水塔上安装一个自动测水装置。利用水的导电性能，连续地全天候地对水位进行监测，把测得的水位变化转换成相应的电平信号，主控电路根据电平信号经74LS147编码器编码后，对电机进行控制。以完成相应水位显示、故障报警等一些任务。完成对水塔水位的控制。 关键词：水位控制数字电路74LS147 编码器 1．设计任务与要求 1．1设计并制作一个水塔水位控制器该控制器具有四个水位检测输入，由低到高分别为H1、H2、H3、H4；功率为10KW的水泵电动机分别为M1、M2；控制器根据水位状态控制水泵工作。 1．2控制要求 1．水位检测，要求不受长期水泡工作环境影响； 2．当水位低于H1时，M1与M2同时工作；当水位高于H4时，M1与M2同时停机； 3．当水位由H1上升到H3时，关掉M1； 4．当水位由H4上升到H2时，打开M1； 1．3备用泵控制要求 当两台工作水泵任一台发生故障时，应能检测出故障，并使备用水泵投入工作，
PLC课程设计(论文) 题目名称:水塔水位自动控制系统设计系别: 电气信息工程学院 专业/班级：自动化10101 学号：43810612 姓名：秦海龙 指导教师：张丽杰
目录 目录 (2) 前言 (3) 1.系统方案 (5) 2.系统组成 (6) 1.1、系统工作原理框图 (6) 1.2、功能原理 (6) 3.系统电源电路设计 (7) 1.1电源电路工作过程 (7) 1.2液位传感器电路设计 (8) 1.3报警显示电路设计 (9) 4.系统电路设计 (10) 1.1系统主干电路 (10) 1.2系统手动电路 (10) 1.3系统自动电路 (11) 5.系统运行总体过程 (12) 6.水塔水位系统PLC硬件设计 (13) 1.1、水塔水位系统控制电路 (14) 1.2、输入/输出分配 (14) 7.水塔水位控制系统PLC软件设计 (14) 1.1、程序流程图 (14) 1.2、梯形图 (15) 1.3、系统程序的具体分析 (17) 8. 组态软件概述 (18) 1.1、建立WINCC组态画面 (18) 1.2 、画面演示 (19) 参考文献 (26) 致谢 (27)
前言 水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统，传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点。在水资源日益匮乏的今天，节约用水、提高水资源的利用率就显得十分必要。传统的水塔水位控制为粗放式的，基本没有对水泵的合理控制，且多为人为控制，工作强度大、危险。所以除了浪费电能外，还造成了人力资源的浪费。采用新型的PLC控制供水方式与过去旧的控制方式相比在运行中的经济性、可靠性、稳定性、等方面有显著优势，特别是在提倡低碳的情况下有很好的节能效果，且由于PLC强大的扩展性可以适应今后城市供水建设的发展。
数电课程设计——水位自动控制电路 一、设计任务 水位自动控制电路 利用555定时器,设计一个水位自动控制电路。 功能：1、当水位低于最低点时，电路能自动加水。
2、当高于最高点时，电路能自动停水。 3、该电路的直流电源自行设计。（可采用W78××系列） 4 能用LED灯指示所在的水位 要求：1、选择适当的元器件，设计该电路。以实现上述功能。 2、利用Protel99绘制其电路原理图。 3、对每个元器件选择合适的封装，形成网络表文件 4 选择正确的布线规则，形成该电路的PCB板图 二、实际设计 （一）系统框图与原理图设计 水位检测显示电路
水位自动控制电路 水位自动控制电路总原理图 （二）电路工作原理
水位检测显示电路原理 本例介绍的水位指示器，采用LED发光二极管指示高、中、低3级水位，可用于水箱、 水池、水塔、锅炉和地下水井等处的水位指示。 电路工作原理 该水位指示器电路由水位电极A-D、电阻器Rl-R6、电容器Cl-C3、时基集成电路ICI-IC3和发光二极管VLl-VL3组成，如图所示。在水箱内无水时，+6V电压经Rl-R3分别加至ICl-IC3的2脚和6脚，使之为高电平，ICl-IC3的3脚均输出低电平，VLl-VL3均不亮。 当加水至低水位电极A处时，电极A通过水的电阻与接地端D连接，使ICl的2脚和6脚电压降至2V以下，ICl内电路翻转，其3脚输出高电平，将VLl点亮，指示水箱内水位已达到低水位。 当加水至中水位电极B处时，IC2的3脚输出高电平，使VL2也点亮，指示水箱内水位已达到中水位。当加水至高水位电极C处时，IC3的3脚输出高电平，使VL3点亮(此时VLI-VL3均点亮)，指示水箱内水位已达到高水位，水箱已满，应停止加水。 当用户用水、使水箱内水位降至电极C以下时，IC3的2脚和6脚由低电平变为高电平(为4V以上)，IC3翻转，3脚变为低电平，VL3熄灭。同理，当水位分别降至电极B和电极A以下时，lC2和IC1的3脚将依次输出低电平，使VL2和VLl依次熄灭。当VLl-VL3均熄灭时，表示箱内的水已用完，应继续水。 元器件选择 Rl-R6选用1/2W金属膜电阻器或碳膜电阻器。 Cl-C3选用涤纶电容器或独石电容器。 VLl-VL3均选用φ5mm的发光二极管。 lCl-IC3均选用NE555型时基集成电路。 电极A-D可使用塑皮粗铜线制作:铜线端部的绝缘塑皮应去掉1-2cm，将金属部分折弯与地面平行，分别安装在水塔内不同的高度即可 水位自动控制电路原理 电路中，NE555组成R-S触发器，作为主控电路。R1. R3. R4组成属于端分压偏置电路，它将R-S触发器的R端与S端分别偏置在不大于2Vdd/3的状态。三个探测极A B C 在水塔中的位置如图所示。
目录 第一章系统整体设计说明 (1) 第二章整体设计方案 (2) 第三章设计系统方框图与工作原理 (3) 3.1工作原理： (3) 3.2系统结构框图: (4) 第四章硬件设计及说明 (5) 4.1硬件设计说明: (5) 4.2水位控制硬件设计： (5) 4.3故障及水质监测硬件设计： (6) 4.4 水位显示硬件设计原理图： (7) 第五章软件设计与说明（包括流程图） (8) 5.1 软件设计： (8) 5.2 软件设计流程图： (10) 第六章调试步骤、使用说明 (11) 第七章设计总结 (13) 参考文献 ....................................................... 错误!未定义书签。附录. (14)
第一章系统整体设计说明 现代传感技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息处理技术和新工艺、新材料的发展为智能检测系统的发展带来了前所未有的奇迹。在工业、国防、科研等许多应用领域，智能检测系统正发挥着越来越大的作用。检测设备就像神经和感官，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有力工具。现代的广义智能检测系统应包括一切以计算机（单片机、PC机、工控机、系统机）为信息处理核心的检测设备。因此，智能检测系统包括了信息获取、信息传送、信息处理和信息输出等多个硬、软件环节。从某种程度上来说，智能检测系统的发展水平表现了一个国家的科技和设计水平。 本课题研究的内容是“水塔水位控制系统”。水位控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，而以往水位的检测是由人工完成的，值班人员全天候地对水位的变化进行监测，用有线电话及时把水位变化情况报知主控室。然后主控室再开动电机进行给排水。很显然上述重复性的工作无论从人员、时间和资金上都将造成很大的浪费。同时也容易出差错。因此急需一种能自动检测水位，并根据水位变化的情况自动调节的自动控制系统，我所设计的就是这方面的课题。 水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本设计采用单片机进行主控制，在水水塔上安装一个自动测水位装置。利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用单片微机对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、控制及故障报警及显示水位等功能。
摘要 供水是一个关系国计民生的重要产业。随着社会的发展和人民生活水平的提高，对城市供水提出了更高的要求，要满足及时、准确、安全保证充足供水，如果仍然沿用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，为此必须进行水塔水位控制自动化系统的改造。可编程控制器( PLC) 因其高可靠性和较高的性价比在工业控制中得到广泛的应用。本文针对目前比较流行的控制技术，利用PLC和传感器构成了水塔水位恒的控制系统。改造后的水塔水位自控系统，实现水塔水位自动控制系统，远程监控，实现无人值守。 关键词: 可编程逻辑控制器（PLC）水塔水位自动控制
Abstract Water supply is a major industry involving the interests of the state and the people. With development of society and the improvement of the people's livelihood, city water supply has been brought forward a higher request. It needed to be timely , accurate and safely to plentifully conduct water supply. If we still continue to use a way of the man-power, the intensity of labor are high , availability is low and the security is difficult to ensure .We must carry out water tower water level under the control of automatic system reforming for this purpose . Programmable Logic Controller (PLC) is applied broadly in industrial control because of high reliability and higher nature price. The main body of this paper on the control technology is aimed at being popular for at present comparatively, which makes the using of PLC and the sensor to compose water tower control system of permanent water level. Water tower control system after being reformed have realized water tower water level auto-controlling system , long-range supervisory control, and nobody's value guards realization. Key wards：Programmable Logic Controller. water pool water lever. automatically controls
《电气控制及PLC》课程设计姓名： 班级： 学号： 成绩：
本课程设计是电气工程专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。
一、工艺流程及分析 (2) 二、设备选型 (5) 三、输入输出端口分配 (5) 四、输入输出硬件接线图 (5) 五、程序设计 (5) 六、总结 (8)
一、工艺流程及分析 1. 水塔水位控制系统： 2. 水塔水位控制系统的工作方式 当水池水位低于低水位界限时（S4为OFF时表示），报警灯2报警，阀门Y 打开给水池注水；10S后，如果S4继续保持OFF状态，表示阀门Y没有进水，出现了故障，报警灯2继续报警；如果S4为ON状态，表示水池水位开始升高，报警灯2解除。 当水塔水位低于低水位界限时（S2为OFF时表示），报警灯1报警，水泵M 开始从水池中抽水；10S后，如果S2继续保持OFF状态，表示水泵M没有抽水，出现了故障，报警灯1继续报警；如果S2为ON状态，表示水塔水位开始升高，报警灯1解除。 当水塔水位低于S2时，水泵M运行并开始抽水；直至水位到达高水位界限S1。由于水塔要供水，所以水位会下降，当水塔水位介于S1和S2之间，不需要水泵M运行，避免水泵频繁启停。当水塔水位再一次低于S2时，水泵M运行
并开始抽水，直至水位到达高水位界限S1时，水泵M停止运行。 当水池水位低于S4时，阀门Y运行并开始放水；直至水位到达高水位界限S3。由于水塔要抽水，所以水位会下降，当水塔水位介于S3和S4之间，不需要阀门Y打开，避免阀门频繁开关。当水池水位再一次低于S4时，阀门Y打开并开始放水，直至水位到达高水位界限S3时，阀门Y关闭。 3.水塔供水情况分析 经过对水塔水位控制系统的工作方式的综合分析，一次完整的水塔供水情况分为以下几种： (1). 水池水位低于S4，水塔水位低于S2时，阀门Y打开，水泵M关闭； (2). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位低于S2时，阀门Y打开，水泵M 关闭； (3). 水池水位高于S3，水塔水位低于S2时，阀门Y关闭，水泵M打开； (4). 水池水位高于S3，水塔水位低于S1高于S2时，阀门Y关闭，水泵M 打开； (5). 水池水位高于S3，水塔水位高于S1时，阀门Y关闭，水泵M关闭； (6). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位高于S1时，阀门Y关闭，水泵M 关闭； (7). 水池水位低于S4，水塔水位高于S1时，阀门Y打开，水泵M关闭； (8). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位低于S1高于S2时，阀门Y关闭，水泵M关闭; (9). 水池水位低于S3高于S4，水塔水位低于S2时，阀门Y关闭，水泵M 打开。
课程设计说明书 课程名称: 电气控制PLC课程设计 课程代码: 题目: 水塔水位控制系统设计 学生姓名: 学号: 年级/专业/班: 2012级机电1班 学院(直属系): 指导教师:
课程设计指导教师成绩评定标准及成绩评定表 学生姓名：柳欣宇学号： 412012********* 年级/班： 2012级1班所属学院(直属系)：应用技术学院所在专业：机电一体化 成绩评定： 指导教师签名：年月日
电气控制PLC课程设计任务书 学院名称：应用技术学院专业：机电一体化技术年级： 2012级 水塔水位控制系统设计 一、选题背景及题目来源 实际模拟项目，可在天科TKPLC-A实验装置水塔水位控制区完成本实验。 二、训练目的 （1）用PLC构成水塔水位自动控制系统； （2）绘制电气原理图及接线图； （3）选择电气元器件； （4）设计模拟系统； （5）完成模拟实验。 三、要求实现的功能 当水池水位低于水池低水位界（S4为ON表示），阀Y打开进水（Y为ON）定时器开始定时，4秒后，如果S4还不为OFF，那么阀Y指示灯闪烁，表示阀Y没有进水，出现故障，S3为ON后，阀Y关闭（Y为OFF）。当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低水位界时S2为ON，电机M运转抽水。当水塔水位高于水塔高水位界时电机M停止。 四、实验设备 1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台 2、天科TKPLC-A实验装置 五、设计任务 （1）根据控制要求分析控制及动作过程，设计硬件系统； （2）绘制电气原理图及接线图； （3）设计软件系统； （4）组成控制系统； （5）进行系统调试，实现（三）所要求的控制功能，完成模拟实验。 （6）撰写课程设计说明书。 六、推荐参考资料 1、天科TKPLC-A实验装置实验手册 2、《S7-200可编程序控制器手册》，西门子技术服务中心，四川省机械研究设计院，2000.9 3、《现代电器控制及PLC应用技术》第2版，王永华，北京航空航天大学出版社， 指导教师徐全日期 2013 年 11 月 25 日
简易水塔水位控制电路 摘要 本方案的主要目的是制作一个简易的水塔水位控制器。该电路主要由电源电路、水位监测和水位范围测量电路以及水泵开关和显示电路三部分构成。 水位监测电路的功能是利用水压传感器的特性监测水位的变化，同时将水压信号转化为电信号。水位范围测量电路的功能是利用比较器的原理实现水位范围的确定，同时利用迟滞比较器的迟滞特性避免跳闸现象。水泵开关电路的功能是完成控制电路和水泵电路的开关。显示电路的功能是利用发光二极管将水泵通电与否显示出来。电源电路的功能是为上述电路提供直流电源。 电源电路由电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路来实现；电阻型水压传感器监测水位；用迟滞比较器测量水位范围；利用可变电阻来做到手动调节水位控制范围；显示电路用继电器和发光二极管来实现。 关键词比较器；二极管；控制电路；水位监测
目录 摘要 (1) 第一章方案的提出.................... 错误!未定义书签。第二章简易水位控制电路的基本组成 (2) 第一节系统的组成框图 (2) 第二节各单元电路的工作原理 (2) 一电源电路 ......................... 错误!未定义书签。 二水位监测和水位范围测量电路 (3) 三水泵开关及显示电路 (5) 第三章主要元器件的工作原理及参数 (7) 第一节变压器 (7) 第二节桥式整流电路 (7) 第三节三端稳压器 (8) 第四节继电器 (8) 第五节发光二极管 (9) 第六节稳压二极管 (10) 第七节集成运算放大器 (10) 第四章元件清单 (12) 第五章设计体会 (13) 参考文献 (14) 附录 (15)
摘要 水塔水位控制电路 不论社会经济如何飞速，水在人们正常生活和生产中起着重要的作用。一旦断了水，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失，从而对供水系统提出了更高的要求，满足及时、准确、安全充足的供水。如果仍然使用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，由此必须进行自动化控制系统的改造。从而实现提供足够的水量、平稳的水压。 水塔有高、中、低三个控制水位计和最高、最低两个报警水位计，水塔泵房内安装有三台交流异步电动机水泵，要求降压起动。三台水泵电动机正常情况下只运转两台，另一台为备用。当水位在高、中时可以自动水位，起动一台水泵电动机，当水位在中、低水位时，起动两台水泵电动机；当两台水泵电动机中的某台机组损坏时，备用机组要能立即自动降压起动，投入运行，并报警。 为了防止备用机组因长期闲置而出现锈蚀等故障，要求备用机组能随意设置和随机切换。正常情况下，自动控制时，三台水泵电动机中运转两台水泵电动机和备用的另一台水泵电动机的选择是随机的。手动控制时，可以任意选择。设计中要有和每台水泵电动机机组相对应的状态监视指示灯。 一控制方案 PLC和传感器构成的水塔水位恒定的控制系统原理。 在控制系统启动后，当水塔水位小于最低水位时，液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC输出，PLC在收到信号产生报警，报警指示灯启动。当水塔水位处于低水位与中水位之间时，PLC收到信号后5s后随机启动两台水泵电动机，如果当两台水泵电动机中的某台机组损坏时，备用机组要能立即自动降压起动，投入运行，并报警；当水塔水位处于高水位与中水位时，PLC收到信号后5s后随机启
动一台水泵电动机。当水塔水位高于最高水位时，液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC输出，PLC在收到信号产生报警，报警指示灯启动。当处于手动控制时，任意选择电机工作。 水塔液位指示 当水位处于最低水位时，输入继电器00002启动，此时，最低水位报警输出01101激活，发出低水位报警信号；同理，当水位处于最高水位时，输入继电器00006启动，此时，最高水位报警输出01102激活，发出高水位报警信号；当水位处于高水位时，输入继电器00005导通，当水位处于中水位时，输入继电器00004导通，当水位处于低水位时，输入继电器00003导通。 水泵的降压启动 当电机启动后，主继电器吸合，星型继电器开始工作，此时定时器开始计时，5s后星型继电器停止工作，三角型继电器开始工作。整个控制时间通过定时器来控制。 机组手动控制 水塔选择手动控制，继电器00100打开，程序执行跳转指令，当输入继电器00101导通时，1#和3#水泵启动；当输入继电器00102导通时，1#和3#水泵启动；当输入继电器00103导通时，1#和3#水泵启动； 机组的自动控制 当输入继电器00100不导通时，水塔处于自动控制状态。当水塔处于中水位和高水位之间时，随机两台水泵启动，当水塔水位处于中水位和低水位之间时，一台水泵启动。