水塔水位自动控制电路的制作6

实验六水塔水位自动控制实验
一、实验目的
用PLC控制水塔的液位及水池的液位。

二、实验设备
1、EFPLC可编程序控制器实验装置。

2、EFPLC0103水塔水位自动控制实验板如图所示。

3、连接导线若干。

三、实验内容
1、控制要求：
组态王画面中S4有信号（水池低水位）→Y阀打开进水→组态王画面中
S3有信号（水池水已满）→Y阀关，L3灯亮→组态王画面中S2有信号
（水塔低水位）→P泵开→按组态王画面中S1（水塔水已满）→P泵停。

2、I/O（输入、输出）地址分配
输入：输出：
S1——V2.3 P ——V0.4
S2——V2.2 Y ——V0.0
S3——V2.1
S4——V2.0
3、按照要求编写程序（参照程序示例）
4、打开组态王画面，调试并运行程序。

四、编程练习
当水池水位低于低水位（S4灯亮），阀Y灯亮，进水，定时器开始定时2秒后，如果S4灯仍亮，那么阀Y灯闪烁，表示Y故障，没有进水。

S3灯亮后，阀Y关闭，灯暗。

当S4灯暗时,水塔水位低于低水位时（S2灯亮），泵P抽水，灯亮，当水塔水位高于高水位时，泵Y停。

根据上述控制要求，编制带自诊断的水塔水位自动控制程序，并上机调试运行。

电子课程设计—水塔水位控制器学院：电子信息工程学院专业班级：姓名：学号：指导老师：2014年12月目录一、课程设计题目及要求-----------------------------1二、总体框图---------------------------------------1三、选择器件---------------------------------------2四、功能模块---------------------------------------6五、总体设计电路图--------------------------------11六、硬件实验--------------------------------------12七、心得体会--------------------------------------12水塔水位显示、缺水报警控制及自动补水电路一、任务设计与要求当水塔水位的高度为任意值时，可通过显示电路显示。

当水塔水位低于规定值时，报警电路输出报警信号，同时自动补水装置启动水泵给水塔补水。

当水塔中水位达到规定值时，报警结束，补水装置自动停止补水。

要求完成的任务如下： 1.画出整体电路图。

2.利用设计软件对电路进行仿真，使电路具有所规定的逻辑功能。

3.调试所设计的电路，使之达到技术指标要求。

4.分析实验结果，写出设计说明书。

二、总体框图总体框图如图2-1所示。

图2-1 总体设计框图水塔水位显示电路控制电路水塔水泵报警装置设计思路及每一块的功能：1、显示电路利用水位的来触发线路的联通与否，采用74LS147的八-三编码器，显示水位用DCD_HEX来显示，管脚1，2，3，4分别接74LS147的Ｑ0、Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3。

2、控制电路要使用555定时器组成的施密特触发器，利用输入端高低电平的，输出不同的电压。

3、利用继电器控制水泵的开关，灯泡的亮暗来表示水塔发出警报。

三、选择器件器件选择如表3-1所示。

水位液位控制器开关水塔水池自动抽水排水缺水保护控制电路板水位液位控制器开关水塔水池自动抽水排水缺水保护控制电路板接线参考图::液位自动控制器电路图本例介绍的液位自动控制器采用分立元件制作而成，其特点是液位检测电极上只通过微弱的交流电流，电极不会产生电解反应，使用寿命较长。

电路工作原理该液位自动控制器电路由电源电路和液位检测控制电路组成，如图所示。

图液位自动控制器电路电源电路由电源开关S1、电源变压器T、整流桥堆UR1、UR2和滤波电容器C1、C2组成。

液位检测控制电路由检测电极a～c、控制按钮S2、S3、电阻器R1～M、晶体管V1、V2、发光二极管VL1、VL2、继电器K、交流接触器KM和二极管VD组成。

接通电源后，交流220V电压经T降压后，在T的W2绕组和W3绕组上分别产生交流6V电压和交流12V电压。

交流12V电压经UR2整流及C2滤波后，为Κ及其驱动电路提供＋12V工作电压，同时将VL1点亮。

在储液池内液位低于下限时，电极a～c均悬空，T的二次绕组与整流滤波电路之间的回路处于开路状态，V2处于截止状态，V1饱和导通，K通电吸合，其常闭触头K1断开，常开触头K2接通，KM吸合，加液泵电动机M通电开始工作，同时VL2点亮。

当储液池内液位上升至电极c处时，电极a和电极c通过液体的电阻接通，T的V2绕组上的交流6V电压经URI整流、C1滤波及R1限流后加至V2的基极，使V2导通，V1截止，K和KM释放，加液泵电动机M停转。

同时VL2熄灭，K的常闭触头K1又接通。

当液位再次下降至电极a、b以下时，K和KM再次通电工作，电路进人下一个工作循环下。

S2为手动停止按钮，S3为手动强制运行按钮。

在液位处于上、下限之间时，通过S2和S3可任意停止或起动加液泵电动机。

元器件选择R1～R4选用1／4W的金属膜电阻器或碳膜电阻器。

C1和C2均选用耐压值为25V的铝电解电容器。

VD选用1N4007型硅整流二极管。

VL1和VL2均选用φ5mm的发光二极管。

课程设计水塔水位自动控制电路设计作者：肖志洋曹娇朱芳芳武晓晓辅导教师：陈建国指标要求：1，当水塔水位低于设定最低水位时启动电动机抽水，当水塔水位高于设定最高水位时使电动机停止；2，要有水位显示器。

设计要求：1，择合适的传感器，要说明选择理由。

叙述传感器的工作原理2，选择信号处理电路，并说明其工作原理。

3，选择控制元件，并说明怎样达到控制目的。

摘要本系统以单片机（A T89C2051）做为控制器，通过对检测水位的传感器采集的信号进行运算处理，根据要求控制电机的启动和停止，同时把水位的多少显示在四位数码管上，从而做到实时监控水位的目的。

一，方案论证与比较为了实现水位的测量和按要求的控制提出了以下3种方案。

方案一：用脉冲回波原理测量水位。

水位检测部分用压电式超声波传感器，超声波探头用单探头气介式。

探头固定于水塔盖子下面，探头发出超声波脉冲通过空气到达水面，经水面反射又被探头接收，测量发射与接收超声脉冲的时间间隔和，即可求出探头与水面的距离。

50KHZ的超声波有SN28784和TL851及外围元件产生，然后通过二极管和变压器送到超声波传感器，返回信号也经SN28784和TL851处理后给AT89C2051。

通过AT89C2051处理后送四位数码管显示。

同时监控水位是不是到达设定位置，来控制相应的继电器动做完成水塔水位的自动调节，其框图如图1所示。

图1方案二：根据圆筒式液位传感器的电容量与液位的关系检测水位。

圆筒式液位传感器如下图2，传感器的电容量与被液位的关系为一个桥臂(另一个臂为固定电容)，当水位变化时通过传感器获得电容的变化，经过模拟通道整流，放大，稳压的到合适的电压信号送入A/D 转换器转换为数字信号经单片机（AT89C2051）处理后识别水位是否达到设定值来控制电机的启动与停止。

同时把检测到的水位送数码管显示，达到设计要求。

其原理图如图3。

2r方案三：用电阻应变式压力传感器（该传感器有一根传压杆，上端安装微压传感器，下端安装感压膜，感压膜感受上面液体的压力）做为感压头，通过测量电桥提取电压信号，经放大后接入数摸转换器，送入单片机（AT89C2051）处理获得水位值，根据要求在数码管上显示，同时监控水位是否达到设定值通过单片机来控制继电器的通断以调节水位。

简单的水位控制电路设计
一个简单的水位控制电路可以使用一个水位传感器和一个继电器来实现。

步骤如下：
1. 将水位传感器安装在水箱或液体容器中，确保传感器的位置能够准确地检测到水位的变化。

2. 将传感器的信号线连接到一个比较器电路的输入端。

比较器电路可以使用运算放大器来实现。

输入端的另一端连接一个可调阈值电位器。

根据实际需求，通过调节阈值电位器的阈值来设置水位的上下限。

3. 比较器的输出连接到一个继电器电路。

继电器是一个电磁开关，可以用来控制其他电气设备的开关。

4. 将继电器的输出端连接到需要控制的设备，例如水泵或阀门。

当水位超过或低于设定的阈值时，比较器的输出会触发继电器，从而打开或关闭设备。

需要注意的是，这只是一个简单的水位控制电路设计，可能需要根据实际需求进行调整和改进。

实训项目8 水塔水位自动控制电路——请设计制作一个无人职守的水塔自动上水控制电路一、实训目的1、掌握三极管，继电器，二极管有在实际生活中的控制应用。

2、掌握交流接触器、热继电器、电动机的控制方法。

二、实训项目指示要求水塔水位自动控制电路的设计要求：1、主要指标①直流流电压检测水位。

②水位低于下限B点水位水泵抽水。

③水位达到最高水位线A时水泵停止抽水。

④水位降低到最低水位线B以下时恢复运行抽水。

2、水塔示意图三、实训原理1、水塔水位自动控制电路原理框图如图8-1所示:图8-1 水塔自动上水控制电路原理框图水塔水位的基本控制原理是首先由电源向其他功能部分供电，由检测电路对水塔内的水位进行检测，水塔内设置了高、中、低三个水位检测点，检测电路在三个不同水位点上得到的检测信号是不一样的，然后将检测到的信号传送到控制电路，再由控制电路决定执行电路中水泵的抽水或停止抽水。

2、硬件电路设计如图8-2所示, 水塔水位自动控制电路,由电源变压器、全波桥式整流电路、继电器、交流接触器、控制晶体管以及高水位电极A、低水位电极B、和主电极C组成。

图8-2 水塔自动上水控制电路交流220V电压经变压器T降压，VD1～VD4整流和C1滤波后，产生12V 电压，供给控制执行电路。

在水塔内无水或水位低于低水位电极B时，控制管V因基极电位与发射极电位相同而处于截止状态，继电器K1不动作，其常开触头K1-2断开，常闭触头K1-1接通，交流接触器KM通电吸合，使三相水泵M1通电运转，水泵开始抽水。

当水塔内水位到达高水位电极A处时，+12V电压经电阻器R1、高水位电极A、水的导电电阻和主电极C加至V的基极，使V正偏导通，交流接触器KM 断电，其触头释放，切断三相水泵电动机M1的电源，水泵停止抽水。

当用户用水使水塔内的水位下降至低水位电极B以下时，V又因基极电位与发射极电位相同而截止，继电器K1释放，其常开触头K1-2断开，常闭触头K1-1接通，使交流继电器KM吸合，三相水泵电动机M1通电，重新开始抽水，如此周而复始，实现无人职守自动抽水。

multisim设计简易水塔水位电路一、前言Multisim是一款功能强大的电子电路仿真软件，它可以帮助我们快速地设计出各种电路，并通过仿真来验证电路的正确性。

本文将介绍如何使用Multisim来设计一个简易水塔水位电路。

二、水塔水位电路的原理水塔水位电路是一种常见的测量液位高度的电路，它通过测量液体表面上方空气和液体之间的压力差来确定液位高度。

当液位高度上升时，压力差也会随之增大，而当液位高度下降时，压力差也会随之减小。

三、设计思路根据上述原理，我们可以通过将一个压力传感器连接到一个微控制器上，并编写相应的程序来实现对液位高度的测量。

在本次实验中，我们将使用Multisim来模拟这个过程。

四、具体步骤1. 确定所需元件在开始设计之前，我们需要确定所需元件。

根据原理部分中所述，我们需要一个压力传感器和一个微控制器。

此外，为了使电路更加稳定可靠，我们还需要添加一些滤波器和放大器等元件。

2. 绘制电路图在确定所需元件后，我们可以开始绘制电路图。

首先，我们需要将压力传感器连接到微控制器的模拟输入端口上。

然后，我们需要添加一些滤波器和放大器来增强信号的稳定性和可靠性。

3. 进行仿真完成电路图的绘制后，我们可以进行仿真来验证电路的正确性。

在Multisim中，我们可以通过添加信号发生器和示波器等元件来模拟实际的测量过程。

通过调整各个元件的参数，我们可以观察到不同液位高度下输出信号的变化情况，并进一步优化电路设计。

4. 编写程序完成电路设计后，我们还需要编写相应的程序来实现对液位高度的测量。

在这个过程中，我们需要根据实际情况选择合适的编程语言，并根据微控制器型号和规格进行相应设置。

五、总结本文介绍了如何使用Multisim来设计一个简易水塔水位电路，并对具体步骤进行了详细说明。

通过本次实验，我们可以更加深入地理解水位测量原理，并提高自己的电路设计能力。

简单可靠的水塔液位自动控制开关安徽省太湖县水电局赵泽万本文介绍了自行设计安装的一种水塔液位自控开关的制作、安装过程及工作原理。

我的自控方法是在原水泵电机控制电路上，加装上手工制作的一对触点开关和两只小浮子，就可实现自动开、停机。

下面具体介绍其制作安装方法和工作原理。

1 触点开关的制作用一块有弹性的薄铁板或薄钢片，剪成三根宽1．0～1．2cm的长形铁（铜）条，其中两根长10～12cm，另一根长约6～7cm。

在三根铁条的一端冲孔，以便于用螺栓固定。

在废旧的开关上拆下触点4个，铆（或锡焊）在铁（铜）上，第一根长铁条将触点铆焊在中间部位，单面铆1个。

第二根长的铁条在中间位置双面各铆上1个触点，短的一根铁条在端部单面铆1个触点，做成了三根触点片，我们且叫它1#触片，2＃触片，3＃触片。

三根触片有孔的一端用塑料片隔开，使之互相绝缘，用一根螺栓套上绝缘套管后，将三根触片固定在一起，并将2＃触片弯成直角。

触片的制作及安装见图1所示。

安装好的触点开关，1＃与2＃触片形成常开触点，2＃与3＃触片形成常闭触点。

触点片上的导线联接用锡焊或用打孔螺栓进行紧固联接。

用泡沫塑料板剪成直径8～10cm，厚2～3cm的圆形板。

一块中间钻一孔，另一块拴上长短各一根尼龙线（或塑料丝），并在底部绑上一个小铁块．使其具有一定的重量，但要求该浮子在水平的浮力大于铁件重量。

3 触点开关和浮子在水塔内的安装如图2所示，在水塔内的顶部和底部边墙上各埋入一扁铁，在塔顶边沿上埋入一短钢筋（用冲击钻打眼埋入），将触点开关用螺栓固定在上部的扁铁上，并检查与扁铁绝缘。

将有孔的浮子穿到钢筋上，并用铁丝扎在钢筋的端底，防止浮子落下，将浮子2的短线栓在底部的扁铁上（防止浮子在左右漂移和往上漂），并留有适当的长度，浮子的长线拴在触点开关l＃触片的末稍。

浮子开关的动作原理是：当水位下降到塔内的最低水位时，浮子2在小铁件的重力作用下。

通过浮子上的长线拽拉1＃触片，使之与2＃触片闭合，启动机组；当水位上升时，触片1自动复位；当水位上升到塔内最高水位时，浮子1顶托起2#触片，使2＃与3#触片断开，机组停转，随着水位的下降，2＃触片复位，与3＃又闭合，周而复始。

四川信息职业技术学院毕业设计说明书设计(论文)题目:________________________ 水塔水位自动控制电路设计专业: 应用电子技术班级:学号:姓名:指导教师:二〇一三年十二月五日目录摘要 (1)绪论 (2)第1章方案论证与分析 (3)1.1系统功能要求 (3)1.2整体方案 (3)1.2.1方案比较与论证 (3)1.2.2方案论证 (5)第2章硬件设计与分析 (6)2.1单片机最小系统 (6)2.1.1芯片介绍 (6)2.1.2单片机时钟电路设计 (8)2.1.3单片机复位电路设计 (9)2.2超声波测水位电路 (10)2.3指示电路 (11)2.3.1显示电路 (11)2.4报警电路 (12)2.5交流接触器工作原理 (12)2.6整机电路工作原理 (13)第3章软件设计 (14)3.1主程序流程图 (14)3.2中断流程图 (14)第4章系统仿真与调试 (16)4.1常用调试工具 (16)4.1.1Keil 软件 (16)4.1.2Proteus软件 (16)4.2系统调试 (17)第5章实物制作与调试 (18)5.1PCB板的制作 (18)5.2元件的装配 (19)5.3调试与性能检测 (20)参考文献 (22)附录1 整机电路原理图 (23)附录2 源程序 (24)附录3 元器件清单 (27)摘要采用低功耗单片机为控制核心、辅以超声波水位状态采集模块、二极管指示模块、电源供电模块、扬声器报警模块设计的自动水塔水位控制系统，通过一只中间继电器来接通大功率的交流接触器，控制水泵的运行成功实现水塔水位控制功能，它具有电路简单、功能齐全、制作成本低、性价比高等特点，是一种经济、实用的自动水塔水位控制系统。

硬件部分主要由单片机指示灯、继电器、蜂鸣器等基本外围电子电路组成。

它设计的优点是当水位达到一定的位置时报警器开始报警。

因此在生活实践应用中具有一定的价值。

关键字超声波检测；水位控制绪论在我国尤其是人口高度密集的企业单位和学校，有90%以上是采用传统的抽水方法，用人工监控但是这种方法不仅浪费。

目录：第一章目录 (1)第二章摘要 (2)第三章设计方案及设计原理 (2)第四章电路总图 (8)第五章元器件清单 (9)第六章总结 (10)第七章参考文献 (11)第八章附录 (11)第二章摘要水塔水位自动控制器主要用途是配合水泵，根据水塔水位高低的变化来启动及停止。

适用于工农业及民用自动供水。

本电路包括水位检测电路，水位范围测量电路，水泵开关电路，显示电路和电源电路5部分。

水位测量电路的功能是利用水的导电性检测水位的变化，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，应根据水井涌水量来调节中水位探头及高水位探头之间的距离，应调节在水塔水满后，而水泵不应离水工作为宜，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是否工作，显示电路的功能是显示水泵是否在工作。

电源电路则为以上电路提供直流电源。

本控制器适用于家庭住宅、学校、工厂、宾馆、办公、楼宇的自来水水塔（水池）式增压供水与江河井水控制，以及供水、消防、轻工、印染、化纤、造纸、化工、食品、饮料、酿造、制糖、养殖、工矿、农业、水处理等行业的给排水和其它生产用液体供给排放自动化控制或上、下限位报警。

第三章设计方案及设计原理：第一节综合图：由电源电路给各个电路提供直流电源，通过检测电路对水塔水位及范围的测量，产生不同的电位Vs,利用迟滞比较器的特性，控制继电器的工作状态，从而实现对水泵工作状态的自动控制。

第二节主要单元电路设计：一水位测量电路和水位范围测量电路范围的控制。

水位测量电路如图中右边所示，它由两部分组成：1.电阻R1，R2和稳压管D1、D2构成的参考电压产生电路：2.由迟滞比较器构成的水位范围测量电路。

参考电压产生电路产生两个稳定的电压，分别代表水位范围的上限值S2和下限值S1。

由于参考电源产生电路输出端接入比较器的输入，为了防止出现输出电流不稳导致参考电源不稳定的情况，电路采用电阻和稳压管相结合的方式构成。

水位自动控制器电路图目前市售水位控制器大都没有水塔(池)进水指示与保护、报警功能，当水源无水或水泵故障时，不能自动停泵，既浪费电能，又容易烧毁电机。

当水位低于下水位且泵无水时，不能及时停泵报警，提醒用户。

因此，其安全性与可靠性尚有不足。

本文介绍的两种水位自动控制器，都是为解决上述问题而设计的。

图1是S Z K－Ⅱ型水位自动控制器电原理图。

同相器I C3、I C4组成大回差施密特触发器。

R12、C4为积分电路，能有效地消除交流电源引入的干扰。

R14、R13使I C4输出呈施密特特性。

通过水塔地电极与下、上水位电极跟水顺序接触，改变I C3输入电压，实现水位自动控制。

I C1、I C2、I C3的输出共同控制三极管V T1。

V T1导通时，C3放电，I C5输出为负。

V T1截止时，V D7反偏，电源经R10向C3充电，延时开始。

到达延时时间后，I C5输出变正，电路进入保护或报警状态。

延时时间应调整为略大于开泵至水塔有进水所需的时间。

V T1截止有两种情况：1、I C1与I C2输出都为正，即水位在上水位电极以上和进水口仍有水流。

这是专为自来水压力不正常须装加压泵或自来水与井、河水并用的环境而设计的报警。

当自来水压力能自流上水塔时，水满报警，提醒用户关闭水阀。

如果水塔加装水位浮球阀，并使浮球阀关水线在上水位电极上方，则不需报警便能自动控制。

这时应拆去V D5、V D6，并将V T1发射极接电源负极，使I C2输出开路以消除本项报警。

2、I C1、I C2、I C3输出都为负，即水位在上水位电极以下、水泵工作和水抽不(未)上水塔时的状态。

这时，在延时时间内，水塔进水口若有水流，则I C1输出变正，V T1导通；若仍无水流，则I C5输出因C4充电电压上升而变正。

V D8、R15能加速I C5翻转和消除电源波动的影响。

I C5的输出分两路，一路为V T2提供基极电流，产生鸟叫声报警；一路通过V D9加至I C4输入端，使其输出变正，水泵停泵，同时通过R11作用于I C3输入端。