电工学课程设计水池水位控制电路

河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题：水位控制器题目：水位控制器一、设计任务与要求(1)任务：设计一种可自动控制水面高度的水位控制器。

(2)水位控制器性能要求：工作温度范围：-40℃～+50℃。

连续工作时间：可24小时连续工作。

水位探头线长度小于1.5米（过长的话容易引入无线电干扰信号，而使系统无法正常工作）。

具有自动启动水泵抽水的功能。

二、方案设计与论证2.1 簧管触发双稳态水位控制器簧管触发双稳态电路来控制水泵，干簧管A用于低水位检测，千簧管B用于高水位检测。

刚接通电源时，只要水位不在最高位置，电路即会处于V2饱和导通、V3截止的状态，继电器K吸合，其常开触头接通水泵电动机的工作电源，水泵开始抽水。

当水箱内水位上升至最高水位时，水上的浮体 (内有磁铁)靠近干簧管B，在磁场的作用下，干簧管A内部的常开触头接通，使V4导通，V3和V2截止，K释放，水泵停止抽水。

当水位降至低水位时，干簧管A的常开触头在浮体内磁铁的磁场作用下接通，使Vl导通，V2饱和导通，V3截止，K吸合，水泵又开始抽水。

如此周而复始，使水箱内水位始终在高水位与低水位之间升降变化。

2.2三相水位控制器三相水位控制器原理如图2接通刀开关Q，按动S2后，KM通电吸合，其常开触头吸合水泵电动机通电工作。

与此同时，相线L2与零线N之间的220V交流电压经Cl降压、VDl和VD2整流、VS稳压及C2滤波后，产生9V直流电压。

该电压一路直接加至IC的l脚 (输入端);另一路经R2和电极a、b之间水的电阻加至IC1的5脚 (控制端)，使IC内部的电子开关接通，其2脚的输出电压经R4将VLC内部的发光二极管点亮，VLC内部的光敏晶体管导通，其发射极输出的高电平通过V加至VT的门极，使VT受触发而导通，中间继电器KA通电吸合，其常开触点接通，使KM在S2松开复位后仍锁定为吸合状态。

水被抽干后，电极a,b之间的阻值增大，使IC的5脚变为低电平，其内部的电子开关断开，VLC 和VT截止，KA和KM断电释放，水泵电动机M停止工作。

**大学信息学院数字电路课程设计报告题目：水位自动控制电路专业、班级：电子信息科学与技术学生姓名：学号：指导教师：指导教师评语：成绩：教师签名：一．任务书二．目录目录1 设计目的 (4)2 设计目的要求 (4)3 设计方案选取与论证 (4)4 仿真过程及结果 (5)1 设计思路 (6)2 现有设计方案 (6)3 总体设计框图 (7)5 结论故障分析及解决 (14)6 参考文献 (15)附录 (16)三．内容1. 设计目的通过这次设计熟练对电子设计的动手技能，，提高电子设计的能力，同时也培养学生收集、整理、分析和刷选利用资料及各类信息的能力，也使得学生通过这次的设计对所学的数电和模电知识及各种电路、电路元件的功能更好的理解和运用。

2. 设计任务要求功能：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）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Proteus绘制其电路原理图并进行仿真。

3. 设计方案选取与论证3.1设计方案的选取：（1）继电器式自动上水控制装置继电器式水位控制装置工作原理是通过接入220V继电器控制电路的3个探测电极来检测水位高低，使继电器闭合或开启，控制水泵电动机的开停，达到控制水位的目的，控制电路较简单，但要注意以下几点:1)在维修水塔中的水位探测电极时，须断开主回路和控制回路电源开来使N线带电，造成维修人员的触电危险。

2)在水塔的低水位探测电极C的引线端，必须进行N线的重复接地。

接地电阻要求小于4Ω，使C点水位探测电极保持良好的零电位，以利于继电器的可靠吸合，使自控电路运行稳定。

3)在水泵向水塔供水时，由于水流的冲击，使水塔内的水位波动起伏，容易导致继电器吸合、断开的频繁跳动，影响自控电路的正常稳定运行。

为了解决这个问题，我们可以在水塔中放置一木排浮漂，使水塔的水位上升平衡稳定。

设计水位自动控制电路要用继电器来控制水泵工作，带动水泵工作的电动机必须接在继电器的常闭触点所控制的与电源串联的执行电路中，如图（二）4．26－1所示。

当水箱里没有水的时候，继电器处于释放状态，常闭触点正好把电路接通，使马达工作，于是水被抽往水箱之中。

问题是如何控制水位呢？如果把高低液位探针1、2，接到继电器输入信号的6、7端，一旦水位上升到高液位时，6、7端即被水导通，继电器工作，衔铁吸合，原来的执行电路中的常闭触点也就脱离接触，马达停转；这是我们希望的程序。

但在水泵停止工作以后，水位下降，一旦水位与高液位探针脱离接触，因继电器的6、7端之间断开，继电器释放衔铁，常闭触点又接通，马达又开始工作，如此频繁通断，这不符合我们的控制要求。

仔细分析上述过程，在液面上升阶段，6、7端断开时，我们需要继电器释放衔铁，常闭触点接通，但在液面下降阶段，6、7端断开时，就不希望继电器释放衔铁了，如何来维持继电器的工作状态呢？设想有另一个开关，接在6、7两端之间，当水位下降使6、7端断开时，这个开关就接通，那么问题就解决了。

这个开关可以从继电器的另一把刀所控制的触点对中来选取（这种能够维持继电器原来吸合状态的电路，电工学中叫自保电路）。

例如用手动按钮来控制马达运转时，常用这种电路，如图（二）4．26－2所示。

当SA1按触时，继电器工作，SJ2接通，马达工作；同时S1也接通，使继电器能处于稳定的吸合状态。

为实现水塔中高低液位控制，正需要这种设计思路。

实验电路如图（二）4．26－3所示。

电路中探针1、2端分别与7、6端相连，同时，在7端和3端（水箱金属外壳）之间串入继电器的一对常开触点（图中的10、11）。

下面就把液面下降的过程作一简单分析。

当水位下降以前，继电器已经吸合，常闭开关（常闭触点）SJ1断开，水泵停止工作，常开开关（常开触点）SJ2接通，7端与3端相通。

当水位下降到高波位探针以下时，1、2端之间断开，但2、3端之间通过水导通，2端与6端相连，3端通过SJ2与7端相通，因此6、7端仍然相通，继电器的控制回路仍有一定的工作电流维持继电器的吸合状态。

南华大学过程控制仪表课程设计设计题目PLC控制的蓄水池液位系统学生姓名吴港南专业班级自动化1002班学号***********指导老师刘冲目录1.设计的目的和意义 (2)1.1设计目的 (3)1.2设计意义 (3)2.控制系统工艺流程及控制要求 (4)2.1基本任务 (4)2.2基求控制要求 (4)2.3给定条件 (4)2.4主要性能指标 (4)2.5工艺流程图 (5)3.总体设计方案 (6)3.1控制方法选择 (7)3.1.1控制方法选择 (7)3.1.2系统组成 (7)3.2系统组成 (8)4.软硬件设计 (8)4.1建模过程 (8)4.2硬件开发及系统配置 (10)4.2.1PLC系统—CPU、模/数转换模块、数/模转换模块 (10)4.2.1回路表 (10)4.2.2PID指令 (11)4.2.3程序流程图 (12)4.2.4程序 (14)5.课程设计实验 (18)6.遇到的问题及解决方法 (18)7.收获和体会 (19)参考文献 (19)·第1章设计的目的及意义1.1设计目的对蓄水池液位/压力控制系统。

这是一个单回路反馈控制系统,控制的任务是使水箱的液位/压力等于给定值,减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响。

用液位/压力参数为被控对象。

交流电动机带动齿轮泵通过阀1向上水箱供水,调节阀2使之同时向外排水,令入水的速度大于出水的速度,达到被控参数(液位/压力)的动态调整。

1.2设计意义在人们生活以及工业生产等诸多领域经常涉及到液位和流量的控制问题, 例如居民生活用水的供应, 饮料、食品加工, 溶液过滤, 化工生产等多种行业的生产加工过程, 通常需要使用蓄液池, 蓄液池中的液位需要维持合适的高度, 既不能太满溢出造成浪费, 也不能过少而无法满足需求。

因此液面高度是工业控制过程中一个重要的参数，特别是在动态的状态下，采用适合的方法对液位进行检测、控制，能收到很好的效果。

可编程控制器（PLC）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的，主要用来代替继电器实现逻辑控制。

水位控制电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解水位控制电路的基本原理和组成部分；2. 掌握水位传感器的工作原理和种类；3. 学会分析水位控制电路的电路图，并理解各部分功能；4. 了解水位控制电路在实际应用中的重要性。

技能目标：1. 能够正确绘制水位控制电路的电路图；2. 能够运用所学知识，设计简单的水位控制电路；3. 能够运用实验设备进行水位控制电路的搭建和调试；4. 能够解决水位控制电路中的一般故障。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情；2. 增强学生的团队合作意识和责任感；3. 提高学生面对实际问题的分析能力和解决问题的能力；4. 培养学生关注环境保护和资源利用的意识。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，以理论为基础，实践为核心，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。

学生特点：学生已具备基本的电路知识，具有一定的动手能力和探究精神。

教学要求：结合理论教学，强化实践操作，鼓励学生主动探究，培养学生的创新思维和实际操作能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际问题的解决中。

二、教学内容1. 理论知识：- 水位控制电路的基本原理；- 水位传感器的种类、工作原理及应用；- 水位控制电路的电路图分析；- 水位控制电路在实际应用中的案例分析。

2. 实践操作：- 水位控制电路的电路图绘制；- 水位控制电路的搭建与调试；- 故障分析与排除；- 设计并实现一个简单的水位控制电路。

教学大纲安排：第一课时：水位控制电路基本原理学习，介绍水位传感器；第二课时：分析水位控制电路的电路图，学习电路各部分功能；第三课时：实践操作，绘制水位控制电路图；第四课时：搭建与调试水位控制电路，进行故障分析与排除；第五课时：设计并实现一个简单的水位控制电路，展示成果。

教材章节关联：本教学内容与教材中“自动控制系统”章节相关，涉及第三章“传感器及其应用”和第四章“自动控制电路分析与设计”。

教学内容进度安排：1. 前两课时，完成理论知识的学习；2. 中间两课时，进行实践操作，培养学生的动手能力；3. 最后一课时，巩固所学知识，提高学生的综合运用能力。

水位控制电路设计一、设计要求1、控制器能准确测量出水箱内的水位；2、当池中水位低于设定点时水泵自动抽水；3、当水位到达设定点时水泵自动停止。

二、设计目的实现当池中水位低于设定点时水泵自动抽水，当水位到达设定点时水泵自动停止。

三、技术指标设五个水位分别为：最低水位、水箱1/3处，水箱1/2处、水箱3/4处、最高水位。

五个发光二极管分别对应以上不同的水位。

在水箱中插入一根绝缘棒，在绝缘棒对应位置上按上五个电极，拉出五根导线连在发光二极管上，并提供电源。

若水位满过探头电极，利用不纯净水导电这一性质，电路导通，对应的发光二极管亮。

利用水位是否满过电极控制水泵工作，实现自动供水功能。

设水箱1/2处为水位下限点A，设水箱最高水位为上限B，当水位高于B点时，利用设计电路使水泵不导通，当水位低于B点时，水泵通过设计电路导通工作。

导通关断工作可利用继电器、三极管等元件进行。

四、设计方案方案一、本电路用一块555时基电路和少量外围元件，依靠电平变化来触发翻转使J吸合或释放控制电机工作。

当水位低于B点时，Ic(555)②、⑥脚电压小于1／3Vcc③脚为高电平，J吸合抽水机工作。

当水位升至a点时，②、⑥脚为高电平，③脚为低电平，J释放抽水停止，在此由R1使水位保持在A、B两点之间。

重要部位就是A、B两接点。

为了防止氧化，我用炭棒作接点材料。

要使这两点悬空离池边3～10cm，c点用螺栓固定在水泵或水管任一部位。

方案二、在水箱绝缘棒最低水位处设一个C点，C点连接电源。

当水位低于A 点或者在A、B之间的时候，利用与非门、三极管和继电器接通水泵，当水位处于B点时，A、B进入与非门，与非门输出为高电平，通过继电器导通水泵。

方案二容易成功，我们选择了方案二五、单元设计电路与参数计算一、电路与参数计算图1是控制器电路图，在水箱中有两只检测探头"A"和"B"，其中"A"是下限水位探头，"B"是上限水位探头，12V直流电源接到探头"C"，它是水箱中储存水的最低水位。

水池水泵自动抽水控制电路，简单实用，电工电子实践，不要
错过
水池水箱在生产生活中经常用到，要实现缺水时自动抽水，水抽满时自动停止的功能。

本文将为你讲解，简单实用。

供电工电子爱好者参考学习。

一：低水位自动抽水，高水位自动停止
水泵自动抽水控制电路1
当水位处于低水位时：
低水位浮球开关触点闭合，水泵开始抽水工作。

当水位到达高水位时：
高水位浮球开关触点断开。

水泵停止抽水，防止水满溢出，浪费宝贵的水资源。

SB1：手动停止水泵抽水。

SB2：手动启动水泵抽水。

RF：水泵电机过温保护，当电机温度过高时，RF温度开关触点断开，电机停止工作。

保护电机不被损坏。

二：高水位自动抽水，低水位自动停止
水泵自动抽水控制电路2
跟上面的控制功能刚好相反。

当水位处于低水位时：
尽管低水位浮球开关触点已经闭合，但是高水位浮球开关触点仍然处于断开状态，此时继电器KA没有工作，交流接触器KM不能吸合，水泵电机不会运行。

当水位达到高水位时：
高水位浮球开关触点闭合导通，继电器KA通电吸合并自锁。

此时交流接触器KM通电吸合，水泵开始抽水工作。

当水位下降到低水位时：
低水位浮球开关触点断开，继电器KA缺电释放，交流接触器缺电
释放断开，水泵停止工作。

水泵自动完成在高水位抽水，低水位停止工作。

三：水池水位布置
水池水位布置图
水池水箱水位浮球开关布置参考。

电工学课程设计水池水位控制电路题目水池水位控制电路班级学号姓名指导付老师时间 2010年6月24日景德镇陶瓷学院电工电子技术课程设计任务书姓名班级指导老师付老师设计课题:查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过30~50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务:设1、分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述;计2、对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、任元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等; 务3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、与学号、姓名等信息;要4、对整体电路原理进行完整功能描述;求 5、列出标准的元件清单;1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书;设2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明;计3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与步其他部分电路的关系等等说明;骤 4、列出标准的元件清单;5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明;6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。

设计说明书字数不得少于3000字。

[,]袁福全; 自动真空水位控制电路的设计 [J];电工技术杂志; 2002年12期; 64-66 参[2] 陈新昌,王万章,李祥付. 单片机在水位控制中的应用[J]. 中国科技信息, 2006, (24) . 考[3] 张元富,徐文长,王艳萍,李艳萍,江楠. 水位控制系统方案研究与实现[J]. 工业控制计文算机, 2004, (01) 献目录1、总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 2、抽水机及其报警控制电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . .53、水位指示器电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 4、报警控制电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 5、总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 6、总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 7、元件清单. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 8、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .10 9、设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 111. 总体方案与原理说明水池水位控制电路设计设计一个水池水位控制电路，基本要求如下:1、设计一个水位检测传感器，可以监测水池水位的状态;2、根据水池水位状态，按以下要求控制进水电磁阀和抽水电机的开启与关闭:、控制对象:抽水机M，电阀闸F; 34、控制目的:对水池实行自动控制，使水池内的水位控制在一定范围内;5、控制方法:根据水位指示电路，通过控制电路控制抽水机M，电阀闸F;, 一般情况下水位控制在B位和C位之间;, 超出A位和低于D位报警;, 低于D位抽水机M(向外抽水)必须停止;, 高于A位必须关闭进水控制电磁阀F。

课程设计2010年7月31日课程设计任务书课程低频数字电子线路课程设计题目水位控制器的设计主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计一个水位控制器，使水位稳定在固定的一点上，误差在±1cm。

实现对水位的实时监测和LED数字显示。

测量水位信号为模拟量。

基本要求：1.画出水位控制器的结构框图。

2.画出系统原理电路图。

3.对电路进行仿真实验。

4.按要求完成课程设计报告，交激光打印报告和电子文档。

主要参考资料：[1] 阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001.[2] 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，1997.[3] 孙梅生.电子技术基础课程设计[M].北京：高等教育出版社，1998.[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计[M].北京：电子工业出版社，2002.完成期限2010年7月31日指导教师专业负责人2010 年7 月22 日一、任务技术指标1、将测量水位的模拟信号整形后输入；2、使水位稳固在一点上，误差为±1cm，对水位实行实时监测；3、通过LED数字显示当前水位及抽水、排水状况；4、用MULTISIM进行仿真实验。

二、总体设计思想1.基本原理（1）根据水的弱导电性,当水位低于-1cm时，输入信号u1，u5为低电平,经过由555构成的施密特触发器整形、反向后，输出的v1、v2为高电平。

v1为高电平，则继电器J1吸合，抽水机M1工作，进行抽水，此时 D1发光。

v2 经反相器后变为低电平，所以J2断开，抽水机M2不工作。

（2）当水位高于+1cm时，输入信号u1、u5为高电平，经过由555构成的施密特触发器整形、反向后，输出的v1、v2为低电平。

v2经反向器后变为高电平，此时，继电器J2耦合，抽水机M2工作，进行排水，此时由于编码器的优先选择性D5发光。

由于v1为低电平，所以J1断开，抽水机M1不工作。

（3）当水位处于要求的范围内时，输入信号u1为高电平，u5为低电平。

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。

一、最简单的晶体管水位控制电路
电路图如下：
本电路的特点和工作的基本原理为，利用三极管的基极点位控制三极管导通的原理，通过控制继电器的长开和长闭的相互转换来实现其控制功能。

电路中4.7K电阻的作用是避免由于电路电压过大而烧毁三极管，其中当电路开始工作时，水池中没有水，电机工作抽水进入水池，水位很快淹没c点，然后到达b点，此时三极管还没有工作。

最后上升到a点，三极管集电极、基极回路导通，继电器工作，断开电机的工作电路，等到一段时间，水池里的水自然减少，当水位下降到b点下时，三极管电路停止工作。

电机开始工作，继续抽水进入水池。

又开始重复上述过程。

课程设计2010年7月31日课程设计任务书课程低频数字电子线路课程设计题目水位控制器的设计主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：设计一个水位控制器，使水位稳定在固定的一点上，误差在±1cm。

实现对水位的实时监测和LED数字显示。

测量水位信号为模拟量。

基本要求：1.画出水位控制器的结构框图。

2.画出系统原理电路图。

3.对电路进行仿真实验。

4.按要求完成课程设计报告，交激光打印报告和电子文档。

主要参考资料：[1] 阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001.[2] 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，1997.[3] 孙梅生.电子技术基础课程设计[M].北京：高等教育出版社，1998.[4] 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计[M].北京：电子工业出版社，2002.完成期限2010年7月31日指导教师专业负责人2010 年7 月22 日一、任务技术指标1、将测量水位的模拟信号整形后输入；2、使水位稳固在一点上，误差为±1cm，对水位实行实时监测；3、通过LED数字显示当前水位及抽水、排水状况；4、用MULTISIM进行仿真实验。

二、总体设计思想1.基本原理（1）根据水的弱导电性,当水位低于-1cm时，输入信号u1，u5为低电平,经过由555构成的施密特触发器整形、反向后，输出的v1、v2为高电平。

v1为高电平，则继电器J1吸合，抽水机M1工作，进行抽水，此时 D1发光。

v2 经反相器后变为低电平，所以J2断开，抽水机M2不工作。

（2）当水位高于+1cm时，输入信号u1、u5为高电平，经过由555构成的施密特触发器整形、反向后，输出的v1、v2为低电平。

v2经反向器后变为高电平，此时，继电器J2耦合，抽水机M2工作，进行排水，此时由于编码器的优先选择性D5发光。

由于v1为低电平，所以J1断开，抽水机M1不工作。

（3）当水位处于要求的范围内时，输入信号u1为高电平，u5为低电平。

题目水位控制器设计主要内容：根据设计要求，运用所学的模拟电子技术及电路基础等知识，自行设计一种水位控制器，能够实现水箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水；而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止抽水，始终保持水箱中有一定的水。

工作温度范围：-40℃～+50℃连续工作时间：可24小时连续工作。

水位探头线长度小于1.5米（过长的话容易引入无线电干扰信号，而使系统无法正常工作）。

具有自动启动水泵抽水的功能。

主要参考资料：[1] 潘松著. EDA技术实用教程[M] ．北京：科学出版社，2005.[2] 阎石. 数字电子技术基础[M] ．北京：高等教育出版社，2001．[3] 曹国清．数字电路与逻辑设计[M] ．徐州：中国矿业大学出版社，2001．[4] 乔铁柱．水位传感器研究及测控仪研究[D] ．山西：太原理工大学，2004．[5] 彭介华. 电子技术课程设计指导[M]．北京：高等教育出版社，1997.[6]孙梅生. 电子技术基础课程设计[M]．北京：高等教育出版社，1998.[7] 高吉祥．电子技术基础实验与课程设计[M]．北京：电子工业出版社，2002.目录1 任务和要求 (1)2 总体方案设计与选择 (1)2.1 簧管触发双稳态水位控制器 (2)2.2 三相水位控制器 (2)2.3 两线水位控制器 (2)3 电路总原理框图设计 (3)4 单元电路设计 (4)4.1 传感器电路设计方案 (4)4.2 逻辑门电路设计方案 (4)4.3 继电器设计电路 (5)4.4 电机参数与作用 (6)5 单元电路的级联设计 (6)6 实验调试结果 (6)7 设计总结 (7)参考文献 (8)附录 (9)1任务和要求(1)任务：设计一种可自动控制水面高度的水位控制器。

(2)水位控制器性能要求：工作温度范围：-40℃～+50℃。

连续工作时间：可24小时连续工作。

水位探头线长度小于1.5米（过长的话容易引入无线电干扰信号，而使系统无法正常工作）。

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。

目录1 概述 (1)2 系统总体方案设计 (2)3 主要单元电路设计 (3)3.1 电源电路 (3)3.2 水位检测电路和水位范围测量电路 (3)3.3 水泵开关电路及显示电路 (5)4 元器件选型 (8)4.1 水压传感器 (8)4.2 比较器 (8)4.3 稳压管 (9)4.4 稳压芯片 (10)4.5 普通二极管 (10)4.6 发光二极管 (11)4.7 三极管 (11)4.8 电磁继电器 (12)4.9 变压器 (14)4.10 桥式整流电路 (14)4.11 CD4011 (15)4.12 迟滞比较器 (16)结论及展望 (17)参考文献 (18)附录 (19)摘要该方案电源电路采用电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中的220V交流电转换成直流12V电压。

稳压电路由三端稳压器实现，用它来组成稳压电源只需很少的外围元件，电路非常简单，且安全可靠。

水位测量和水位监测电路主要由电阻型水压传感器和迟滞比较器组成。

电阻型水压传感器是最典型也是最简单的一种压力传感器。

迟滞比较器不仅可以测量水位的范围，还可以防止跳闸现象的出现。

水泵开关电路和显示电路主要由电流放大电路和继电器组成。

继电器可以提供水泵所需要的交流电，而电流放大电路是由三极管组成，是一种比较典型的和简单的电路。

用发光二极管的显示来检测水位状态和水泵的状态。

关键词水压传感器继电器比较器1 概述本次设计的是一个水塔水位控制电路，电路能够通过控制两个水泵实现对水位的控制。

水位范围在S1～S2（S1＜S2）之间，S为实际水位。

当S＜S1时，两个水泵都放水；当S1＜S＜S2时，仅一个水泵放水；当S＞S2时，两个水泵都关闭。

同时本电路设计了水位检测电路，通过发光二极管的显示来检测水位状态。

我们都知道，在日常生活和工业生产中，水位控制装置有着广泛的应用。

如水塔、楼房水箱、锅炉等。

水位控制装置的形式有很多种，浮子开关式，电节点式，压力式，电子式，微机式等。

电子技术课程设计水位控制器水位控制器1 引言本水位控制器是农用无塔增压式供水器，采用点接点压力作为检测控制装置，电路简单，在水源不足或潜水泵出现故障时能自动切断水泵电动机的工作环电源，同时还能发出声音报警。

2 总体设计方案2.1 设计思路2.2 总体设计框图电路工作原理该农用无塔供水器电路由刀开关Q1，熔断器FU，中间继电器KA，交流接触器KM,热继电器KR,报警器HA，指示灯HL1，HL2和泵出口压力计Q2的控制点，水灌水位检测压力计Q3的控制触点组成，如图所示：刚接通刀开关Q1时，水罐内水位和压力较低，交流220V电压经Q1,FU,停止按钮S,水罐水位检测压力计Q3，的动力计Q3的动触电（中），下限触点（低），热继电器KR的常闭触点，中间继电器KA 常闭触点加至交流接触器KM上，使KM通电吸和，工作指示灯HL1点亮，水泵电动机M通电工作，开始向罐内抽水。

此时，泵出水口的压力也较低，泵出水口压力计Q2的动力触点（中）与下线触点（低）接通，报警器HA发出报警信号。

当水位内水位上升至一定高度，压力达到一定值时，泵出水口压力计Q2的动触点与下线触电断开，当Q2达到设定的最大压力时，其动触点接通，HA停止发声。

在Q2的动触点与上限触点接通后，水罐水位检测压力计Q3的动触点与下限触点断开。

当水罐内压力达到设定的最大压力时，Q3的压力上限控制触点（高）接通，中间继点器KA通电吸合，其常闭触电断开，使KM断电释放，水泵电动机M停止抽水。

同时HL2点亮，HL1熄灭。

当用户用水，使水罐内水位下降，压力低于设定的最大压力时，水罐水位检测压力计Q3的触点与上限触电断开，使KA释放，HL2熄灭。

当水罐内水位继续下降，压力降至设定的最小压力值时，Q3的动触点接通，KM通电吸合，M又通电开始抽水。

若水泵损坏或水井内的水被抽干而导致水泵电动机M的电流增大时，热继电器KR动作，使KM断电释放，将M工作电源切断。

元器件选择HL1和HL2均选用220V的电源指示灯。

电子设计报告题目：水位自动控制电路的设计系别：电子电气工程系专业：应用电子技术班级：完成日期：2013年5月22日一设计任务利用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）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。

一、实际设计该设计介绍了一种基于数字集成电路的自动水位控制器的设计方法。

主芯片选择555时基集成电路，该设计的电源由市电供给。

为了降低成本，简化电路，我们采用变压器、整流二极管、三端集成稳压器和滤波电容器对电源进行降压整流。

该设计具有自动检测水位，自动开关电机，无人看守自动工作等功能。

1.主要元器件介绍（1）555定时器：集成时基电路又称为集成定时器或555电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。

它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5K 电阻，故取名555电路。

555电路的内部电路方框图如图：它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5K的电阻器构成的分压器提供。

它们分别使高电平比较器A1的同相输入端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3Vcc和1/3Vcc。

A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。

当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3Vcc 时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3Vcc时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。

RD是复位端（4 脚），RD＝0，555输出低电平。

水位控制电路设计任务书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；（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；（5）PCB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，有总结体会。

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)2.2 总体设计框图 (2)3 设计原理分析 (2)3.1.1 信号产生电路 (2)3.1.2 水位显示及警报、消音电路 (3)3.1.3 水泵自动加水电路 (3)3.2 总体电路图 (4)3.3 元件选择 (5)4 总结与体会 (5)参考文献 (6)附录1仿真图 (7)附录2 PCB电路 (8)水位控制电路摘要：本文设计了一种水位控制电路，该电路由信号产生电路，水位显示电路，水泵控制电路和报警及消音电路组成。

采用了三极管、继电器、集成电路及发光二极管等多种电子元件。

其设置有5个水位监测点：最低点，1/4点,2/4点,3/4点，最高点。

当水位低于设置的最低点时，水泵控制电路启动水泵自动加水；当水位达到规定的最高点时，水泵自动断开，而不用人工专门去控制即可实现水位的控制功能。

另外，该电路还具有显示水位和高水位自动报警及消音控制功能。

关键词：水位控制；水位显示；自动报警；报警消音1 引言随着科技的发展，人们对水位控制装置的需求越开越多，它不仅要具有控制水位的功能，而且，要能自动控制，从而解放人力。

在日常生活和工业生产中，水位控制装置有着广泛的应用，如水塔，楼房水箱，锅炉等。