水塔水位控制器研发设计手册.docx
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水塔水位控制器研发设计手册
论文（设计）题目：
低成本水塔水位控制器设计
院－系：
工学院—自动化系
专业：
电气工程及其自动化
年级：
2007级
学生姓名：
张成辉
学号：
200703050106
导师及职称：
杨永福（讲师）
日期：
2011年6月
目录
一、开题报告
二、开题记录表
三、任务书
四、指导记录
五、指导教师评定表
六、专家评定表
七、答辩委员会评定表
八、答辩记录表
九、诚信承诺书
红河学院本科生毕业论文（设计）开题报告
姓名
张成辉
性别
男
学号
200703050106
院－系
工学院—自动化系
专业
电气工程及其自动化
年级
2007级
论文题目
低成本水塔水位控制器设计
□教师推荐题目□自拟题目
题目来源
自拟题目
题目类别
应用研究
指导教师
杨永福
选题的目的、意义（理论意义、现实意义）:
选题目的：
制作一款成本低，安装方便，灵敏性好，节约水源，方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。
理论意义：
555时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路。
它设计新颖，构思奇巧，用途广泛.
现实意义：
该系统采用555定时器实现了水塔水位的自动控制，设计出一种成本低、高实用价值的水塔水位控制器。
它能自动完成上水停水的循环，保证液面高度处于较理想的范围内，它结构简单，制造成本低，灵敏度高，节约能源显著，适用于各种高层液体储存的理想设备。
选题的研究现状（理论渊源及演化、国外相关研究综述、国内相关研究综述）：
不论当今社会经济如何飞速发展，水在人们正常生活和生产中依然起着不可替代的重要作用。
一旦断水，轻则给人们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，因此人们对供水系统就提出了更高的要求，即及时、准确、安全、充足的供水。
传统水塔供水是直接采用水泵，供水过程中只能通过认为判断水塔水位及水井水位，人为控制水泵何时工作，何时停止，这样的供水过程，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，因此必须对供水系统进行自动化控制的改造，从而实现提供足够的水量、平稳的水压。
本设计的水塔水位控制器就是基于以上现实因素而设计的。
论文（设计）主要内容（提纲）：
根据温控电路的工艺流程及相关控制要求，需要完成以下内容：
1、设计说明书
在设计说明书中，把相关控制的控制原理、控制模型作集体分析。
另外对集体的负荷选用相应的器件型号，以确保系统按期运行。
主要控制部分有：
（1）降压整流电路
（2）555触发电路（IC1、IC2）
（3）继电器控制电路
（4）水泵通断控制电路
拟研究的主要问题、重点和难点:
信号读取与响应过程和控制精度
重点和难点：
1.如何将水位高低信号转化为电信号控制水泵
2.如何进行信号的响应
3.水位控制器的精度问题
研究目标：
不用PLC，也不用单片机，用集成电路（555时基电路）的硬件控制电路便能全部达到要求，而且还可具有控制灵敏、稳定可靠、电路简单、操作简便、维护方便、性价比高的特点，成品可以直接用于安装在家庭、工厂、学校等水塔水位的自动上水和关断。
研究方法、技术路线、实验方案、可行性分析：
555时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路。
它设计新颖，构思奇巧，用途广泛。
本方案由降压整流电路、555触发电路（IC1、IC2）、继电器控制电路等组成。
其中降压整流电路为整个控制电路提供12V直流电压，触发电路IC1对应水塔低水位泵水控制电路，触发电路IC2对应水井高水位泵水控制电路，通过这些单元的组合实现水塔水位的控制与检测。
通过软件仿真和protel电路板制作软件做出的电路板，方案可行。
研究的特色与创新之处：
本设计采用555时基电路实现了水塔水位的自动控制，是一种成本低、高实用价值的水塔水位控制器。
它能自动完成上水、停水的循环，保证液面高度处于较理想的范围内，实现了高低电压的分离操作。
它结构简单，制造成本低，可以有效的减少损失，是适用于家庭和工厂用水的理想供水设备。
进度安排及预期结果：
序号
工作内容
所需时间（周）
1
熟悉毕业设计内容，查资料，做出初步设计方案，准备开题报告
2周
2
收集资料，准备进行详细设计
1周
3
根据初步设计，查阅资料，进行详细设计（含图纸绘制、设备选型、撰写设计说明书等）
3周
4
进行焊接与调试
1周
5
整理毕业设计，查缺补漏，准备答辩
1周
预期结果：
1、设计说明书部分：
6000字以上,并且能详细说明设计方案的原理和设计过程。
2、实物作品：
单元模块组合成水位控制器实物，实现水塔高低水位控制，并且可以有效防止水泵空转。
参考文献：
[1]毛期俭.《数字电路与逻辑设计实验及应用》.人民邮电出版社，2005.12
[2]康华光.《电子技术基础》数字部分.高等教育出版社，2006.01
[3]阎石.《数字电子技术基础》.高等教育出版社出版，2008.1
[4]吕砚山.《图解继电器与顺序控制器》.科学出版社，2008.1
[5]秦业.《protel实战详解与技巧》.北京：
机械工业出版社，2009.7
[6]秦斌.《轻松学继电器与可编程控制器》.科学出版社，2009.11
[7]童诗白.《模拟电子技术基础》.高等教育出版社，1980.9
[8]张宪、何宇斌．电子电路制作指导[M].北京：
化学工业出版社，2006.317－319
[9]毕满清.《电子技术实验与课程设计》.机械工业出版社，2005.07
[10]高吉祥.《全国大学生电子设计竞赛培训系列教程》.电子工业出版社，2007.5
指导教师意见：
、指导教师签名：
年月日
答辩小组意见：
组长签名：
年月日
备注：
1、题目来源栏应填：
教师科研、社会实践、实验教学、教育教学等；2、题目类别栏应填：
应用研究、理论研究、艺术设计、程序软件开发等。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
红河学院本科生毕业论文（设计）开题记录表
姓名
张成辉
性别
男
学号
200703050106
院－系
工学院自动化系
年级
2007
专业
电气工程及其自动化
指导教师
杨永福
职称
讲师
论文题目
低成本水塔水位控制器设计
学生陈述：
教师提问及学生回答：
结论：
□通过 □未通过
组员签名：
记录员签名：
组长签名：
学院（公章）
年月日
红河学院本科生毕业论文（设计）任务书
姓名
张成辉
性别
男
学号
200703050106
院－系
工学院自动化系
年级
2007级
专业
电气工程及其自动化
指导教师
杨永福
职称
讲师
论文题目
低成本水塔水位控制器设计
一．研究的主要内容
1、研究目标
不用PLC，也不用单片机，用集成电路（555时基电路）的硬件控制电路便能全部达到要求，而且还可具有控制灵敏、稳定可靠、电路简单、操作简便、维护方便、性价比高的特点，成品可以直接用于安装在家庭、工厂、学校等水塔水位的自动上水和关断。
2、论文（设计）主要内容（提纲）
根据水塔水位控制器的工作过程，根据要求完成以下内容：
（1）设计说明书
（2）设计protel原理图和PCB板图
（3）进行元件的焊接与单元组合
（4）对水塔水位控制器成品进行调试直到出现预期结果
3、拟研究的主要问题、重点和难点
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，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，保持水压恒定以满足用水要求，从而提高了供水系统的质量。
而且成本低，安装方便，经过多次实验证明，灵敏性好，是节约水源，方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。
本设计的难点在于选用什么样的控制方法，尽可能提高系统的控制精度、信号的检测与响应的过程。
二．有关要求
1．应收集的资料及主要参考文献
[1]毛期俭.《数字电路与逻辑设计实验及应用》.人民邮电出版社，2005.12
[2]康华光.《电子技术基础》数字部分.高等教育出版社，2006.01
[3]阎石.《数字电子技术基础》.高等教育出版社出版，2008.1
[4]吕砚山.《图解继电器与顺序控制器》.科学出版社，2008.1
[5]秦业.《protel实战详解与技巧》.北京：
机械工业出版社，2009.7
[6]秦斌.《轻松学继电器与可编程控制器》.科学出版社，2009.11
[7]童诗白.《模拟电子技术基础》.高等教育出版社，1980.9
[8]张宪、何宇斌．电子电路制作指导[M].北京：
化学工业出版社，2006.317－319
[9]毕满清.《电子技术实验与课程设计》.机械工业出版社，2005.07
[10]高吉祥.《全国大学生电子设计竞赛培训系列教程》.电子工业出版社，2007.5
2．外文翻译要求
根据需求对部分内容进行双语说明，如封面、摘要等。
语法正确、条理清晰
3、论文撰写（设计）要求
在设计说明书中，把设计原理、设计原始资料做集体分析，通过对水塔水位控制器原理分析以及制成的PCB点库班进行实物制作。
设计主要包括内容如下：
1.备选方案
2.方案选择及原理说明
2.1方案选择
2.2工作原理
2.3主要元件说明及工作原理
3.主要单元组成及功能
3.1信号产生单元
3.2信号处理单元
3.3信号响应单元
4.实物制作与元件检测
4.1PCB电路板设计
4.2元件检测
三．毕业论文（设计）进度安排
1、研究方法、技术路线、实验方案
通过查阅资料，搜集有关水位控制的最新技术，了解自身方案的不足，找到解决方法，论证可行性。
在实践的部分，要熟悉protel制版软件的应用，能熟练地绘制原理图和pcb板图，并能根据布线来进行焊接原件。
调试部分要以实验为基础，反复试验直到出现预期结果。
2、进度安排及预期结果
（1）进度安排
序号
工作内容
所需时间（周）
1
熟悉毕业设计内容，查资料，做出初步设计方案，准备开题报告
2周
2
收集资料，准备进行详细设计
1周
3
根据初步设计，查阅资料，进行详细设计（含图纸绘制、设备选型、撰写设计说明书等）
3周
4
进行焊接与调试
1周
5
整理毕业设计，查缺补漏，准备答辩
1周
预计在2011年5月中旬左右结束工作。
（2）预期结果：
<1>设计说明书部分：
6000字以上,并且能详细说明设计方案的原理和设计过程。
<2>实物作品：
单元模块组合成水位控制器实物，实现水塔高低水位控制，并且可以有效防止水泵空转。
三．任务执行日期
自年月日起，至年月日止。
学生（签名）：
指导教师（签名）：
学院领导（签名）：
学院（公章）
年月日
红河学院本科生毕业论文（设计）指导记录
姓名
张成辉
性别
男
学号
200703050106
院－系
工学院自动化系
年级
2007级
专业
电气工程及其自动化
指导教师
杨永福
职称
讲师
论文题目
低成本水塔水位控制器设计
时间
毕业论文（设计）指导情况
指导教师签名：
年 月 日
指导教师签名：
年 月 日
指导教师签名：
年 月 日
指导教师签名：
年 月 日
指导教师签名：
年 月 日
说明：
1、此表为学生做毕业论文（设计）过程中教师指导学生的动态记录表，供学生在接受指导教师指导时使用。
2、在论文期间，指导教师每两周至少应检查一次学生的工作进度，学生负责保管此表，并填写指导教师每次指导的主要内容。
论文（设计）完成后，此表应放入本科生毕业论文（设计）手册。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
红河学院本科生毕业论文（设计）指导教师评定表
姓名
张成辉
性别
男
学号
200703050106
院－系
工学院自动化系
年级
2007级
专业
电气工程及其自动化
论文题目
低成本水塔水位控制器设计
序号
评价内容
分数
序号
评价内容
分数
1
准备过程的态度（10分）
5
创新性（10分）
2
论文写作（设计）的态度（20分）
6
综合能力（10分）
3
理论意义或现实意义（15分）
7
写作水平（10分）
4
工作量与难度（15分）
8
写作规范（10分）
总分
答辩资格确定
□同意答辩
□不同意答辩
评语[包括对毕业论文（设计）准备过程的态度、论文写作（设计）的工作态度、论文（设计）的理论意义或现实意义、工作量与难度、毕业论文（设计）的创新性、综合应用所学知识的能力、写作水平、写作规范等方面的评价，毕业论文（设计）中存在的问题及改进建议，并给出是否同意答辩的意见]
指导教师（签名）：
年月日
红河学院本科生毕业论文（设计）专家评定表
姓名
张成辉
性别
男
学号
200703050106
院－系
工学院自动化系
年级
2007
专业
电气工程及其自动化
论文题目
低成本水塔水位控制器设计
评阅专家姓名
职称
单位
序号
评价内容
分数
序号
评价内容
分数
1
理论意义或现实意义（20分）
4
综合能力（15分）
2
工作量与难度（20分）
5
写作水平（15分）
3
创新性（15分）
6
写作规范（15分）
总分
水平确定
□已达到答辩水平
□未达到答辩水平
评语[包括对毕业论文（设计）的理论意义或现实意义、工作量与难度、毕业论文（设计）的创新性、综合应用所学知识的能力、写作水平、写作规范等方面的评价，毕业论文（设计）中存在的问题及改进建议，并给出是否达到答辩水平的意见]
评阅专家（签名）：
年月日
红河学院本科生毕业论文（设计）答辩委员会评定表
姓名
张成辉
性别
男
学号
200703050106
院－系
工学院自动化系
年级
2007级
专业
电气工程及其自动化
论文题目
低成本水塔水位控制器设计
答辩小组评定成绩
序号
评价内容
分数
序号
评价内容
分数
1
理论意义或现实意义（15分）
4
综合能力（10分）
2
工作量与难度（15分）
5
论文（设计）陈述（20分）
3
创新性（10分）
6
论文（设计）答辩（30分）
总分
是否通过答辩
□通过
□未通过
评语[包括对毕业论文（设计）的理论意义或现实意义、工作量与难度、毕业论文（设计）的创新性、综合应用所学知识的能力、论文（设计）陈述、论文（设计）答辩等方面的综合评价，并给出是否答辩通过]
答辩组组员（签名）：
答辩组组长（签名）：
年月日
答辩委员会评写成绩
指导教师评分
评阅专家评分
答辩小组评分
综合成绩
（指导教师评分占45%，评阅专家评分占25%，答辩小组评分占30%）
该毕业论文（设计）的最终成绩为“优秀”（不超过25%）、“良好”、“合格”、“不合格”：
学院答辩委员会主席（签名）：
年月日
红河学院本科生毕业论文（设计）答辩记录表
姓名
张成辉
性别
男
学号
200703050106
院－系
工学院自动化系
年级
2007
专业
电气工程及其自动化
指导教师
杨永福
职称
讲师
论文题目
低成本水塔水位控制器设计
学生陈述：
教师提问及学生回答：
问题1
问题2
问题3
问题4
是否通过答辩：
□通过 □未通过
组员签名：
记录员签名：
组长签名：
学院（公章）
年月日
红河学院本科生毕业论文（设计）诚信承诺书
中文题目
低成本水塔水位控制器设计
外文题目
Thedesignoflowcostwaterlevelcontrollerintowers
学生姓名
张成辉
学号
200703050106
院－系
工学院自动化系
班级
07电气
（2）班
专业
电气工程及其自动化
学生承诺
我承诺在毕业论文（设计）活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，本人毕业论文（设计）内容除特别注明和引用外，均为本人观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的情况。
如有违规行为，我愿承担一切责任，接受学校的处理。
学生（签名）：
年月日
指导教师承诺
我承诺在指导学生毕业论文（设计）活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，经过本人核查，该生毕业论文（设计）内容除特别注明和引用外，均为该生观点，不存在剽窃、抄袭他人学术成果，伪造、篡改实验数据的现象。
指导教师（签名）：
年月日
升级会员 