水位控制电路设计.docx

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水位控制电路设计

河南科技学院新科学院

电子课程设计报告

题目：

水位控制电路设计

专业班级：

电气工程及其自动化104

姓名：

高攀

时间：

2011.05.30～2010.06.08

指导教师：

张伟杜留锋

完成日期：

2011年06月08日

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总体框图……………………………………………………………………………………1

3设计原理分析………………………………………………………………………………2

3.1继电器控制开关…………………………………………………………………………2

3.2水泵控制电路………………………………………………………………………………2

3.3降压整流电路………………………………………………………………………………3

3.4电路原理分析………………………………………………………………………………3

4仿真与调试……………………………………………………………………………………5

5总结与体会…………………………………………………………………………………5

参考文献………………………………………………………………………………………7

附录1…………………………………………………………………………………………10

附录2…………………………………………………………………………………………11

水位控制电路

摘要：

本文采用水位控制开关产生高低电位，从而使电磁继电器和555计时器获得信号，来实现对水泵的控制，和水位的显示。

关键词：

555定时器

1引言

随着科技的发展人们对水位控制的需求越来越多，它不仅要具有控制水位的功能，而且要能自动控制，从而能解放人力，在不需要人为控制的同时它还要能够调节控制水位的范围，并且适用与多种环境，给人们的生产和生活带来便利。

2总体设计方案

2.1设计思路

通过水位控制开关收集信号，然后传输数字信号给电磁继电器来控制电机，当水位到达最高点时触发报警开关，从而控制当时的水位情况。

如图1。

2.2总体框图

图1总体框图

3设计原理分析

3.1继电器控制开关

通过高低电平输入控制555计时器从而控制继电器的开关，原理图如图2详图见附表1

图2继电器控制开关原理图

3.2水泵控制电路

下图为水泵电路，MG1为交流抽水泵，S1为电源总开关，J2接220V交流电，继电器连接控制电路，通过衔铁的闭合与断开控制水泵的断电与送电。

原理图如图3

图3水泵控制电路

3.3降压整流电路

 如图4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，稳压电路直接将电网中的220V交流电转换成+12V的直流电压。

图4降压整流电路

3.4电路原理分析

纯净水几乎是不导电的，但自然界存在的以及人们日常使用的水都会含有一定的导电离子，本水位检测装置就是利用水的导电性完成的。

图5中A、B、C是三个电极检测点。

当水位低于水位线B时，水泵工作，给水池加水。

水位高于水位线A时，水泵停机，停止给水池加水。

C电极是最低水位检测点，它连接于电源地，当水位低于水位线B时，C与B点不导通，当水位到达B点时，C、B两点在水的作用下导通，当水位到达A点时，A、B与C点都导通。

在正常情况下，水位应保持在A、B两电极范围内。

图5水塔

若水位低于最低点B，则Q1、Q2两开关二极管基极接入高电平，处于高电平闭合状态，其相应的引脚输入低电平，处在表1的状态4，555因2脚电位为低电平而发生置位，3脚输出的高电平使继电器吸合，触点接通，水泵启动、上水，同时发光二极管D6亮起指示。

在加水的过程中水位超过B、C但不到A，则Q1开关二极管基极接入低电平，处于低电平断开状态，Q2开关二极管基极接入高电平，处于高电平闭合状态，555处在表1的状态3，3脚输出的高电平通过继电器触点闭合维持水泵运转加水。

当水位超过A，则Q1、Q2两开关二极管基极接入低电平，处于低电平断开状态，其相应的引脚输入高电平，处在表1的状态2，3脚输出的低电平，由继电器断开水泵停止运转，停止加水，D5亮起。

此后当水位高于B、C而低于A时同上，555处在状态3，并不加水，只有当水位低于B、C时555处在状态4输出高电平控制继电器闭合加水。

如此循环往复使水池中的水位保持在B、A之间。

图中J2接入220V电压。

D2、D3、D4二极管起保护作用，发光二极管指示水泵工作状态，滑动变阻器用来调节开关三极管基极电压使其工作于截止区和饱和区。

继电器控制水泵开关，S1为水泵电源总开关，J6外接水位电极。

电路中开关三极管的接入目的是使电平高低的输入更加可靠，准确的满足555定时器对电平比较判断的需要，二极管防止不正确的电压接入烧坏器件，两个不同颜色的LED灯分别指示水泵的不同工作状态。

电路中开关三极管的接入目的是使电平高低的输入更加可靠，准确的满足555定时器对电平比较判断的需要，二极管防止不正确的电压接入烧坏器件，两个不同颜色的LED灯分别指示水泵的不同工作状态。

电路中开关三极管的接入目的是使电平高低的输入更加可靠，准确的满足555定时器对电平比较判断的需要，二极管防止不正确的电压接入烧坏器件，两个不同颜色的LED灯分别指示水泵的不同工作状态。

4仿真与调试

见附录2，通过开关闭合仿真成为水位的高低来给555定时器输入信号，从而达到仿真的目的。

5心得体会

这一周终于在充实和忙碌中悄悄的过去了。

因为以前没有做过类似的设计，有许多的地方不是很符合要求，等做过这次课程设计之后对以后的类似的课程设计以及毕业论文都有很大得帮助。

在最初拿到题目的时候感到有些无所适从，不知道从哪下手。

但是经过查阅一些资料和看一些相关的例子，思路逐渐的清晰起来，虽然在设计过程中出现了很多的困难，但是通过自己的努力解决了一部分，剩下的也通过和同学讨论和请教老师一一解决了。

虽然其中走了很多的弯路，但是我在这一周的时间里是充实的，在这一周里使我对电工和电子课程有了更深一步的了解和掌握。

不仅丰富了课本的理论知识，而且锻炼了自己的能力。

这次的课程设计，是一次理论与实践的结合，也可以说让我们平时的积累得到了一次施展，让我加深了对电子技术的理解，明白了所学知识的重要性和自己理论知识的欠缺，增加了自己对所学课程的兴趣。

将理论和实践相结合使自己的能力有了很大的提高。

课程设计是本科生教学不可缺少的部分，通过本课程设计的练习过程，使我牢固的掌握了电子技术的相关知识，特别是一些元器件的应用知识，这些在课本上是没法系统的学到的，通过本设计，我能了解各种元器件的特性，并且利用他们来完成我的目的。

使我对电子技术整本书有系统的学习了一遍，同时我查阅相关的资料，丰富的我的知识面，锻炼了自己的动手操作能力。

这次课程设计提高了我的动手能力，加深了知识点的学习，在合作中曾强了同学之间的了解，加深了同学之间的友谊。

同时再请教老师的过程中也曾加了和老师的接触，同时这次课程设计有答辩环节，这也是毕业答辩的一次演练从而使我们更加了解答辩流程，答辩方法，为毕业答辩做好充分的准备。

顺利完成这次课程设计，不仅要感激一些同学的热心帮助，尤要感激老师的耐心指导，是他的指导才让我们的设计更加完善合理，并让我们从中学到很多实践知识。

参考文献

[1]康华光.电子技术基础（模拟部分）（第五版）[M]北京：

高等教育出版社,2006.1

[2]康华光.电子技术基础（数字部分）（第五版）[M]北京：

高等教育出版社,2006.1

[3]刘福太.电子电路北京：

科学出版社，2007.10

[4]及力，实用设计教程[M]北京：

电子工业出版社，2009.11

附录1：

原理总图

原理总图

附录2：

仿真图