简易水塔水位控制电路 _大学论文.doc

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1、目录中文摘要1.概括1.1设计理念21.2方案的选取21.2.1电源21.2.2控制电路21.2.3水泵的驱动32.系统方案设计42.1方案总构架42.1.1方案设计流程图42.1.2方案设计概述52.2设计原理52.2.1电源电路52.2.2测量及检测电路72.2.3水位范围测量电路的功能实现82.2.4模拟量与数字量的转换92.2.5逻辑电路对电路状态显示的控制92.2.6电动机控制电路102.3可行性分析113.器件清单及说明12简易水塔水位控制电路243.1元件清单123.2元器件123.2.1水压传感器123.2.2比较器123.2.3稳压管13

2、3.2.4反相器143.2.5CC4001153.2.6电磁继电器153.2.7变压器16致谢18参考文献19附录20简易水塔水位控制电路24简易水塔水位控制电路简易水塔水位控制电路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

3、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、比较器、继电器24简易水塔水位控制电路1.概括1.1设计理念我国的供水自动化系统发展已初有成效。供水自动化系统主要包括水厂自动化和供水管网调度自动化两个方面。由水工业的社会性所决定，水工业的学科体系由多个相互关联的学科组成。包括水质与水处理枝术、水工业工程技术、水处理基础科学、水社会科学、水工业设备制造枝术等。它们共同支撑着水工业的工业体系。

4、而在这些学科中水质与水处理技木和水工业工程技术是水工业学科体系中的主导学科。近几十年来，自动控制技术迅猛发展，在工农业生产、交通运输、国防建设和航空、航天事业等领域中获得广泛的应用。随着生产和科学技术的发展。自动控制技术至今己渗透到各种科学领域，成为促进当今生产发展和科学技术进步的重要因素。比如在生活方面的温度调节、湿度调节、自动洗衣机、自动售货机、自动电梯、空气调节器、电冰箱、自动路灯、自动门、保安系统等。在工业方面主要分为两大类。一类是气体、水位、粉体、石油化工制药、轻工食品、建材等行业。需要对温度、压力、物位、流量、成分等参数进行控制。另一类是对己成

5、型材料的进一步加工或者对多种己成型材料的装配，主要控制位移、速度、角度等参数这些都需要应用自动控制学科的知识。水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统，水塔供水的主要问题是塔内水位应该始终保持在一定范围内，避免“空塔”、“溢塔”现象发生。传统的控制方式存在控制精度低、能耗大的缺点。而自动控制原理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最。而智能控制系统的成本低、安装方便、灵敏性、是节约水源、方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。24简易水塔水位控制电路1.2方案的选取1.2.1电源我们知道控制电路以

6、低功耗，结构简单为最安全，这即方便我们的设计也使的在维修和安装的过程中更加安全和可靠，因此此次设计中我采用220V整流电路，把生活中的220V交流电整流为12v安全电源。1.2.2控制电路任务书中对设计有如下要求（1）.要求电路能够通过控制两个水泵实现对水位的控制。假定水位范围是S1～S2（S1＜S2），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。（2）.要求电路在S1、S2处不能出现跳闸现象，即水泵不能在短时间内反复在放水和关闭的状态之间转换。（3）.要求电路能够显示出水泵的状态。（4）.

7、要求电路能够手动调节水位控制的范围。从要求中可以看出我们需要把水位的变化转化为我们能测得的电压，电流或者电阻的变化，通过他们的比例关系，确定水位的变化量，在此我选择电压的变化量来实现水位的改变。由于电阻有分压的作用因此我选择改变滑动变阻器的阻值来改变电压值从而改变水位的测试范围。在这我们需要把电压的模拟量转化为数字量，电压比较器LM393可以达到所需要的效果。显示部分我选用LED灯的亮和暗来显示现在的工作状态，通过一定的逻辑关系我们可以达到这个效果，所以逻辑电路是必不可少的。1.2.3水泵的驱动24简易水塔水位控制电路水泵的工作电压为220V交流电，因此我

8、们在设计中要考虑安全用电的问题，我们选择了通过NPN三级管来驱动电