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1、聊城职业技术学院工程学院自动控制系统制作设计报告题目：基于的给水设备中心电气控制设计 专业班级： 小组成员： 设计时间：2008.06.14 2008.06.27 指导教师： 完成日期：2008 年 06 月 27 日目 录1 引言12 总体设计方案12.1 设计思路 12.2 总体设计框图 23 设计原理分析 23.1 电路原理图 23.2 电路原理分析 34 电路所用元器件 44.1 电路所用元器件及参数列表 44.2 主要元器件功能介绍 45 控制电路操作说明 45.1 手动控制操作说明45.2 自动控制操作说明 46 总结与体会 4参考文献 5基于 的给水设备中心电气控制设计摘要：该电
2、路有水位指示部分和控制部分电路组成， 该水位指示部分能提供水位指示，而且在水满时能发出报警声。控制系 统有 555 时基集成电路与适当元件 组合，形成脉冲 产生与整形电路，控制水位高低。关键词：水位控制，水位显示，报警装置。1 引言随着社会的发展一些大型工厂的锅炉水位，特别是农村住宅楼房生活用水水箱的水位的控制现在大都未能实现自动控制，水位的高低通常有水电管理人员进行控管，非常麻烦，而且常出现断水和水位过高 产生的溢水事故。 这给工厂和居民的生活带来了极大的不便，同时也造成了不必要的水资源的浪费。为了解决此问题以及进一步掌握我们课程所学的理论知识，了解电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解
3、决问题。培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。进行了这 次的控制电路的设计。2 总体设计方案1 设计思路本次设计科目我选的是水位控制，在阅读完目的和要求后，我就通过上网和在图书馆查阅资料，使的我对这个科目有了一个详细的了解，然后开始设计整体的框图来实现。通过查阅资料我把他们分成两部分水位控制和水位显示，其中水控制有水位水位控制电路和电动机两部分，水位控制的实现是在有水位控制电路感测到水的信号之后，传输到电动机，然后 电动机驱动水泵的开与关来完成水位底是水泵的自动加水和水位过高以及水位过低的报警功能。水位显示也是水位显示电路和报警装置有两部分组成的其中的水位显示能随时采集水位的高度并通过发
4、光的二极管来观测到，而且水位显示也是和报警直接相联系的，当水位到达警戒的水位时，显示电路回把信号传输到报警器，从而使报警器鸣笛来提示。与此同时水位控制电路也会把信号传输到电动机那里以实现水泵的开与关。接下来我就开始为实现各个部分的功能而查找最优器件，以便使我的设计能经济和适应市场，大体设计就是这样。 2.2 总体设计框图如图 1 所示电动机/水泵水位控制电路水位显示电路报警装置图 1 图总体设计框3 设计原理分析3.1 水位控制原理水位控制以及指示如下图所示，左半部分是采用的 555 时基电路组成的电路图，电 路中 555 时基集成 电路器（IC1）构成施密特触发器完成整个的水位控制功能。有半
5、部分是有集成电 路 CD4066 构成的的水位指示及报警系统。图中的A、B、C 是三个点极检测点。当水位高于水位线 A 时，水泵停机，停止给水池加水；水位低于水位线 B 时，水 泵工作，给水池加水。C 电极是最低水位检测点，它连接于电源 VDD，当水位低于水位 线 B 时， C 与 B 点不导通，导致 IC1 的 2、6脚电位为零，555 时基集成 电路 3 脚出高点平， VT1 导通， 继电器吸合，水泵给水池加水。当水位到达 B 点时，由于 C、B 两点在水的作用下被短路，使 IC1 的 2、6 脚电位大于 1/3VDD，而小于 2/3VDD，等于 1/2VDD。此 时，IC1 输出端 3
6、脚维持高电平不变，水泵继续给水池加水。当水位到达 A 点时，C 、B、A 三点被短路，使 IC1 的 2、6 脚电位等于4/5VDD，大于 2/3VDD，IC1 的 3 脚输出低电平，VT1 截止， 继电器断开，水泵停止给水池加水。 同理，当水位 下降，但还高于 B 点，此时 IC1 的 2、6 脚电位等于 1/2VDD，大于 1/3VDD，水泵仍然停止工作，只有水位低于 B 点时，此 时 IC1 的 2、6 脚电位等于 0V，小于 1/3VDD，定 时器才输出高电平，VT1 导通，继电器吸合，水泵开始向水池加水。如此循环往复使水池中的水位保持在 B、A 之间。如图 2 所示8 462 315
7、IC1555VD11N4007M水水JQX-14FFR45.1KVT12SC8050C20.01+ C1CAP_1R3100KR225KR175KABC水水6V图 2 水位控制图3.2 水位指示电路原理水位指示和报警器电路是有集成电路 CD4066 和相关的器件 组成。没个电路内部有 4 个独立的能控制数字或模拟信号传送的开关。当水箱无水 时，由于180K 的电阻的作用，使 5 个开关的控制端为低电平，开关断开，发光二极管VD1VD5 不亮。随着水的增加，加之水的导电特性，使得 IC 的 13 脚为高电平，S1 接通， VD1 点亮。当水位逐渐增加时，VD2、 VD3、VD4 依次发光指示水位
8、。水满时，VD5 发 光， 显示水满 B 发出报警声，提示水 满，不需要报警时短开 SA 即可，同理当水位低于 1/4 时 ，由于反向器的作用使得 VT 导通，所有的灯都不亮同时 VT 导通，B 发出报警声，提示水满，不需要报警 时短开 SA 即可。如图 3 所示VD1 VD2 VD3 VD4 VD5S1 S2 S3 S43302.2K330330330330180K 180K 180K 180K 180K2.2KS58050VTVD5VD4VD3VD2VD1水水5/62/31/21/36V+- SA11323546 8910121110121114 B图 3 水位指示图4 所用元器件及参数4
9、.1 水位控制电路所用的元器件及参数IC1 选用 NE555、5G1555 型等时基集成电路。 VT1 用 8050 或9013、3DG12、3DX201 型硅 NPN 中功率三级管，要求 100。VD1 用 1N4007型硅二极管。 R1R4 用 RTX1/8W 型碳膜电阻器。C1 用 CD1110V 型电解电容器， C2 用 CT1 型瓷介电容。继电器 K 的型号为 JQX14FF，如果需要控制大功率的水泵， 则根据需要选择其他型号的继电器。电源可用 6V 直流稳压电源。4.2 水位指示电路所用的原器件及参数IC 选用、四双向模拟开关集成电路 CD4066。VT 用 9013 或 8050
10、、3DG12、3DX201 型硅 NPN 中功率三极管，要求150。VD1VD4 用 F5mm 高亮度红色发光二极管。R 用 YD572 型 8 欧圈式扬声器。B 用 YD572 型 8 欧圈扬声器。电源可用 4 节 1.5V 电池后 6V 直流稳压电源。5 控制电路操作说明略6 总结与体会这次的课程设计是水位控制电路，大致把水位课程的设计分为两大部分：水位控制和水位显示。其中水位控制又分为水位控制电路和电动机两部分。水位显示分为水位显示电路和报警装置两部分。所以在设计过程中我先是把水位控制和水位显示分开来实现的，然后把它们连接到了一起，即：达到了符合要求的电路设计。在水位控制中我选 用的是
11、NE555 时基集成电路来控制电动机实现水泵的开与关来达到控制水位的高低。而在水位显示中我选用的是四向模拟开关集成电路 CD4006 和 F5mm 高亮度红色发光二极管，来实现水位的显示，而 报警装置 B 用 YD57-2 型 8 欧圈式扬声器。通过这两周的实习让我感触很深，这次的实习,使我充分认识到了模电和数电显示生活中的实用性,像交通灯,彩灯控制,水位控制器,报警器等都是我们日常生活中很方便的电路系统。由于是自主设计,自己必须翻阅好多资料,尤其在选用那些不常见的器件时，让我不仅增长了知识,更重要的是学会了如何运用知道的知识进行创造。培养了自己的一种创新和动手能力。次此设计增加我们的动手能力
12、和思考能力，以及对电路的审查能力和调试能力，对错误的审查和改正。通过这次课程设计，是我了解了更多的知识。但有一点让我郁闷的是我和我班同学本来已经把各种材料整理好了，总的来说这次实习和很有必要而且有用的，我相信其他学生在这次的实习中也一定会有很大收获的。从在做这次的实习报告中我又明白了许多许多。参考文献1 康光华,邹寿斌等.电子技术基础 模电部分 (第五版)M.北京: 高等教育出版社,2006.2112222 方大千,朱丽宁.电子控制装置制作入门(第四版)M.武汉:国防工业出版社,1999.163 3 康光华,邹寿斌等.电子技术基础 数字部分(第五版)M.北京:高等教育出版社,2006.2902
13、974张清战.电子技术基础实训M. 北京：科学出版社， 2005（21 世纪高职高专课程与教学改5黄永定.电子线路试验与课程设计M. 北京：机械工业出版社，2005，86方大千，鲍俏伟.实用电子控制电路M.北京：国防工业 出版社，2003 7 王俊峰,斐炳南,李传光.电子产品的设计与制作工艺.北京: 北京理工大学出版社,1995附录 电路原理图S1S2330330330330180K180K180K2.2K2.2KVD1VD2VD3VD4VD5+ - 8050 VT6VIC1 C2VD11N4OO7KVT1 2SC8050+C1R3100KR1 75KR2 25KR4 5.1KM水水46 2 1535558330180K180KS3S4BS5153910121186421310111214水水 5/6 2/3 1/2 1/3VD5VD4VD3VD2VD11/31/22/35/6水水CBA
