《水槽液位控制系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水槽液位控制系统（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、设计任务设计一个水槽液位控制器，自动控制水槽液位在高水位和低水位之间循环流动。基本功能如下：1. 如果水位低于低水位（点）则水泵抽水，使水槽的水位上升。2如果水位高于低水位而低于高水位时，水泵继续抽水，使水槽水位继续上升。3.当水位达到（或超过）高水位时，水泵停止抽水，同时触发电磁阀打开放水，使水 位下降。4当水位下降到低水位时，电磁阀关闭，同时水泵又开始抽水，使水槽的水液位上升。 完成一个周期的循环。二、设计目的1. 了解接触器、电磁阀、水泵等器件的基本原理2. 了解实验中水位控制的原理3. 能够独立进行电气实验的接线和调试，并对实验结果进行分析4. 能够独立制作实验小板，利用实验台上的
2、资源自行设计实验三、设计方案选择1集成电路设计方案根据任务设计的要求我们得到水位控制的时序图如图1.1所示： I启动|I司和|启动|梓止 II 楼止 II停LI图1.1水位控制的时序图（1）基本原理在图1.1.1中系统主要由水槽、电压比较器、隔离保护和驱动电路、直流继电器 控制电路、水泵、电磁阀组成。其中，电压比较器是该系统核心部分，高低水位的电压通 过与基准电压比较输出逻辑信号，控制直流继电器的工作，实现水泵的通断，以实现水槽 中的水位进行上下移动。当水位低于低水位LL时，高、低水位的两个电压比较器同时输出控制直流继电器J1、 J2都工作，控制交流接触器KM工作并自锁，让水泵抽水和关闭电磁阀
3、，使水槽液位上升。当水位上升到达低水位时，低水位的电压比较器输出状态反转，控制KM电路的直流 继电器的触点J1断开，但由于交流接触器KM电路有自锁，所以水泵还继续抽水，让水液 位继续上升。当水位继续上升到达高水位LH时，高水位的电压比较器输出状态反转，对应于直流 继电器J2的触点断开，使交流接触器停止工作，则水泵停止抽水；同时打开电磁阀放水, 使水位下降。只要水位一直低于高水位，则高水位比较器输出状态又发生反转（即J2工 作）。但此时低水位控制的直流继电器J1还处于断开状态，所以水位还是继续下降。只有 当水位到达低水位时，即低水位比较器输出状态也出现反转（即J1工作），使水泵得电抽水，水位上升
4、，系统完成一个循环。电砸阀电源模块控制部分图1.1.1电气控制原理图（2）控制原理： 低于低水位LL时：水泵抽水，水槽液位上升，如图1.2. 1所示:离畑i这1电压岀牡器1涓股保护*ii水DC 5低卿僧号f11电圧比较驾：題动电第F-Li.V直就电濾膜块AC JJUlA 30VQ 1.1AlTKIfV QI.Jk图 1.2.1 到达低水位LL时：水泵抽水，水槽液位继续上升，如图1.2.2所示:启才一世侶宣S巾压出较器L隔离佩护一羽鉤电備CC7 3Y隅席保护一駆前电踣1严;XK)lAC J SUVkMU JhR ?*隅离慢护一册动屯斶ac jovIH：片图 1.2.2 到达高水位LH时：水泵停止
5、抽水，电磁阀放水，液位下降，如图1.2.3所示:丧述屯惊模块图 1.2.3低于高水位LH，高于LL时:电磁阀放水，液位继续下,如图1.2.4所示:髙散世惜*Lu电压比狡肆I f 隔离保护*羽啦电路IMJSYDF7 5V*驱动电跆cKWX4tC顽1Q L1.icasu-vJiKM图 1.2.4巾压比较器1隔离保护鉴动电路直流电源橈块11卩电噪较器2隔离保护_驱动电路直流电源模块DC? 5V低水位怙号1AinK.MAC 3SGVQL1AC 3SU-VKM图 1.2.5由此我们可得到集成电路的电路图，如图1.2.6所示:2组合逻辑电路根据任务设计的要求我们得到水位控制的时序图如图1.1所示:通过水位
6、控制时序图我们可得到表高水位低水位水泵工作状态未到未到工作抽水未到到达工作煤持到达到达不工作排水未到到达不工作未到未到工作拥水表通过逻辑抽象，将水位未到达视为I,到达视为0,水泵工作视为I,不工作视为0 可得到以下逻辑关系图，如表二所示：高水位低水位水泵工作状态111抽水101保持000排水100保持111抽水表二逻辑关系图选用SR寄存器。其功能表如下表3Qn-lQn+1，11OnQ，保持0110置1100i清000不允许不允许不允许表三.SR寄存器功能表根据SR寄存器的功能以及水位控制器的逻辑表（表2）比较后，我们在低水位前装 一个非门，变化过程如下表4高水位低水位水泵工作状态1101抽水1
7、011保持0010排水1010保持11-01抽水表四经过上面的说明我们得到组合逻辑电路，电路图如下图2.1.所示:3. 方案设计的选择经过上面的比较我们发现组合逻辑电路更为简单和方便，所以我们选择组合逻辑电 路。四、电路设计1.电路原理图：电源部分原理图如下图4.1所示：220V交流电通过变压器转变为9V交流电，经过桥 堆整流后变为直流电，经过电容滤波后，接入芯片7805三端稳压集成电路输出+5V直流电, 在经过电容滤波输出稳定的+5V电压。电路部分原理图如下图4.2所示:图4.2电路原理图图4.2.1电源仿真图7400 N74Q0NVCGEil-hfU2502II图4.3仿真数据- -SH2
8、50J C3 - - C+=时山由.丰MMhiF：:fl crcutL I 囹i 由冲 I乩卜G2 1D0nFS2.rrrri BanrK_A1! * *l| laD.DDrrrs il.PTfl Vannd BvccESJR201AO6:R3 -AV:ikL3仿真数据：如下图4.3所示:图4.2.2电路仿真图2W22197400NU3C.Sl:Lt 毗-URDG- VaJTAU LM7aO5CT五、硬件制作及调试1所需元器件：如表六兀器件名称备注电阻1K电阻1个，10K电阻2个三极管8050型1个继电器5V继电器1个陶瓷电容100uF2 个电解电容100pF2 个二极管4个稳压器7805型号
9、1个集成芯片74LS00型号1个表六兀器件2元器件布局图：如下图5.2. 1所示图5.2. 1元器件布局图3焊接结果：如下图5.3.1所示SS S0S 0Q9I0P8a0QOOQQiUG9n 8- , Qos -dooQF - daopi-!-:GoQosr :ololo *r,韩 0OO- - * - *图5.3.1焊接结果图4. 调试结果：调试结果良好，可完成功能。5调试中遇到的问题：调试过程中发现有些元器件的焊接点没有焊上，有的连线出现错误，更严重的是稳压 管的输入和输出连接了，没有完美的考虑整体的布局，导致跳线有三根有点多了。6解决方法：调试无法实现功能，查找是否是焊接哪里的错误，找到错误把焊点清除再重接焊接， 如果遇到元器件损坏就需要更换元器件，更换后想好接口在焊接。六、总结第一次自己用电路板焊接，布局，画原理图，焊接，有点过于生疏，刚开始容易布 局不好，跳线过多，第一次焊接，焊接的结果也不是很好，有点粗大不均匀。但结果总 体还是好的，实现了水槽液位控制的功能，虽然有所欠缺，但在今后的练习和实验中相 信能够越做越好。七、参考文献1 电工技术林育兹科学出版社2006年2 水槽水位液位控制设计论文 百度文库链接：http:/
