水位控制系统毕业设计secret

1、个人资料整理仅限学习使用温州科技职业学院毕业设计 <论文）题目： 水位控制系统系部： 信息技术系专业： 信息工程08-2学号： 080306064学生姓名： 曹高翔指导教师姓名：陈立彬指导教师职称：导师二年月日I/19个人资料整理仅限学习使用目录开题报告-1-摘要-3-关键词-4-引言 1第一章水位系统方案21.1 系统方案论证 21.2 水位自动控制系统21.3 水位发展与应用3第二章电路设计42.1 电路原理 42.2 系统原理框图 42.3 水泵电机主控图52.4 电路的组成 52.5 工作原理 62.6 元件清单 7第三章水位自动控制电路的结构83.1 控制原理 83.2 系统结

2、构 8结 论 9参考文献 10附录 11致谢 12II/19个人资料整理仅限学习使用开题报告一、研究的目的水位控制器是指通过机械式或电子式的方法来进行高低水位的控制，可以控制电磁阀、水泵等，成为水位自动控制器或水位报警器，从而来实现半自动化或者全自动化，方法有多种，根据选用不同的产品而不同。分别举例说明：1.通过浮球开关来控制水位。基本上有两种方式：一种是浮球开关带着一个大的金属球，浸在水中时浮力大，可以控制两个水位，比如水满了，浮球因为浮力而上升，带动球阀运动，使阀门关闭，停止进水，当水少了，浮球下降，阀门打开，又再进水，如此循环。这种方式较多应用在煮开水器上。还有一种是带干簧管的微型浮球开

3、关，由外面的带有磁性小浮球使杆里面的干簧管闭合，从而控制水位，多数应用在清水的水位控制，一般几块钱就有交易了，但易受污物影响。第二种是电缆式浮球开关，该装置通过一弹性电线与水泵连接，可用于水塔、水池水位高低的自动控制和缺水保护，允许接的用电器是 220V,10A 左右，平衡锤或弹性电线的某一固定点到浮筒间的电线长度，决定水位的高低。这种水位开关应用广泛，价格便宜，对于一些要求不太严格的场合适用。但存在这样的问题：有一定耐污能力，浮球易受外界杂物影响其稳定性，特别是纤维状的杂物缠绕而有失误，同一小水箱里不宜使用多个，否则会相缠绕。使用寿命相对短些，而且多数直接接220V,存在一定的安全隐患，终有

4、一天因为电线破损而漏电电人。所以电缆式浮球开关一般有这样的警告：电源线是本装置的完整部分，一经发现电线受损，本装置应被替换，不准对电线进行修理。-1-/19个人资料整理仅限学习使用电子式水位开关2.通过电子式水位开关<BZ2401 或 BZ0501 ）和搭配的水位控制器(BZ201、BZ202> 来控制。电子式水位开关原理是通过电子探头对水位进行检测，再由水位检测专用芯片对检测到的信号进行处理,当被测液体到达动作点时，芯片输出高或低电平信号，再配合水位控制器，从而实现对液位的控制。不需浮球和干簧管 ,外部无机械动作 ,耐污耐用 ,不怕漂浮物影响，任意角度安装,竖向安装有一定的防波浪

5、功能，适宜长时间浸在水中,工作电压是电子式水位开关在污水中的应用直流5-24V ，很安全。举例：把一个水位开关放在高水位 A 位置，另一个水位开关放在低水位B 位置。当水到达B 位置时，继电器闭合，此时可控制水泵或电磁阀的启动，开始进水；当水上升到达高水位A位置时，继电器断开，水泵或电磁阀断电。然后水又到低水位B 位置，不断往复循环 .这种方式较实用，耐污，寿命长，安全。3.通过非接触式的水位开关来控制，例：超声波液位控制器。液位控制器的探头产生高频超声波脉冲耦合到容器外壁。这个脉冲会在容器壁和液体中传播，还会被容器内表面反射回来。通过对这种反射特性的检测和计算，就可以判断出液位是否达到了液位

6、控制器安装的位置。液位控制器输出继电器信号，来完成对液位的监控。主要用于监测储罐液面，实现上下限报警或监测管道中是否有液体存在，储罐材质可以是各类金属、金属或不发泡塑料。这种方式不受介超声波水位控制质密度、介电常数、导电性、反射系数、压力、温度、沉淀等因素的影响，所以适用于医药，石油，化工，电力，食品等行业的各类液体液位工程控制，对于有毒的、强腐蚀危险品液体-2-/19个人资料整理仅限学习使用的检测，该产品更是理想的选择。属于高档产品，价格不菲4.水位继电器。本产品采用集成电路，并结合高层楼宇上、下水池的水位分级提升进行设计，具有上下水池联合控制、水池排水及缺水保护等功能，可实现水箱补水、排水

7、，并有效防止水池水位过高溢出或溢出空转损坏。效果还可以，这种方式怕水垢，水垢厚了就就容易误判。b5E2RGbCAP二、研究的意义不论社会经济如何飞速，水在人们正常生活和生产中起着重要的作用。一旦断了水，轻则给人民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，从而对供水系统提出了更高的要求，满足及时、准确、安全充足的供水。如果仍然使用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，由此必须进行自动化控制系统的改造。从而实现提供足够的水量、平稳的水压的自动控制有设计低成本、高实用价值的控制器。该设计采用分立的电路实现超高、低警戒水位处理, 实现自动控制 , 而达到节能的目的 , 提高了供

8、水系统的质量。p1EanqFDPw三、主要内容及要求K1-K9 是水位探头通常一上电就有几个按键是按下的状态 因为水箱里有水 . 不能因为有键被按下则影响 P3 口P3.2选择是否取消自动上水. 低电平时取消 .p3.4继电器输出接口p3.6手动停止P3.7 手动启动-3-/19个人资料整理仅限学习使用主要功能 P3.2 为自动模式时 K1 口 松开就开始上水 . 直到 K9 被按下才停止 .无论是自动上的水还是手动上的水 , 只要 K9 被按下 , 延时 15 秒后就关闭抽水 .四、计划进度确定毕业综合实践领导小组名单、指导小组名单；确定各专业毕业综实践工作计划；召开毕业设计动员大会。DXD

9、iTa9E3d确定毕业综合实践指导老师；确定学生毕业设计题目；完成开题报告。 RTCrpUDGiT指导教师指导学生进行毕业设计主体工作，完成毕业设计文档和作品；实习工作岗位联系，填写毕业顶岗实习相关表格。 5PCzVD7HxA确定毕业答辩要求、答辩流程、成立毕业答辩委员会。毕业综合实践毕业设计<论文）答辩。毕业实习动员大会；顶岗实习相关表格材料上交；毕业顶岗实习。 jLBHrnAILg毕业答辩 ( 第一次答辩未通过的学生>。上交毕业综合实践成绩汇总表和综合实践工作总结；上报优秀指导老师和优秀毕业论文评优结果。xHAQX74J0X摘要采用分立元件电路实现了水位的自动控制，设计出一种低

10、成本、高实用价值的水位控制器。该系统具有水源检测、等功能。采用独立的电路实现超高、低水位水位处理，自动控制电机电路。LDAYtRyKfE它能自动完成上水停水的全部工作循环，保证液面高度始终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，是用于各种高层液体储存的理想设备。Zzz6ZB2Ltk-4-/19个人资料整理仅限学习使用AbstractUsing discrete components circuit towers to achieve the level of automation, design a cost-end, high practical value of

11、 the water tower water level controller. The water system has tested feature, and so on. The use of an independent ultra-high circuit, the water level in the water level at the end of processing, automatic electric circuit. It can auto-complete all the work of the Sheung Shui water cycle and ensure

12、a high level is always better, its simple structure, at the end of the manufacturing cost, high sensitivity, significant energy is used for a variety of high-level liquid storage idealDevicedvzfvkwMI1关键词水位自动控制电路设计调试Key wordsAutomatic water level design debug-5-/19个人资料整理仅限学习使用引 言我国的供水自动化系统发展已初有成效。供水自

13、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：水质与水处理技术、水工业工程技术、水处理基础科学、水社会科学、水工业设备制造技术等，它们共同支撑着水工业的工业体系。而在这些学科中水质与水处理技术和水工业工程技术是水工业学科体系中的主导学科。rqyn14ZNXI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，自动控制技术至今已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。EmxvxOtOco比如在生活方面的温度调节

14、、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、液体、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。另一类是对已成型材料的进一步加工或者对多种已成型材料的装配，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。控制理论一般分为经典控制理论和现代控制理论两大部分。SixE2yXPq5经典控制理论最初称为自动调节原理，适用于较简单系统特定变量的调节。随着后期现代控制理论的出现，故改称为经典控制理论。经典控制理论以传递函数为数学工具研究单输入、单输出的自动

15、控制系统的分析和设计方法。主要研究方法有时域分析法、根轨迹法和频率特性法。 6ewMyirQFL现代控制理论的产生 , 随着科学技术的突飞猛进，特别是空间技术和各类高速飞行器的发展，使各受控对象要求高速度、高精度，而系统的结构更加复杂，要求控制理论解决动态耦合的多输入多输出、非线形以及时变系统的设计问题。此外，对控制性能的要求也在逐步提高，很多情况下要求系统的某种性能是最优的，而且对环境的变化要有一定适应能力等。这些新的要求用经典理论是无法解决的，这同时也为现代控制理论的形成创造了条件。具有结构简单，使用寿命长，可靠性高，操1/19个人资料整理仅限学习使用作维修方便，经济实用的优点是用于各种高

16、层液体储存的理想设备。kavU42VRUs第一章水位系统方案1.1 系统方案论证现代控制理论本质上是时域法，是建立在状态空间基础上的，它不用传递函数，而是用状态向量方程作基本工具，从而大大简化了数学表达方式，因此原则上可以分析多输入多输出、非线形以及时变系统。 y6v3ALoS89自动控制技术的应用，推动了控制理论的发展，而自动控制理论的发展，又指导了控制技术的应用，使其进一步完善，随着科学技术的发展，自动控制技术和理论已经广泛的应用于科技、冶金、石油、化工、电子、电力、航空、航海、航天、核反应堆等各个学科领域。 M2ub6vSTnP近年来，控制科学的范围还扩展到生物、医学、环境、经济管理和其

17、它许多社会领域，并为各个学科之间的相互渗透起了促进作用，可以毫不夸张的讲，自动控制技术和理论已经成为现代化社会的不可缺少的组成部分。自动控制技术的应用不仅使生产过程自动化，从而提高生产率和产品质量，降低成本，提高经济效益，改善劳动条件，而且在探索新能源，发展空间技术和创造社会文明等方面都具有十分重要的意义。 0YujCfmUCw1.2 水位自动控制系统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 , 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量。而且成本低，安装方便，经过多次实验证明

18、，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。水塔水位控制系统采用交流电压检测水位，水位低于下限B 点水位时，水泵抽水，水位达到最高水位线A 时，水泵停止抽水，水位降低到最低水位线B 以下时，恢复运行抽水。从而实现自动控制。eUts8ZQVRd该系统采用分立元件电路实现了水位的自动控制，设计出一种低成本、高实用价值的水位控制器。采用分立的电路实现超高、低水位处理，自动控制电机电路。2/19个人资料整理仅限学习使用sQsAEJkW5T它能自动完成上水停水的全部工作循环，保证液面高度始终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，是用于各种高层液体储存的理想

19、设备。GMsIasNXkA1.3 水位发展与应用我国的水工业科技发展较快，与国际先进水平的差距正在不断缩小，水工业科技体系已初步形成，拥有一支从事水工业基础科学研究、应用研究、产品研制和工程化产业化开发的科技队伍。但是，在水工业科技领域普遍存在着实用性差、转化率低的情况。这已成为制约我国水工业产业化发展的关键。在水工业科技产业化大潮到来之际，认真分析我国水工业科技发展历程，总结我国水工业科技的特点和特长是寻找水工业产业化突破口的关键。目前，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。TIrRGchYzg我国供水行业是推动水科技产业化的龙头。

20、给水行业是城市基础设施投资的主要方向之一。在体制上，供水企业体制的变革已成为市场化发展的必然；在技术上，供水行业则面临着关键给水装备国产化、工艺技术成套设备化、自动控制现代化的迫切的技术要求。优质供水是水工业市场化发展的新增长点，同时要倡导节约用水，提高水的重复利用率，并逐步建立完善的水工业学科体系。完善的水工业学科体系是水工业产业发展的必要保证。传统的给水排水工程学科体系已难以包还水工业的丰富内涵，已不能很好地适应水工业发展的需要，而水工业学科体系正是在给水排水工程学科体系发展而来。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：水质与水处理技术、水工业工程技术、水处

21、理基础科学、水社会科学、水工业设备制造技术等，它们共同支撑着水工业的工业体系。而在这些学科中水质与水处理技术和水工业工程技术是水工业学科体系中的主导学科。 7EqZcWLZNX3/19个人资料整理仅限学习使用第二章电路设计2.1 电路原理本电路采用分立元件电路实现了对水位的自动控制，设计出一种低成本、高实用价值的水塔水位控制器。该系统具有水源检测、等功能。采用独立的电路实现超高、低水位处理，超高水位处理，自动控制电机电路。lzq7IGf02E水位自动控制器，包括接于电源的继电器、三极管以及一端设于水塔内的导线，在所述电源的一端接于三极管的e 极，而b 极由导线接于水位控制器的近低部，三极管的c

22、 极串继电器的线圈与电源的另一端相接；同时，设于水塔高水位的导线的另一端也并接于c 极，而设于水位控制器低水位的导线的另一端串继电器J的常开触头也并接于c 极；继电器J 的常闭触头串接在水泵的控制回路上。检测电路有电阻串联探针，探针下端为低水位控制点，电阻上面为高水位控制点，控制电路两分压电阻串联的连接点经电阻连接控制，控制输出脚连接三极管的基极，三极管连接继电器，检测电路的电阻连接两分压电阻的连接点。zvpgeqJ1hk2.2 系统原理框图图 2-1 系统原理框 图4/19个人资料整理仅限学习使用2.3 水泵电机主控图图 2-2 电机主图2.4 电路的组成电源电路由电源变压器、整流二极管和滤

23、波电容器组成。液位检测电路由高液位电极A、低液位电极 B 和主电极组成。控制执行电路由继电器、控制晶体管和交流接触器等元件组成。交流 220V电压经电源变压器降压电容滤波后，产生交流12V电压，供给控制执行电路。元器件选择输出交流 12V变压器IN4004 或 IN4007 型硅整流二极管C1 选用耐压值为 25V470F 的铝电解电容器5/19个人资料整理仅限学习使用C2、C3 选用耐压值为 25V4.7F 的铝电解电容器选用 C185型硅 NPN型晶体管，要求其电流放大倍数大于 25 R1 R2 和 R3均选用碳膜电阻器R1 5.6KR2 5.6KR3 6.8K选用小型 12V直流继电器交

24、流 220V 继电器2.5 工作原理水位低于 B 点VB VD6 VB3 VD4 VB2 VC2 J 工作有电流流过继电器 J 吸合，启动水泵。 NrpoJac3v1水位到 A 点时VD3 VB1 VB2而且截止继电器J 释放水泵停止工作。当水位低于 B 时， B 点的电压为 0V，BG3截止， BG3的 C 极为高电平， D4 导通， BG2 基极电位升高。 BG2 导通继电器 J 吸合，启动水泵向水塔灌水；1nowfTG4KI当水位高于 B 低于 A 时，继电器常开触点自保，因此升到 B 以上时，继电器并不立即释放，电机仍然供水； fjnFLDa5Zo当水位达到 A 时，电压经 D3，D2

25、 整流滤波， BG1导通， BG1的 C 极电压降零，导致 BG2降低，继电器释放，水泵停止工作；tfnNhnE6e5用水过程中，水位降到 A 以下， BG1的 C 极为低电平，维持原状，电机不工作，直到降到 B 以下，如此循环往复。 HbmVN777sL在水池内无水或水位低于低水位电极B 时，控制管、因基极电位与发射极电位相同而处于截止状态，继电器动作，其常开触头接通，交流接触器通电吸合，使电动机通电运转。当水池内水位到达高水位电极A 处时， 12V 电压经电阻器R3、高水位电极A 、导通主电极D3 加至 BG1 的基极，使BG1 正偏导通，继电器停止工作，其常开触头断开，交流接触器断电，其

26、触头释放，切断电动机的电源，水泵停止上水。当水池内的水位下降至低水位电极B 以下时，又因基极电位与发射极电位6/19个人资料整理仅限学习使用相同而导通，继电器接通，其常开触头接通，使交流接触器吸合，电动机通电，重新开始工作。如此周而复始，实现无人值守自动水塔水位控制。V7l4jRB8Hs2.6 元件清单位号名称型号数量备注R1、R2碳膜电阻5.6K-1/2-2器5%R3碳膜电阻6.8K-1/2-1器5%C1电解电容470F 25V1C2、C3电解电容4.7F 25V2D1、D2、整流二极1N40045D3、D6、D7管D4、D5二极管1N41482开关二极管BG1、三极管C18153BG2、

27、BG3B变压器220V/12V-15WJ继电器JQX13F-1DC12VCJ交流接触220V1器7/19个人资料整理仅限学习使用第三章水位自动控制电路的结构3.1 控制原理在水池内无水或水位低于低水位电极B 时，控制管因基极电位与发射极电位相同而处于截止状态，继电器动作，其常开触点接通，交流接触器通电吸合，使电动机通电运转；当水池内水位到达高水位电极A 处时， 12V 电压经电阻 R3、高水位电极 A ，导通主电极 D3 加至三极管 BG1 的基极，使 BG1 正向导通，继电器停止工作，其常开触点断开，交流接触器断电，其触点释放，切断与电动机的电源，水泵停止供水；当水池内水位下降至低水位电极B

28、 以下时，三极管又因基极电位与发射极电位相同而导通，继电器接通，其常开触点接通，使交流接触器吸合，电动机通电，水泵重新开始供 水。如此周而复始，实现无人值守自动水塔水位控制。83lcPA59W9当水位低于最低水位线时，水位B 将缺水信号传至控制器，控制器接通水泵电源，水泵开始工作，水位上升，将水位升至设定的最高水位时，最高水位线处的水位 A 将水位信号传至控制器，控制器将水泵电源切断，停止抽水，直到将水用到低于最低水位时再次启动水泵抽水。 mZkklkzaaP3.2 系统结构本系统由 220V 电压经变压器降压限流，输出约12V 直流电供继电器 <继电器型号为：小型大功率继电器K：JQX

29、-20F-C）和控制电路使用。 AVktR43bpw本控制电路包括由设于水塔中的两个水位探测装置，控制单元，及水泵等组成。水位探测装置向输入触发信号，控制单元通过驱动电路控制水泵工作状态。ORjBnOwcEd该系统采用分立元件电路实现了水塔水位的自动控制，设计出一种低成本、高实用价值的水塔水位控制器。系统具有水源检测等功能。采用独立的电路实现水位检测处理，自动控制电机电路。它能自动完成上水、停水的全部工作循环过程，保证水面高度始终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，是适用于各种场合的理想设备。2MiJTy0dTT8/19个人资料整理仅限学习使用为了精确地实现对水

30、位的控制，必须建立自动控制系统。根据水塔中的进、出水的水位可以自动控制水泵的运行与停止，使水位处于动态的平衡状态。控制系统主要分为水位的模拟检测和执行两部分组成。 gIiSpiue7A结 论毕业论文是我学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的水塔水位的自动控制系统设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。uEh0U1Yfmh虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种系统的适用条件，各种设备的选用标准，各种元件的安装方式，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。和老师的沟通交流更使我从经济的角度对设计有了新的认识也对自己提出了新的要求，提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。IAg9q