闭环电子控制系统的设计和应用学案

1、第五章 其次节闭环电子限制系统的设计和应用学案浙江省武义其次中学 程妙仙 2016.05【学习目标】1、理解简洁闭环电子限制系统的工作原理 2、驾驭简洁闭环电子限制系统设计、安装和调试 3、驾驭安装过程中常见问题的分析和解决【学习重点】简洁闭环电子限制系统设计、安装和调试及安装过程中常见问题的分析和解决方法【学习难点】安装过程中常见问题的分析和解决【课时支配】 1课时温故知新:其次节 闭环电子限制系统的设计和应用闭环电子限制系统和开环电子限制系统不同，它能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到限制处理部分，从而对系统的限制产生影响。它的方框图为： 常见的闭环电子限制系统有家用电冰箱、空调、电热

2、水器、太阳能热水器、智能电饭锅、现代化农业温室等等。 一、水箱水位闭环电子限制系统的设计和应用 水位限制器是指通过机械式或电子式的方法来进行凹凸水位的限制，可以限制电磁阀、水泵等，成为水位自动限制器或水位报警器，从而来实现半自动化或者全自动化，方法有多种，依据选用不同的产品而不同。 1、设计要求（1）设计和制作一个水箱水位闭环电子限制系统。（2）实现水塔水箱水位的自动限制。 2、设计分析（1）依据对设计要求的分析，水箱中的水位高度是被控量，水箱中的水是被控对象。（2）由于对水箱中水位的高度变更有严格的要求，即要求水箱中储存的水不能超过某一水位（高水位），也不能低于某一水位（低水位），因此必需对

3、被控量进行检测，并反馈所测得的结果。实现这一限制必需采纳闭环电子限制系统。（3）依据闭环电子限制系统的方框图，选择合适的输入、限制（处理）、输出、检测部分的元器件（或好用电路）、设备等。 输入：三根袒露的硬铜线组成水位探头，A是高水位探头；B是低水位探头；C是零水位探头。调整探头位置可变更输入量。限制（处理）：由三极管开关电路组成。水位传感器检测并反馈水箱的实际水位和设定值进行比较，经推断后发出向水箱送水或停止送水的指令。输出：由继电器、电动机、水泵、水箱等组成。检测：由三根水位探头组成一个传感器，对水箱水位随时进行检测，并把水位信号反馈至比较器。 水箱水位闭环电子限制系统方框图3、水箱水位闭

4、环电子限制系统电路图：方案一:电路分析：1）水位低于B点：2）水位到达A点：3）水位在A和B之间：安装测试：1）安装电路依据电路图列出材料清单，并对材料质量进行检测比照印制电路板安装电路（短暂担心装电动机），安装时要防止插错元器件、虚焊等。依据水箱中的水位探头图示，用粗通电线制作水位传感器，并将三个探头和印制电路板上a、b、c三点对应连接。2）调试电路将传感器插入无水的玻璃杯中，接通电源，假如电路安装正确无误，继电器产生吸合动作，触电J-2闭合，指示灯红灯亮向杯中渐渐加水，当水面和低水位探头接触时，指示灯黄灯亮，当水面和高水位探头接触时，继电器触电J-2释放，指示灯绿灯亮。削减杯中的水量，水箱

5、水位降低（或用提升水位探头的位置模拟），指示灯黄灯接着发光，但当水位降低到低水位探头B离开水面时，指示灯红灯亮。将经过调试后的水位电子限制电路安装电动机、水泵和输软管，进行仿真试验，记录数据，分析、推断水位电子限制系统的实际工作状况，正常工作后，方可正式运用。方案二：电路分析：1）水位低于B点：2）水位到达A点：3）水位在A和B之间：安装测试：参见方案一调试方法课堂小结：设计和安装闭环电子限制系统的一般步骤如下： （1）依据设计要求进行分析，确定被控量和被控对象。（2）假如对控置量限制的精确度要求较高，应利用有反馈的闭环电子限制系统对被控对象实施限制。（3）依据闭环电子限制系统方框图，选择限制

6、（处理）部分的电子电路、输出部分的执行器、检测部分中的传感器，并参考有关资料，通过接口连接电路将各个部分紧密地连接成一个完整的限制系统。 课堂练习如图所示是小明设计的温度报警装置部分电路，其中IC是运算放大器，输入输出逻辑关系见图中表格，Rt是负温度系数热敏电阻。当温度达到或超过40时，要求该报警装置发出声、光报警信号。请完成以下任务：第17题图（1）当温度上升时，Rt的电阻值将_（在增大；减小中选择一项，将序号填写在“_”处）。（2）当温度达到或超过40时，要求发光二极管V1发光，请依据电路的逻辑关系在a、b、c三点中选择合适的点连接V1和R4。(3)运算放大器不能干脆驱动蜂鸣器报警，请依据电路的逻辑关系选择合适的三极管(NPN型或PNP型，采纳共放射极接法)，在虚线框中画出蜂鸣器驱动电路。（4）在测试中发觉温度超过40还没有报警，现要对电路重新调试，调试步骤如下：A.将_放入盛有冷水的烧杯，插入温度计，加入热水使