1、聊城職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程學(xué)院自動(dòng)控制系統(tǒng)制作設(shè)計(jì)報(bào)告題目：基于××××的給水設(shè)備中心電氣控制設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)： 小組成員： 設(shè)計(jì)時(shí)間：2008.06.14 2008.06.27 指導(dǎo)教師： 完成日期：2008年06月 27日目 錄1引言12總體設(shè)計(jì)方案12.1設(shè)計(jì)思路 12.2總體設(shè)計(jì)框圖 23設(shè)計(jì)原理分析 23.1電路原理圖 23.2電路原理分析 34電路所用元器件 44.1電路所用元器件及參數(shù)列表 44.2主要元器件功能介紹 45控制電路操作說(shuō)明 45.1手動(dòng)控制操作說(shuō)明45.2自動(dòng)控制操作說(shuō)明 46 總結(jié)與體會(huì) 4參考文獻(xiàn) 5基于 的給水設(shè)備中心電氣控制

2、設(shè)計(jì)摘要：該電路有水位指示部分和控制部分電路組成，該水位指示部分能提供水位指示，而且在水滿時(shí)能發(fā)出報(bào)警聲。控制系統(tǒng)有555時(shí)基集成電路與適當(dāng)元件組合，形成脈沖產(chǎn)生與整形電路，控制水位高低。關(guān)鍵詞：水位控制，水位顯示，報(bào)警裝置。1 引言隨著社會(huì)的發(fā)展一些大型工廠的鍋爐水位，特別是農(nóng)村住宅樓房生活用水水箱的水位的控制現(xiàn)在大都未能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，水位的高低通常有水電管理人員進(jìn)行控管，非常麻煩，而且常出現(xiàn)斷水和水位過(guò)高產(chǎn)生的溢水事故。這給工廠和居民的生活帶來(lái)了極大的不便，同時(shí)也造成了不必要的水資源的浪費(fèi)。為了解決此問(wèn)題以及進(jìn)一步掌握我們課程所學(xué)的理論知識(shí)，了解電路設(shè)計(jì)的基本思想和方法，學(xué)會(huì)科學(xué)分析和解決

3、問(wèn)題。培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實(shí)事求是的工作態(tài)度。進(jìn)行了這次的控制電路的設(shè)計(jì)。2 總體設(shè)計(jì)方案1設(shè)計(jì)思路 本次設(shè)計(jì)科目我選的是水位控制，在閱讀完目的和要求后，我就通過(guò)上網(wǎng)和在圖書(shū)館查閱資料，使的我對(duì)這個(gè)科目有了一個(gè)詳細(xì)的了解，然后開(kāi)始設(shè)計(jì)整體的框圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)查閱資料我把他們分成兩部分水位控制和水位顯示，其中水控制有水位水位控制電路和電動(dòng)機(jī)兩部分，水位控制的實(shí)現(xiàn)是在有水位控制電路感測(cè)到水的信號(hào)之后，傳輸?shù)诫妱?dòng)機(jī)，然后電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵的開(kāi)與關(guān)來(lái)完成水位底是水泵的自動(dòng)加水和水位過(guò)高以及水位過(guò)低的報(bào)警功能。水位顯示也是水位顯示電路和報(bào)警裝置有兩部分組成的其中的水位顯示能隨時(shí)采集水位的高度并通過(guò)發(fā)光的二

4、極管來(lái)觀測(cè)到，而且水位顯示也是和報(bào)警直接相聯(lián)系的，當(dāng)水位到達(dá)警戒的水位時(shí)，顯示電路回把信號(hào)傳輸?shù)綀?bào)警器，從而使報(bào)警器鳴笛來(lái)提示。與此同時(shí)水位控制電路也會(huì)把信號(hào)傳輸?shù)诫妱?dòng)機(jī)那里以實(shí)現(xiàn)水泵的開(kāi)與關(guān)。接下來(lái)我就開(kāi)始為實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分的功能而查找最優(yōu)器件，以便使我的設(shè)計(jì)能經(jīng)濟(jì)和適應(yīng)市場(chǎng)，大體設(shè)計(jì)就是這樣。 2.2 總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示電動(dòng)機(jī)/水泵水位控制電路水位顯示電路報(bào)警裝置圖1 圖總體設(shè)計(jì)框3 設(shè)計(jì)原理分析3.1 水位控制原理水位控制以及指示如下圖所示，左半部分是采用的555時(shí)基電路組成的電路圖，電路中555時(shí)基集成電路器（IC1）構(gòu)成施密特觸發(fā)器完成整個(gè)的水位控制功能。有半部分是有集成電路CD40

5、66構(gòu)成的的水位指示及報(bào)警系統(tǒng)。圖中的A、B、C是三個(gè)點(diǎn)極檢測(cè)點(diǎn)。當(dāng)水位高于水位線A時(shí)，水泵停機(jī)，停止給水池加水；水位低于水位線B時(shí)，水泵工作，給水池加水。C電極是最低水位檢測(cè)點(diǎn)，它連接于電源VDD，當(dāng)水位低于水位線B時(shí)，C與B點(diǎn)不導(dǎo)通，導(dǎo)致IC1的2、6腳電位為零，555時(shí)基集成電路3腳出高點(diǎn)平，VT1導(dǎo)通，繼電器吸合，水泵給水池加水。當(dāng)水位到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，由于C、B兩點(diǎn)在水的作用下被短路，使IC1的2、6腳電位大于1/3VDD，而小于2/3VDD，等于1/2VDD。此時(shí)，IC1輸出端3腳維持高電平不變，水泵繼續(xù)給水池加水。 當(dāng)水位到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，C、B、A三點(diǎn)被短路，使IC1的2、6腳電位等于4/

6、5VDD，大于2/3VDD，IC1的3腳輸出低電平，VT1截止，繼電器斷開(kāi)，水泵停止給水池加水。 同理，當(dāng)水位 下降，但還高于B點(diǎn)，此時(shí)IC1的2、6腳電位等于1/2VDD，大于1/3VDD，水泵仍然停止工作，只有水位低于B點(diǎn)時(shí)，此時(shí)IC1的2、6腳電位等于0V，小于1/3VDD，定時(shí)器才輸出高電平，VT1導(dǎo)通，繼電器吸合，水泵開(kāi)始向水池加水。如此循環(huán)往復(fù)使水池中的水位保持在B、A之間。如圖2所示圖2水位控制圖3.2 水位指示電路原理水位指示和報(bào)警器電路是有集成電路CD4066和相關(guān)的器件組成。沒(méi)個(gè)電路內(nèi)部有4個(gè)獨(dú)立的能控制數(shù)字或模擬信號(hào)傳送的開(kāi)關(guān)。當(dāng)水箱無(wú)水時(shí)，由于180K的電阻的作用，使5

7、個(gè)開(kāi)關(guān)的控制端為低電平，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，發(fā)光二極管VD1VD5不亮。隨著水的增加，加之水的導(dǎo)電特性，使得IC的13腳為高電平，S1接通，VD1點(diǎn)亮。當(dāng)水位逐漸增加時(shí)，VD2、VD3、VD4依次發(fā)光指示水位。水滿時(shí)，VD5發(fā)光，顯示水滿B發(fā)出報(bào)警聲，提示水滿，不需要報(bào)警時(shí)短開(kāi)SA即可，同理當(dāng)水位低于1/4時(shí)，由于反向器的作用使得VT導(dǎo)通，所有的燈都不亮同時(shí)VT導(dǎo)通，B發(fā)出報(bào)警聲，提示水滿，不需要報(bào)警時(shí)短開(kāi)SA即可。如圖3所示圖3 水位指示圖4 所用元器件及參數(shù)4.1 水位控制電路所用的元器件及參數(shù)IC1選用NE555、5G1555型等時(shí)基集成電路。VT1用8050或9013、3DG12、3DX201型

8、硅NPN中功率三級(jí)管，要求>100。VD1用1N4007型硅二極管。 R1R4用RTX1/8W型碳膜電阻器。 C1用CD1110V型電解電容器，C2用CT1型瓷介電容。 繼電器K的型號(hào)為JQX14FF，如果需要控制大功率的水泵，則根據(jù)需要選擇其他型號(hào)的繼電器。電源可用6V直流穩(wěn)壓電源。4.2 水位指示電路所用的原器件及參數(shù)IC選用、四雙向模擬開(kāi)關(guān)集成電路CD4066。 VT用9013或8050、3DG12、3DX201型硅NPN中功率三極管，要求>150。VD1VD4用F5mm高亮度紅色發(fā)光二極管。 R用YD572型8歐圈式揚(yáng)聲器。 B用YD572型8歐圈揚(yáng)聲器。電源可用4節(jié)1.5

9、V電池后6V直流穩(wěn)壓電源。5 控制電路操作說(shuō)明略6 總結(jié)與體會(huì)這次的課程設(shè)計(jì)是水位控制電路，大致把水位課程的設(shè)計(jì)分為兩大部分：水位控制和水位顯示。其中水位控制又分為水位控制電路和電動(dòng)機(jī)兩部分。水位顯示分為水位顯示電路和報(bào)警裝置兩部分。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中我先是把水位控制和水位顯示分開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，然后把它們連接到了一起，即：達(dá)到了符合要求的電路設(shè)計(jì)。在水位控制中我選用的是NE555時(shí)基集成電路來(lái)控制電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)水泵的開(kāi)與關(guān)來(lái)達(dá)到控制水位的高低。而在水位顯示中我選用的是四向模擬開(kāi)關(guān)集成電路CD4006和F5mm高亮度紅色發(fā)光二極管，來(lái)實(shí)現(xiàn)水位的顯示，而報(bào)警裝置B用YD57-2型8歐圈式揚(yáng)聲器。通過(guò)這兩周的

10、實(shí)習(xí)讓我感觸很深，這次的實(shí)習(xí),使我充分認(rèn)識(shí)到了模電和數(shù)電顯示生活中的實(shí)用性,像交通燈,彩燈控制,水位控制器,報(bào)警器等都是我們?nèi)粘Ｉ钪泻芊奖愕碾娐废到y(tǒng)。由于是自主設(shè)計(jì),自己必須翻閱好多資料,尤其在選用那些不常見(jiàn)的器件時(shí)，讓我不僅增長(zhǎng)了知識(shí),更重要的是學(xué)會(huì)了如何運(yùn)用知道的知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)造。培養(yǎng)了自己的一種創(chuàng)新和動(dòng)手能力。次此設(shè)計(jì)增加我們的動(dòng)手能力和思考能力，以及對(duì)電路的審查能力和調(diào)試能力，對(duì)錯(cuò)誤的審查和改正。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，是我了解了更多的知識(shí)。但有一點(diǎn)讓我郁悶的是我和我班同學(xué)本來(lái)已經(jīng)把各種材料整理好了，總的來(lái)說(shuō)這次實(shí)習(xí)和很有必要而且有用的，我相信其他學(xué)生在這次的實(shí)習(xí)中也一定會(huì)有很大收獲的。從在做這次的實(shí)習(xí)報(bào)告中我又明白了許多許多。參考文獻(xiàn)1 康光華,鄒壽斌等.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模電部分(第五版)M.北京:高等教育出版社,2006.2112222 方大千,朱麗寧.電子控制裝置制作入門(mén)(第四版)M.武漢:國(guó)防工業(yè)出版社,1999.163 3 康光華,鄒壽斌等.電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分(第五版)M.北京:高等教育出版社,2006.29029