水位自动控制电路
自动上水控制电路
桂林航天工业高等专科学校电子工程系自动上水控制电路课程设计报告2011-----2012年第 1 学期专业:电子信息工程技术班级: 2010045201 学号: 11 姓名:李赐禄同组者：黄焕长陈彬钧指导教师:熊川实验成绩评定表任务书设计题目：自动上水控制电路设计要求：1. 设计内容：本课程要求设计一个自动上水控制电路2、性能要求：接上电源在水塔没水情况下可以控制水泵自动灌水，再灌满水之后又能自动切断水泵电源停止灌水3、每人撰写一份设计报告，根据个人分工情况有所侧重，页面数目不少于10页。
每位成员应参与设计与制作的每个过程，要了解整机设计的相关知识、掌握安装与调试等相关技能。
在提交电路板和设计报告时，能够回答老师所提的问题。
小组分工：根据个人擅长及相关专业技能，我们三个分工如下：方案设计：陈彬钧绘图：李赐禄安装与调试：黄焕长目录1、设计方案2、设计目的第1章设计内容1·1主要元件介绍1·2总体电路介绍第2章元器件的选择与检测2·1 NE555的检测2·2 三极管二极管的选择第3章 PCB板的制作3·1 绘制原理图与PCB图3·2 铜板的腐蚀3·3打孔3·4铜板的防氧化3·5焊接第4章电路装配调整4·1三极管驱动电流的调整4·2高低水位的调整4·3电源电路的调整第五章设计总结参考文献附录：元件清单原理图PCB图1、设计方案在我国农村很多地方没有用上自来水，水塔的水泵灌水系统不能自动操作，浪费时间，占用人力资源。
自来水新农村不可缺少的条件，本次设计就为解决这一难题而设计。
2、设计目的解决农村水塔的自动灌水问题，学会自己做一块印制电路板，复习电源的制作，放大电路的应用知识，懂得使用数字电路知识。
第1章设计内容1·1 主要元件介绍自动上水控制电路由四部分组成：直流电源电路、自动控制电路、驱动电路、指示电路。
一个水池水位自动控制系统如图1-1所示试简述系统工作原...共72页
值范围。
01-4-53-j2j2-图4-6 系统根轨迹图)15.0(125.0(++s s s K 4-7 系统结构图0.5 6090 --1801K K =时，极坐标图在1ω与实轴交于1-，即图5-7中与负实轴相交于50-的点右移到1-，则有同理可得极坐标图在2ω与实轴交于－1的增益为252=K ，在3ω与实轴交于1-的增益为4310=K 。
如图5-8所示。
图5-8 例5-8K 变化时的极坐标图现对各种情况分析闭环稳定性：(1)410>K 时，2,2==Z N ，闭环系统不稳定，有两个s 右半平面的根； (2)41025<<K 时，0,0==Z N ，闭环系统稳定；(3)2510<<K 时，2,2==Z N ，闭环系统不稳定，有两个s 右半平面的根； (4)100<<K 时，0,0==Z N ，闭环系统稳定。
综上所述，使得闭环系统稳定的K 值范围为100<<K 和41025<<K 。
【例5.9】 已知系统的开环传递函数为当3.0=ω时，系统开环对数幅频渐近特性dB 10)3.0(=L ，试确定系统参数K 。
解 22(51)(61)(0.210)4()()(1)(1)(31)(41)44Ks s s G s H s s ss s s s +++=+++++ 系统交接频率T ω依次为5,2,1,31,41,51,61。
根据对数幅频渐近特性的表达式，对于惯性环节 对于振荡环节 对于一阶微分环节 由于3.0=ω在交接频率41和31之间，故 根据已知条件解得 456.0=K 【例5.10】 系统结构如图5-9所示，当输入t t r ωsin 2)(=时，测得输出为)45sin(4)(o -=t t c ，试确定参数,n ξω。
解 系统的闭环传递函数 图5-9 系统结构 系统幅频与相频特性为由已知得 ))1(sin()1(2)45sin(4)(oϕ-=-=t A t t c即)(t c 可写成1=ω时幅频和相频的综合表达式： 整理得 1.244,0.22n ωξ==【例5.11】 控制系统如图5-10所示，010()(0.11)G s s s =+，设参考输入信号)(1)(t t r =，干扰信号)100sin(1.0)(t t n =。
水位自动控制电路要点
**大学信息学院数字电路课程设计报告题目：水位自动控制电路专业、班级：电子信息科学与技术学生姓名：学号：指导教师：指导教师评语：成绩：教师签名：一．任务书二．目录目录1 设计目的 (4)2 设计目的要求 (4)3 设计方案选取与论证 (4)4 仿真过程及结果 (5)1 设计思路 (6)2 现有设计方案 (6)3 总体设计框图 (7)5 结论故障分析及解决 (14)6 参考文献 (15)附录 (16)三．内容1. 设计目的通过这次设计熟练对电子设计的动手技能，，提高电子设计的能力，同时也培养学生收集、整理、分析和刷选利用资料及各类信息的能力，也使得学生通过这次的设计对所学的数电和模电知识及各种电路、电路元件的功能更好的理解和运用。
2. 设计任务要求功能：1、当水位低于最低点时，电路能自动加水。
2、当高于最高点时，电路能自动停水。
3、该电路的直流电源自行设计。
（可采用W78××系列）要求：1、选择适当的元器件，设计该电路。
以实现上述功能。
2、利用Proteus绘制其电路原理图并进行仿真。
3. 设计方案选取与论证3.1设计方案的选取：（1）继电器式自动上水控制装置继电器式水位控制装置工作原理是通过接入220V继电器控制电路的3个探测电极来检测水位高低，使继电器闭合或开启，控制水泵电动机的开停，达到控制水位的目的，控制电路较简单，但要注意以下几点:1)在维修水塔中的水位探测电极时，须断开主回路和控制回路电源开来使N线带电，造成维修人员的触电危险。
2)在水塔的低水位探测电极C的引线端，必须进行N线的重复接地。
接地电阻要求小于4Ω，使C点水位探测电极保持良好的零电位，以利于继电器的可靠吸合，使自控电路运行稳定。
3)在水泵向水塔供水时，由于水流的冲击，使水塔内的水位波动起伏，容易导致继电器吸合、断开的频繁跳动，影响自控电路的正常稳定运行。
为了解决这个问题，我们可以在水塔中放置一木排浮漂，使水塔的水位上升平衡稳定。
水位控制开关原理详解及水位自动控制装置原理图
水位控制开关原理详解及水位自动控制装置原理图水位控制开关是反馈液面位置信号，通知值班室中控台，水位是否到达指定水位，并可联动控制相关设备启动或关闭（如，水泵）。
信号电压常为12V或24V安全电压。
水位控制开关--应用领域广泛应用于工业锅炉、民用建筑用水池、水塔、水箱，以及石油化工、造纸、食品、污水处理等行业内开口或密闭储罐，地下池槽中各种液体的液位测量，被检测的介质可分水、油、酸、碱、工业污水等各种导电及非导电液体。
与电动阀组成一套先进的液位显控设备，自动开、关电动阀。
水位控制开关原理--电容式电容式水位开关原理：是采用侦测水位变化时所引起的微小电容量（通常为PF）差值变化，由专用的ADA电容检测芯片进行信号处理，可以输出多种信号通讯协议，如：IO，BCD，PWM，UART，IIC，电容式水位检测的最大优势在于可以隔着任何介质检测到容器内的水位或液体的变化，大大扩展了实际应用，同时有效避免了传统水位检测方式的稳定性、可靠性差的弊端，甚至在某些特殊领域不能检测的问题。
该专用ADA电容检测芯片由于内置MCU双核处理，就可以实现很多特殊控制功能，甚至实现更多的集成化、智能化水位检测功能，诸如太阳能热水器、咖啡壶等应用中掉电后的水位变化也能可靠检测当前水位，电容式水位检测是目前水位开关中最有优势的检测方法。
水位控制开关原理--电子式电子式水位开关原理：（并不是电极式，不是靠通过水的导电性去判断水位，常规尺寸为15020mm）通过内置电子探头对水位进行检测，再由芯片对检测到的信号进行处理，当判断到有水时，芯片输出高电平24V或5V等，当判断到无水时，芯片输出0V。
高低电平的信号通过PLC或其它控制电路板来读取，并驱动水泵等用电器工作。
产品可以任意方向安装，当横向安装时，水位到达蓝线就动作，且精度较高。
产品竖向安装时，水位到达红线就动作，有一定的防波浪功能。
图中的BZ2401为普通型电子式水位开关，适用常温水体环境。
几种自动液位水位控制的方法介绍
几种自动液位（水位）控制的方法介绍在工农业生产以及日常生活应用中，常常会需要对容器中的液位（水位）进行自动控制。
比如自动控制水箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等。
虽然各种水位控制的技术要求不同，精度不同，但基本的控制原理都可以归纳为一般的反馈控制方式，如下图所示，它们的主要区别在于检测液位的方式、反馈形式，以及控制器上的区别。
1、机电控制式水位控制下图是这种控制方式的结构示意。
漂浮在水面上的浮球与控制器中的“检测机构”通过连杆机构相连，当水位发生变化时，浮球上下运动带动“检测机构”产生位移，这个位移可以直接用来驱动阀门动作，关闭或者开启进水口，调节水位。
如果需要控制的水筏较大，浮球的浮力不足以驱动控制水阀动作时，可以在“检测机构”与“阀门控制”之间增加一套机电控制驱动装置，具体控制过程为：①“检测机构”的位移先去带动一个位移开关动作；②位移开关控制电机的转动；③电机驱动水阀门。
这种控制方式结构比较复杂，但可以对大型蓄水装置进行控制，因此常常应用于工农业生产中。
2、全机械结构的水位控制方式家用抽水马桶是典型的全机械结构水位控制，以下是原理示意图：当用户进行冲水操作之后，蓄水箱的水被排空，浮球下降，这个信号通过连杆机构传递给进水阀门，使进水阀门开启，对蓄水箱补水；随着水量的增加，浮球逐步上移，直至达到设定的某个水位时，正好能够关闭进水阀，停止进水。
由此可见，在这种水位控制系统中，浮球=水位检测器（传感器），连杆机构=控制器，水位的“给定量”通过进水阀门与连杆机构的相对位置来设定。
3、古老的水位控制山区坡地种植水稻与平原不同，需要依山修筑层叠而上的梯田。
这种梯田结构至少有两个作用：其一，保持每一块田地都是平面，以便于耕作，其二，灌溉的水源从最上层引入，逐层注满后又逐层向下浇灌，因此，当水量充足时，只要每一层田埂上的排水口高度合适，就可以确保每块田地中的水位高度适中。
水塔水位自动控制电路设计-毕业设计说明书
水塔水位自动控制电路设计-毕业设计说明书四川信息职业技术学院毕业设计说明书设计(论文)题目:________________________水塔水位自动控制电路设计专业: 应用电子技术班级:学号:姓名:指导教师:二〇一三年十二月五日目录摘要 (1)绪论 (2)第1章方案论证与分析 (3)1.1系统功能要求 (3)1.2整体方案 (3)1.2.1方案比较与论证 (3)1.2.2方案论证 (5)第2章硬件设计与分析 (6)2.1单片机最小系统 (6)2.1.1芯片介绍 (6)2.1.2单片机时钟电路设计 (8)2.1.3单片机复位电路设计 (9)2.2超声波测水位电路 (10)2.3指示电路 (11)2.3.1显示电路 (11)2.4报警电路 (12)2.5交流接触器工作原理 (12)2.6整机电路工作原理 (13)第3章软件设计 (14)3.1主程序流程图 (14)3.2中断流程图 (14)第4章系统仿真与调试 (16)4.1常用调试工具 (16)4.1.1Keil 软件 (16)4.1.2Proteus软件 (16)4.2系统调试 (17)第5章实物制作与调试 (18)5.1PCB板的制作 (18)5.2元件的装配 (19)5.3调试与性能检测 (20)参考文献 (22)附录1 整机电路原理图 (23)附录2 源程序 (24)附录3 元器件清单 (27)摘要采用低功耗单片机为控制核心、辅以超声波水位状态采集模块、二极管指示模块、电源供电模块、扬声器报警模块设计的自动水塔水位控制系统，通过一只中间继电器来接通大功率的交流接触器，控制水泵的运行成功实现水塔水位控制功能，它具有电路简单、功能齐全、制作成本低、性价比高等特点，是一种经济、实用的自动水塔水位控制系统。
硬件部分主要由单片机指示灯、继电器、蜂鸣器等基本外围电子电路组成。
它设计的优点是当水位达到一定的位置时报警器开始报警。
因此在生活实践应用中具有一定的价值。
水位自动控制电路的工作原理
水位自动控制电路的工作原理
该电路的工作原理：用一个交流接触器，二只微动开关和浮球支架组成深水井、或水井、水位控制电路，经单位、家庭3年的实际使用得到验证，效
果很好，维修量等于零。
电路如图所示。
合上QS1、K1、K2限位开关。
K1
处于常开状态，K2处于常闭状态。
KM是一只交流接触器。
当水井、水位处于高水位时，靠浮球棒的顶力，浮球连杆凸起1把K1常开触点接通，电源经过L到K1、K2、KM线圈N构成电源回路。
交流接触
器线圈得电吸合工作，KM主触点接通主电源使电动机转动，开始抽水。
当
水井水位逐渐下降时，浮球连杆凸起l把K1脱离。
靠I（~I的辅助触点自锁，电机继续通电抽水。
当水位下降到水井，下限水位开关K2时，浮球连杆凸
起2把限位开关常闭触点K2断开，交流接触器线圈断电，是KM辅助触点、主触点释放断开主电源电机停转，抽水也相应停止。
随着水井水位的上升，不断重复上述过程，周而复始。
元件的选择：限位开关K1、K2，选用LXWS-11G2（触点电流为6A），KM是交流接触器型号为CJO-20A，线圈吸合电压为220V。
浮球支撑用环氧玻璃布板自制，尺寸根据深水井、水位指定相应高度来确定。
绝缘胶木板。
几种自动液位(水位)控制的方法
几种自动液位（水位）控制的方法介绍
在工农业生产以及日常生活应用中，常常会需要对容器中的液位（水位）进行自动控制。
比如自动控制水箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等。
虽然各种水位控制的技术要求不同，精度不同，但基本的控制原理都可以归纳为一般的反馈控制方式，如下图所示，它们的主要区别在于检测液位的方式、反馈形式，以及控制器上的区别。
1、机电控制式水位控制
下图是这种控制方式的结构示意。
漂浮在水面上的浮球与控制器中的“检测机构”通过连杆机构相连，当水位发生变化时，浮球上下运动带动“检测机构”产生位移，这个位移可以直接用来驱动阀门动作，关闭或者开启进水口，调节水位。
如果需要控制的水筏较大，浮球的浮力不足以驱动控制水阀动作时，可以在“检测机构”与“阀门控制”之间增加一套机电控制驱动装置，具体控制过程为：①“检测机构”的位移先去带动一个位移开关动作；②位移开关控制电机的转动；③电机驱动水阀门。
这种控制方式结构比较复杂，但可以对大型蓄水装置进行控制，因此常常应用于工农业生产中。
2、全机械结构的水位控制方式
家用抽水马桶是典型的全机械结构水位控制，以下是原理示意图：
当用户进行冲水操作之后，蓄水箱的水被排空，浮球下降，这个信号通过连杆机构传递给进水阀门，使进水阀门开启，对蓄水箱补水；随着水量的增加，浮球逐步上移，直至达到设定的某个水位时，正好能够关闭进水阀，停止进水。
由此可见，在这种水位控制系统中，浮球=水位检测器（传感器），连杆机构=控制器，水位的“给定量”通过进水阀门与连杆机构的相对位置来设定。
PLC-水塔水位自动控制-
（2）常数
在编程中经常会使用常数。常数数据长度可为字节、字和双字， 在机器内部旳数据都以二进制存储，但常数旳书写能够用二进制、 十进制、十六进制、ASCII码或浮点数（实数）等多种形式。几种 常数形式分别如表3.9所示。
CPU旳存储区
1. 输入映像寄存器（I）（I0.0~I15.7），每个扫描周期采样。 2．输出映像寄存器（Q）（Q0.0~Q15.7），每个扫描周期末尾 3. 变量存储器（V） 4.位存储器（M）区（M0.0~M31.7） 5.定时器（T）存储器区 6.计数器（C）存储器区 7.高速计数器（HC） 8.累加器（AC） 9. 特殊存储器（SM）标志位 如SM0.0，SM0.1，SM0.4，SM0.5
CPU旳存储区
10.局部存储器（L）区 11.模拟量输入映像寄存器（AI） 12.模拟量输出映像寄存器（AQ） 13.顺序控制继电器（S）
三、寻址方式
1. 直接寻址方式
按位寻址 存储区内另有某些元件是具有一定功能
旳硬件，因为元件数量极少，所以不用 指出元件所在存储区域旳字节，而是直 接指出它旳编号。 按字节、字或双字寻址
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PLC编程语言旳国际原则
1.顺序功能图 2.梯形图 3.功能块图 4.语句表 5. 其他编程语言
图3.4 顺序流程图
1. 顺序功能图
T0 S1
T1 S2
S T2 S3
S
T3 T8
S8 S
T9
2. 梯形图（LAD）
图3.2 梯形图举例
3. 功能块图（FBD）
功能块图（FBD）旳图形构造与数字电子电路旳构 造极为相同，如下图3.3所示。
必须指定存储器标识符、字节地址和位号，如 图3.8 所示。图3.8中MSB表达最高位，LSB表
水池水位自动控制系统设计
水池水位自动控制系统设计与制作摘要根据物体在水中漂浮的性质，可以用一个浮球来感知水塔里水位的升降，用来控制水泵，使水泵能自动对水池上水，水满时能自动断电停止，真正做到了水池的全自动控制功能，解决了人们日常用水的诸多不便。
本毕业论文范文写的是水池水位自动控制电路的作用是根据水位的高低，自动地控制水泵的启动与停止。
水泵和水位的高低是相互反馈的。
这样就可以实现水位自动控制的目的。
我所设计的水位制动控制装置是有以下几部分组成：水位自动控制电路，高低水位报警器，数码显示。
水位自动控制在一定范围内（如 2 -6 米），当水位低至2米时使水泵启动上水；当水位升至6米时，使水泵停止工作。
因特殊情况水位超限（如高至7米、低于2米）报警器报警。
设有手动按键，便于随机控制。
由数码管直观显示当前水位。
本系统可以随时的控制水位的高低，防止过量放水或来水无人打开关。
关键词：水池；浮子开关；自动上AbstractAccording to the nature of an object floating in the water, you can use a float to sense the water level in the lift tower to control the pump, the pump automatically to the water tower, Sheung Shui, water, power off automatically when full stop pumping water tower, and truly automatic control tower to solve the inconvenience of daily water.Pham Van of the thesis is written in the role of water level automatic control circuit is based on the level of the water level, automatic control of pump start and stop. Pumps and water level is the level of mutual feedback. This level can automatically control. I designed the brake control device is the water level has the following components: automatic water level control circuit, high and low water level alarm, digital display. Automatic water level control within a certain range (eg. 2-6 meters), when the water level as low as 2 meters, the Sheung Shui to start the pump; when the water level to 6 meters, the pump stopped working. Water level gauge due to special circumstances (such as up to 7 meters, as low as 2 meter) alarm to the police. With manual buttons, easy to stochastic control. Visual display by the LED current level. The system can control the water level at any level, to prevent excessive drainage or runoff and no open relationsKeywords:water tower; float switch; automatic pumpin目录摘要 (I)Abstract (2)第一章引言 (1)第二章水位自动控制装置整体电路图及工作原理 (5)2.1 整体装置电路图： (5)2.2 工作原理： (6)2.3 运行方式： (6)第三章电路设计 (7)3.1 水位自动控制电路设计 (7)3.2 高低水位报警器电路设计 (8)3.3 数字显示的电路设计 (8)3.3.1 数码管的电路图 (8)3.3.2 数字显示的原理 (9)第四章故障处理 (10)4.1 水泵的常见故障及检修 (10)4.1.1 无法启动 (10)4.1.2 水泵发热 (10)4.1.3 流量不足 (10)4.1.4 吸不上水 (11)4.1.5 剧烈震动 (11)4.1.6 深井潜水泵不上水或者水量小 (11)4.2 关于PLC控制器 (12)结论 (13)致谢 (14)参考文献 (15)第一章引言随着城乡人民生活水平的不断改善，许多家庭都使用上了高位水池自来水系统或楼顶太阳能热水箱。
水位浮球开关怎么接线
水位浮球开关怎么接线?浮球开关和接触器接线图如下：浮球和交流接触器手动自动控制潜水泵实物接线图交流接触器的m1.m2 一端接零线，另一端接浮球，余下一根浮球线接火线就可以了。
用浮球开关控制交流接触器线圈，由交流接触器控制潜水泵工作即可。
浮球开关接水位过低时浮球下降后接通的触点，控制电压由选取的交流接触器线圈工作电压决定接380V。
这样当水位低浮球下降一定高度后触点接通交流接触器启动水泵工作，水位升高后，浮球触点断开，交流接触器自动停止抽水。
浮球开关控制两台排污泵一备一用，水位超高时两台同时启动线路浮球开关排污泵现代建筑的地下室、地下车库和公路隧道等容易积水的地方，都需要排污泵进行排水作业，一般都是一备一用安装两台水泵来进行排水工作。
现在讲解一下两个浮球开关控制两台排污泵，其中一备一用，水位超高时，两台排污泵同时启动运行的控制原理，其原理图如下：电气控制原理图所需材料：一、潜水排污泵两台二、空开或者断路器两个三、交流接触器两个四、热继电器两个五、万能转换开关一个六、熔断器一套七、按钮四个八、指示灯红色和绿色各两个，声光蜂鸣器一个九、导线及其他配件若干电路分析：万能转换开关的手柄打在中间位置时，是手动控制，按下启动按钮SB2或者SB4可以启动一号或者二号排污泵，并且可以自保连续运行，按下停止按钮SB1或者SB3排污泵停止运行。
当万能转换开关打向左边时，一号排污泵自动运行，二号排污泵备用；当低水位浮球开关触点闭合，接通交流接触器KM1控制线路，使1KM通电吸合，一号排污泵运行工作；当水位超高时，由于高水位浮球开关的闭合，接通了二号备用排污泵的控制线路，使交流接触器KM2吸合，二号排污泵运行工作，也就是两台排污泵超高水位同时运行。
万能转换开关打到右边时二号排污泵自动控制，一号排污泵备用，它的工作原理和打到左边时一样，这里不再重复叙述了。
当排污泵过负载时，热继电器保护动作，切断相应的控制回路使排污泵停止运行，接通蜂鸣器控制回路，蜂鸣器发出声光报警，提醒维修人员检查维修，排除故障。
防电极电解的自动水位控制电路
防电极电解的自动水位控制电路
湖南陈催
水位控制的电极(材料多为不锈钢)一般使用三年左右，就会出现故障。
笔者仔细分析，认为电极之所以会电解，最主要是上面加有直流电。
如果把电极上加的直流电改为交流电，应该可以解决电极的电解腐蚀问题。
笔者经过反复实验，最后用1V的交流电，经过电阻限流，经双运算电路作比较，解决了电极电解腐蚀的现象，使用已两年多，电极表面还是光洁如新。
现绘出电路
原理图与大家探讨。
图中C1、C2用CBB电容，U1、U2可采用LM339，也可采用其他双运算集成电路。
当水位低于A2时，1V交流电源经D1、D2整流，C1、C2滤波后，使比较电路U1、U2都输出为高电平，R9为上拉电阻，U3输出低电平，继电器吸合，水泵工作。
水位上水到
A2时，P2无整流输出，U2输出低电平。
因R10与R9同阻值，
固而使U3②、⑥脚保持1/2VDD电压，U3；状态不变，当水位上升到A1时，D1无整流输出，U1输出低电平，U3状态改变，③脚输出高电平，水泵停止工作，U3采用NE555较CD4011故障低，不容易损坏。
来自：/tech06/te074151.asp。
水位控制开关原理详解及水位自动控制装置原理图
水位控制开关原理详解及水位自动控制装置原理图水位控制开关是反馈液面位置信号，通知值班室中控台，水位是否到达指定水位，并可联动控制相关设备启动或关闭（如，水泵）。
信号电压常为12V或24V安全电压。
水位控制开关--应用领域广泛应用于工业锅炉、民用建筑用水池、水塔、水箱，以及石油化工、造纸、食品、污水处理等行业内开口或密闭储罐，地下池槽中各种液体的液位测量，被检测的介质可分水、油、酸、碱、工业污水等各种导电及非导电液体。
与电动阀组成一套先进的液位显控设备，自动开、关电动阀。
水位控制开关原理--电容式电容式水位开关原理：是采用侦测水位变化时所引起的微小电容量（通常为PF）差值变化，由专用的ADA电容检测芯片进行信号处理，可以输出多种信号通讯协议，如：IO，BCD，PWM，UART，IIC，电容式水位检测的最大优势在于可以隔着任何介质检测到容器内的水位或液体的变化，大大扩展了实际应用，同时有效避免了传统水位检测方式的稳定性、可靠性差的弊端，甚至在某些特殊领域不能检测的问题。
该专用ADA电容检测芯片由于内置MCU双核处理，就可以实现很多特殊控制功能，甚至实现更多的集成化、智能化水位检测功能，诸如太阳能热水器、咖啡壶等应用中掉电后的水位变化也能可靠检测当前水位，电容式水位检测是目前水位开关中最有优势的检测方法。
水位控制开关原理--电子式电子式水位开关原理：（并不是电极式，不是靠通过水的导电性去判断水位，常规尺寸为15020mm）通过内置电子探头对水位进行检测，再由芯片对检测到的信号进行处理，当判断到有水时，芯片输出高电平24V或5V等，当判断到无水时，芯片输出0V。
高低电平的信号通过PLC或其它控制电路板来读取，并驱动水泵等用电器工作。
产品可以任意方向安装，当横向安装时，水位到达蓝线就动作，且精度较高。
产品竖向安装时，水位到达红线就动作，有一定的防波浪功能。
图中的BZ2401为普通型电子式水位开关，适用常温水体环境。
水位自动控制系统的原理图
液位信号的传输可以有有线和无线两种方式。有线就是通过普通电缆线或屏蔽线传输，大 部分传统液位传感器通过普通的 BV 线就可以了，传输信号易受干扰的压力式、电容式传感器 需要用屏蔽线传输而且距离不能太远。
4
温度监控 水压监控
监控中心 液位监控 故障报警 GKY-4TR
MODBUS 总线
GKY 液位仪
水泵控制箱
管理员
图 3.1 液位控制系统组网 液位控制系统可以通过 MODBUS 总线组网，还可以通过 GPRS-DTU 组建无线网络，GKY 智能液位控制仪表提供了丰富的组网功能。另外，GKY 仪表还具有灵活多变的各种型号，可 以满足液位控制的各种功能需求。下表列出了一些液位控制仪表的功能和型号，方便大家选择。
5
GKYU 系列
GKYU-5T GKYU-4T GKYU-3T
GKY-4TR 配备通信 GKY-2TR 接口仪表
5 个 GKY 液位传感器 4 个 GKY 液位传感器 3 个 GKY 液位传感器 4 个 GKY 液位传感器 2 个 GKY 液位传感器
GKY-BJ1 报警器 GKY-BJ2
系列 QGKY
上限水满或下限缺水报警
水泵缺水保护器，将一个传感器固定 在悬挂水泵的绳索上，当无水时禁止 水泵启动。 通过短息方式传输液位信号 通过流量卡传输液位信号 通过无线天线传输液位信号 遇紧急情况向管理员发短信打电话 液位显示/供水排水选择/手动自动转 换/水泵故障报警 传统玻璃管液位计上加装光电监控
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西安祥天和电子科技有限公司 详情咨询官网 主营产品：液位传感器 水泵控制箱 报警器 GKY 仪表 液位控制系统，液位控 制器，无线传输收发器等
(完整版)水位控制电路图水位控制器原理
水位控制电路图水位控制器原理1.本电路能自动控制水泵电动机，当水箱中的水低于下限水位时，电动机自动接通电源而工作；当水灌满水箱时，电动机自动断开电源。
该控制电路只用一只四组双输入与非门集成电路(CD4011)，因而控制电路简单，结构紧凑而经济。
供电电路采用12V直流电源，功耗非常小。
控制器电路如图1所示。
指示器电路如图2所示。
图1是控制器电路图，在水箱中有两只检测探头"A"和"B"，其中"A"是下限水位探头，"B"是上限水位探头，12V直流电源接到探头"C"，它是水箱中储存水的最低水位。
下限水位探头"A"连接到晶体管T1(BC547)的基极，其集电极连到12V电源，发射极连到继电器RL1，继电器RL l接入与非门N3第○13脚。
同样，上限水位探头"B"接到晶体管T2的基极(BC547)，其集电极连到12V电源，发射极经电阻R3接地，并接入与非门N1第①、②脚，与非门N2的输出第④脚和与非门N3的第○12脚相连，N3第①脚输出端接到N2第⑥脚输入端，并经电阻R4与晶体管T3的基极相连，与晶体管T3发射极相连的继电器RL2用来驱动电动机M。
当水箱向水位在探头A以下，晶体管T1与T2均不导通，N3输出高电平，晶体管T3导通，使继电器RL2有电流通过而动作，因而电动机工作，开始将水抽入水箱。
当水箱的水位在探头A以上、探头B 以下时，水箱中的水给晶体管T1提供了基极电压，使T1导通，继电器RLl得电吸合N3第○13 脚为高电平，由于晶体管T2并无基极电压，而处于截止状态，N1第①、②脚输入为低电平，第③脚输出则为高电平，而N2第⑥脚输入端仍为高电平，因而N2第④脚输出则为低电平，最终N3第11脚输出为高电平，电动机继续将水抽入水箱。
当水箱的水位超过上限水位B时，晶体管T1仍得到基极电压，继电器RLl吸合。
水位自动控制器电路图
水位自动控制器电路图目前市售水位控制器大都没有水塔(池)进水指示与保护、报警功能，当水源无水或水泵故障时，不能自动停泵，既浪费电能，又容易烧毁电机。
当水位低于下水位且泵无水时，不能及时停泵报警，提醒用户。
因此，其安全性与可靠性尚有不足。
本文介绍的两种水位自动控制器，都是为解决上述问题而设计的。
图1是S Z K－Ⅱ型水位自动控制器电原理图。
同相器I C3、I C4组成大回差施密特触发器。
R12、C4为积分电路，能有效地消除交流电源引入的干扰。
R14、R13使I C4输出呈施密特特性。
通过水塔地电极与下、上水位电极跟水顺序接触，改变I C3输入电压，实现水位自动控制。
I C1、I C2、I C3的输出共同控制三极管V T1。
V T1导通时，C3放电，I C5输出为负。
V T1截止时，V D7反偏，电源经R10向C3充电，延时开始。
到达延时时间后，I C5输出变正，电路进入保护或报警状态。
延时时间应调整为略大于开泵至水塔有进水所需的时间。
V T1截止有两种情况：1、I C1与I C2输出都为正，即水位在上水位电极以上和进水口仍有水流。
这是专为自来水压力不正常须装加压泵或自来水与井、河水并用的环境而设计的报警。
当自来水压力能自流上水塔时，水满报警，提醒用户关闭水阀。
如果水塔加装水位浮球阀，并使浮球阀关水线在上水位电极上方，则不需报警便能自动控制。
这时应拆去V D5、V D6，并将V T1发射极接电源负极，使I C2输出开路以消除本项报警。
2、I C1、I C2、I C3输出都为负，即水位在上水位电极以下、水泵工作和水抽不(未)上水塔时的状态。
这时，在延时时间内，水塔进水口若有水流，则I C1输出变正，V T1导通；若仍无水流，则I C5输出因C4充电电压上升而变正。
V D8、R15能加速I C5翻转和消除电源波动的影响。
I C5的输出分两路，一路为V T2提供基极电流，产生鸟叫声报警；一路通过V D9加至I C4输入端，使其输出变正，水泵停泵，同时通过R11作用于I C3输入端。
水泵自动供水电路
水泵自动供水电路自动抽水控制器(二根线)1《电子报》曾介绍过多款实用的自动抽水电路，这些电路都需要3根以上的水位探测信号线。
由于水塔与水泵的距离较远，为了节省线材和减少架线的难度。
本人设计了一款只有两根信号线的自动抽水控制电路。
用来控制自家水泵，性能稳定可靠，现介绍给大家。
电路原理：如图：图中继电器J是用来控制水泵的电源，电容Ｃ１是为了消除信号线上的干扰。
IC ：ＮＥ５５５接成施密特触发电路，利用其回差特性而达到保持的目的。
自动抽水：当水位下降低于C点时，C点悬空。
IC的②脚低于1／3Ｖｃｃ，其③脚输出高电平，继电器得电吸合，启动水泵抽水，水位逐渐上升。
中间保持：当水位上升到Ａ点到Ｂ点之间时，电阻R4被串接入电路，此时P点电位控制在1／2Ｖｃｃ左右，触发器保持原来的状态不变。
抽水自停：当水位上升至Ａ点时，由于水电阻较小,P点电位高于2／3Ｖｃｃ，ＩＣ的③脚输出低电平，继电器断电，水泵停止抽水。
这样可以达到自动抽水的目的。
该电路简单、制作容易，一般不需调试就可以工作。
说明: 水位探测线A B C可直接用胶皮铝线做成，插到水池里，BC要求靠得很近但不能直接接触.A是最高水位探测线，C是最低水位探测线用自动供水器电路图2本例介绍的农用自动供水器，可用于对三相（采用交流380V电压）水泵和单相（采用交流220V电压）水泵的自动控制，实现无人值守自动抽水。
电路工作原理该农用自动供水器电路由电源电路、水位检测电路和控制执行电路组成，如图1 所示。
图2 水泵自动供水器电路电源电路由电源变压器T、整流二极管VD1～VD4和滤波电容器C组成。
水位检测电路由高水位电极A、低水位电极B和主电极C组成。
控制执行电路由继电器K、控制晶体管V和交流接触器KM等元件组成。
交流220Y电压经T降压、VD1～VD4整流和C滤波后，产生直流12V电压，供给控制执行电路。
在水塔内无水或水位低于低水位电极B时，控制管V因基极电位与发射极电位相同而处于截止状态，继电器K不动作，其常开触点K2断开，常闭触点K1接通，交流接触器KM通电吸合，使三相水泵电动机M1通电运转，水泵开始抽水。
采用单片门电路设计的水位自动控制装置
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维普资讯
差， 系统就能 自行纠偏 引。
被 控 量
给
图 ２ 按偏差调节的系统原理方框图
１２ 设 计方案 ． 在设 计过 程 中 ， 按偏 差调 节 的控制原 理 提 出的设计 方案 如 图 ３所 示 。
在设计 中选择反馈控制方式即按偏差调节的控制系统 ， 以获得很高的控制精度 ， 可 如图 ２ 所示 。从 图中可以看出系统存在一个闭合作用的回路 ， 由于系统是按偏差调节原则设计 ， 以只要被控量 出现偏 所
［ 收稿 日期 ］２０ ０ ０ ０ ７— ９— ５ ［ 作者简 介］刘银汉 （９ ４一） 男 ， １６ ， 江苏连 云港人 ， 云港 师范 高等 专科 学校 讲师 。研 究方 向 ： 算机 硬 件。Ｅ— 连 计
当水位上升到 Ａ点后 ， 、 Ａ Ｂ两极接通， 三极 图 ３ 控 制电路和水泵构成的水位 自动控制装置 图 管 Ｂ 由于基 极 得 到 电 流而 导通 ， 得 电 吸 Ｇ Ｊ 合 ， 的常 闭触 点断 开 ， 电器 Ｊ 的线 圈失 电 ， 时控 制 水泵 的 Ｊ 触 点 断开 ， Ｊ 继 这 导致 水泵 停 止 泵 水 。一 旦
在贮水容器 的上部引入两根硬导线 Ａ 、 Ｂ。Ａ置于水 位 的上 限位置 ， 于水位 的下 Ｂ置 限位置 ， 电路上用一只 晶体三极 管 Ｂ Ｇ驱动 继电器 Ｊ 工作 ， 而三极管的导通与否取决于 水位离 Ａ点的上下位置。其工作原理是 ： 一 合
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**大学信息学院数字电路课程设计报告题目：水位自动控制电路专业、班级：电子信息科学与技术学生姓名：学号：指导教师：指导教师评语：成绩：教师签名：一．任务书二．目录目录1 设计目的 (4)2 设计目的要求 (4)3 设计方案选取与论证 (4)4 仿真过程及结果 (5)1 设计思路 (6)2 现有设计方案 (6)3 总体设计框图 (7)5 结论故障分析及解决 (14)6 参考文献 (15)附录 (16)三．内容1. 设计目的通过这次设计熟练对电子设计的动手技能，，提高电子设计的能力，同时也培养学生收集、整理、分析和刷选利用资料及各类信息的能力，也使得学生通过这次的设计对所学的数电和模电知识及各种电路、电路元件的功能更好的理解和运用。
2. 设计任务要求功能：1、当水位低于最低点时，电路能自动加水。
2、当高于最高点时，电路能自动停水。
3、该电路的直流电源自行设计。
（可采用W78××系列）要求：1、选择适当的元器件，设计该电路。
以实现上述功能。
2、利用Proteus绘制其电路原理图并进行仿真。
3. 设计方案选取与论证3.1设计方案的选取：（1）继电器式自动上水控制装置继电器式水位控制装置工作原理是通过接入220V继电器控制电路的3个探测电极来检测水位高低，使继电器闭合或开启，控制水泵电动机的开停，达到控制水位的目的，控制电路较简单，但要注意以下几点:1)在维修水塔中的水位探测电极时，须断开主回路和控制回路电源开来使N线带电，造成维修人员的触电危险。
2)在水塔的低水位探测电极C的引线端，必须进行N线的重复接地。
接地电阻要求小于4Ω，使C点水位探测电极保持良好的零电位，以利于继电器的可靠吸合，使自控电路运行稳定。
3)在水泵向水塔供水时，由于水流的冲击，使水塔内的水位波动起伏，容易导致继电器吸合、断开的频繁跳动，影响自控电路的正常稳定运行。
为了解决这个问题，我们可以在水塔中放置一木排浮漂，使水塔的水位上升平衡稳定。
（2）晶体管式自动上水控制装置晶体管式水位控制装置工作原理是水位高低控制串接探测电极的2支晶体三极管的导通、关断，从而控制继电器回路，达到自动(可手动)启停水泵电动机的目的，以控制水位。
设计与使用中应注意以下问题:1)自制电子式自控装置所选用的电子电器元件必须是正规产品，并应对元器件的主要技术参数逐项检测。
对装配好的整机要进行电老化及热老化的试验，并在电气试验室作额定工作状态的频繁动作100次以上的传动试验，以及绝缘耐压试验等。
2)由于三极管输出信号较小，需通过中间继电器来控制主回路接触器，以延长器件寿命，增加可靠性。
3)水位探测电极，至少要用6mm2的铜芯塑料线，如用30mm×3mm或40mm ×4mm铜排则更好。
其端部要用电烙铁加热搪锡，以防止探测电极氧化锈蚀，降低电极的导电性能。
4)定期对整个控制电路检修维护和探测电极的清扫除垢。
3.2论证综合考虑元件购买、成本高低、简便性和数字电路向对于模拟电路易操作等因素，本设计采用了方案二。
4. 仿真过程及仿真结果总体设计框图由任务分析可知该设计电路有两个功能：水位控制、水位显示。
而要有这些功能就必须要有使其工作的控制信号，所以首先即必须要有输入信号，因为任务要求是自动控制，所以输入信号也必须由电路自己产生而不能人为加入，因此可以将整个电路设计为以下部分：信号产生、信号处理、电路控制和水位显示电路。
整体电路框架如下图1所示。
1、设计思路每部分电路都有其相应功能：首先有信号产生部分产生整个电路的输入信号，该信号经过信号处理部分处理之后，输出其他电路的控制信号，控制其他电路工作，电机控制电路部分接收到有信号处理电路输出的有效控制信号后正常工作驱动电机转动抽水，使水位上升，而水位的变化有直接关系到信号的产生，因此有个循环的过程，即使水位保持在一定范围内：水位显示电路接收到有效信号后驱动显示器工作，使其显示该时刻的水位；水位超限时输出为报警电路的有效控制信号使报警电路工作，驱动报警器报警。
由“信号产生→信号处理→电机控制→电机→信号产生”这个循环就能使水塔具有自动控制水位的能力。
2、现有设计方案555定时器组成的水位自动控制器3、总体设计框图3.1、信号产生部分该电路的目的是产生有效的输入信号，主要原理是利用水的弱导电性。
水属于弱导电质、即使这样也可以通过水来传递微弱的电信号，鉴于此原理，初步将该电路设计成由水面上升与下降来控制电信号的接通与断开；当水位上升时接通电信号；当水位下降时断开电信号。
按此分析，只要在水塔里放上用来传递电信号的探头，则水位上升到探头位置时接通电信号；水位低于探头位置时断开电信号。
把电信号接通时设为有效信号即当做输入信号，而断开时设为无效信号，因此可以由电信号的接通与断开之间的变化产生信号当做控制信号。
在水塔的不同位置放置几个探头时就可以根据水位的高低接通某些探头和断开某些探头。
因此只要知道每个探头具体位置，再根据其输出电信号的情况就能大致确定水位的位置，将探头输出的电信号当做输入信号经过处理后成为电路的控制信号。
根据设计的要求，设水塔分水满、不足、两者之间三部分，因此可用探头个数设计为三个点的水位，原理图如下：a-c为三个检测探头，其中a探头表示水箱底部水不足的临界点，b 表示在水满和水不足之间，c探头表示水满的触点。
COM为公共电极，接+5V，为了提高精确度，将公共电极尽可能的靠近探头，即使电极与探头的距离尽量小，有利于电信号的传递。
a-c为三个检测探头，其中a探头表示水箱底部水不足的临界点，b 表示在水满和水不足之间，c探头表示水满的触点。
COM为公共电极，接+5V，为了提高精确度，将公共电极尽可能的靠近探头，即使电极与探头的距离尽量小，有利于电信号的传递。
图2 探头原理图3.2、信号处理部分该部分主要是对输入信号进行处理输出其他电路的控制信号，由于水的导电性十分微弱，由公共端通过探头的电信号会很小，不一定能够成为满足电路工作的控制信号，因此可以接一个反相器对输入信号进行处理。
图3所示即为用反相器对信号处理的原理图3.3、水位显示部分由以上电路的设计，可选用74LS147的优先编码器，所谓“优先”编码即多个输入端同时满足编码条件时，只对最高位编码。
先用优先编码器把所输入信号进行编码，编码后由于输出低电平信号有效所以用反相器进行校正，校正后驱动显示器进行工作。
用开关的通断来分别表示水满、不足、中等这几个信号，水满时显示器可显示3，水不足时显示1。
根据要求该电路设计以编码器为核心的编码电路，具有设计的电路如下图4所示：图4信号编码电路a、b、c为信号输入端，D、C、B、A为编码器信号输出端。
元件选择：编码器74LS147，反相器7407，显示器。
3.4、控制电路该部分为整个设计电路的重点部分，也是难点部分。
主要目的就是要控制电机的工作，通过控制电机的工作来控制水位，这也就是本实验的主要设计目的。
现用灯泡的亮灭代替电机的运转。
由于任务要求：当水位低时要自动进水，满时要及时断电停水。
也就是说只有A开关闭合时电机运转，现在用灯泡来表示即为灯灭;当3个开关都闭合是即显示3灯亮。
该部分电路设计如下图：由于当DCBA为0011是灯亮，DCBA为0001是灯灭，故上图开关A闭合表示B=1，A打开表示B=0.其原理为：A1和A2是两个555时基集成电路，其中，A1及R1、R2、C2组成自激多谐振荡器，A1的3脚每50s输出一个宽度仅为0.1s的低电平脉冲。
A2与R4、C3组成延迟约为70s的单稳态触发器。
当水池中水位最低时即显示器显示1时，上面开关断开，此时A2的2脚为低电平，3脚为高电平，灯不亮。
当水位上升最高点时，开关闭合，A2的2脚仍为高电平，A2的3脚变为低电平，灯亮。
优先编码器的输出信号与灯的状态之间的关系：D C B A 灯0 0 0 1 灭0 0 1 0 保持0 0 1 1 亮其总电路图为：3.5、元器件的选用及其参数（1）在这里选择的555单稳态触发器，是由555定时器的基础上发展而来的。
先对555定时器做个简单的介绍。
如图3所示是它的内部的结构图。
图3下表是555定时器的功能表，充分说明了它的特性。
如表（2）表（2）555功能表555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。
该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。
因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
在这里用到的555单稳态触发器其工作特性是没有触发信号时，电路只有一种稳定状态一直保持低电平不变，有触发信号时，先会进入暂稳态再回到稳定状态。
555时基电路(IC)接成单稳态触发器形式，继电器接在IC输出端3脚与地之间，2脚为触发信号输入端。
平时3脚输出信号V=0，单稳态触发器为稳态。
当有一负触发脉冲Vi作用于2脚时，单稳态触发器翻转为暂稳态，3脚输出信号Vo=VCC。
单稳态触发器驱动电路的特点是每触发一次555时基电路便驱动负载工作一个固定的时间，该工作时间等于单稳态触发器的输出脉宽丁(T=1.1RC)。
在这里主要发挥了它的三大特点:其一，触发电流仅为0.5μA，特别适用于电极式水位触发导通电流越小越好的关键技术特性；其二，输出负载电流大，最大可达200mA，可直接驱动继电器；其三，可利用单稳态电路的延时特性避免由于水流冲击导致水塔内水面波动起伏而影响输出继电器频繁跳动的不良现象，以使自控电路工作更加稳定可靠。
如图4所示为555单稳态触发电路图。
图4（2）其他元器件及其参数表6 元器件及其参数Q1-Q8、Q9 三极管 9013 9014 R1-R8、R9、R10-R16 电阻10k 2k 220欧姆IC1 编码器 74147IC2 反相器7404IC3、IC4 四输入与非门7420IC5 译码器7448IC6 二输入或门4071IC7 二输入与门7400C1-C8 电解电容10uf报警器NE555时基定时器显示器显示器5.结论故障分析及解决通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。
我在做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。
平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。
而且还可以记住很多东西。
认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。