水塔自动上水课程设计
水塔水位PLC课程设计报告
河南机电高等专科学校水塔水位PLC控制课程设计报告系部：电气工程系专业：电机与电器班级：电器学生姓名：学号： 13032015年7月6日1. 课程设计目的（1）利用plc构成水塔水位（液位）控制系统。
（2）了解自动控制的工作原理及设备在日常生活中的应用。
（3）熟悉基本指令的应用。
（4）熟悉语句表指令的应用及其与梯形图程序的转换。
（5）掌握PLC外部输入、输出电路的设计和导线的连接方法。
（6）掌握PLC的编程和调试方法。
（7）对应用PLC解决实际问题的全过程有个初步的了解。
（8）掌握应用软件的编程方法。
（9）利用PLC构成水塔水位控制系统。
（10）了解自动控制的工作原理及设备在日常生活中的应用2.课程设计题目和要求（1）初始状态：水箱没有水，液位开关S4断开（S4e为OFF）.(2) 控制要求：本装置上电后，按启动按钮，电动阀Y通电（Y为ON）,水箱开始注水：当水箱水位到达S4高度后，液位开关S4关闭(S4为ON)，当液位到达S3高度（水满）时，液位开关S3闭合|（S3为ON），注水电动阀Y断电（Y 为OFF），水箱停止注水：此后，随着水塔水泵抽水过程的进行，水箱液面逐渐降低，液位开关S3（S3=OFF）复位:随着抽水过程的继续进行，水箱液面继续降低，当液面低于开关S4时，液位开关S4复位（S4为OFFF），电动阀Y再次通电（Y为ON），水箱（自动）注水，当液位达到S3时再次停止注水，如此循环，使水箱水位保持在S3~S4之间。
（3）当水箱水位高于S4液位，并且水塔水位低于最低允许液面开关S3（液位开关S2为OFF）时，水泵电动机M开始运行，向水塔抽水；当液面达到最高液位开关S1时，水塔电动机M停止抽水（M为OFF），此循环控制使得水塔自动保持在S1~S2之间。
3.设计内容3.1 PLC的介绍可编程控制器（Programmable Controller）,也称可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置，是计算机家族的一名成员，简称PC，为了避免与个人电脑（也简称为PC）相混淆，通常将可编程控制器简称为PLC[1]。
水塔供水自动控制系统的设计
水塔水位的PLC控制的设计PLC课程设计说明书姓名班级学号专业机电一体化技术教师组别日期 2012.1.10成绩目录一概述 (1)二水塔供水自动控制系统方案设计 (2)设计方案 (2)三水塔水位自动控制系统设计 (2)1水泵电动机控制电路的设计 (2)2水位传感器的选择 (4)四水位自动控制系统的组成 (6)1、系统构成及其控制要求 (6)2系统框图 (7)五 PLC的设计 (8)1可编程序控制器(PLC)简介 (8)2PLC工作原理 (8)3PLC的编程语言--梯形图 (9)4SYSMAC-C系列P型机概述 (11)5水塔水位自动控制系统的软件设计 (12)六结束语（系统总结分析） (17)1系统的优点 ............................................................................ 错误!未定义书签。
2结束语 .................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 (19)致谢 (20)水塔供水自动控制系统的设计一概述水塔水位控制系统采用交流电压检测水位,在控制系统启动后，若水槽水位低于水槽最低水位S2时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号，PLC根据此信号打开补水泵向水槽补水，当水位达到水槽最高水位S4时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止补水泵的工作，当水塔水位达到最低水位S2时，液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC输出，PLC在收到信号后启动水泵向水塔加水，当水塔水位达到最高水位S1时传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止水泵的工作。
二水塔供水自动控制系统方案设计设计方案PLC和传感器构成的水塔水位恒定的控制系统原理。
在控制系统启动后，若水槽水位低于水槽最低水位时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号，PLC根据此信号打开补水泵向水槽补水，当水位达到水槽最高水位时液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止补水泵的工作，当水塔水位达到最低水位时，液位传感器将水位信号转化为电信号向PLC输出，PLC在收到信号后启动水泵向水塔加水，当水塔水位达到最高水位时传感器将水位信号转化为电信号向PLC发出信号停止水泵的工作。
水塔水位自动控制系统设计.
开题报告设计题目：水塔水位自动控制系统的设计主要研究内容：水塔水位自动控制系统采用传感器或电极检测水位，水位低于下限水位A 时，启动水泵抽水；水位高于上限水位B时，水泵停止抽水，实现水塔水位的自动控制，并能自动完成上水与停水的全部工作循环，保证水塔的水位高度始终处于较理想的范围。
主要技术指标或研究目标：本设计的相关技术数据：电源电压220伏，电源频率50赫兹。
要求：系统工作稳定、结构简单、制造成本低、灵敏度高。
本系统采用分立元件实现控制系统的设计。
能利用所学知识进行分析与设计，进一步加深和巩固课本所学知识，学会分析电路、设计电路的方法与步骤，培养综合运用知识的能力。
基本要求：（1）控制系统整体方案的可行性分析。
（2）工作原理与电路设计。
（3）元器件的选择（4）绘制设备示意图和系统原理图（5）编制设计说明书摘要在工农业生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。
水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
而水位检测可以有很多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本文采用分立元件实现控制系统的设计，在水箱上安装一个自动检测水位装置，利用水的导电性，连续的全天候的测量水位的变化，把测量的水位变化转换成相应的电信号，由逻辑电路进行处理，完成相应的动作，使水位保持在适当的位置。
关键词水位控制分立式元件控制目录1引言 (1)2系统方案 (2)2.1 概述 (2)2.2 系统组成 (3)2.2.1系统工作原理框图 (3)2.2.2功能原理 (3)3单元电路设计 (4)3.1系统电源电路设计 (4)3.1.1三端集成稳压器的介绍 (4)3.1.2电源电路工作过程 (6)3.2液位传感器电路设计 (6)3.3报警显示电路设计 (7)4系统电路设计 (8)4.1系统主干电路 (8)4.2系统手动电路 (9)4.3系统自动电路 (9)5系统运行总体过程 (12)6元件清单 (13)附录 (18)总结 (19)参考文献 (20)致谢 (21)1.引言随着我国经济和科学技术的飞速发展，我国各个领域的现代化建设都取得可喜的成果：尤其在中国的广大城市中，可以说现代化的进程已经赶上了发达国家，这一点是我们华夏儿女几代人的梦想。
水塔水位winccplc课程设计
水塔水位winccplc课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解WINCC与PLC在水塔水位监控系统中的应用和交互原理；2. 学生能掌握WINCC组态软件的基本操作，包括创建项目、配置变量、设计监控界面；3. 学生能了解PLC编程中与水塔水位控制相关的基本逻辑和指令。
技能目标：1. 学生能通过实践操作，完成WINCC与PLC的连接和通信设置；2. 学生能运用PLC编程实现对水塔水位的自动控制，包括启停水泵、报警等；3. 学生能运用WINCC设计出直观、易操作的水塔水位监控界面。
情感态度价值观目标：1. 学生在课程学习过程中，培养对自动化控制技术的兴趣和热情；2. 学生通过小组合作，提高团队协作能力和解决问题的能力；3. 学生能认识到自动化技术在工业生产和日常生活中的重要性，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：学生具备一定的计算机操作基础，对PLC和WINCC有一定了解，但对实际应用中的复杂系统控制尚缺乏经验。
教学要求：教师需引导学生结合理论知识，注重实践操作，关注学生在操作过程中遇到的问题，及时给予指导和解答，以提高学生的实际应用能力。
同时，注重培养学生的团队协作能力和创新思维。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程案例中，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 理论知识：- PLC基础知识：PLC的结构、工作原理、编程语言及指令系统；- WINCC基础知识：WINCC软件功能、组态过程、变量管理及监控界面设计。
2. 实践操作：- 水塔水位控制系统设计：根据水塔水位要求，设计PLC控制程序；- WINCC与PLC连接：配置WINCC与PLC通信参数，实现数据交换；- 监控界面设计：利用WINCC设计水塔水位监控界面，实现实时监控和报警功能。
3. 教学大纲：- 第一周：PLC基础知识学习，理解PLC在水塔水位控制系统中的作用；- 第二周：学习WINCC基础知识，掌握组态软件的基本操作；- 第三周：实践操作，分组进行水塔水位控制系统的设计与编程；- 第四周：调试与优化，完善水塔水位监控系统，进行成果展示。
水塔水位控制系统电子课程设计全文.
水塔水位控制系统电子课程设计全文.一、水塔水位控制系统的概述水塔水位控制系统是一种自动水位控制系统，主要应用于水塔的水位管理，它可以自动检测水塔的水位，并根据预设的设定值来控制水塔的水位。
系统中的核心部分为水位传感器，用于实时监测水箱的水位，上位机通过水压变送器和电磁阀控制水箱水位。
水塔水位控制系统可以有效控制低水位、高水位等水位状况，提高水塔供水效率，减少水质污染。
水塔水位控制系统主要由以下组成：1.水位传感器：水位传感器安装在水塔内，用于实时检测水塔内水位，传感器将水位数据转换成信号，供上位机控制体系读取。
2.水压变送器：水压变送器通过水压变频器把信号转换成变动的阀门控制电流，用于控制水塔水位，保持在安全范围。
3.电磁阀：电磁阀用于控制水塔内水位，当水位过高时，电磁阀自动开阀引水排出；当水位过低时，电磁阀自动关阀，停止水位控制。
4.上位机：上位机主要用于控制系统的数据采集和参数设置，实时显示水位变化，记录水塔的水位变化，���便用户管理。
水塔水位控制系统的工作原理主要是通过水位传感器实时检测水塔水位，把水位高度数据转换成信号，由上位机控制，再经过水压变送器，控制电磁阀的开关，一旦水位超过预设的范围，系统将自动打开阀门，排出多余的水，当水位低于设定值时，阀门将自动关闭，以保持水位在安全范围内。
1.可实现自动控制，减少人工介入，安全性高。
2.系统运行可靠，采用传感器及计算机控制技术，精准可靠，运行稳定性高。
3.采用智能及精确控制技术，精确度高，水位控制精度可达0.1米。
4.可扩展性强，系统布线简单，无需增设其他电源，可根据实际需要，自动添加检测和控制元件。
五、安装工作1.根据实际水位检测点的位置安装水位传感器。
2.安装及调试水压变送器。
3.根据需要设置水位控制器参数，包括水位上、下限及低压保护阈值等。
4.安装电磁阀，并完成接线，确保系统的正常运行。
5.对控制系统的基本功能进行检测和调试，确保控制系统的性能达到设计要求。
基于组态王的水塔自动供水系统课设
1引言组态王Kingview是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现了最优化管理。
它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布式大型集中监控管理系统的开发。
在生活及生产供水中, 通常是通过建造水塔以维持水压。
但是, 建造水塔费用高, 还会造成水的二次污染。
因此, 通常采用的方法是: 当用水量增大时, 增加水泵数量或提高水泵的运转速度以保持供水管网中的水压不变; 用水量减小时, 做出相反的调节。
这就是恒压供水的基本思路。
本文介绍了基于组态王的水塔供水系统的设计，在设计过程中通过模块化编程，完成了水塔的自动供水和水塔的液位保持，基本达到实际工程要求。
2界面设计本章从控制系统的总体构成及原理框图对系统进行了总体分析说明。
2.1 总体方案设计根据软件监控的需要，要对水塔储水箱以及站点水箱的液位实行监控，但由于是模拟设计，没有真正的对象，于是构造一个虚拟对象，即设计一个基于组态王的水塔液位的模拟控制，通过对模拟水箱液位的控制来模拟现场真正的运行情况，一边进行监控。
2.2内存变量定义系统主要有液位测量模块、显示模块、管道模块、阀门模块、及按键模块。
其原理框图如图1所示。
图1 内存变量定义截图2.3登录界面设计新建一画面，命名为：登录界面，绘制两按钮，分别为进入系统和退出系统如图2所示。
图2 登录界面设计截图2.4 水塔自动供水系统主界面的设计水塔自动供水系统主界面包括画面间切换和返回按钮的设计、供水管道及水塔、报警的设计等几方面内容，总体运行效果如图3所示。
图3主界面截图2.5实时曲线与历史曲线实时趋势曲线的创建过程：新建一画面，名称为实时曲线，选择工具中的工具，在画面中绘制一实时曲线窗口，如图4所示。
图4 实时曲线界面截图历史趋势曲线的创建为：新建一画面，命名为：历史曲线，在画面中插入通用控件窗口中的“历史趋势曲线”控件，如图5所示。
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
水塔水位plc课程设计
水塔水位plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理及其在水塔水位控制中的应用；2. 学生能够掌握水塔水位控制系统的设计流程，包括传感器的使用、PLC编程以及执行机构的控制；3. 学生能够解释水位控制中涉及到的物理概念，如液位、压力、浮力等，并与实际控制系统相结合。
技能目标：1. 学生能够操作PLC编程软件，设计并实现简单的水位控制程序；2. 学生能够运用问题解决策略，对水位控制系统进行调试和故障排除；3. 学生通过小组合作，能够协同完成一个综合性的水塔水位PLC控制项目。
情感态度价值观目标：1. 学生将培养对自动化控制技术的兴趣，认识到其在工业和日常生活中的重要性；2. 学生通过实践活动，培养创新意识和工程思维，增强解决实际问题的信心；3. 学生在小组合作中学会尊重他人意见，培养团队协作精神和责任感。
课程性质分析：本课程属于技术应用型课程，结合物理原理与工程技术，强调理论与实践的结合。
学生特点分析：考虑到学生处于高年级，具备一定的物理知识和逻辑思维能力，能够理解较为复杂的控制系统，并具备初步的PLC操作能力。
教学要求：课程需以学生为中心，采用项目驱动教学法，鼓励学生动手实践，通过实际操作达到知识的内化和技能的提升。
通过具体的学习成果分解，教师可以有效地进行教学设计和评估，确保学生在知识掌握、技能应用和情感态度价值观形成方面均能取得实质性进步。
二、教学内容1. PLC基础原理- PLC的结构与工作原理- 常见输入/输出设备的使用2. 水塔水位控制系统组成- 液位传感器的种类及原理- 执行机构（如水泵、阀门）的控制方法3. PLC编程技术- PLC编程语言（梯形图、指令列表等）- 水位控制程序设计步骤及技巧4. 系统调试与优化- PLC程序的下载与上传- 系统调试方法及故障排除5. 综合项目实践- 小组合作设计水塔水位控制项目- 项目实施与评价教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，确保科学性和系统性。
基于组态王的水塔自动供水系统课设
1引言组态王Kingview是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作及工厂资源管理于一体，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现了最优化管理。
它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断，到网络结构分布式大型集中监控管理系统的开发。
在生活及生产供水中, 通常是通过建造水塔以维持水压。
但是, 建造水塔费用高, 还会造成水的二次污染。
因此, 通常采用的方法是: 当用水量增大时, 增加水泵数量或提高水泵的运转速度以保持供水管网中的水压不变; 用水量减小时, 做出相反的调节。
这就是恒压供水的基本思路。
本文介绍了基于组态王的水塔供水系统的设计，在设计过程中通过模块化编程，完成了水塔的自动供水和水塔的液位保持，基本达到实际工程要求。
2界面设计本章从控制系统的总体构成及原理框图对系统进行了总体分析说明。
2.1 总体方案设计根据软件监控的需要，要对水塔储水箱以及站点水箱的液位实行监控，但由于是模拟设计，没有真正的对象，于是构造一个虚拟对象，即设计一个基于组态王的水塔液位的模拟控制，通过对模拟水箱液位的控制来模拟现场真正的运行情况，一边进行监控。
2.2内存变量定义系统主要有液位测量模块、显示模块、管道模块、阀门模块、及按键模块。
其原理框图如图1所示。
图1 内存变量定义截图2.3登录界面设计新建一画面，命名为：登录界面，绘制两按钮，分别为进入系统和退出系统如图2所示。
图2 登录界面设计截图2.4 水塔自动供水系统主界面的设计水塔自动供水系统主界面包括画面间切换和返回按钮的设计、供水管道及水塔、报警的设计等几方面内容，总体运行效果如图3所示。
图3主界面截图2.5实时曲线与历史曲线实时趋势曲线的创建过程：新建一画面，名称为实时曲线，选择工具中的工具，在画面中绘制一实时曲线窗口，如图4所示。
图4 实时曲线界面截图历史趋势曲线的创建为：新建一画面，命名为：历史曲线，在画面中插入通用控件窗口中的“历史趋势曲线”控件，如图5所示。
毕业论文：水塔自动上水系统的设计
毕业设计课题水塔自动上水系统的设计学生姓名学号业电子信息工程班级院（系）指导教师职称第一章绪论1.1 题目研究背景今社会电子技术、计算机技术息信处理技术等正在发展，许多工业、农业也在逐步的智能化发展，在用水方面，它们不在是靠人工一天不停的检测来进行控制抽水供用，这样容易耗费大量的人力和物力，使用智化的水塔自动上水，它能在缺水时自动开使抽水补给所需的用水，节省了大量的时间、劳力和物力，也给人们在用水带来了更大的方便。
水塔的自动上水经历了继电式自动上水装置，晶体管自动上水装置，集成式自动上水装置，微处理器自动上水装置。
电继式采用了三个探测电极来检测水位的高低，使继电器开启或闭合来控制电机开停来达到控制水位的目地；晶体管自动上学装置用两只三极管的导通、管断，从而控制继电器达到控制水位的目的。
；集成式自动上水在以前的基础上晶体更加先进、灵敏可靠和耐用；微处理器采用了先进的高新技术来控制现代的水塔水位自动控制系统应包括一切以计算机（单片机、PC机、工控机、系统机）为信息处理核心的检测设备。
因此，水塔水位自动控制系统包括了信息获取、信息传送、信息处理和信息输出等多个硬、软件环节。
从某种程度上来说，水塔水位自动控制系统的发展水平表现了一个国家的科技和设计水平。
1.2毕业设计题目研究意义对于当今社会的发展，高楼越来越多，工厂也越来越多水塔自动上水的应用也越来越广泛，水塔自动上水系统的设计符合当今社会的需求，它的成本较低，多半在人的接受范围，使用起来也非常方便，没水时它能自动补充水，不需人长时间的监控着它。
它解决了高楼用水难的问题，有很大的实用性，同时也体现了它的社会价值。
第二章设计系统框图与工作原理水塔自动水控制控制在日常生活及工业领域中应用相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
自动检测水位的检测系统能根据水位变化的情况自动调节。
水塔自动上水控制采用单片机进行主控制，利用水的导电性测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，用单片机对接收到的信号进行数据处理，完成水位的检测、控制及故障报警等功能。
水塔水位控制系统课程设计报告
北京理工大学珠海学院课程设计课程设计（C）学院：信息学院专业班级：学号：学生姓名:指导教师：201 年月日北京理工大学珠海学院北京理工大学珠海学院课程设计任务书2011 ～2012 学年第 1 学期学生姓名：专业班级：自动化指导教师：工作部门：信息学院一、课程设计题目水塔水位控制系统二、课程设计内容：1、硬件设计（1）用80C51设计一个单片机最小控制系统。
其中P1.0接水位下限传感器，P1。
1接水位上限传感器,P1.2输出经反相器后接光电耦合器，通过继电器控制水泵工作，P1.3输出经反相器后接LED，当出现故障时LED闪烁；P1.4输出经反相器后接蜂鸣器,当出现故障时报警.(2)用塑料尺、导线等设计一个水塔水位传感器。
其中A电级置于水位10CM处，接5V电源的正极，B级置于水位15CM处，经4。
7K下拉电阻接单片机的P1。
0口，C 电级置于水位的20CM处，经4。
7K下拉电阻接单片机的P1。
1口.（3）设计一个单片机至水泵的控制电路。
要求单片机与水泵之间用反相器、光电耦合器和继电器控制，计算出LED限流电阻，接好继电器的续流二极管。
2、软件设计(1）根据功能要求画出控制程序流程图.（2)根据控制程序流程图编写80C51汇编语言或C51程序.三、功能要求：1、水塔水位下降至下限水位时,启动水泵,水塔水位上升至上限水位则关闭水泵。
2、水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态。
3、供水系统出现故障时，自动报警.四、调试1、在Kerl-uvision上单步调试,观察累加器寄存器存储器的运行之间是否正常。
2、将程序下载到仿真仪上，进行模拟仿真，检查程序工作是否正常.3、将模拟水塔、传感器、控制电路和水泵联成一个完整的系统，进行整机调试，观察系统工作是否正常。
摘要供水是一个关系国计民生的重要产业。
近年来随着科技的飞速发展，自动控制水位已经成为了这个领域的发展方向.本水塔水位控制系统是以80C51单片机为核心设计的系统，首先单片机循环采集传感器的信号并经过处理,然后再发出相应的控制信号，信号经过NPN三极管放大，以及光电耦合，最后使继电器吸合,达到弱电控制强电的效果,让电机运转或停止。
水塔自动上水课程设计
目录一、设计目的 (1)二、设计要求 (1)三、设计方案 (1)四、设计组成及原理分析 (4)五、元器件的选用及其参数 (12)六、设计总结 (12)七、参考文献 (14)一、设计目的本课程设计是在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。
培养学生利用模拟、数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力，使学生积累实际电子制作经验，目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。
二、设计要求1）设计制作一个带保护装置的水塔自动进水逻辑电路。
2）要求有水满、进水、水量不足指示，当水位低时要自动进水，满时要及时断电停水，水位过低时能停止出水。
三、设计方案1.设计方案分析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，而水位的变化又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；水位超限时输出为电机停止的有效控制信号使上水电路停止工作。
由“信号产生→信号处理→电机控制→水位变化→信号产生”这个循环就能使水塔具有自动控制水位的能力。
方案一、通过NE555接成施密特触发电路，利用v1-v0电压传输特性就可以达到水塔自动进水，不会产生水满而溢出的目的。
自动进水：当水位下降低于A点时，A点悬空。
IC的2脚低于1／3Ｖｃｃ，其3脚输出高电平，水塔被启动，水位逐渐上升。
中间保持：当水位上升到Ａ点到Ｂ点之间时，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。
因为此时电路不工作，所以水位一直保持在A点与C点之间，不再上升。
停止进水：当水位达到C时，此时输出信号V0变为低电平，致使后续电机上水电路不工作。
简易水塔水位控制 课程设计
目录1 概述 (1)1.1方案的提出 (1)2 系统总体方案设计 (2)2.1系统的组成框图 (2)2.2 各单元电路的工作原理 (2)2.2.1 电源电路 (2)2.2.2 水位监测和水位范围测量电路 (3)3 主要元器件的工作原理及参数 (7)3.1 元器件的工作原理及参数 (7)3.1.1 变压器 (7)3.1.2 桥式整流电路 (7)3.1.3 三端稳压器 (8)3.1.4 继电器 (8)3.1.5 555定时器 (8)结论与展望 (10)参考文献 (11)附录1 电路原理总图 (12)附录2 元器件清单 (13)1概述1.1方案的提出该方案电源电路采用电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中的220V交流电转换成直流5V电压。
稳压电路由三端稳压器实现，用它来组成稳压电源只需很少的外围元件，电路非常简单，且安全可靠。
水位测量和水位监测电路主要有电阻型水压传感器和迟滞比较器组成。
电阻型水压传感器是最典型也是最简单的一种压力传感器。
迟滞比较器不仅可以测量水位的范围，还可以防止跳闸现象的出现，并且通过可变电阻实现了手动调节水位范围的功能。
水泵开关电路和显示电路主要由电流放大电路和继电器组成，是一种比较典型的和简单的电路。
用发光二极管构成显示电路更容易观察水泵工作情况。
综上所述，此方案电路图构成简单易懂，元器件的价格便宜，性能较稳定，操作简单，且有经济前景。
2 系统总体方案设计2.1系统的组成框图图2-1 建议水塔水位控制电路的总体框图水位自动控制组成款图2-1所示，由电源电路给各个电路提供直流电源，通过检测电路对水塔水位及范围的测量，产生不同的电位通过由555定时器组成的单稳可重复触发电路控制电路，控制继电器的工作状态，从而实现对水泵工作状态的自动控制，并由红绿发光二极管显示水泵的工作状态。
2.2 各单元电路的工作原理该电路能够检测出水塔的水位，并且能够在不同的水位下通过两个水泵控制。
水塔水位plc课程设计
水塔水位plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PLC（可编程逻辑控制器）的基础知识，掌握其工作原理及在水塔水位控制系统中的应用；2. 学习并掌握水塔水位控制系统的组成、功能及运行过程；3. 掌握使用PLC进行水塔水位控制程序的编写和调试。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计出符合实际需求的水塔水位PLC控制系统；2. 培养学生动手操作、团队协作和解决问题的能力，提高学生的工程实践技能；3. 培养学生通过PLC编程实现对水塔水位进行自动化控制的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对自动化控制技术的兴趣，提高学生的学习热情；2. 培养学生严谨、细致、负责的工作态度，增强学生对工程实践的认识；3. 培养学生关注环境保护，认识到自动化技术在节能环保方面的重要作用。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，着重培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：学生具备一定的PLC基础知识，具有较强的学习兴趣和动手欲望，喜欢探索新知识，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强化实践操作环节，引导学生主动参与，提高学生的综合能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- PLC基础知识：工作原理、结构组成、功能特点；- 水塔水位控制系统：系统组成、工作原理、控制需求；- PLC编程语言：指令系统、编程技巧、程序调试。
2. 实践操作：- 水塔水位PLC控制系统的设计：硬件选型、系统搭建、程序编写；- PLC编程软件的使用：软件操作、程序下载、调试与优化；- 实际案例分析与操作：分析水塔水位控制案例，进行实际操作，体验系统运行过程。
3. 教学大纲：- 第一阶段：PLC基础知识学习，使学生了解PLC的工作原理、结构组成及功能特点；- 第二阶段：水塔水位控制系统理论学习，使学生掌握系统组成、工作原理及控制需求；- 第三阶段：PLC编程语言学习，培养学生具备编程能力；- 第四阶段：实践操作，使学生能够独立设计并实现水塔水位PLC控制系统。
水塔水位控制器课程设计
水塔水位控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解水塔水位控制器的基本原理，掌握水位控制的相关概念；2. 使学生掌握水位控制器的设计思路和步骤，了解其组成部分及功能；3. 帮助学生掌握水位控制器的调试方法，了解在实际应用中的注意事项。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单的水塔水位控制器的能力；2. 提高学生动手实践能力，能够独立完成水位控制器的组装和调试；3. 培养学生团队协作能力，能够与他人共同分析问题、解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对水资源管理重要性的认识，增强环保意识；2. 激发学生探究科学的兴趣，培养创新精神和实践能力；3. 培养学生面对问题积极思考、勇于克服困难的态度。
课程性质：本课程属于实践活动课程，注重理论联系实际，强调动手实践能力的培养。
学生特点：本课程面向初中年级学生，学生具备一定的物理知识基础，对实践活动有较高的兴趣。
教学要求：教师需引导学生结合课本知识，注重理论与实践相结合，鼓励学生积极参与讨论和实践活动，提高学生的实际操作能力。
在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的达成。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，提高解决问题的能力。
二、教学内容1. 理论知识：- 水塔水位控制器的基本原理；- 液位传感器、控制单元、执行器等组成部分及其功能；- 水位控制器的分类及适用场景。
2. 实践操作：- 水塔水位控制器的设计思路和步骤；- 水位控制器的组装方法及调试技巧；- 水位控制器的故障排查及维护。
3. 教学大纲：- 第一课时：介绍水位控制器的基本原理及组成部分，让学生了解课程内容；- 第二课时：详细讲解水位控制器的设计思路和步骤，引导学生动手设计；- 第三课时：分组进行水位控制器的组装和调试，培养学生的动手实践能力；- 第四课时：针对实践中遇到的问题进行讨论和解决，提高学生的问题分析能力；- 第五课时：进行课程总结，巩固所学知识，激发学生对科学探究的兴趣。
实验四 水塔自动供水系统
实验四水塔自动供水系统
一、实验目的
1.熟悉SL-150-2型可编程控制器实验装置
2.熟悉GX Developer的操作界面
3.熟悉PLC控制系统设计
4.熟悉双位控制程序设计方法，设计一个水塔自动供水系统
5.掌握校对GX Developer和PLC中的程序的方法
6.掌握调试程序的方法
二、实验内容
在某些场合需要运用双位控制，比如本次试验的水塔自动供水系统，我们的控制系统只需要保证水塔和补水池中的水位位于上下限水位之间即可。
我们可以根据补水池和水塔中的液位传感器的状态，来决定补水电磁阀和水塔供水泵的工作状态；若初始时下限传感器断开则启动补水电磁阀（或水塔供水泵）直至上限传感器动作时停止。
另外，为了防止水塔供水泵空转，在补水池水位低于下限时不能启动水塔供水泵，以保护设备。
1.控制要求
系统供电后首先补水电磁阀动作对补水池供水，当水位上升到水池下限以上后，水塔供水泵开始工作；水池水位达到上限后，补水电磁阀停止，直至水池水位水池水位低于下限后重新启动工作。
水塔水位达到上限后供水泵停止水位降至下限重新启动。
2.I/O分配表及接线
I/O分配表
三、实验步骤
1. 根据I/O分配，用编程软件编写控制程序
2. 检查程序是否有语法错误
3.将程序传送至PLC
4.运行控制程序，观察是否正确
5.若程序有错，试运行在线监控检查错误并修正
四、实验报告
1.记录编写的控制程序
2.分析控制程序工作过程
3.观察实验现象，认真记录实验中发现的问题错误、故障及解决方法。
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目录
一、设计目的 (1)
二、设计要求 (1)
三、设计方案 (1)
四、设计组成及原理分析 (4)
五、元器件的选用及其参数 (12)
六、设计总结 (12)
七、参考文献 (14)
一、设计目的
本课程设计是在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。
培养学生利用模拟、数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力，使学生积累实际电子制作经验，目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。
二、设计要求
1）设计制作一个带保护装置的水塔自动进水逻辑电路。
2）要求有水满、进水、水量不足指示，当水位低时要自动进水，满时要及时断电停水，水位过低时能停止出水。
三、设计方案
1.设计方案分析
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，而水位的变化又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；水位超限时输出为电机停止的有效控制信号使
上水电路停止工作。
由“信号产生→信号处理→电机控制→水位变化→信号产生”这个循环就能使水塔具有自动控制水位的能力。
方案一、
通过NE555接成施密特触发电路，利用v1-v0电压传输特性就可以达到水塔自动进水，不会产生水满而溢出的目的。
自动进水：当水位下降低于A点时，A点悬空。
IC的2脚低于1／3Ｖｃｃ，其3脚输出高电平，水塔被启动，水位逐渐上升。
中间保持：当水位上升到Ａ点到Ｂ点之间时，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。
因为此时电路不工作，所以水位一直保持在A点与C点之间，不再上升。
停止进水：当水位达到C时，此时输出信号V0变为低电平，致使后续电机上水电路不工作。
以上过程形成循环，在正常情况下一直保持水塔水位大于下限水位。
方案二：通过基本用‘与非门’构成的RS触发器，（1，1）输入状态输出Q保持功能，从而控制后续电机电路，来实现上水。
其中 A=S, (BC)'=R，S和R为基本RS触发器的输入端，Q 为触发器的输出端，继电器1为进水电机控制器，继电器2为出水电机控制器。
ABC水位信号---RS触发信号---输出信号转换表
A B C S R Q
继电器
1 继电器
2
0 0 0 0 1 1 工作不工作
1 0 0 1 1 1 工作工作
1 1 0 1 1 1 工作工作
1 1 1 1 0 0 不工作工作
1 1 0 1 1 0 不工作工作
1 0 0 1 1 0 不工作工作
0 0 0 0 1 1 工作不工作论证：由于方案二电路图设计简单，易于理解，基本RS触发器使用比较熟悉。
而且方案二所用元件价格相对合理。
所以我选择第二个方案。
2.总体设计图
信号产生信号处理水位显示显示器
电机控制
电机
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、电机控制和水位显示电路。
整体电路框架如上图所示。
四、设计组成及原理分析
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abc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
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，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。
如图：
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0。
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：
④电机控制电路
该部分为整个设计电路的重点部分。
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。
也就是说要满足方案二中的图表，具体电路图如下：
⑤整体电路图
⑥电路工作状态图
初始水位低于a时，电路工作状态
水位上升高于a低于b时，电路工作状态
水位高于b低于c时，电路工作状态
水位高于c即水满时，电路工作状态
水位下降低于c而高于b时，电路工作状态
水位下降低于b而高于a时，电路工作状态
水位下降低于a时，电路工作状态
五、元器件的选用及其参数
开关 A B C
蜂鸣器BUZZER 5v、0.05A、5000Hz
非门4009BCL-SV X9
交流电源100V X2
灯泡100V100W X2
继电器PELYIA RELYIB
优先编码器74LS147D
显示器DCD-HEX
直流电源VCC 5V X2
信号源DC-POWR
与非门NAND X3
指示灯PROBE-DIG-RED
电阻10kΩ
六、设计总结
通过此次课程设计，我更加扎实的掌握了有关数字电子方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过自己思考和请教同学和老师之后，终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
通过亲自动手制作，使我掌握的知识不再是纸上
谈兵。
在课程设计过程中，我们不断的改革创新，不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，同学的不吝赐教下，终于一个个的解决了。
课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升。
同时，课程设计也是一门实践课，设计让我感触很深，使我对抽象的理论有了具体的认识。
通过这次课程设计，我掌握了555施密特触发器的识别和测试；熟悉了信号产生部分；了解了电机控制电路的方法等等，掌握了电路仿真的方法和技术，通过查询资料，也了解了555定时器原理。
我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是，在实践课上，我们学会了很多学习的方法。
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，才能真正掌握知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到的问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。
此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识。
七、参考文献
[1] 阎石. 数字电子技术基础（第五版）.高等教育出版社，2005
[2] 童诗白 .华成英. 模拟电子技术基础（第四版）.高等教育出版社，2012
[3] 杨振江 .雷光纯. 新颖实用电子设计与制作 .西安电子科技大学出版社，
[4]陈有卿. 叶桂娟. 555时基电路基础、设计与应用. 电子工业出版社
·成绩评定·
指导教师评语：
课程设计成绩评定
班级0924122 姓名王龙刚学号092412237
成绩分（折合等级）
指导教师签字年月日。