水位自动控制装置的原理图
水位自动控制系统的原理是什么
水位自动控制系统就是将水位信号转换为开关信号，再用这个开关信号去控制交流接触器，交流接触器再控制一个水泵，就可以达到水位自动控制的目的。
水泵有各种各样的工作方式，所以交流接触器也有多种设计方案，这些电气元件按照设计方案连接起来就是电气控制箱。
现有多种成熟的设计方案，如GKY1X单台泵系统、GKY2X双台泵系统等等，在网上可以查到各种各样的设计原理图。
水泵电气控制箱是很常用的控制设备，工作可靠、使用寿命长。
影响水位自动控制系统可靠性和使用寿命的关键因素是液位传感器，就是将水位信号转换为开关信号这一部分。
现在主要有电极式、UQK/GSK干簧管式、光电式、压力式、GKY和超声波式等几种方式。
这些方式检测原理不同，因而水位自动控制的原理也不同。
下面，我们根据液位传感器的检测方式来讲解水位自动控制系统的原理，这是决定水位自动控制系统使用寿命和可靠性的主要因素。
一、电极式液位控制原理电极式是最早的液位控制方式，其控制原理很简单：因为水是导体，有水的时候两个电极间导电，交流接触器吸合，水泵就开始抽水。
图1为电极式在水中控制原理示意图。
但是电极在水中会分解而且会吸附很多杂质。
如果不及时清理，电极就会失去作用，这是电极式液位传感器固有的缺陷。
电极式液位传感器的制造非常简单，有人将导线外皮拨开，插到水里就可以做成电极式液位控制器。
所以电极式液位控制器造价很低，价格便宜，但使用寿命很短。
即使采用不锈钢做电极，也需要2-3个月清理一下，在污水中电极的使用寿命就更短了。
图1二、UQK/GSK干簧管液位控制原理干簧管将电极触点密封在玻璃管内，这样就不直接接触液体了，所以电极不会吸附杂质，使用寿命提高。
干簧管的特点就是接近磁铁，触点就会吸合。
所以我们将干簧管固定在管壁内固定的位置。
浮子里装上磁铁，随着浮力沿着管壁上下滑动，见图2。
当浮子经过干簧管时，触点吸合。
干簧管触点一般直接驱动交流接触器，可以控制水泵启动。
GSK上下限位置精确，但管壁不能有脏东西，安装不能倾斜（小于30°），否则会影响浮子的上下移动。
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 =。
电气控制与PLC课程设计(水塔水位PLC自动控制系统)
辽宁工程技术大学电气控制技术与PLC 课程设计设计题目水塔水位PLC自动控制系统指导教师院（系、部）电气与控制工程学院专业班级学号姓名日期电气控制技术与PLC课程设计任务书摘要随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业自动化生产水平的日益提高，微电子技术的飞速发展，在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置——可编程控制器。
随着科技的发展和现实暴露的一些问题，以便能更快捷更方便的完成一些任务，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PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。
利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用MCGS 组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置关键词：PLC(Programmable Logic Controller)、自动化、水塔水位目录1概论 .................................. 错误！未定义书签。
1.1 可编程序控制器简介............... 错误！未定义书签。
1.2 PLC的工作原理.................... 错误！未定义书签。
1.3 PLC的特点 ....................... 错误！未定义书签。
1.4 PLC的选择 ....................... 错误！未定义书签。
2 水塔水位自动控制系统方案设计.......... 错误！未定义书签。
3 水塔水位自动控制系统硬件设计.......... 错误！未定义书签。
3.1水塔水位控制系统设计要求.......... 错误！未定义书签。
水位控制器自动工作原理图
水位控制器自动工作原理图
很抱歉，作为一个文本AI模型，我无法提供图像或图表。
不
过我可以为你描述一下水位控制器的自动工作原理。
水位控制器主要用于控制液体的水位，以确保液体的恰当水平。
自动水位控制器通常包括以下几个主要组件：传感器、控制器和执行器。
1. 传感器：传感器用于监测液体的水位，并将水位信号传输给控制器。
常见的水位传感器有浮球传感器、压力传感器和电容传感器等。
2. 控制器：控制器是自动水位控制系统的核心部件，通过接收传感器发送的水位信号并进行处理，控制执行器的动作。
控制器根据预设的水位范围来判断是否需要进行控制操作。
3. 执行器：执行器根据控制器的指令，控制液体的进出口。
例如，当水位过高时，执行器会打开排水阀门，使液体流出，以降低水位。
当水位过低时，执行器会打开进水阀门，使液体流入，以提高水位。
整个自动水位控制系统通过传感器、控制器和执行器的相互配合，实现对液体水位的自动调节。
具体的工作流程和信号传递方法可能会根据不同的水位控制器类型和设计而有所差异。
浮球液位计工作原理
浮球液位计⼯作原理浮球液位计⼯作原理图浮球液位计，顾名思义，就是利⽤浮⼦来检测液位的。
具体有以下⼏种形式：⼀、传统玻璃管液位计加装红外监控装置传统玻璃管液位计就是在玻璃管中放⼀个浮⼦，浮⼦上下浮动就可以显⽰出⽔位⾼低。
但这种形式⽆法将液位信号转换为电信号来控制电⽓，所以传统玻璃管液位计⽆法完成液位的⾃动控制。
现在，GKY光电式探头夹采⽤红外线⼀收⼀发原理来检测液位，如下图。
浮⼦在玻璃管中随⽔位上下浮动。
当浮⼦挡住发射管发出的光线时，接收管就将液位信号发送出去。
这个信号接⼊GKY 系列液位控制仪表/控制器/报警器就可以⾃动控制液位。
⼆、UQK浮球液位计原理UQK采⽤⼲簧管。
⼲簧管将电极触点密封在玻璃管内，接近磁铁，触点就会吸合。
所以⼈们在浮球⾥放⼀块磁铁和上、下两个⼲簧管，通过导线将浮球固定于⽔池中，如图2.1。
这就是UQK的液位控制/⽔位控制⽅式。
当⽔池⽆⽔的时候，浮球下垂，磁铁在下限⼲簧管处，故下限⼲簧管吸合。
当⽔池有⽔的时候如图2.2，浮球上翻，磁铁在上限⼲簧管处，故上限⼲簧管吸合。
将⼲簧管触点串接交流接触器，就可以控制⽔泵启动，见图2.3。
这种⽅式依靠⽔的浮⼒使浮球上下翻转，上限、下限间的距离依据导线的长度来决定。
由于要考虑耐流问题，导线不能太细。
同时导线使⽤⼀段时间后，变得僵化发硬，翻转很不灵活。
于是浮⼦翻转有时⾼⼀点，有时低⼀点，上下限位置很不准确。
于是出现了定位准确的GSK⽅式。
三、GSK浮球液位计原理GSK也采⽤⼲簧管，它将⼲簧管固定在管壁内固定的位置。
浮⼦随着浮⼒沿着管壁上下滑动，见图3.1。
浮⼦内有磁铁，经过⼲簧管时，触点吸合。
⼲簧管触点也是直接串接交流接触器，可以控制⽔泵启动，见图3.2。
GSK上下限位置精确，但管壁不能有脏东西，安装不能倾斜（⼩于30°），否则会影响浮⼦的上下移动。
所以这种⽅式不能在污⽔中使⽤。
UQK、GSK可直接接220V或380V交流电，但⼲簧管因⽔位波动，触点频繁吸合，使⽤寿命⼤幅降低。
两台排水泵水位控制原理cad图
基于plc的水塔水位自动控制设计
目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1选题的背景与意义 (1)1.2可编程逻辑控制器简述 (1)第2章系统总体设计 (2)2.1水塔水位控制系统设计 (2)2.2水塔水位控制系统基本工作原理 (3)2.3水塔水位控制系统主电路设计 (4)第3章系统硬件设计 (5)3.1 硬件选型 (5)3.1.1 PLC的选择 (5)3.1.2水泵的选择 (6)3.1.3液位开关的选择 (6)3.1.4电气保护器件选择 (7)3.2 I/O口的分配及PLC外围接线 (8)第4章软件设计 (12)第5章仿真 (14)结论 (18)参考文献 (19)附录 (20)摘要目前，大量的高位生活用水和工作用水逐渐增多。
因此，不少单位自建水塔储水来解决高层楼房的用水问题。
最初，大多用人工进行控制，由于人工无法每时每刻对水位进行准确的定位监测，很难准确控制水泵的起停。
要么水泵关停过早，造成水塔缺水；要么关停过晚，造成水塔溢出，浪费水资源，给用户造成不便。
利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况。
后来，使用水位控制装置使供水状况有了改变，但常使用浮标或机械水位控制装置，由于机械装置的故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。
因此为更好的保证供水的稳定性和可靠性，传统的供水控制方法已难以满足现在的要求。
本文采用的是三菱FXZN型PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心，对水塔水位自动控制系统的功能性进行了需求分析。
主要实现方法是通过传感器检测水塔的实际水位，将水位具体信息传至PLC构成的控制模块，来控制水泵电机的动作，同时显示水位具体信息，若水位低于或高于某个设定值时，就会发出危险报警的信号，最终实现对水塔水位的自动。
关键词：水位自动控制、三菱FX2N 、传感器第1章绪论1.1选题的背景与意义在社会经济飞速发展的今天，水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用。
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。
DF-96系列全自动水位控制器工作原理
DF-96系列全自动水位控制器工作原理[日期：2012-01-02] 来源：作者：辽宁徐涛DF-96D DF-96A B C一、整机工作原理该型全自动水位控制器电路原理如下图所示。
由图可知，本控制器电路主要由电源电路、水位信号检测电路、输出驱动电路三部分组成，下面分别加以介绍。
1．电源电路AC220V电压经变压器T降压，其次级输出近13V左右交流电加至由D1~D4构成的整流桥输入端，整流后经电容CI滤波得到约10.5V直流电压。
该电压经Rl加到红色发光管LEDI上，将LEDI点亮，表示电源正常。
该电压除了为ICI及继电器提供工作电源外还直接送到水位检测电极C．作为水位检测的公共电位。
2．水位信号检测电路该部分是以四二输入与门电路CD4081为核心并配以五根水位检测电极A—E构成的。
其作用是根据电极实测水位的变化CD4081相应引脚的电平随之变化，满足与门条件时相应输出端电平改变，以驱动输出电路。
其中R2是ICI的电源输入限流电阻，D5与R3及D6与R8起隔离自锁作用，当相应输出端即ICI(10)脚、(3)脚为高电平时将(8)脚、(1)脚锁死，其状态的翻转取决于(9)脚和(2)脚。
C2—C5及R4_R6、R12的作用是滤除干扰信号意外进入控制器引起误动作。
3．输出驱动电路该部分主要由驱动管VTI，继电器Jl、功能选择开关K及输出状态指示绿发光管LED2组成。
功能选择开关K处于“开？位时，继电器Jl被强制动作．其相应触点Jl-I闭合，外接负荷（单相电动水泵或控制接触器）开始工作，输出状态指示绿发光管LED2也被点亮；处于“关”位时，触点Jl-I断开，外接负荷被切断；处于“自动”位置时．Jl动作与否受驱动管VTI的控制．当VTI基极电位高于0.7V以上时则饱和导通，继电器儿得电动作，其触点Jl-I闭合，反之则断开。
二．实际应用分析下图是该型全自动水位控制器实际应用的四种接法，分别对应单控上水池、单控下水池、缺水保护和上下水池联合控制。
太阳能上水自动测水电路功能和原理图
电路功能简介一、功能说明本电路的主要功能是：水位过低时能实自动上水并报警，能实时显示水温。
能显示5级水位，有自动上水和手动上水功能。
手动上水功能可人为控制上升到任意水位和上水时间。
二、原理简介由五路“传感器”（五根插入水中的导线）检测液位的变化，由单片机控制液位的显示及电泵的抽放水，DS1820温度传感器，可测量水温。
控制显示部分将由传感器传过来的温度，水位信息进行显示。
并控制水位的高度。
太阳能热水器的控制器主要由传感器部分和控制显示部分组成。
传感器部分是由5个不同阻值的电阻串联组成。
因此有六个结点。
两端结点接电源，下面第二个结点引出。
为输出端，当水位上升时，串联的电阻由下到上依次被短路，输出端的电压值会依次升高，输出值经由四个比较器逐个比较组成的转换电路，转换电路把不同的电压值转换成不同的开关量，供单片机读取。
因此不同的水位就对应这不同的开关量。
传感器部分的下端有DS1820温度传感器，可测量水温。
控制显示部分将由传感器传过来的温度，水位信息进行显示。
并控制水位的高度。
1．液位采集电路五路液位检测都采用运放组成的比较器检测电路检测液位变化，将电平信号分别送入单片机。
实际检测时，从J2焊出五根导线，分别将接VCC、A、B、C和D的导线放入水杯（太阳能水箱）中，位置如图1所示。
图1模拟太阳能水箱示意图2．温度检测电路该电路主要由DS1820温度传感器测量水温，由传感器传过来的温度传输给单片机，经单片机处理后送数码管显示。
三、电路功能介绍默认为手动上水功能，通电源时，手动指示灯亮，若传感器没有插入水中，表明是最低水位，第一级水位指示灯闪烁，并发出报警声，四数码管显示实时水温。
测试手动功能：在手动功能状态下，按下“UP”键电磁阀指示灯亮，上水指示灯闪烁。
表明正在上水，随水位的上升，水位指示灯会依次点亮。
当再次按下“UP”健时。
电磁阀指示灯熄灭，上水指示灯停止闪烁。
表明停止上水。
因此可以人为控制上水的高度。
水箱自动控制系统设计原理图及程序.
课程：创新与综合课程设计电子与电气工程学院实践教学环节说明书题目名称水箱水位自动控制装置学院电子与电气工程学院专业电子信息工程班级学号学生姓名起止日期13周周一~14周周五水箱液位控制系统是典型的自动控制系统，在工业应用上可以模拟水塔液位、炉内成分等多种控制对象的自动控制系统。
本次课程设计思路是以单片机为控制中心，对水位传感器、电机驱动模块、按键及显示进行控制。
通过按键设置水位传感器的位置，在水龙头及阀门的各种开度下，通过控制水泵工作或不工作来维持水箱二的液面高度基本维持不变。
一、设计题及即要求1、设计并制作一个水箱水位自动控制装置，原理示意图如下：2、基本要求：设计并制作一个水箱水位自动控制装置。
（1）水箱1 的长×宽×高为50 ×40 ×40 cm；水箱2 的长×宽×高为40×30 ×40 cm（相同容积亦可）；水箱1 的放在地面，水箱2 放置高度距地0.8-1.2m。
（2）在出水龙头各种开度状态下装置能够自动控制水箱 2 中水位的高度不变，误差≤1cm。
（3）水箱 2 中要求的水位高度及上下限可以通过键盘任意设置；（4）实时显示水箱2 中水位的实际高度和水泵、阀门的工作状态。
3、发挥部分：（1）在出水龙头各种开度状态下装置能够自动控制水箱 2 中水位的高度不变，误差≤0.3 cm。
（2）由无线远程控制器实现基本要求，无线通讯距离不小于10 米。
远程控制器上能够同步实现超限报警显示。
（3）其他创新。
二、设计思路：以单片机为控制中心，对水位传感器、电机驱动模块、按键及显示进行控制。
通过按键设置水位传感器的位置，在水龙头及阀门的各种开度下，通过控制水泵工作或不工作来维持水箱二的液面高度基本维持不变。
原理框图：三、系统结构1、控制模块：本次课程设计采用控制模块是AT89C51单片机。
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
1-1下图表示一个水位自动控制系统,试说明其作用原理
1-1下图表示一个水位自动控制系统,试说明其作用原理.1-2下图为电动机速度控制系统原理示意图.图中,r U 为给定参考电压,M 为电动机,a U 为M的电枢电压,Ω为M 的输出轴角速度,TG 为测速发电机,c U 为TG 的输出电压.要求:(1) 将该速度控制系统接成负反馈系统(2) 画出系统原理方框图1-3下图是恒温箱的温度自动控制系统.要求:(1) 画出系统的原理方框图;(2) 当恒温箱的温度发生变化时,试述系统的调解过程;(3) 指出系统属于哪一类型?1-4下图为电动机电压自动控制系统.图中,1为电动机,2为减速器,3为电动机,4为电压放大器,5为可调电位器.试问:(1)该系统由哪几部分组成,各起作用?(2)系统中有哪些可能的扰动量?(3)当输出电压降低时,系统的调节过程如何?(4)该系统属于哪种类型?1-5 下图为位置随动系统,输入量为转角r θ,输出量为转角c θ,p R 为圆盘式滑动电位器,s K 为功率放大器SM 为伺服电动机.要求:(1)说明系统由哪几部分组成,各起什么作用？(2)画出系统原理方框图;(3)说明当r θ 变化时, c θ的跟随过程.1-6下图为转速控制系统,g U 为输入量,f E 为发电机电势,转速n 为输出量.试画出系统原理方框图.1-7设描述系统的微分方程如下,其中c(t)为输出量,r(t)为输入量,试判断它们属于何种类型? (1) λλd r dt t dr t r t c t )(5)(6)(3)(⎰∞-++= (2) 222)()(2)(dt t r d t t r t c +=(3) )()(2t r t c =(4) t t r t c ωcos )(5)(+=(5) ⎩⎨⎧≥<=6,)(6,0)(t t r t t c (6) )()(8)(6)(3)(2233t r t c dtt dc dt t c d dt t c d =+++ (7) dtt dr t r t c dt t dc t )(3)()()(+=+ 1-8下图为温度自动控制系统,改变a 点位置可以改变恒温温度.试说明该系统的工作原理和性能,并指出它属何种类型?1-9下图为直流恒速控制系统.系统中除速度反馈外, 还设置了电流反馈以补偿负载变化的影响.试画出系统原理方框图.1-10下图是烘烤面包的速度调节装置.待烘烤的面包用传送带按一定速度和一定时间通过烘箱.传送带由无级变速机驱动,根据安装在烘箱内的温度检测测量的烘箱实际温度,通过控制器可以调节传送带的速度.若烘箱温度过高,传送带速度应加快,反之,则应减慢,以保证烘烤面包的质量.试说明传送带速度自动控制系统的工作原理,并绘制相应的原理方框图.1-11下图是一种用电流控制的气动调节阀,用来控制液体的流量.图中,与杆固连的线圈内有一块永久磁铁,当电流通过线圈时,便产生使杆绕支点转动的力矩, 从而带动档板关闭或打开喷嘴时,进入膜片腔的空气压力将增大,从而将膜片下压, 并带动弹簧,阀杆一起下移;反之,当喷嘴被打开时,由于空气从喷嘴中跑出,进入,膜片上腔的空气压力将减小,膜片连同弹簧,阀杆便一起上升.此外,阀杆位移反馈回去, 并由与杆连接的弹簧产生一个平衡力矩.这样,通过电流控制阀杆位移, 从而改变阀门开度,达到控制液体流量的目的.要求:(1) 确定该系统装置的输入量,输出量,控制对象和扰动量;(2) 绘出其原理方框图;(3) 指出该系统属于哪种类型的装置?1-12 图1-31(A)和(B)均为自动调压系统,假设空载时,(A)于(B)的发电机端电压相同,均为110V试问带上负载后,(A)和(B)哪种系统能保持110V端电压不变? 哪种系统的端电压会低于110V?为什么?1-13试绘制图1-31(A)于(B)所示的原理方框图,分别说明各系统的测量元件, 放大元件及执行元件是时么,并指出各系统的输入量,输出量和控制对象.1-14 图1-32为水温控制系统,冷水在热交换器中由通入的蒸气加热,,从而得到一定温度的热水.冷水流量的变化可用流量计测得.要求:(1) 说明为了保持热水温度给定值为定值,系统是如何工作的?(2) 指出系统的控制对象及控制器;(3) 绘制系统的原理方框图;(4) 指出系统属于哪种类型1-15 图1-33为调速系统.图中G 为发电机,M 为电动机,TG 为测速发电机,SM 为伺服电动机.要求:(1)说明系统的工作原理;(2)绘制系统原理方框图.1-16图1-34为工作台位置液压控制系统.图中,1为控制电位器,2为反馈电位器,3为工作台.该系统可使工作台按照控制电位器给定的信号运动.要求:(1)指明系统的输入量,输出量和控制对象;(2) 绘制系统原理方框图(3) 说明系统属于何种类型1-17 图1-35为自动记录仪系统.电位器1和2组成测量电桥,当电位器1和2 的两个话臂不在同一位置时,测量电桥不平衡,线圈3中便有电流产生.由于线圈处于两个磁极中间,故会发生转动.线圈转动时,记录笔4和电位器2的滑壁跟着一起转动,直到2 的滑臂与1的滑臂位置一致为止.同时,记录笔相应记下两个滑臂间的位置偏差.试绘制该系统原理方框图1-18 图1-36为水位自动控制系统.要求绘制系统的原理方框图1-19下图所示为热水电加热器。
水塔水位PLC自动控制系统
目录1概论 ................................... 错误!未定义书签。
1.1 可编程序控制器简介................ 错误!未定义书签。
1.2 PLC的工作原理..................... 错误!未定义书签。
1.3 PLC的特点 ........................ 错误!未定义书签。
1.4 PLC的选择 ........................ 错误!未定义书签。
2 水塔水位自动控制系统方案设计........... 错误!未定义书签。
3 水塔水位自动控制系统硬件设计........... 错误!未定义书签。
3.1水塔水位控制系统设计要求........... 错误!未定义书签。
3.2 水塔水位控制系统主电路............ 错误!未定义书签。
3.3 水泵电机的选择.................... 错误!未定义书签。
3.4 水位传感器的选择.................. 错误!未定义书签。
3.5 PLC I/O接口分配................... 错误!未定义书签。
3.6 PLC控制电路原理图................ 错误!未定义书签。
4 水塔水位自动控制系统PLC软件设计....... 错误!未定义书签。
4.1 程序流程图........................ 错误!未定义书签。
4.2 梯形图程序........................ 错误!未定义书签。
4.3 指令表............................ 错误!未定义书签。
总结................................. 错误!未定义书签。
参考文献................................. 错误!未定义书签。
1概论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。
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。
500)this.style.width=500;”>1、机电控制式水位控制下图是这种控制方式的结构示意。
500)this.style.width=500;”>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：500)this.style.width=500;”>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。
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。
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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。
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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。
水槽液位控制系统
一、设计任务设计一个水槽液位控制器，自动控制水槽液位在高水位和低水位之间循环流动。
基本功能如下：1.如果水位低于低水位（点）则水泵抽水，使水槽的水位上升。
2.如果水位高于低水位而低于高水位时，水泵继续抽水，使水槽水位继续上升。
3.当水位达到（或超过）高水位时，水泵停止抽水，同时触发电磁阀打开放水，使水位下降。
4.当水位下降到低水位时，电磁阀关闭，同时水泵又开始抽水，使水槽的水液位上升。
完成一个周期的循环。
二、设计目的1.了解接触器、电磁阀、水泵等器件的基本原理2.了解实验中水位控制的原理3.能够独立进行电气实验的接线和调试，并对实验结果进行分析4.能够独立制作实验小板，利用实验台上的资源自行设计实验三、设计方案选择1.集成电路设计方案根据任务设计的要求我们得到水位控制的时序图如图1.1所示：图1.1水位控制的时序图(1)基本原理在图1.1.1中系统主要由水槽、电压比较器、隔离保护和驱动电路、直流继电器控制电路、水泵、电磁阀组成。
其中，电压比较器是该系统核心部分，高低水位的电压通过与基准电压比较输出逻辑信号，控制直流继电器的工作，实现水泵的通断，以实现水槽中的水位进行上下移动。
当水位低于低水位LL时，高、低水位的两个电压比较器同时输出控制直流继电器J1、J2都工作，控制交流接触器KM工作并自锁，让水泵抽水和关闭电磁阀，使水槽液位上升。
当水位上升到达低水位时，低水位的电压比较器输出状态反转，控制KM电路的直流继电器的触点J1断开，但由于交流接触器KM电路有自锁，所以水泵还继续抽水，让水液位继续上升。
当水位继续上升到达高水位LH时，高水位的电压比较器输出状态反转，对应于直流继电器J2的触点断开，使交流接触器停止工作，则水泵停止抽水；同时打开电磁阀放水，使水位下降。
只要水位一直低于高水位，则高水位比较器输出状态又发生反转（即J2工作）。
但此时低水位控制的直流继电器J1还处于断开状态，所以水位还是继续下降。
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。
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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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常用液 2 个 GKY 液位传感器
GKY 系列
GKY-4T
4 个 GKY 液位传感器
GKY2-4T 4 个 GKY 液位传感器
双台泵专 用仪表
GKYU-3T-P 3 个 GKY 液位传感器
功能简介 液位显示/供水排水选择/手动自动转 换/水泵故障报警 双保险/超高超低水位报警/液位显示 /供水排水选择/手动自动转换/水泵 故障报警 双台泵交替使用/紧急情况双台泵同 时启动/超高或超低水位报警/液位显 示/供水排水选择/水泵故障报警/报 警端口输出 平时一台泵使用/紧急情况双台泵同 时启动/液位显示/仅用于排水
以下是各种无线液位信号的传输控制系统原理图。 第一种方式：直接采用无线收发设备传输液位信号的系统原理图
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图 2.1 直接采用无线收发系统传输液位信号 第二种方式：借助于短信收发功能传输液位信号的系统原理图
图 2.2 借助短信收发系统传输液位信号 第三种方式：借助中间服务器平台采用流量卡传输液位信号的系统原理图
1 个 GKY 液位传感器 2 个 GKY 液位传感器 1 个 GKY 液位传感器
无线传输 液位控制 收发器
GKYDX GKYGPRS GKYWX GKYDXF-BJ
4 个 GKY 液位传感器 4 个 GKY 液位传感器 4 个 GKY 液位传感器 1 个 GKY 液位传感器
传统液位 GKY-GH
2 个常开干簧管
无线液位信号传输还可以应用于液位语音短信应急报警。因为在各种场合，有许多人们意 想不到的突发现象。比如，突降大雨、管道爆裂、水泵故障等等，使地下室等低处容易产生大 量积水。这些事故的发生，人们往往毫无察觉，导致很多重要的设备被淹，损失惨重。 GKYDXF-BJ1 水位短信报警器可以在紧急时刻发出声光报警，并向相关人员发出短信和拨打 电话，并进行语音提示。使人们可以第一时间采取应对措施，避免设备被淹。这种设备平时不 发送短信，如果采用主副卡的形式，平时是无通讯费用的。
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图 2.3 物流网服务平台传输液位信号 3. 液位系统的控制装置
液位系统的控制可以分为独立系统控制和网络中心集中控制。独立系统控制就是传统的 控制方式，即传感器从水池水箱将液位信号传到电气控制箱，再由控制箱控制水泵的开关。如 下图：
这是独立的液位控制系统，如果 GKY 仪表具有网络通讯接口，就可以通过这个接口组建 网络。所以网络中心集中控制就是在传统控制系统的基础上组建网络，在中央控制中心对整个 控制系统进行监控。组建这样的系统必须具备网络通讯接口，如 GKY-4TR 智能液位控制仪。 GKY-4TR 智能液位控制仪不仅可以在本地显示控制液位，还可以提供 RS485 通信接口组建网 络，连接的远程控制中心。系统图如下：
计仪表
GKY-GDB 多个光电监控点
每一个传感器对应一个继电器输 出，输出触点为无源触点，客户可根 据自己的需求灵活使用。
在普通 GKY 液位控制系列仪表的基 础上配备 RS485 通讯接口，支持 MODBUS-RTU 通信协议，也支持 ASCII 码传输。可以方便的组建物联 网，达到远程监控的目的。 水满报警或缺水报警
在传输距离远或不方便铺设传输线路的场所，需要使用无线液位传输系统。无线液位传输 系统可以有多种方式：第一种是直接采用无线收发设备传输液位信号，如 GKY-WX。这种方 式发射天线和接收天线之间不能有阻挡，障碍物会使传输信号大幅度衰减。现在很多场合难以
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满足这样的条件，所以应用较少。第二种是借助于通讯网络的短信收发功能将液位信号传达到 目的地，如 GKY-DXSF。这种应用在传输数据量较小的场合可以使用。因为客户需提供一收 一发至少 2 张手机卡，手机卡有月租费和短信费用。短信量大了，通信费用较高。GKY 液位 信号数据量少，而且在液位发生变化的时候才发短信，这样发送的短信数量有限，是一种方便 可行的方案。现在很多地区可以办理主副卡的形式，互相间发短信是免费的，如果操作得当， 后期有可能实现 0 通信服务费。GKY 短信收发器采用应答式通信的方法传输数据：发方发送 液位信号，对方收到并返回收到的信息；发送方收到返回信息后，确认信息传递正确，再等待 液位发生变化时发送下一个液位信号。这种方式传递液位信号，既可靠又节省，可以用于液位 控制的无线传输。GKY 短信收发器在实现传输液位信号的同时还可以向管理者发短信，便于 管理者监控整个系统的运行。第三种是目前最流行一种传输方式，就是借助中间服务器平台， 采用流量卡来传输液位信号，如 GKY-GPRSSF。流量卡按照流量收费，即使数据量很大时候 费用也很低，当然还有中间服务器的费用，不可能实现 0 通信服务费。GKY 液位信号数据量 较少，后期费用很低。这种方式除了实现传输液位信号以外还可以借助中间服务平台管理多点 通信系统，实现复杂的管理控制功能。
不同液位位开关 液位开关原理”等文章。 2. 液位信号的传输
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。
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
水位自动控制装置的原理图
水位自动控制装置主要由以下三个部分组成:
液位信号的采集
液位信号的传输
液位系统的控制装置
1. 液位信号的采集 液位信号的采集主要是选择合适的液位传感器。液位传感器的发展从最早的电极式、
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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。
UQK/GSK 传统浮子、到现在的压力式、光电式和 GKY 液位传感器等，形成了多种液位控制方式。 电极式便宜简单，但在水中会吸附杂质，使用寿命短。传统浮子与相对滑动轨道之间只有 1mm 左右的细缝，很容易被脏东西卡住，可靠性较低。这些是不能在污水中使用的。光电式也不能 用于污水，因为玻璃反射面脏了就会出现误判断。GKY 液位传感器可以弥补这些缺陷，在污 水和清水中可以使用。所以液位控制的系统设计应该根据具体使用环境慎重选择传感器，但多 数人却忽略了这一点，因为液位传感器太小了，在工程中常常微不足道。其实，液位传感器是 液位控制系统的关键，它决定了控制系统的可靠性、稳定性及使用寿命。如果选择不当，将会 导致控制系统故障频发，甚至瘫痪，这是导致现有很多液位自动控制系统使用不到一年就失灵 的重要原因。