水箱水位自动控制器
数字电路课程设计题目选编
数字电路课程设计题目选编1、基于DC4011水箱水位自动控制器的设计与实现简介及要求：水箱水位自动控制器，电路采用CD4011四与非门作为处理芯片。
要求能够实现如下功能：水箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水；而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止抽水，始终保持水箱中有一定的水，既不会干，也不会溢，非常的实用而且方便。
2、基于CD4011声控、光控延时开关的设计与实现简介及要求：要求电路以CD4011作为中心元件，结合外围电路，实现以下功能：在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关。
灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭，灯灭。
3、基于CD4011红外感应开关的设计与实现在一些公共场所里，诸如自动干手机、自动取票机等，只要人手在机器前面一晃，机器便被启动，延时一段时间后自动关闭，使用起来非常方便。
要求用CD4011设计有此功能的红外线感应开关。
4、基于CD4011红外线对射报警器的设计与实现设计一款利用红外线进行布防的防盗报警系统，利用多谐振荡器作为红外线发射器的驱动电路，驱动红外发射管，向布防区内发射红外线，接收端利用专用的红外线接收器件对发射的红外线信号进行接收，经放大电路进行信号放大及整形，以CD4011作为逻辑处理器，控制报警电路及复位电路，电路中设有报警信号锁定功能，即使现场的入侵人员走开，报警电路也将一直报警，直到人为解除后方能取消报警。
5、基于CD4069无线音乐门铃的设计与实现音乐门铃已为人们所熟知，在一些住宅楼中都装有音乐门铃，当有客人来访时，只要按下门铃按钮，就会发出“叮咚”的声音或是播放一首乐曲，然而在一些已装修好的室内，若是装上有线门铃，由于必须布线，从而破坏装修，让人感到非常麻烦。
采用CD4069设计一款无线音乐门铃，发射按键与接收机间采用了无线方式传输信息。
水箱液位自动控制系统设计
第一章水箱液位自动控制系统原理液位自动控制是通过控制投料阀来控制液位的高低，当传感器检测到液位设定值时，阀门关闭，防止物料溢出；当检测液位低于设定值时，阀门打开，使液位上升，从而达到控制液位的目的。
在制浆造纸工厂常见有两种方式的液位控制：常压容器和压力容器的液位控制，例如浆池和蒸汽闪蒸罐。
液位自动控制系统由液位变送器（或差压变送器）、电动执行机构和液位自动控制器构成。
根据用户需要也可采用控制泵启停或改变电机频率方式来进行液位控制。
结构简单，安装方便，操作简便直观，可以长期连续稳定在无人监控状态下运行。
应用范围在制浆造纸过程中涉及的所有池、罐、槽体液位自动控制。
图1.1中，是控制器的传递函数，是执行机构的传递函数，是测量变送器的传递函数，是被控对象的传递函数。
图5.1中，控制器，执行机构、测量变送器都属于自动化仪表，他们都是围绕被控对象工作的。
也就是说，一个过程控制的控制系统，是围绕被控现象而组成的，被控对象是控制系统的主体。
因此，对被控对象的动态特性进行深入了解是过程控制的一个重要任务。
只有深入了解被控对象的动态特性，了解他的内在规律，了解被控辩量在各种扰动下变化的情况，才能根据生产工艺的要求，为控制系统制定一个合理的动态性能指标，为控制系统的设计提供一个标准。
性能指标顶的偏低，可能会对产品的质量、产量造成影响。
性能指标顶的过高，可能会成不必要的投资和运行费用，甚至会影响到设备的寿命。
性能指标确定后，设计出合理的控制方案，也离不开对被控动态特性的了解。
不顾被控对象的特点，盲目进行设计，往往会导致设计的失败。
尤其是一些复杂控制方案的设计，不清楚被控对象的特点根本就无法进行设计。
有了正确的控制方案，控制系统中控制器，测量变送器、执行器等仪表的选择，必须已被控对象的特性为依据。
在控制系统组成后，合适的控制参数的确定及控制系统的调整，也完全依赖与对被控对象动态特性的了解。
由此可见，在控制工程中，了解被控制的对象是必须首先做好的一项工作。
2023年自动水位控制器行业市场分析现状
2023年自动水位控制器行业市场分析现状自动水位控制器是一种能够自动控制水位的设备，广泛应用于水泵、水箱、水池等水处理领域。
随着社会经济的发展和人们水利设施的普及，自动水位控制器行业也呈现出快速增长的趋势。
当前，自动水位控制器行业市场的主要现状可以从以下几个方面来分析：1. 行业市场规模扩大：随着城市化进程的加快，市政供水、污水处理及农田灌溉等领域的需求不断增加，推动了自动水位控制器行业市场的快速发展。
根据相关统计数据显示，自动水位控制器市场的年复合增长率已达到10%以上。
2. 技术创新不断提升：自动水位控制器行业正面临着智能化、节能化以及自动化的需求，行业内的企业在技术研发方面不断创新，推出了一系列具有良好性能和高可靠性的产品。
例如，采用了物联网技术，能够实现远程监控、远程操作等功能，提高了设备的使用便捷性和智能化程度。
3. 市场竞争格局较为激烈：随着市场需求的增加，自动水位控制器行业市场进入了一个竞争激烈的阶段。
国内外企业的进入使得市场竞争更加激烈，市场份额的争夺较为激烈。
同时，一些市场上的知名品牌也不断完善自身的技术和服务，加强品牌的影响力和市场地位。
4. 市场需求呈现多元化趋势：自动水位控制器的应用领域日益广泛，不仅涵盖了工业领域的供水、污水处理等，还广泛应用于农业灌溉、城市园林绿化等领域。
此外，个人消费者对于水箱、泳池等的需求也在不断增加，进一步推动了自动水位控制器行业市场的扩大。
5. 市场发展前景广阔：随着人们对于水资源的重视和环保意识的增强，自动水位控制器行业在未来几年内有望继续保持较高的发展速度。
尤其是在工业领域的应用，节约水资源、提高生产效率等方面有着重要的意义。
据市场研究公司预测，未来几年内，自动水位控制器市场的规模将进一步扩大，市场前景广阔。
综上所述，自动水位控制器行业市场在当前呈现出规模扩大、技术创新提升、市场竞争激烈、需求多元化以及前景广阔等特点。
随着社会经济的快速发展和人们对于水资源利用效率的要求提高，自动水位控制器行业有望继续保持快速增长。
自动冲水箱工作原理
自动冲水箱工作原理
自动冲水箱的工作原理是基于水位感应技术和水阀控制技术，主要由水位探测器、控制器和水阀组成。
1. 水位探测器：水位探测器通常采用浮子式感应器或电极式感应器。
当冲水箱内的水位下降到预设的水位线以下时，水位探测器会感应到水位变化并发送信号给控制器。
2. 控制器：控制器是冲水箱的核心部件，它接收水位探测器发出的信号，并根据信号控制水阀的开启和关闭。
当水位探测器感应到水位过低信号后，控制器将启动水阀。
3. 水阀：水阀是控制水流的装置，通常采用电磁阀或机械阀。
当控制器发送开阀指令时，水阀会打开，供水流入冲水箱，从而提高水位。
反之，当控制器发送关阀指令时，水阀会关闭，停止供水。
通过水位感应技术和水阀控制技术的配合，自动冲水箱能够实现根据水位自动开启和关闭水阀，确保冲水箱内始终保持合适的水位。
这样可以节约用水、维持卫生，并提高冲水效果。
水箱水位自动控制器[1]
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目录摘要 (1)第1章引言 (2)第2章单片机水箱水位控制器的原理 (3)2.1单片机概述 (3)2.2水箱给水设备原理 (3)2.380C51单片机控制系统原理 (4)2.3.180C51单片机控制部分结构说明 (4)2.3.2单片机水箱控制系统工作原理 (5)第3章单片机水箱水位控制器硬件设计 (6)3.1单片机水箱水位控制器系统硬件简介 (6)3.1.1数据采集及处理模块 (6)3.1.2光电隔离简介 (12)3.1.3给水泵电机主控回路介绍 (13)3.280C51水箱控制系统主控硬件部署方案 (13)3.2.180C51单片机实现控制功能说明 (13)3.2.274LS373芯片实现系统功能说明 (13)3.2.3EPROM2764芯片实现系统功能说明 (15)第4章单片机水箱水位控制器程序设计 (18)4.1程序概要设计 (18)4.2控制器程序原理 (18)4.2.1系统主程序原理以及流程框图 (18)4.2.2自动模式子程序原理以及流程框图 (19)4.2.3手动模式子程序原理框图以及流程框图 (20)结束语 (23)致谢 (24)参考文献 (25)摘要大型水箱是很多公司生产过程中必不可少的部件，它的性能和工作质量的优良不仅仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全。
在过去，大量的对水箱操作是由相应的人员进行操作的，这样的人工方式带来了很大的弊端，比如水位的控制，时刻监控水箱的环境，夜间的监控等等，操作员稍有疏忽，或者简易的监则器件损坏，将带来无法弥补的损失，更严重的会危机到生产人员的人身安全等。
所以，对水箱控制，如果能够使用精密的而且完全会严格按照生产规定运行的自动化系统，可以最大限度的避免事故的几率，同时也能节省资源并能有效提高生产的效率。
本单片机系统设计的目的是应用单片机控制技术，以单片机为核心控制水箱的水位，并实现了报警和手动、自动切换功能。
该系统操作方便、性能良好，比较符合电厂生产用水系统控制的需要。
PID水箱水位PLC控制
微分（D）调节器
根据误差信号的微分进行调节，误差越大，调节幅度 越大。
PID控制器的参数
Kp
比例系数，影响系统的响应速度和调节精度。
Ki
积分系数，影响系统的稳态误差和积分项的 强度。
Kd
微分系数，影响系统的动态性能和超调量。
PID控制器的优点
05 实际应用与效果分析
实际应用情况
应用场景描述
控制策略实施
硬件配置
PID水箱水位控制广泛应用于工业和 民用领域，如水处理、冷却塔、锅炉 系统等。通过PLC（可编程逻辑控制 器）实现自动化控制，确保水箱水位 稳定，满足工艺需求。
在PLC控制系统中，PID算法用于调节 水箱进水和出水流量，以维持设定水 位。通过实时监测水位传感器信号， PLC计算偏差并输出控制信号至执行 机构。
PID水箱水位PLC控 制
目录
CONTENTS
• PID控制原理 • PLC简介 • PID水箱水位控制系统 • PID水箱水位PLC控制实现 • 实际应用与效果分析 • 结论与展望
01 PID控制原理
PID控制器的组成
比例（P）调节器
根据误差信号的大小进行调节，误差越大，调节幅度 越大。
积分（I）调节器
04 PID水箱水位PLC控制实 现
PLC选型与配置
PLC型号选择
根据控制需求和规模，选择合适 的PLC型号，确保其具有足够的输 入输出点数、处理速度和通讯接 口。
I/O模块配置
根据水位检测和阀门控制等需求， 配置适当的输入输出模块，包括 模拟量输入输出、数字量输入输 出等。
通讯设置
根据需要，配置PLC的通讯接口， 如RS485、以太网等，以便与上 位机或其他设备进行数据交换。
水塔水箱水位自动控制器的设计
扬州工业职业技术学院2009 —2010学年第二学期毕业论文课题名称：水塔水箱水位自动控制设计时间：系部：电子信息工程系班级：姓名：指导教师：总目录第一部分任务书第二部分开题报告第三部分毕业设计正文第一部分任务书扬州工业职业技术学院毕业设计任务书第二部分开题报告扬州工业职业技术学院电子信息工程系10届毕业设计（论文）开题报告书（表1）第三部分毕业设计正文目录第一章引言 (10)第二章单片机水塔水箱水位控制器的原理 (11)2.1 单片机概述 (11)2.1.1 单片机的发展概况 (11)2.1.2 80C51系列单片机 (12)2.2 水塔水箱给水设备原理 (12)2.3 80C51单片机控制系统原理 (13)2.3.1 80C51单片机控制部分结构说明 (13)2.3.2 单片机水箱控制系统工作原理 (14)第三章单片机水塔水箱水位控制器硬件设计 (15)3.1 单片机水塔水箱水位控制器系统硬件简介 (15)3.1.1 数据采集及处理模块 (15)3.1.2 光电隔离简介 (20)3.1.3 给水泵电机主控回路介绍 (21)3.2 80C51水箱控制系统主控硬件部署方案 (21)3.2.1 80C51单片机实现控制功能说明 (22)3.2.2 74LS373芯片实现系统功能说明 (22)3.2.3 EPROM2764芯片实现系统功能说明 (23)第四章单片机水塔水箱水位控制器程序设计 (27)4.1 程序概要设计 (27)4.2 控制器程序原理 (27)4.2.1 系统主程序原理以及流程框图 (27)4.2.2 自动模式子程序原理以及流程框图 (27)4.2.3手动模式子程序原理框图以及流程框图 (29)结束语 (32)致谢 (33)参考文献 (33)[摘要] 大型水塔水箱是很多公司生产过程中必不可少的部件，它的性能和工作质量的优良不仅仅对生产有着巨大的影响，而且也关系着生产的安全。
在过去，大量的对水箱操作是由相应的人员进行操作的，这样的人工方式带来了很大的弊端，比如水位的控制，时刻监控水箱的环境，夜间的监控等等，操作员稍有疏忽，或者简易的监则器件损坏，将带来无法弥补的损失，更严重的会危机到生产人员的人身安全等。
水箱液位自动控制系统设计
第一章水箱液位自动控制系统原理液位自动控制是通过控制投料阀来控制液位的高低，当传感器检测到液位设定值时，阀门关闭，防止物料溢出；当检测液位低于设定值时，阀门打开，使液位上升，从而达到控制液位的目的。
在制浆造纸工厂常见有两种方式的液位控制：常压容器和压力容器的液位控制，例如浆池和蒸汽闪蒸罐。
液位自动控制系统由液位变送器（或差压变送器）、电动执行机构和液位自动控制器构成。
根据用户需要也可采用控制泵启停或改变电机频率方式来进行液位控制。
结构简单，安装方便，操作简便直观，可以长期连续稳定在无人监控状态下运行。
应用范围在制浆造纸过程中涉及的所有池、罐、槽体液位自动控制。
图1.1中，是控制器的传递函数，是执行机构的传递函数，是测量变送器的传递函数，是被控对象的传递函数。
图5.1中，控制器，执行机构、测量变送器都属于自动化仪表，他们都是围绕被控对象工作的。
也就是说，一个过程控制的控制系统，是围绕被控现象而组成的，被控对象是控制系统的主体。
因此，对被控对象的动态特性进行深入了解是过程控制的一个重要任务。
只有深入了解被控对象的动态特性，了解他的内在规律，了解被控辩量在各种扰动下变化的情况，才能根据生产工艺的要求，为控制系统制定一个合理的动态性能指标，为控制系统的设计提供一个标准。
性能指标顶的偏低，可能会对产品的质量、产量造成影响。
性能指标顶的过高，可能会成不必要的投资和运行费用，甚至会影响到设备的寿命。
性能指标确定后，设计出合理的控制方案，也离不开对被控动态特性的了解。
不顾被控对象的特点，盲目进行设计，往往会导致设计的失败。
尤其是一些复杂控制方案的设计，不清楚被控对象的特点根本就无法进行设计。
有了正确的控制方案，控制系统中控制器，测量变送器、执行器等仪表的选择，必须已被控对象的特性为依据。
在控制系统组成后，合适的控制参数的确定及控制系统的调整，也完全依赖与对被控对象动态特性的了解。
由此可见，在控制工程中，了解被控制的对象是必须首先做好的一项工作。
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。
水箱液位控制系统
水箱液位控制系统水箱液位控制系统的原理：水箱液位控制系统是一种自动控制系统，其目的是通过控制进水量和排水量，使水箱中的液位保持在一定的范围内。
该系统主要由水箱、电动机、进水阀门、浮子连杆等配件构成。
当水箱液位下降时，浮子连杆会向下移动，通过传感器将信号发送给控制器，控制器将信号转化为控制信号，控制进水阀门的开度，从而增加进水量，使液位回升到设定值。
当水箱液位上升时，浮子连杆会向上移动，控制器会减小进水量或打开排水阀门，从而使液位回落到设定值。
控制系统元件的选择：在设计水箱液位控制系统时，需要选择合适的控制元件，如传感器、控制器、执行器等。
传感器需要选择灵敏度高、精度高的液位传感器，以确保液位检测的准确性；控制器需要具有良好的控制性能和稳定性，以确保系统的稳定性和可靠性；执行器需要选择响应速度快、控制精度高的电动阀门或电动泵等，以确保系统的响应速度和控制精度。
控制系统的参数确定：在设计水箱液位控制系统时，需要确定一些重要的参数，如控制器的比例、积分、微分系数，以及进水阀门的开度和排水阀门的开度等。
这些参数的确定需要结合实际情况和系统响应特性，通过试验和仿真等手段进行优化调整，以确保系统的性能和稳定性。
控制系统的仿真结果：通过Matlab/Simulink对水箱液位控制系统进行仿真，可以得到系统的响应曲线和稳态误差等性能指标。
通过仿真结果可以发现系统的稳态误差较小，响应速度较快，控制精度较高，符合设计要求。
设计总结：本文设计了一个水箱液位控制系统，并对其进行了仿真分析。
通过设计和仿真可以发现，该系统具有操作简便、可靠性好、运行成本低、可扩展行强等特点，能够满足实际应用需求。
同时，本文还提出了一些优化建议，如进一步优化控制器参数、加强系统的故障检测和容错能力等，以进一步提高系统的性能和稳定性。
参考文献：暂无。
在工业生产和日常生活中，经常需要对中的液位进行自动控制，例如自动控制水箱、水池、水槽、锅炉等中的蓄水量，以及生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器和电开水机的自动进水控制等。
目前在用的水箱水位控制方式主要有以下几种
目前在用的水位控制方式主要有以下几种：外置水压式水位控制阀：水位控制阀，是一种自动控制水箱、太阳能水箱水位夜面高度的水力控制阀。
当水面下降时，水位控制阀所承受的压力减小，阀内的弹簧受力减小，而延伸，进水阀芯打开自动加水，水箱内的水位渐渐上升，阀门内所受的压力渐渐增大，当水位上升到预设的液位时弹簧所受的力与阀内所承受的压力达到平衡，阀门自动停止加水。
该产品适用于工矿企业、民用建筑中各种水箱、太阳能水箱的自动供水系统。
并可用作常压锅炉循环供水水箱进水控制阀。
工作原理本阀门是利用水箱内水的自身压力转化为力矩,利用自来水的压力膨胀,结合杠杆原理制作而成.可实现水箱的全自动进水控制。
1.该发明安装于水箱外的室内，维修更换方便。
2.该控制阀不用电能，仅利用液体压力介质的自身压力为动力来实现，具有节约电能、制作工艺简单、价格低廉，使用寿命长至7年以上,能为广大太阳能热水器用户所接受。
3.该控制阀水位调节范围广，使用水位调节范围是0~3m; 3~6m；6~10m(三种阀)的水位高度；使用调节压力范围是0~0.2Mpa。
对自来水有减压作用，洗澡时易调节水温，节水。
4.使用POM塑料为原材料，（ POM聚甲醛树脂是高密度、高结晶度的热塑性工程塑料材料具有很高的机械强度和刚性;最高的疲劳强度;环境抵抗性、耐有机溶剂性佳;耐反覆冲击性强;广泛的使用温度范围(-40℃~120℃);耐紫外线;也正是因为这些优异的化学和物理性能可以和钢铁媲美，而重量又轻于钢，才称之为“赛钢”！）5.使用寿命7~10年。
6.还可使用于阳台壁挂式太阳能热水器和电热水器等水箱的调节水压之用。
本发明使用压力可调节范围为0~0.2Mpa，可以降低阳台壁挂式太阳能热水器水箱等水箱和太阳能真空玻璃管设计压力，从而降低阳台壁挂式太阳能热水器制造成本，降低了其价格，提高了阳台壁挂式太阳能热水器的市场购买力。
如图电极式水位控制系统：使用多个电极线与水面接触，探测水位。
PLC水箱自动水位控制器设计
三菱PLC(核心控制部件)，高低位水箱的水位检测电路（由两个浮球液位开关将高低水位信号传送给PLC），水泵电动机控制电路（PLC控制启停及主备切换）；所用软件为GX WORK2和组态王。
五、系统设计方案
5.1系统总体设计
系统总体结构框图见附录1。
5.2系统工作原理
水箱水位自动控制系统由三菱PLC(核心控制部件)，高低位水箱的水位检测电路（高低水位信号传送给PLC），水泵电动机控制电路（PLC控制启停及主备切换）组成；通过水位检测电路测得水箱的水位信号交由PLC处理，再由PLC对水泵电动机控制电路进行控制，该过程可由上位机的组态软件进行监控，本次设计在传统的水塔、水箱供水的基础上，加入了PLC及液压变送器等器件．利用PLC和组态软件来实现水塔水位的控制．提供了一种实用的水箱水位控制方案。系统启动时，关闭出水口，控制输入控制液体阀，使水位达到满水位的75%，然后打开出水口，这种切换由一个输入的数字量控制，水池也有两个检测装置，得到的相关信息可对PLC进行调节。
随着工业生产的迅速发展，市场竞争的激烈，产品更新换代的周期日益缩短，工业生产从大批量、少品种，向小批量、多品种转换，继电器—接触器控制难以满足市场要求，此问题首先被美国通用汽车公司（GM公司）提了出来。通用汽车公司为适合汽车型号的不断翻新，满足用户对产品多样性的需求，公开对外招标，要求制造一种新的工业控制装置，取代传统的继电器—接触器控制。
（2）EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）这是一种可擦除只读存储器。断电情况下，存储器内所有内容保持不变。紫外线连续照射下可擦除存储器内容)
（3）EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)这是一种电可擦除只读存储器。使用编程器就能很容易对其所存储内容进行修改。
(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。
自动控制原理水箱
自动控制原理水箱水箱自动控制原理主要是指通过对水箱内水位进行监测并进行相应的控制，实现水箱中水位的自动调节和控制。
在水箱自动控制系统中，一般会使用水位传感器来获取水箱内水位信息。
水位传感器可以采用浮球式、电极式、压力式等不同工作原理，其中浮球式水位传感器是应用最为广泛的一种。
浮球式水位传感器通过浮球的浮沉来反映水位高低，当水位升高时，浮球随着水位的上升而上升，反之水位降低时，浮球随之下降。
传感器通过检测浮球位置的变化来得到相应的电信号，并将其传递给控制系统。
控制系统会不断接收传感器传来的水位信息，并根据设定的水位调节范围进行判断和处理。
当水位低于设定的下限时，控制系统会输出控制信号，打开给水阀门，让水进入水箱，提升水位；当水位高于设定的上限时，控制系统会输出控制信号，关闭给水阀门，停止供水，以保持水位稳定。
这样，通过对水位信号的实时监测和控制处理，实现了水箱水位的自动调节和控制。
在水箱自动控制系统中，还可以加入水位报警功能。
当水位异常超过预设的安全范围时，控制系统会发送报警信号，以提醒用户进行相应的处理和维护。
这样，能够保证水箱的安全运行，避免水箱溢满或干涸。
此外，为了提高水箱自动控制的精确度和可靠性，还可以结合其他感知信号进行控制。
例如，可以加入温度传感器，通过监测水温信息，实现对水温的自动控制。
当水温过高时，控制系统会启动降温措施，例如打开散热装置；当水温过低时，控制系统会启动加热措施，例如打开加热装置。
这样，在保证水位稳定的同时，还能够保持合适的水温，满足用户的需求。
综上所述，水箱自动控制原理主要是通过水位传感器获取水位信息，并通过控制系统对水位进行实时监测和控制处理，以实现水箱水位的自动调节和控制。
通过此种原理，能够提高水箱的运行效率和安全性，减轻人工操作的负担，提高水箱的使用效果。
65-教学案例-教学案例及任务详解-任务一分析水箱水位控制系统的组成
任务分析详解及教学案例单元一：自动控制系统的组成及性能要求1、任务一：以水箱水位控制系统为例（如图1人工控制的水箱水位系统和图2水箱水位位位位位位位位位位位位位位位图1 人工控制的水箱水位系统 图2 水箱水位自动控制系统任务要求：（1）. 要求分析该图1和图2水箱水位控制系统各组成部件及作用，分析系统的工作原理；（2）.比较水箱水位自动控制系统和人工控制系统，建立两种水箱水位系统的结构框图；（3）.判断图2系统的类型（开环还是闭环）答：（1）人工控制系统组成部件及作用：眼:观察水位，脑：对于观察做出判断，手：控制进水阀门，水箱系统（水箱+阀门）：供水工作原理：操作人员用肉眼观测水位情况，将此信息（反馈信号）传递给大脑，大脑经过思考，分析实际水位与期望水位的偏差，并根据经验做出决策，确定进水阀门的调节方向和幅度，发出调节阀门的指令，手按此指令操作进水阀门，改变给定水量，最终使水位保持在期望的数值上。
只要水位偏离了期望值，工人便要重复上述调节过程。
自动控制系统组成部件及作用：传感器：检测水位，控制器：分析传感器信号并执行，执行器：控制阀门，水箱系统（水箱+阀门）：供水工作原理：通过传感器检测浮球的液位的高低，当水箱中的水位发生变化，传感器将检测到的信号反馈给阀门控制器，然后由阀门控制器将信号传递给执行器，由执行器驱动阀门动作，确定开、关及开多少，关多少。
（2）人工控制系统结构框图自动控制系统结构框图（3）该系统类型：闭环控制。
系统中控制信号经控制器、执行部件以及被控对象，然后又经测量部件反馈回来，循环往复形成闭路传递，故称闭式控制或反馈控制。
2．分析比较开环控制与闭环控制的特征、优缺点和应用场合的不同。
答：①对于开环控制，系统的输出量不被引回来对系统的控制部分产生影响。
优点：无反馈环节，一般结构简单、系统稳定性好、成本低。
缺点：当控制过程受到各种扰动因素影响时，将会直接影响输出量，而系统不能自动进行补偿。
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水箱水位自动控制器
本文向网友介绍一款水箱水位自动控制器的制作。
在一些农村，普遍使用井水作为日常生活用水，与之相配套的还在屋顶装有水箱，通过水泵将井水抽到高处的水箱中储存起来，平时就用水箱中的水，从而达到如同城市中的自来水一样方便的效果。
在使用中经常会将水箱中的水用干后才知道水箱中已没水了，此时才去合上水泵电源向水箱中供水，整个过程都需要人工参与，非常麻烦，有时还会一时疏忽而使水箱中的水满溢，弄得整个屋子都是水。
利用本文介绍的这款水箱水位自动控制器，能够实现如下功能：水箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水；而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止抽水，始终保持水箱中有一定的水，既不会干，也不会溢，非常的实用而且方便。
1、电路工作原理
电路采用CD4011四与非门作为处理芯片，原理图如图1。
图1
12V直流电压经VD1，一路经R7点亮发光管LED1，作为电源指示，另一路作为系统的工作电源。
接通电源后，如果水箱中没有水，则两个水位探头经R1、R2与正电源相连，即为高电位，IC1的4脚输出低电平，经IC1C处理后，10脚输出高电平，这个高电平一路经R4加在VT1的基极，使VT1饱和导通，继电器得电吸合，启动水泵抽水；另一路经R8接到IC1的2脚，由于高水位探头也为高电平，经与非门处理后，IC1的3脚输出为低电平，将IC1C与非门锁住。
随着水泵不断向水箱供水，水箱中的水位逐渐升高，当低水位探头浸到水后IC1
的6脚变为低电平，4脚输出高电平，但此时与非门已被锁住，故而不会影响输出，水泵继续抽水；随着水位的进一步升高，当水位碰到高水位探头时，IC1的1脚和6脚都变为低电平，这个变化对IC1的4脚没影响，而3脚却因1脚变为低电平，输出为高电平，这样IC1的8、9脚都是高电平，10脚便输出低电平，继电器失电断开，水泵停止抽水，同时这个低电平又经R8加在2脚上，使3脚保持高电平。
直到水位再次低于低水位探头时，又将重前述过程，从而对水箱的水位实现自动控制。
本电路中，设计有故障保护电路，当高水位探针因电极氧化发生故障时，无法发出停机信号，此时水位继续上升，当WAR端探针浸入水中时，将强行使水泵停机，以作为保护之用。
2、调试与安装
该电路原理简单，本站提供的元件参数都已调好，只要焊接无误，一般一次就能成功。
焊接步骤：
先焊电源部分将二极管和相关元件按线路板上所标的位置焊接好，当焊完发光二极管后，可以对电源部分进行调试。
从电源输入端插入稳压电源，看发光二极管是否点亮，若不亮，仔细查看VD1电否反焊。
再焊输出部分电源部分正常后，接下来焊继电器和输出三极管。
焊好后，再次通电，用一根导线将正电源和IC1的10脚的位置（此时还没焊上集成电路）碰
一下，如果能听到一声清脆的继电器吸合声，同时可看到工作指示灯点亮，断开后又能吸到另一声音同时工作指示灯熄灭，表明输出部分也无误。
最后焊处理部分经过前面两部后，只要焊上IC及相关的电阻就能工作了。
制作完成后的水位控制器装于合子内的位置见图3：
图3
调试：用导线与线路板上的接线端子接好，接上电源，电源指示灯点亮，同时继电器应吸合，然后用手将低水位探头的引出线与地相连，再将高水位探头与地相连，此时断电器断开；接着将高水位探头引出线与地断开，然后再将低水位与地断开，此时继电器再次吸合，反复测试几次，如都是按上述规律变化，则说明电路工作正常。
实验室试验时，可用一个一次性水杯，将水位线按高低不同放入杯内，然后往杯中加水，就可以模拟整个抽水过程。
实际安装时，水位探头选用φ16-20的不锈钢管，这种材料不易生锈，可靠性较好。
将探头伸入水箱中与水箱盖固定处要注意绝缘处理。
安装可选用一种防水接头来完成，把不锈钢管伸入中间，拧紧就行，φ16-20的不锈钢管配PG21或PG29的防水接头刚好。
用一根两芯屏蔽线作为水位信号的引入线，将屏蔽层与水箱外壳相连，另一头接线路板的地，两根芯线分别连接线路板上的L和H处，其中L与低水位探头
相接，H与高水位探头相接。
注意水位信号线尽量要短，太长有可能会受到外界干扰，使系统无法正常工作。
最后在继电器的输出端子上接上用于控制水泵电源的引出线，系统就算安装完成了。
接线图见下图：
水位探头与控制器的接线按上图所示，分别将四根探头通过连线与控制器上的水位接接线柱相对应的端子相接，探头线不能太长，最好控制在1.5米以内，过长的话容易引入无线电干扰信号，而使系统无法正常工作。
要观看本制作套件制作完成后的演示录相，播放密码为：hzwolves，点击进入：
3、套件提供：
水箱水位自动控制器全套散件：18元（报价不含所需的直流12V稳压电源、不含运费，购买时请注意！）。