水位自動(dòng)控制裝置.doc

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1、遼寧工業(yè)大學(xué)電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：水位自動(dòng)控制裝置院（系）：專業(yè)班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生：指導(dǎo)教師：教師職稱：起止時(shí)間：課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：電子與信息工程學(xué)院教研室：電子信息工程學(xué)號(hào)學(xué)生專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目水位自動(dòng)控制裝置課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)：1、水位自動(dòng)控制在一定圍（如2-6米），當(dāng)水位低至2米時(shí)使電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)水泵上水；當(dāng)水位升至6米時(shí)，使電機(jī)停轉(zhuǎn)。2、因特殊情況水位超限（如高至7米、低至1米）報(bào)警器報(bào)警。3、設(shè)有手動(dòng)按鍵，便于隨機(jī)控制。4、由數(shù)碼管直觀顯示當(dāng)前水位。設(shè)

2、計(jì)要求：1.分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境等，廣開(kāi)思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖。2.確定合理的總體方案。對(duì)各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)、成本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來(lái)源，敲定可行方案。3.設(shè)計(jì)各單元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè)計(jì)。4.組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號(hào)的流向，采用左進(jìn)右出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說(shuō)明。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)成績(jī)：指導(dǎo)教師簽字：年月日目錄第1章

3、水位自動(dòng)控制裝置設(shè)計(jì)方案論證21.1水位自動(dòng)控制裝置的應(yīng)用意義21.2水位自動(dòng)控制裝置設(shè)計(jì)的要求及技術(shù)指標(biāo)21.3總體設(shè)計(jì)方案框圖及分析2第2章水位自動(dòng)控制裝置各單元電路設(shè)計(jì)32.1信號(hào)產(chǎn)生部分32.2信號(hào)處理部分42.3水位顯示電路62.4電機(jī)控制電路82.5報(bào)警控制電路9第3章水位自動(dòng)控制裝置整體電路設(shè)計(jì)11設(shè)計(jì)總結(jié)12參考文獻(xiàn)12第1章水位自動(dòng)控制裝置設(shè)計(jì)方案論證1.1水位自動(dòng)控制裝置的應(yīng)用意義水位控制器是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)，它是傳感器、硬件、軟件等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，作為水塔水位控制裝置，其主

4、要任務(wù)是保證水塔的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。采用集成電路，能對(duì)水塔水位進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等多項(xiàng)功能。由于我國(guó)水位測(cè)量操作水平落后，工作人員過(guò)多，但是現(xiàn)在水位控制器為水位控制開(kāi)辟了廣闊的前景。1.2水位自動(dòng)控制裝置設(shè)計(jì)的要求及技術(shù)指標(biāo)1、水位自動(dòng)控制在一定圍（如2-6米），當(dāng)水位低至2米時(shí)使電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)水泵上水；當(dāng)水位升至6米時(shí)，使電機(jī)停轉(zhuǎn)。2、因特殊情況水位超限（如高至7米、低至1米）報(bào)警器報(bào)警。3、設(shè)有手動(dòng)按鍵，便于隨機(jī)控制。4、由數(shù)碼管直觀顯示當(dāng)前水位。1.3總體設(shè)計(jì)方案框圖及

5、分析每部分電力都有其相應(yīng)的功能：首先由信號(hào)產(chǎn)生部分產(chǎn)生整個(gè)電路的輸入信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理部分處理后輸出其他電力的控制信號(hào)，控制其他電力工作：電機(jī)控制電力部分接受到由信號(hào)處理電力輸出的有效控制信號(hào)后正常工作驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)抽水，使水位上升，而水位的變化又直接關(guān)系到信號(hào)的產(chǎn)生，因此有一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，即使水位保持在一定圍；水位顯示電路接受到有效信號(hào)后驅(qū)動(dòng)顯示器工作使其顯示該時(shí)刻的水位；水位超限時(shí)輸出為報(bào)警電路的有效控制信號(hào)使報(bào)警電路工作驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警。由“信號(hào)產(chǎn)生信號(hào)處理電機(jī)控制電機(jī)信號(hào)產(chǎn)生”這個(gè)循環(huán)就能使水塔具有

6、自動(dòng)控制水位的能力。由任務(wù)分析可知，該設(shè)計(jì)電路主要有三個(gè)功能：水位控制、水位顯示與報(bào)警。而要有這些功能就必須要有使其工作的控制信號(hào)，所以首先就必須要有輸入信號(hào)，因?yàn)槿蝿?wù)要自動(dòng)控制所以輸入信號(hào)也必須由電路自己產(chǎn)生而不能人為加入。水位控制器主要由水位傳感器、電源電路和控制電路三部分構(gòu)成。整體電路框架如圖①所示：報(bào)警器報(bào)警控制信號(hào)處理信號(hào)產(chǎn)生顯示器水位顯示電路電路電路信號(hào)處理信號(hào)處理圖①總體設(shè)計(jì)框圖第2章水位自動(dòng)控制裝置各單元電路設(shè)計(jì)2.1信號(hào)產(chǎn)生部分該部分的目的是產(chǎn)生有效的輸入信號(hào)。主要原理是利用水的弱導(dǎo)電性。水

7、屬于弱導(dǎo)電質(zhì)，即使這樣也可以通過(guò)水來(lái)傳遞微弱的電信號(hào)。鑒于此原理，初步將該部分設(shè)計(jì)成由水面的上升與下降來(lái)控制電信號(hào)的接通與斷開(kāi)：當(dāng)水位上升時(shí)接通電信號(hào)；當(dāng)水位下降時(shí)斷開(kāi)電信號(hào)。按此析，只要在水塔里放上用來(lái)傳遞電信號(hào)的探頭，則水位上升到探頭位置時(shí)接通電信號(hào)；水位低于探頭位置時(shí)斷開(kāi)電信號(hào)。把電信號(hào)接通時(shí)設(shè)為有效信號(hào)即當(dāng)作控制信號(hào)。在水塔的不同放置幾個(gè)探頭時(shí)就可以根據(jù)水位的高低接通某些探頭和斷開(kāi)某些探頭。因此只要知道每個(gè)探頭的具體位置，在根據(jù)其輸出電信號(hào)的情況就能大致確定水位的位置，將探頭輸出的電信號(hào)當(dāng)作輸入信號(hào)經(jīng)

8、過(guò)處理后成為電路的控制信號(hào)。設(shè)計(jì)該部分主要在于探頭個(gè)數(shù)的選擇與探頭放置位置的選擇。因?yàn)樘筋^的個(gè)數(shù)直接關(guān)系到水位檢測(cè)的精確度：探頭個(gè)數(shù)越多檢測(cè)點(diǎn)也就越多檢測(cè)水位就越準(zhǔn)確。但如果探頭太多就會(huì)給其他電力設(shè)計(jì)帶來(lái)麻煩：一個(gè)是信號(hào)處理的輸入端要多，一個(gè)是水位顯示也要相應(yīng)的增加，加大了工作量。根據(jù)任務(wù)設(shè)計(jì)的要求，假設(shè)一水塔高8米，令該水塔水位到達(dá)7米或低于1米時(shí)報(bào)警，也就是說(shuō)水塔最起碼要有7米深，因此可以將探頭