1、多种水位控制电路图电气自动化 2010-01-30 22:32:41 阅读 92 评论 0 字号：大中小 一、自动水位控制器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
2、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、脚，与非门 N2 的输出第脚和与非门 N3 的第 12脚相连，N3 第脚输出端接到 N2 第脚输入端，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
3、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、脚输入为低电平，第脚输出则为高电平，而 N2 第脚输入端仍为高电平，因而 N2 第脚输出则为低电平，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。N3 第 13脚仍为高电平，同时，水箱中的水也给
4、晶体管 T2 提供基极电压使其导通， Nl 第、脚输入端为高电平，第脚输出端为低电平，N2 第脚输出端为高电平，N3 第11 脚第终输出低电平，使 T3截止，电动机停止抽水。若水位下降低于探头 B 但高于探头 A，水箱中的水依然供给晶体管 T1 的基极电压，继电器 RLl 继续吸合，使 N3 第13 脚仍为高电平，但晶体管 T2 不导通，N1 第 、脚输入端为低电平，其第脚输出端为高电平，N2 第脚为低电平，则 N2 第脚输出为高电平，最终 N3 第11 脚输出端继续保持低电平，电动机仍停止工作。若水位降到探头 A 以下，晶体管 T1 与 T2 均不导通，与非门 N3 输出高电平，驱动继电器
5、RL2，电动机又开始将水抽入水箱。图 2 为指示器监控器电路图，共有五个发光二极管，如果发光二极管全部亮，表示水箱中的水已充满。12V 电源送到水箱底部的水中，晶体管(T3T7)只要得到基极电压，就会导通并点亮相应的发光二极管(LED5LEDl) 。当水箱中的水到达最低水位 C 时，晶体管 T7 导通，LEDl 点亮；当水位上升到水箱的1 4 时，晶体管 T6 导通，LEDl 与 LED2 点亮；当水位升到水箱的一半时，晶体管 T5 导通，则LEDl、LED2 和 LED3 点亮；当水位升到水箱的 34 时，晶体管 T4 导通，则 LEDlLED4 均点亮；当水箱的水充满，晶体管 T3 导通，
6、五个发光二极管全亮。因此从发光二极管点亮的状态，就能知道水箱中的水位发光二极管与水箱中的水位对应关系如附表所示。发光二极管应安装在容易监视的位置。改变探头 A 和 B 的高度可调节水位，但应注意调整螺丝 A、B 和 C，其它水位探头之间必须绝缘，从而避免短路。二、利用舌簧开关自动控制水位的电路图本文所示的电路图 1 是控制高架游泳池的简单便方案。电路非常简单并且非常容易制造。图 1 中的 SW1（通常闭合）和 SW2（通常开路）是密封的 PVC 管中的微型舌簧开关。管的两端做成防水的,用防水密封胶密封它们。图 1 自动水位控制电路1 个磁铁安装在可以浮在水面的热孔隙薄片上。磁铁可随水面上下移动
7、并可驱动舌簧开关。当水池完全放空时磁铁安置在制动器上（如图 1 所示）,而 SW2 闭合。12V 电源通过 SW1 和 SW2 连接到 RL继电器的线圈上。继电器被激励,而且经继电器的 1 个公共端连接 VAC 到水泵的电机。当水泵开始注水到游泳池时,磁铁随着水面向上移动。当磁铁离开支座时,SW2 开路,但电源通过继电器 RL 的第 2 个公共端仍然连接到继电器的线圈上。当磁铁到达 SW1 时,它打开 SW1 开关,而电源到达继电器线圈的第 2 条通路也断开。继电器去除激励,关断水泵。当从水池排水时,SW1 再次闭合,但电源不能到达继电器线圈。水进一步排出,SW2 闭合,而继电器再次被激励,从
8、而再次开启水泵。此过程一次又一次地重复。水泵不是连续运行,而是间隔运行。间隔时间依赖于舌簧开关之间的距离,然而,手动按瞬时开关SW3 可以开启水泵。RL 是 DPDT 继电器（ 1 个极用于逻辑控制 ,1 个极用于开/关电机）线圈电压为 12Vdc,按点负荷依赖于负哉。SW1 和 SW2 为微型舌簧开关。三、采用电极作水位传感元件的水位自动控制电路最简单的水位传感元件是采用两个电极，当水面淹没电极时，利用不纯净水的导电性使电极之间导通，但导通电阻值较大，约 50k，不能代替光敏电阻器直接驱动如图 4 所示的光控电路，需要灵敏更高的控制电路。 水位自动控制电路 如图 5 所示。它是在图 4 电路
9、的基础上，增加了一级前置放大管 VT1，在其基极输入很微弱的电流（10A ）就可以使 VT13 皆饱和导通。控制开关 S 可以用大头针做成两个电极，当其被水淹没而导电时，小电动机会自行运转。C1 为旁路电容器，防止感应交流电对控制电路的干扰。VT1 选用低噪音、高增益的小功率 NPN 硅管 9014。根据上述电路水位控制的功能，能否设计成一个感知下雨自动关窗、自动收晾晒衣服绳索的自动控制器。下偏置水自动控制电路 见图 6 。图中，将两个电极改接在 VT1 下偏置，R1 仍为上偏置电阻器。当杯内水面低于两个电极时，相当于下偏置开路，R1 产生的偏置电流使电动机起动。当水位上升到淹没电极时，两个电
10、极之间被水导通，将 R1 产生的偏置电流旁路一部分，使 VT13 截止，电动机停转，与图 5 控制效果恰好相反。 四、水塔自动抽水装置此主题相关图片如下，点击图片看大图：五、剖析 JYB714 的电子式液位继电器电路图 一种型号为 JYB714 的电子式液位继电器由于维修需要，必须将该继电器电路进行剖析。 1 操作 我是利用数码相机的微距拍摄功能拍摄印刷板图 ( 多拍几张以供选择 ) 。然后再将该 JPG 图插入到 autoCADk 中。 具体操作：打开 CAD 一插入一光栅图像一 ( 选取该 JPG 图 ) 打开一确定一可在屏幕上选取范围并回车，然后进行绘制印刷图。绘制完成后最后删除原 JP
11、G 图。 将正面的元件和连接线在印板图上标出。根据该图就比较容易绘制出原理图 ( 因为两面的内容在一面显示要有一定的基础和经验 ) ，最后标出元件的规格型号并用数字万用表在线测量所有的电阻并配合色环进行确认。 然后点击文件一输出一选择文件一回车。一张能够被 word 识别的并显示电路的图形就生成了 ( 可以在 word 中插入该图片 ) ，如附图所示。当然通过适当的软件还可以生成 JPG 、 BMP 、 PDF 等图纸，在此不作赘述。 AutoCAD 的功能非常强大，任何图形都能用它来绘制 ( 我用的是 2006 版 ) ，只有通过多练习才能掌握，使用时得心应手。 2 原理图分析 附图中，变压
12、器初级通入交流电压 220V ，次级产生 20V 和 8V 的两组交流电压，其中 20V 经 D1D4 整流， C1 滤波，产生约 24V 的直流电压提供 K1 的工作电源。 当水箱的水位低于中电极探针时交流 9V 电压是断路的，因此 C2 也无直流电压， Q2 无偏置而处于截止状态，此时 C1 两端的电压经 R1 、 Q1 的 b 、 e 极和 R6 接地形成回路， Q1 饱和导通， K1 吸合，其两对触点 K1-1 、 K1-2 触点转换，其中 K1-2 作为输出控制开关去控制执行机构， K1-1 的、短接，、断开，此时即便水位超过中电极探针， 9V 的交流电压还是断路的， Q2 仍然截止
13、， K1 继续吸合。当水位慢慢上升到高电极时， 8V 交流电压经过水阻形成回路， C2 两端有电压，该电压经 R3 、 C3 、 Q2 的 b 、 e 、 R5 、 R6 形成电流通路， Q2 导通，短接 Q1 的 b 、 e 使 Q1 截止， K1 释放，其两对触点恢复原位。若水位低于高电极时， 8V 交流电压仍然形成回路，只有当水位低于中电极时才断路， K1 吸合。因此水位始终保持在中电极和高电极之间。 该液位断电器的优点是：水位探针承受的是交流微小电流，使探针不容易极化其可靠性要比直流电好得多。 附图中变压器的次级绕组有两组数字。其中无括号一是标称值，括号内为实际测量值。 该原理图比较明
14、朗，但元件 N( 氖泡 ) 的作用是什么 ? 还有 DlO 的作用是什么 ? 还请各位高手给予指点。从分析原理图的角度拆除 N 和短接 D10 该 六、欣灵 JYB(714)型晶体管液位继电器原理图更正的图只有自动抽水状态，如果需要设置自动和手动抽水时，请参考我的博文JYB 型晶体管液位继电器的改进一文。有的网友提出:“能否把元件的型号标出来?”由于这一产品生产厂多，电压等级又不一样，元件型号、规格合有出入，如某厂产品的元件型号、规格是:C1-220 微法50V C2-47 微法50VBG1 BG2-C9013D1-D7-1N4007J-有的是 JTX 有的是 JRX-13F电源变压器-初级有
15、 380V 和 220V 的 次级有 13V 和 24V 的 六、NE555 构成的农用液位自动控制电路图如图所示为农用液位自动控制电路。该控制电路由降压整流电路、RS 触发器、固态继电器(SSR)控制电路等组成。其中降压整流电路为整个控制电路提供 VDD= 9V 的直流电如图所示为农用液位自动控制电路。该控制电路由降压整流电路、RS 触发器、固态继电器(SSR)控制电路等组成。其中降压整流电路为整个控制电路提供 VDD= 9V 的直流电压当水池内无水时，若刚接通电源，则因 C3 上电压不能突变而使 IC(555)脚为低电平，555 被置位，3 脚输出的高电平使 SSR 截止，电机 D 不运转
16、。此时 C3、C4 分别通过 R1、R2 进行充电，当 C4 上电压充到 2/3VDD 时，IC 复位，脚输出的低电平使 SSR 内部的光电耦合器将交流 220V 电压接通，电机 D 因得电而运转抽水。当水位上升至 b 探极时，C4 通过水进行放电，但 555 仍输出低电平，电机 D 继续转动。当水位升至探极 a 时，C3 通过水进行放电，当 C3 放电到使脚电位低于 1/3VDD 时，555 置位， 3 脚输出的高电平使 SSR 截止，电机 D 闼无电而停转，液位开始下降。当 b 探极露出水面时，C4 又充电，重复上述过程。这样周而复始，使液面保持一定的高度。 SSR 为交流过零型固态继电器
17、，其内部为光电耦合器，使控制端与输出端隔离，完全可靠。 该控制电路除可对农用液位进行自动控制外，还可对水塔液位等进行自动控制。七、 555 构成的水位自动控制电路图如图所示为水位自动控制电路。该控制电路由降压整流电路、水位测控开关、双稳态触发器等组成。降压整流电路为 555 提供 VDD=12V 的电源电压。双稳态工作模式的 555 作如图所示为水位自动控制电路。该控制电路由降压整流电路、水位测控开关、双稳态触发器等组成。降压整流电路为 555 提供 VDD=12V 的电源电压。双稳态工作模式的 555 作为 RS 触发器使用。BG1 及上限水位探针 A 作为复位触发开关；BG2 和中位探针 B 作为置位触发开关；C 为连接地电平的下限探针。利用 RS 触发器的特性，控制 555 的置位和复位，使继电器 J 吸合或释放，从而控制抽水电动机 D 的运行，使水位保持在给定的上限和下限之间。
