1、1 设计分析：水塔水位自动控制系统的控制对象为水泵，容器为水塔或储液罐。水位高度正常情况下控制在C、D 之间， （a） 。当水位在低于 C 点时，水泵开始进水， （b） 。当水位高于 D 点时，水泵停止进水，（c） 。当水位低于 C 点并到达 B 点时就报警，采取手动启动水泵， （d） 。当水位超过 D 点并到达E 点时上限报警，采取强制停止水泵，水位从溢流口流出， （e） 。为了精确的实现对水位的控制，必须建立闭环控制系统。根据水塔中的进、出水的水位可以自动控制水泵，使水位处于动态的平衡状态。2 现有设计方案的分析：（1） 555 定时器组成的水位自动控制器。可以看出，电路设计过于简单化，没
2、有考虑异常情况的排除方法。例如：探头发生故障，则此系统无法检测，导致水位控制器操作异常没有设计报警电路，无法方便地读取水位实际数值。水位自动控制系统（2） 用 51 单片机设计的水位自动控制系统。51 单片机实际是个小的微型机，除了硬件电路的搭接外，还需要软件的开发和应用。这样会使设计变得很繁琐，同时从电磁兼容方面考虑，软件设计存在系统地不稳定性。在实际应用中，为了满足工厂的实际条件，大部分自动化控制装置采用纯硬件的电路设计。此外，该电路不能检测液体的电导率，不适用水塔中液体性质改变的情况。水塔水位控制电路3 最优方案：3.1 系统框图控制系统主要分为模拟检测和逻辑判断两大块。所示，模拟检测实
3、际上测量的是 B、C 、D 、E 四个探头相对于 A 点（即地）电位的高低，在水塔中清水里的四个探头 B、C、D、E 各点和探头 A 点之间实际上相当于一个可变电阻。当电阻值发生变化时，各点的电位值不同，通过逻辑判断，就得到不同的输出，即操作控制不同的动作。系统框图3.2 原理图为最优方案的原理图。所示：水位正常情况下应处于 C、D 之间，此时，BCDE 四个探头的逻辑电平为 0011，即保持状态当水位低于 C 点，处于 B、C 之间时，BCDE 四个探头的逻辑电平为0111，即进水状态当水位高于 D 点，处于 D、E 之间时， BCDE 四个探头的逻辑电平为 0001，即停进状态当水位低于
4、B 点或水位高于 E 点，此时，BCDE 四个探头的逻辑电平为 1111 或 0000 时，水塔水位的报警电路开始工作，产生下限报警或上限报警，即低报和高报。这时，需要工作人员进行手动关闭报警设备才可以解除警报。水塔供水系统的最终连线图3.3 系统优化从中可以看出，B、C、D、E 四个探头每个都接有一个运算放大器。实际运行中，当某个探头出现故障时，系统可以及时检测到，不会造成误动作的产生。同时，新增了报警确认电路。这样，当误动作产生以及水塔内水位的过低或者过高，都会启动报警装置。一旦系统发生报警，就可以及时去处理问题。问题处理完毕之后，工作人员可以手动关闭报警装置。因此，优化的方案增强了系统的
5、可靠性、稳定性和实用性。4 水塔水位控制器的可行性试验4.1 可行性试验为水塔水位控制器的外观正视图，由电源指示灯、报警确认灯、水位指示灯以及报警确认开关组成。接通电源时，电源指示灯亮，当水塔中水深处于不同位置时，水位指示灯 B、C 、D 、E 情况不同。水塔水位控制器外观图当水位处于 B 点之下，指示灯 B、C、D 、E 全亮，报警电路开始报警，即下限报警。当水位处于 B、C 之间，指示灯 B 灭，C 、D、E 亮，水泵开始进水。当水位处于 C、D 之间，指示灯 B、C 灭，C、D 亮，保持状态，即保持进水。当水位处于 D、E 之间，指示灯 B、C、D 灭，E 亮，停进状态，即水泵不工作。当水位处于 E 点之上，指示灯 B、C 、D 、E 全灭，水泵不工作，报警电路开始溢出报警，即上限报警。报警电路可以手动关闭，只要按下报警确认开关，就可以解除报警的蜂鸣声。此时，报警确认灯亮起。处理完故障时，必须关闭报警确认灯，报警确认电路复位，恢复其监测故障的功能。电机的设计 由于单片机的输出电压过低 不足以带动电机 只能另想他法 采用发出信号控制开关的“开与合”来控制电机的工作 来实现 前提是要先进行 D/A 转换
