水箱水位闭环电子控制系统的设计和应用
（三）水塔水位自动控制系统设计为了便于设计的实施和制作，计划设计制作一个水塔水位自动控制系统模 型。 1、设计要求： 1）设计和制作一个水塔水位闭环电子控制系统的模型。（ ）能全真模拟水塔中水位的自动控制。（2 、设计分析：2要求当水塔水位达到高水位时要启动水泵供）根据对设计要求的分析，（1因此必须对水位进行检测，当水塔水位低到水塔低水位时能自动关闭水泵，水， 并能反馈所测的结果，实现这一控制需要采用闭环电子控制系统。）根据水塔水位闭环电子控制系统方框图，设计出合适的输入、控制器2（ 、执行器、被控对象、检测装置的实用电路、电子元器件、设备等。（处理）控制输水流量实际
水控制对执行输水水电路检测装)
水位探头
①输C B
由三根裸露的硬铜电线组成水c
是零水如右图所示，位探头，其中A 高水位是低水位探头，用来探测B位探头，是高水位探头，用来C水塔低水位， 水塔 探测水塔高水位。可以预置水塔中调整探头位置， 低水位 的高低水位位置。b
a
水塔中的水位探头
②控制器（处理）它由集成电路等组成，根据预置的高、低水位和水位传感器反馈的水
塔实际水位信号进行比较，再经判断，发出向水塔送水或停止送水的指令。 ③执行器执行器由电磁继电器、水泵等组成，其中电磁继电器控制水泵的开和关， 水泵将水池中的水送入水塔。 ④被控对象 被控对象是水塔及水塔中的水位。 ⑤检测装置三根水位探头组成一个传感器，对水塔水位随时进行检测，并把信号反馈 至比较器。 、设计方案：3．
（1）水塔水位闭环电子控制系统示意图
水位探头 进水管 水塔 放水管 水泵液位继电器 真空引水罐补水 供水 水泵 上水管 水泵 继电器 磁性传感器（干簧管） （常闭触点）高水位 套管磁性浮球 （常开触点） 低水位 控制器二次加压新模式 水水 池位 闭环电子控制系统 水 池 示意 2）水塔水位闭环电子控制系统工作过程（ ①接通整个系统的电源。探测到水塔中的水位处于低水位状态②当水位传感器中的低水位探头B时，它立即把这个信号送入比较器，经比较器比较后，产生一个触发电压，控制器受到触发后，发出进水的指令信号，指令经输出接口电路放大后推动继电 器动作，接通水泵电源，水泵开始向水塔供水。水面与水位传感器的c当水位升高到时，③注水后的水塔水位不断升高，接触，立即产生一个电信号，并把信号反馈给比较器，比较器比高水位探头C较后产生一个触发电压，控制器发出停止进水指令，电磁继电器立即关闭电动 机的电源，水泵停止供水。以下时，便重复②的控制，这样不断循环，从④当水塔水位降到低水位b 而使水塔源源不断地供水。 （四）选择、制作电子元件和器材．
完成设计后，就面临着如何选择电子元件和自制器材，这也是完成控制系
统模型制作的重要环节。 ）控制器电子元件的选择（1可以有三组成控制器
控制系统的电路，
种选择，一是用晶体管组成控制系统电路二是用集成电路组成控制系统；1（见附件）CB7555集成电路或的电路，如可用JN6201三是采用定型产品液；集成电路（见附件2）。第一种是要用二极管三位继电器（右图）第二种极管等晶体管材料自已组装成电路，
是购买现成的集成电路板，第三种液位继电器是定型产品，质量可靠，已经把
集成电路和继电器做在一起，可以直接控制小功率电器。从电路的稳定性、便于安装考虑，我们选择了第三种液位继 电器作为控制电路。 2）执行器的选择（ 齿
轮泵执行器主要由电机和水泵组成，水活塞泵、离心泵、泵的种类有很多，如；。
因离心泵要加自动引水装置（小区、）齿轮泵、潜水泵、管道泵等（见附件3单位等供水量大的一般都用离心泵，而且目前自动加引水装置技术也已成熟，潜水），5有各种不同的类型和原理，见附件4、
泵不便安装，经考虑我们选择了不用加引水， 而且效率较高且体积较小的齿轮
泵。 3（）被控对象水塔的选择 水位探头水塔选用了透明的又便于安装传感器的塑
水塔。水塔下的阀门用小球阀（要料瓶代替（右图）水池用一个长
方形的注意和出水管径相一至）， 8塑料盆代替（见附件）。 （4）检测装置的选择目前实际中使用的有用三根导线作探头的．
也有用干簧管的，干簧管一般用于大型水塔（原理图见附件6），我们选择成本较低的三根硬铜线作探头，用比较粗的铜心护套线中导线来制作，既实用又经济。 （五）安装和调试
在准备了以上元器件后，便进入安装调试阶段，为了少走弯路，分了以下几个步骤。
水箱水位闭环电子控制系统设计及应用
