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水位控制器任务指导书

一、设计目的

1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计

步骤，培养综合设计与调试能力。

2．学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。

3.了解水位控制器的制作方法。

4.了解继电器的使用方法和作用

二、设计任务及要求

1.设计并制作一个水塔水位控制器，该控制器具有四个水位检测输，由低到高水位检

测点分别为H1、H2、H3、H4；控制器根据水位状态控制两台水泵的工作。

2.控制要求

（1）在各水位检测点，应能准确可察地检测出水位状态，所设计(或选购)的传感器应

能受长期工作的环境而不影响其性能;

(2)两台水泵分别为M1和M2，当水位低于H1时，开水泵M1和M2.当水位高于H4时，

关掉两台水泵;

(3)水位由H1上升至H3时，关掉水泵M1;

(4)水位由H4降至H2时，打开水泵M1;

3.备用泵的控制

(1)当两台工作水泵任一台发生故障时，应能检测出故障，并使备用水泵投入工作而取

代故障水泵;

(2)在备用水泵投入运行后，对故障水泵有相应的指示。

4.每台水泵的功率设为10KW。

三、设计步骤

1．电路图设计

（1）确定目标：设计整个系统是由==那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画

出直流稳压电源方框图。

（2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。

（3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数。

（4）总电路图：连接各模块电路。

2．电路安装、调试

（1）为提高学生的动手能力，学生自行设计印刷电路板，并焊接。

（2）在每个模块电路的输入端加一信号，测试输出端信号，以验证每个模块能否达到

所规定的指标。

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（3）重点测试稳压电路的稳压系数。

（4）将各模块电路连起来，整机调试，并测量该系统的各项指标。

（5）该系统采用分立元件电路实现了水塔水位的自动控制，设计出一种低成本、高实

用价值的水塔水位控制器。系统具有水源检测等功能。采用独立的电路实现水位检测处理，

自动控制电机电路。它能自动完成上水、停水的全部工作循环过程，保证水面高度始终处

于较理想的范围内，它结构简单，制造成本低，灵敏度高，节约能源显著，是适用于各种

场合的理想设备。

为了精确地实现对水位的控制，必须建立自动控制系统。根据水塔中的进、出水的水

位可以自动控制水泵的运行与停止，使水位处于动态的平衡状态。控制系统主要分为水位

的模拟检测和执行两部分组成。

本设计采用金属探针作为水位检测传感器，将水位信息输出到逻辑门电路组合的电路

中，通过组合电路判断出当前水位的情况，由两个与非门驱动继电器，使给、排水电机工

作，达到自动控制水位的效果。水位探针用细金属制作，垂直安放在盛水容器内。水位探

针可以同供水器安装成一体，从盒体下部伸出，也可单独安装，其间用导线与供水器相连。

当探针A、B、C、D都为高电位时，信号进入三极管后，输出

转化为低电位，通过非门转为高电位，此时继电器仍然打开，使

电机M1、M2工作，排水机工作,实现补水。

当探针A、B、C、D只都为低电位时，信号进入三极管后，输

出转化为高电位，通过非门转为低电位，此时继电器关闭，给电

机M1、M2不工作，继电器K打开，排水机不工作。

由下面的逻辑真值表易知。

ABCDM1M2

111111

111