红外线干手器控制电路设计

课程设计

班级：通信07—3班

姓名：蒲连华

学号：0706030316

成绩：

电子与信息工程学院

通信工程教研室

高频电子线路课程设计说明书

1、设计题目名称

红外线干手器控制电路设计

2、概述（系统功能说明、原理框图、流程图等）

一、引言

本次设计是对于红外线干手器控制电路设计的一种猜想与简单设计，主要讨论了红外线干手机的整体设计电路、各部分的电路功能以及各部分电路的性能参数，着重介绍了相关电路的基本知识和电路原理。文章力求简单，全面，基础而富有创新，重点是应用模拟电子技术和高频电子线路等相关知识解决问题，并且初步了解射频振荡电路的特点和无线电信号的发射技术。

近年来，随着公共设施的不断完善，红外线干手器已经进入到社会的各个角落。红外线干手器是一种高档卫生洁具，广泛应用于学校、机场车站、宾馆酒店、体育场馆等公共场所的洗手间。红外线控制自动干手器与红外线控制自动水龙头是基于同一控制原理组成的。只是红外线控制自动干手器是用来控制电热吹风机的开与关，而红外线控制自动水龙头是用来控制电磁阀门的开与关的。其工作原理是采用一种红外线控制的电子开关，当有人手伸过来时，红外线开关将电热吹风机自动打开，人离开时又自动将吹风机关闭。成品的自动干手器将红外线控制开关和电热吹风机制作为一体，根据这个基本原理，用一只普通的电热吹风机，加装一个红外控制开关，就可组成一个自动千手器。

二、干手器整体设计

本次设计的红外线干手器电路主要由LM567锁相环电路、红外线发射器、红外线接收器、运算放大器和开关控制器组成。

由LM567锁相环电路产生40KHZ的信号，用此信号调制红外线，驱动红外发射管。红外线经人手反射，产生反射的红外信号，反射信号由红外接收管转变为2uV的电信号，电信号经运算放大器放大至50mV。锁相环LM567接收到信号后转为锁定状态，由锁定状态输出指示脚控制开关，此开关控制电吹风，达到红外线控制的目的。

系统框图如下：

3、硬件设计（包括电路原理图、电路说明、参数计算等）

一、LM567锁相环电路

1、LM567锁相环电路基本原理

集成锁相环路解码器LM567是美国国家半导体公司生产的56系列集成锁相环路中的一种。LM567是一个高稳定性的低频集成锁相环路解码器，由于其良好的噪声抑制能力和中心频率稳定性而被广泛应用于各种通讯设备中的解码以及AM、FM信号的解调电路中。

LM567为8脚直插式封装，其内部结构、引脚定义及外围元件连接方法如图所示。

LM567内部包含了两个鉴相器I及Q、放大器、电压控制振荡器VCO等单元电路。鉴相器I、Q均采用双平衡模拟乘法器电路，在输入小信号情况下(约几十mV)，其输出为正弦鉴相特性，而在输入大信号情况下(几百mV 以上)，其输出转变为线性(三角)鉴相特性。锁相环路输出信号由电压控制振荡器VCO产生，电压控制振荡器的自由振荡频率(即无外加控制电压时的振荡频率)与外接定时元件RTCT的关系式为：f0≈1/1.1RTCT。

下图是LM567的内部框图。它由相位比较器、压控振荡器、正交相位检波器、逻辑输出放大器等几部分构成。

LM567的主要参数如下：

1.电源电压 4.75～9V。

2.静态工作电流 8mA。

3.最高工作频率 500KHz。

4. 8脚最大吸收电流 l00mA

2、LM567调制电路。

在LM567的2脚（实际上是内部压控振荡器的控制端）加入红外线信号，则它将使压控振荡器的5脚输出受2脚信号调制的调频信号。利用这一功能

可以实现对信号的频率调制。调频信号的中心频率fo是由5脚、6脚的外接阻容元件确定的。

3、应用电路

锁相环路输出信号由电压控制振荡器VCO产生，电压控制振荡器的自由振荡频率(即无外加控制电压时的振荡频率)与脚5、脚6外接定时元件R1、C1的关系式为f0=（1/1.1）R1C1。选用适当的定时元件，可使LM567的振荡频率在0.01HZ—500kHZ范围内连续变化。脚1—脚2 外接滤波电容C2C3，LM567一般作为锁相环路解码器，即当从脚3输人的信号的频率在fo附近的带宽BW范围内时信号被捕捉到，从输出脚8输出低电平(未捕捉时为高电平)。带宽BW可由式计算得到BW=1070（u i/f0C2）1/2

二、红外线发射和接收装置

1 红外线基本知识

红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射。太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒界。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm 之间。

其物理性质有：在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（－273℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。

近红外线或称短波红外线，波长0.76～1.5微米，穿入人体组织较深,约5～10毫米；远红外线或称长波红外线，波长1.5～400微米，多被表层皮肤吸收，穿透组织深度小于2毫米。

红外线的特点人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。红光的波长范围为0.62μm～0.76μm，比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。

红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。

2 红外线发射管

红外发射管就是发射红外线的二极管，波长主要有940nm和850nm两种，材料一般都是GaAlAs，其工作电流一般在50mA，主要用于红外控制系统的发射源。发射信号经频率调制后一般接收距离可超过10米，无干扰时可超过30米。

常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通φ5mm发光二极管相同，只是颜色不同。一般有透明、黑色和深蓝色等三种。判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。单只红外发光二极管的发射功率约100mW。红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。

3 红外接收管

接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。

所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。

常用两种红外接收头的外形，均有三只引脚，即电源正VDD、电源负(GND)和数据输出(Out)。

红外接收头的主要参数如下：

工作电压：4.8～5.3V

工作电流：1.7～2.7mA

接收频率：38kHz

峰值波长：980nm

静态输出：高电平

输出低电平：≤0.4V

输出高电平：接近工作电压

三、运算放大器

1、运算放大器

运算放大器（常简称为“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。运放如下图有两个输入端a,b和一个输出端。也称为倒向输入端(反相输入端),非倒向输入端(同相输入端)和输出端。当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压的零位,它相当于电路中的参考结点。)之间,且其实际方向从a端指向公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正

好相反。当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同。为了区别起见,a端和b端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性。电压的正负极性应另外标出或用箭头表示。

2、电压放大器：

提高信号电压的装置。对弱信号，常用多级放大，级联方式分直接耦合、阻容耦合和变压器耦合，要求放大倍数高、频率响应平坦、失真小。当负载为谐振电路或耦合回路时，要求在指定频率范围内有较好幅频和相频特性以及较高的选择性。

3、集成运算放大器

由于本次放大是由2uV放大到50mV，因此采用集成运算放大器。

集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，由四部分组成。

（1）输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。

（2）电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大

电路组成（3）.输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。

（4）偏置电路是为各级提供合适的工作电流。

此外还有一些辅助环节，如电平移动电路、过载保护电路以及高频补偿环节等

4、整体电路实现

220V 交流电路经变压器T 降压，变为低压交流电，经整流滤波，成为低压直流，再经三端集成稳压电路7806稳压，得到6V直流电供给控制电路工作。H1为红色发光二极管，作为电源指示。N2为红外接收电路SFH506-38，N3为锁相环音频译码器LM567，N3与R3、C6组成振荡器，R3、R6决定N3内部压控振荡器的中心频率，LM567的3脚为信号输入端，8脚为逻辑输出端，其输出端为OC门输出，最大灌电流为100mA，LM567的工作电压为4.75V～9V，工作频率可从零点几赫兹到500千赫，静态工作电流为8mA。N4为NE555定时器，它与外围元件组成单稳态定时电路，其目的是在人手偶尔偏离了红外线的探测范围时，能保证干手器的正常工作。LM567芯片5脚输出的振荡信号经三极管功率放大后，推动红外发射二极管VD向外发射红外线。没有人干手时，红外接收电路N2接收不到VD向外发射的红外线，N3的3脚无信号输入，8脚为高电平，N4 的3 脚为低电平，三极管截止，继电器K 断电处于释放状态，电磁阀Y 不动作，干手器无热风吹出。当人手放到干手器下时，N2 接收到人手反射的红外线并经N2 放大后，输入到N3的3脚，由N3内部处理后使N3的8脚输出低电平，从而使N4的低触发端2脚变为低电位，导致N4 的3 脚输出高电平，三极管导通，继电器J1 吸合，使其常开触点闭合，接通电磁阀Y 的220V 交流电源，Y 开始动作，同时发光二极管LED2 发出绿光，指示干手器正工作于吹出热风状态。干手完毕，人手离开干手器后，N4 延时几秒钟后复位，使干手器停止。

下图中，变压器T采用220V/9V小型交流变压器，VD为PH303红外发射二极管，VT1为8050三极管，VT2为9013三极管，J1采用JRX-13F、6V小型直流继电器，Y采用市售的220V交流电磁阀，其余元件型号与数据见图中所标参数。

5、性能分析或工作过程验证

由LM567锁相环电路产生40KHZ的信号，用此信号调制红外线，驱动红外发射管。当人手经过，红外线反射，产生反射的红外信号反射信号由红外接收管接受，若接受到反射红外信号，则控制开关为“开”状态，若反射信号反射后未能工作，则说明存在问题。反射信号由红外接收管转变为2uV的电信号，电信号经运算放大器放大至50mV。锁相环LM567接收到信号后转为锁定状态，由锁定状态输出指示脚控制开关，此开关控制电吹风，达到红外

线控制的目的。当然，检验过程中也需要检验运算放大器的准确性，保证各器件正常工作，且不存在干扰的现象，这样才能保证工作的稳定，一般对于工作环境也需要一定的要求。

环境要求：

感应范围:12±3cm

热空气温度:40℃～54℃

可调动作持续时间:40S～1min

电源电压:AC.110～230V/50～60HZ

加热功率:1200W

电机转速:2400r/min

6、结论（包括设计的功能、不足、进一步的工作展望等）

设计心得体会：

本次设计主要是对于高频电子线路课程实践教学环节的应用性培养，是对于我们学习的一次应用性检验，也是对我们设计创新能力的培养。设计过程中主要应用了电路、模拟电子技术、数字电子技术以及高频电子线路等相关课程知识，涵盖了通信工程本科阶段的大部分专业基础课程。其中，对于设计过程中的电路设计和理解是难点，通过分析电路和运用电路知识，让我们加深了对电路知识的理解。同时，由于设计内容广泛而且设计物品实际、贴近生活，对于我们的学习是极大的帮助和促进，为我们以后的学习生活创下坚实后盾，也为我们的工作就业奠定了坚实基础，对于我们本科阶段的学习生活十分有力。

电气原理图设计方法及实例分析

电气原理图设计方法及实例分析 【摘要】本文主要对电气原理图绘制的要求、原则以及设计方法进行了说明，并通过实例对设计方法进行了分析。 【关键词】电气原理图；设计方法；实例 继电-接触器控制系统是由按钮、继电器等低压控制电器组成的控制系统，可以实现对 电力拖动系统的起动、调速等动作的控制和保护，以满足生产工艺对拖动控制的要求。继电-接触器控制系统具有电路简单、维修方便等许多优点，多年来在各种生产机械的电气控制 中获得广泛的应用。由于生产机械的种类繁多，所要求的控制系统也是千变万化、多种多样的。但无论是比较简单的，还是很复杂的控制系统，都是由一些基本环节组合而成。因此本节着重阐明组成这些控制系统的基本规律和典型电路环节。这样，再结合具体的生产工艺要求，就不难掌握控制系统的分析和设计方法。 一、绘制电气原理图的基本要求 电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求连接而成，从而实现对某种设备的电气自动控制。为了便于对控制系统进行设计、研究分析、安装调试、使用和维修，需要将电气控制系统中各电气元件及其相互连接关系用国家规定的统一图形符号、文字符号以图的形式表示出来。这种图就是电气控制系统图，其形式主要有电气原理图和电气安装图两种。 安装图是按照电器实际位置和实际接线电路，用给定的符号画出来的，这种电路图便于安装。电气原理图是根据电气设备的工作原理绘制而成，具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。绘制电气原理图应按GB4728-85、GBTl59-87等规定的标 准绘制。如果采用上述标准中未规定的图形符号时，必须加以说明。当标准中给出几种形式时，选择符号应遵循以下原则： ①应尽可能采用优选形式； ②在满足需要的前提下，应尽量采用最简单形式； ③在同一图号的图中使用同一种形式。 根据简单清晰的原则，原理图采用电气元件展开的形式绘制。它包括所有电气元件的导电部件和接线端点，但并不按照电气元件的实际位置来绘制，也不反映电气元件的大小。由于电气原理图具有结构简单、层次分明、适于研究等优点，所以无论在设计部门还是生产现场都得到广泛应用。 控制电路绘制的原则： ①原理图一般分主电路、控制电路、信号电路、照明电路及保护电路等。 ②图中所有电器触头，都按没有通电和外力作用时的开闭状态（常态）画出。 ③无论主电路还是辅助电路，各元件应按动作顺序从上到下、从左到右依次排列。 ④为了突出或区分某些电路、功能等，导线符号、连接线等可采用粗细不同的线条来表示。 ⑤原理图中各电气元件和部件在控制电路中的位置，应根据便于阅读的原则安排。同一电气元件的各个部件可以不画在一起，但必须采用同一文字符号标明。 ⑥原理图中有直接电联系的交叉导线连接点，用实心圆点表示；可拆卸或测试点用空心圆点表示；无直接电联系的交叉点则不画圆点。 ⑦对非电气控制和人工操作的电器，必须在原理图上用相应的图形符号表示其操作方式。 ⑧对于电气控制有关的机、液、气等装置，应用符号绘出简图，以表示其关系。 二、分析设计法及实例设计分析 根据生产工艺要求，利用各种典型的电路环节，直接设计控制电路。这种设计方法比较简单，但要求设计人员必须熟悉大量的控制电路，掌握多种典型电路的设计资料，同时具有丰富的设计经验，在设计过程中往往还要经过多次反复地修改、试验，才能使电路符合设计

电气控制电路设计规范

电气控制电路设计规范（1） 【引入】电器图以各种图形、符号和突显等形式来表示电气系统中各电器设备、装置、元器件的相互连接关系。电器图是联系电气设计、生产、维修人员的工程语言，能正确、熟练的识读电气图是从业人员必备的基本技能。 一、电气图的作用与分类 为了表达电气控制系统的设计意图，便于分析系统工作原理、安装、调试和检修控制系统，必须采用统一图形符号和文字符号。 1.电气系统图和框图 2.电气原理图 3.电器布置图 4.电器安装接线图 5.功能图 6.电气元件配置明细表 二、电气图阅读的基本方法 1.电气图阅读的基本方法 1）主电路分析 2）控制电路分析 3）辅助电路分析 4）联锁和保护环节分析 5）总体检查 2.电气图阅读 1）主电路阅读 2）阅读控制电路

三、电气控制电路设计规范 1.电气工程制图内容 电气控制系统是由若干电器元件按照一定要求连接而成，从而实现设备或装置的某种控制目的。为了便于对控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用维护以及技术交流，就需要将控制系统中的各电器元件及其相互连接关系用一个统一的标准来表达，这个统一的标准就是国家标准和国际标准，我国相关的国家标准已经与国际标准统一。用标准符号按照标准规定的方法表示的电气控制系统的控制关系的就称为电气控制系统图。 电气控制系统图包括电气系统图和框图、电气原理图、电气接线图和接线表三种形式。各种图都有其不同的用途和规定的表达方式，电气系统图主要用于表达系统的层次关系，系统内各子系统或功 能部件的相互关系，以及系统与外界的联系；电气原理图主要用于表达系统控制原理、参数、功能及逻辑关系，是最详细表达控制规律和参数的工程图；电气接线图主要用于表达各电器元件在设备中的具体位置分布情况，以及连接导线的走向。对于一般的机电装备而言，电气原理图是必须的，而其余两种图则根据需要绘制。绘制电气接线图则需要首先绘制电器位置图，在实际应用中电气接线图一般 与电气原理图和电器位置图一起使用。 国家标准局参照国际电工委员会（IEC）颁布的标准，制定了我国电气设备有关国家标准。有关的国家标准有GB472—1984《电气图用图形符号》、GB698—1986《电气制图》、GB509—1985《电气技术中的项目代号》和GB715—1987《电气技术中的文字符号制定通则》。 2.电气工程制图图形符号和文字符号 按照GB472—1984《电气图用图形符号》规定，电气图用图形符号是按照功能组合图的原则，由一般符号、符号要素或一般符号加限定符号组合成为特定的图形符号及方框符号等。一般符号是用 以表示一类产品和此类产品的特征的简单图形符号。 文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。基本文字符号又分单字母文字符号和双字母文字符号两种。单字母符号是按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分为23类，每一大类电器 用一个专用单字母符号表示，如“ K”表示继电器、接触器类，“ R'表示电阻器类。当单字母符号不能满足要求而需要将大类进一步划分，以便更为详尽地表述某一种电气设备、装置和元器件时采用双字母

-基于单片机的水位控制系统设计

单片机原理及系统课程设计 评语： 考勤（10）守纪（10）过程（40）设计报告（30）答辩（10）总成绩（100） 专业：电气工程及其自动化 班级：电气1001 姓名： 学号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2013 年3月7日

基于单片机的水位控制系统设计 摘要 随着微电子工业的迅速发展，单片机控制的智能型控制器广泛应用于电子产品中，为了使学生对单片机控制的智能型控制器有较深的了解。经过综合分析选择了由单片机控制的智能型液位控制器作为研究项目，通过训练充分激发学生分析问题、解决问题和综合应用所学知识的潜能。设计一种基于单片机水塔水位检测控制系统。该系统能实现水位检测、电机故障检测、处理和报警等功能，实现超高、低警戒水位报警，超高警戒水位处理。介绍电路接口原理图，给出相应的软件设计流程图和汇编程序，并用Proteus软件仿真。 关键词

1引言 水塔供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范围，避免“空塔”、“溢塔”现象发生。目前，控制水塔水位方法较多，其中较为常用的是由单片机控制实现自动运行，使水塔内水位保持恒定，以保证连续正常地供水。实际供水过程中要确保水位在允许的范围内浮动，应采用电压控制水位。首先通过实时检测电压，测量水位变化，从而控制电动机，保证水位正常。 2设计方案 2.1通过水位变化上下限的控制方式。 这种控制方式通过在水塔的不同高度固定不动的3根金属棒ABC，以感知水位的变化情况。A棒接+5V电源，B棒﹑C棒各通过一个电阻与地相连。利用单片机为控制核心，设计一个对供水箱水位进行监控的系统。当水塔水位下降至下限水位时，启动水泵；水塔水位上升至上限水位时，关闭水泵；水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态；供水系统出现故障时，自动报警；故障解除时，水泵恢复正常工作。 2.2水塔水位控制原理 单片机水塔水位控制原理如图l所示，图中的虚线表示允许水位变化的上、下限位置。在正常情况下，水位应控制在虚线范围之内。为此，在水塔内的不同高度处，安装固定不变的3根金属棒A、B、C，用以反映水位变化的情况。其中，A棒在下限水位，B棒在上、下限水位之间，C棒在上限水位(底端靠近水池底部，不能过低，要保证有足够大的流水量)。水塔由电机带动水泵供水，单片机控制电机转动，随着供水，水位不断上升，当水位上升到上限水位时，由于水的导电作用，使B、C棒均与+5 V连通。因此b、c两端的电压都为+5 V即为“1”状态．此时应停止电机和水泵工作，不再向水塔注水；当水位处于上、下限之间时，B棒和A棒导通，而C棒不能与A棒导通，b端为“1”状态，c端为“0”状态。此时电机带动水泵给水塔注水，使水位上升，还是电机不工作，水位不断下降，应 继续维持原有工作状态；当水位处于下限位置以下时，B、C棒均不能与A棒导b、c均为“0”状态，此时应启动电机转动，带动水泵给水塔注水。

实验报告格式-蓄水池水位控制

中国计量学院现代科技学院 实 验 报 告 实验课程： 计算机控制技术 实验名称： 蓄水池水位控制 班 级： 学 号： 姓 名： 实验日期： 一、实验目的 1. 通过对工程实例的模拟，了解bang-bang 控制器的工作原理 2. 一步熟悉PLC 的应用，以及bang-bang 控制器的实现方法。 3. 熟悉变频器多频段控制的PLC 编程方法。 二、实验内容 参考教材《现代运动控制系统工程》P32~P35页,基于bang-bang 控制器的工作原理，试设计蓄水池水位控制系统的电气控制原理图和逻辑代数方程组、PLC 程序控制图。 以S7-200西门子plc 作为控制器进行设计。在控制系统原理图中的2个空白点填入相应器件： 三、实验仪器和器材 1. 西门子S7-200 CPU224实验箱一台； 2. 通讯电缆、电源线一根； 3. PC 机及其STEP7-Micro/MIN32调试软件。 实验成绩： 指导教师签名： 给 定 水 位实际水位 用水干扰

四、 实验报告 1．补充绘制蓄水池水位控制系统电气原理图 2． 根据教材35页bang-bang 控制器输出信号控制规则表，设计逻辑代数方程组，说明控 制要点。具体要求如下。 （1） 基本内容：实现水位由SP1开始，依次实现SP1→SP2→SP3→SP4变化时的变频 器控制； （2） 选择内容：实现水位由SP4开始，依次实现SP4→SP3→SP2→SP1变化时的变频 器控制。 3． 编制输入输出端子表，设计控制系统PLC 程序，并进行联合调试，提交控制程序和调试 报告。具体要求如下。 （1） 基本内容：实现水位由SP1开始，依次实现SP1→SP2→SP3→SP4变化时的变频 器控制； （2） 选择内容1：实现水位由SP4开始，依次实现SP4→SP3→SP2→SP1变化时的变 频器控制。 （3） 选择内容2：实现由水位SP1，SP2，SP3或SP4任意一点开始，自如实现SP4 ←→SP3←→SP2←→SP1变化的变频器控制。 4． 分析实验过程中遇到的问题及解决办法，提出对本实验的改进建议及措施。 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I1.0 I1.1 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 图1 控制原理图

电气控制电路设计例题

电气控制电路设计例题 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

电气控制设计例题 1．一运料小车由一台笼型异步电动机拖动,要求：（1）小车运料到位自动停车；（2）延时一定时间后自动返回；（3）回到原位自动停车。试画出控制电路。并说明工作原理。 工作原理：QS+ — SB2 — KM1+ —M转动，到位压下SQ1 —M停转，KT+ —延时到—KM2+ — M反转—到位压下SQ2，M停。 2．设计一个电气控制线路，要求第一台电机起动后，第二台电机才能起动；第二台电机停止后，第一台电机才能停止。 3．设计一电气控制线路，要求第一台电动机起动10s后，第二台电动机自行起动，运行5s后，第一台电动机停止并同时使第三台电动机起动。再运行15s，第一台电机停止。 4．画出一种实现电动机点动控制及连续运转控制的控制线路。 5．设计一电气控制线路。有一台三级皮带运输机，分别由M1、M2、M3三台电动机拖动。其动作要求如下： 1）起动时要求按M1M2M3顺序起动。 2）停车时要求按M3M2M1顺序停车。 3）上述动作要求有一定时间间隔。 6．为两台异步电动机设计一个控制线路，其要求如下： 1）两台电动机互不影响地独立操作。 2）能同时控制两台电动机的起动和停止。 3）当一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。 7、某水泵由一台三相笼型异步电动机拖动，按下列要求设计电气控制电路： 1）采用Y-Δ减压起动； 2）三处控制电动机的起动和停止； 3）要有必要的保护环节。 8、试画出异步电动机既能正转连续运行，又能正、反转点动的控制线路。

项目十七 电气控制电路设计与测绘

电气控制技术项目教程——项目17 河北承德技师学院 李凤梅

项目十七电气控制电路设计与测绘 学习目标 知识目标： 熟悉电气控制电路设计的基本原则、方法。 掌握电气控制电路的测绘方法。 技能目标： 能设计简单生产机械的电气控制电路。 能对生产设备的电气控制电路进行测绘。

任务一电气控制电路的设计原则 一、电气控制电路的设计原则 1．最大限度满足生产设备对电气控制电路的控制要求和保护要求。 2 ．在满足生产工艺要求的前提下，力求电路简单、经济、 合理。 3 ．保证控制的安全性和可靠性。 4 ．操作和维修方便。 你知道电路设计 是根据什么原则 进行的吗？

二、电气控制电路的设计内容1．确定电力拖动方案和控制方案。 2．选择拖动电动机的结构形式、 型号和容量。 3．设计电气控制系统原理图。 4．绘制电气安装位置图、电气系统互连图。 5．设计和选择电气设备元器件，并列出电器元件明细表。 6．编写电气控制系统工作原理和使用说明书。 你知道电 路设计的 内容有哪 些吗？任务一电气控制电路的设计原则

三、电气控制电路的设计方法 常用的电气控制电路的设计方法有： 经验设计法 逻辑分析设计法(逻辑设计法) 经验设计法是根据生产工艺的要求去选择适当的基本控制环节或经过考验成熟的电路，按各部分的联锁条件组合起来并加以补充和修改，综合成满足控制要求的完整电路。 经验设计法——一般设计简单电路经常使用 逻辑分析设计法，是根据生产工艺的要求，利用逻辑代数来分析、化简、设计电路的方法。 逻辑分析设计法———一般设计较复杂电路使用一般技术人员常用经验设计法 任务一电气控制电路的设计原则

水塔水位控制系统课程设计报告

北京理工大学珠海学院 课程设计 课程设计（C） 学院：信息学院 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 201 年月日 北京理工大学珠海学院

北京理工大学珠海学院 课程设计任务书 2011 ～2012 学年第 1 学期 学生姓名：专业班级：自动化 指导教师：工作部门：信息学院 一、课程设计题目水塔水位控制系统 二、课程设计内容： 1、硬件设计 （1）用80C51设计一个单片机最小控制系统。其中P1.0接水位下限传感器，P1.1接水位上限传感器，P1.2输出经反相器后接光电耦合器，通过继电器控制水泵工作，P1.3输出经反相器后接LED，当出现故障时LED闪烁；P1.4输出经反相器后接蜂鸣器，当出现故障时报警。 （2）用塑料尺、导线等设计一个水塔水位传感器。其中A电级置于水位10CM处，接5V电源的正极，B级置于水位15CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.0口，C 电级置于水位的20CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.1口。 （3）设计一个单片机至水泵的控制电路。要求单片机与水泵之间用反相器、光电耦合器和继电器控制，计算出LED限流电阻，接好继电器的续流二极管。 2、软件设计 （1）根据功能要求画出控制程序流程图。 （2）根据控制程序流程图编写80C51汇编语言或C51程序。 三、功能要求： 1、水塔水位下降至下限水位时，启动水泵,水塔水位上升至上限水位则关闭水泵。 2、水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态。 3、供水系统出现故障时，自动报警。 四、调试 1、在Kerl-uvision上单步调试，观察累加器寄存器存储器的运行之间是否正常。 2、将程序下载到仿真仪上，进行模拟仿真，检查程序工作是否正常。 3、将模拟水塔、传感器、控制电路和水泵联成一个完整的系统，进行整机调试，观察系统工作是否正常。 撰搞人教研室主任院长 签名 日期2010.10.6

单容水箱液位组态控制实验报告

4 单容水箱液位组态控制实验报告 学院：自动化学院 班级： 学号： 姓名:

单容水箱液位组态 一．实验目的： 1.熟悉单容水箱液位调节阀PID 控制系统工作原理 2.熟悉单用户项目组态过程 3.掌握WINCC 画面组态设计方法 4.掌握WINCC 过程值归档的组态过程 5.掌握WINCC 消息系统的组态过程 6.掌握WINCC 报表系统的组态过程 二：单容水箱实验原理 1、实验结构介绍 水流入量Qi 由调节阀u 控制，流出量Qo 则由用户通过闸板开度来改变。被调量为水位H 。分析水位在调节阀开度扰动下的动态特性。 直接在调节阀上加定值电流，从而使得调节阀具有固定的开度。(可以通过智能调节仪手动给定，或者AO 模块直接输出电流。) 调整水箱出口到一定的开度。 突然加大调节阀上所加的定值电流观察液位随时间的变化，从而可以获得液位数学模型。 通过物料平衡推导出的公式： μμk Q H k Q i O ==, 那么 )(1H k k F dt dH -=μμ， 其中，F 是水槽横截面积。在一定液位下，考虑稳态起算点，公式可以转换成μμR k H dt dH RC =+。 公式等价于一个RC 电路的响应函数，C=F 就是水容，k H R 0 2=就是水阻。 给定值 图4-1单容水箱液位数学模型的测定实验

如果通过对纯延迟惯性系统进行分析，则单容水箱液位数学模型可以使用以下S 函数表示： )1()(0+=TS S KR S G 。 相关理论计算可以参考清华大学出版社1993年出版的《过程控制》，金以慧编著。 2、控制系统接线表 测量或控制量 测量或控制量标号 使用PLC 端口 使用ADAM 端口 下水箱液位 LT103 AI0 AI0 调节阀 FV101 AO0 AO0 3参考结果 单容水箱水位阶跃响应曲线，如图4-2所示： 图4-2 单容水箱液位飞升特性 此时液位测量高度184.5 mm ，实际高度184.5 mm -3.5 mm =181 mm 。实际开口面积5.5x49.5=272.25 mm2。此时负载阀开度系数： s m x H Q k /1068.6/5.24max -==。 水槽横截面积：0.206m2。 那么得到非线性微分方程为(标准量纲):： H H dt dH 24003.000138.0206.0/)668000.0000284.0(/-=-=

电气控制电路基础(电气原理图)

电气控制电路基础（电气原理图） 电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。 这里重点介绍电气原理图。 电气原理图目的是便于阅读和分析控制线路，应根据结构简单、层次分明清晰的原则，采用电器元件展开形式绘制。它包括所有电器元件的导电部件和接线端子，但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制，也不反映电器元件的实际大小。 电气原理图一般分主电路和辅助电路（控制电路）两部分。 主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。 辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。 电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。 电气原理图中电器元件的布局

电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。 电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器，可用KMI、KMZ文字符号区别。 电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。 对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出。 电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90o，但文字符号不可倒置。 图面区域的划分 图纸上方的1、2、3…等数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图的下方。

水塔水位自动控制电路设计

四川信息职业技术学院 毕业设计说明书 设计(论文)题目:________________________ 水塔水位自动控制电路设计 专业: 应用电子技术 班级: 学号: 姓名: 指导教师: 二〇一三年十二月五日

目录 摘要 (1) 绪论 (2) 第1章方案论证与分析 (3) 1.1系统功能要求 (3) 1.2整体方案 (3) 1.2.1方案比较与论证 (3) 1.2.2方案论证 (5) 第2章硬件设计与分析 (6) 2.1单片机最小系统 (6) 2.1.1芯片介绍 (6) 2.1.2单片机时钟电路设计 (8) 2.1.3单片机复位电路设计 (9) 2.2超声波测水位电路 (10) 2.3指示电路 (11) 2.3.1显示电路 (11) 2.4报警电路 (12) 2.5交流接触器工作原理 (12) 2.6整机电路工作原理 (13) 第3章软件设计 (14) 3.1主程序流程图 (14) 3.2中断流程图 (14) 第4章系统仿真与调试 (16) 4.1常用调试工具 (16) 4.1.1Keil 软件 (16) 4.1.2Proteus软件 (16)

4.2系统调试 (17) 第5章实物制作与调试 (18) 5.1PCB板的制作 (18) 5.2元件的装配 (19) 5.3调试与性能检测 (20) 参考文献 (22) 附录1 整机电路原理图 (23) 附录2 源程序 (24) 附录3 元器件清单 (27)

摘要 采用低功耗单片机为控制核心、辅以超声波水位状态采集模块、二极管指示模块、电源供电模块、扬声器报警模块设计的自动水塔水位控制系统，通过一只中间继电器来接通大功率的交流接触器，控制水泵的运行成功实现水塔水位控制功能，它具有电路简单、功能齐全、制作成本低、性价比高等特点，是一种经济、实用的自动水塔水位控制系统。硬件部分主要由单片机指示灯、继电器、蜂鸣器等基本外围电子电路组成。它设计的优点是当水位达到一定的位置时报警器开始报警。因此在生活实践应用中具有一定的价值。 关键字超声波检测；水位控制

实验报告：单容液位定值控制系统实验报告

过程控制综合实验报告实验名称：单容液位定值控制系统 专业：电气工程 班级: 姓名： 学号：

实验方案 一、实验名称：单容液位定值控制系统 二、实验目的 1．了解单容液位定值控制系统的结构与组成。 2．掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定和投运方法。 3．研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。 4．了解P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控制的作用。 5．掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。 三、实验原理 本实验系统结构图和方框图如图1所示。被控量为中水箱的液位高度，实验要求中水箱的液位稳定在给定值。将压力传感器LT2检测到的中水箱液位信号作为反馈信号，在与给定量比较后的差值通过调节器控制电动调节阀的开度，以达到控制中水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制，系统的调节器应为PI或PID控制（本次实验我组采用的是PI控制）。

(a)结构图 (b)方框图

一、实验目的 1．了解单容液位定值控制系统的结构与组成。 2．掌握单容液位定值控制系统调节器参数的整定和投运方法。 3．研究调节器相关参数的变化对系统静、动态性能的影响。 4．了解P、PI、PD和PID四种调节器分别对液位控制的作用。 5．掌握同一控制系统采用不同控制方案的实现过程。 二、实验设备 1．实验控制水箱； 2．实验对象及控制屏、计算机一台、SA-44挂件一个、PC/PPI通讯电缆一根； 3．三相电源输出（~380V/10A）、单相电源输出（~220V/5A）中单相I、单相II端口、三相磁力泵（~380V）、压力变送器LT2、电动调节阀中控制信号（4~20mA 输入，~220V输入）、S7-200PLC 中AO端口、AI2端口。 三、实验原理 本实验系统结构图和方框图如图1所示。被控量为中水箱的液位高度，实验要求中水箱的液位稳定在给定值。将压力传感器LT2检测到的中水箱液位信号作为反馈信号，在与给定量比较后的差值通过调节器控制电动调节阀的开度，以达到控制中水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制，系统的调节器应为PI或PID控制。

基于单片机液位控制的设计

单片机原理与应用 课程设计报告 题目：基于单片机的液位控制器设计 学院： xxxxxxxxxxxxxxxxxx 班级： xxxxxxxxxxxx 学号： xxxxxx 姓名： xxx 联系方式： xxxxxxxx 指导教师： xxxxxxxxxx 报告成绩： xx年xx月xx日

目录 1 绪论 (5) 2 系统总体设计 (6) 2.1设计思路 (6) 2.2 系统框图 (6) 2.3 设计原理分析 (7) 2.4 电路工作原理................................................................................................ 错误！未定义书签。 3 系统硬件设计 (9) 3.1 驱动电路设计 (9) 3.2 报警电路设计 (9) 3.3液位指示电路设计............................ 错误！未定义书签。 3.4压力自动控制模拟和手动操作控制电路设计 .... 错误！未定义书签。 3.5晶振电路.................................... 错误！未定义书签。 3.6 复位电路 (14) 4 系统软件设计 (15) 4.1 软件设计说明 (15) 4.2主程序流程图 (15) 4.3液位控制程序流程图 (15) 5 设计的结果 (18) 6 总结............................................ 错误！未定义书签。 附录............................................... 错误！未定义书签。

双容水箱液位串级控制系统DCS实训报告毕业论文

DCS实训报告双容水箱液位串级控制系统

一、实训目的 （1）、熟悉集散控制系统（DCS）的组成。 （2）、掌握MACS组态软件的使用方法。 （3）、培养灵活组态的能力。 （4）、掌握系统组态与装置调试的技能。 二、实训内容及要求 以THSA-1型生产过程自动化技术综合实训装置为工业对象。完成中水箱和下水箱串级液位控制系统的组态。 要求：设计液位串级控制系统，并用MACS组态软件完成组态。 包括：（1）、数据库组态。 （2）、设备组态。 （3）、算法组态。 （4）、画面组态。 （5）、在实验装置上进行系统调试。 三、工程分析 THSA-1型生产过程自动化技术综合实训装置中水箱和下水箱串级液位控制系统需要2个输入测量信号，1个输出控制信号。 因此,该系统包括： （1）、该系统有2个AI点LT1、LT2，1个AO点LV1。 （2）、该系统需要1个模拟量输入模块FM148用于采集中水箱液位信号LT1和下水箱液位信号LT2;1个模拟量输出模块

FM151用于控制电动控制阀的开度LV1。并且FM148的设备号为2号，FM151的设备号为3号。 （3）、LT1按2号设备的第1通道，LT2按2号设备的第2通道。LV1按3号设备的第1通道。 （4）、系统配备1个现场控制站10站，1台服务器兼操作员站。 四、实训步骤 1、工程的建立 （1）、打开：开始macsv组态软件数据库总控。（2）、选择工程/新建工程，新建工程并输入工程名；Demo。（3）、点击“确定”按钮，然后在空白处选择“demo”工程。工程信息如下图所示： （4）、选择“编辑>域组号组态”，选择组号为1，将刚创建的工程“demo”从“未分组的域”移到右边“改组所包含的域”里，点击“确认”按钮。然后，在数据库总控组态软件窗口会出现当前工程名、当前域号、该域分组号、系统总点数。 （5）、数据库组态。

电气控制电路设计例题01

电气控制设计例题 1.一运料小车由一台笼型异步电动机拖动，要求：（1）小车运料到位自动停车；（2）延时一定时间后自动返回；（3）回到原位自动停车。试画出控制电路。并说明工作原理。 工作原理：QS+ —SB2 —KM1+ —M转动，到位压下SQ1 —M停转，KT+ —延时到一KM2+ —M反转一到位压下SQ2，M 停。 2.设计一个电气控制线路，要求第一台电机起动后，第二台电机才能起动；第二台电机停止后，第一台电机才能停止。 3.设计一电气控制线路，要求第一台电动机起动10s后，第二台电动机自行起动，运行5s后，第一台电动机停止并同时使第三台电动机起动。再运行15s,第一台电机停止。

Khlu KTi KT J KM I KT J KT FU] 4. 画出一种实现电动机点动控制及连续运转控制的控制线路 。 5. 设计一电气控制线路。有一台三级皮带运输机，分别由M1、M2、 M3 三台电动机拖动。其动作要求如下： 1） 起动时要求按 M1M2M3顺序起动 2） 停车时要求按M3M2M1顺序停车 3） 上述动作要求有一定时间间隔。 FUi FR * fiEi E KMi KT A KTj L KT I ￡

A b w KMJ KM2 KM3 6.为两台异步电动机设计一个控制线路，其要求如下: 1）两台电动机互不影响地独立操作。 2）能同时控制两台电动机的起动和停止。 3）当一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。 7、某水泵由一台三相笼型异步电动机拖动，按下列要求设计电气 控制电路： 1）米用Y-△减压起动； 2）三处控制电动机的起动和停止； 3）要有必要的保护环节。

只要一分钟,教你看懂电气控制电路图!

只要一分钟，教你看懂电气控制电路图！ 看电气控制电路图一般方法是先看主电路，再看辅助电路，并用辅助电路的回路去研究主电路的控制程序。电气控制原理图一般是分为主电路和辅助电路两部分。其中的主电路是电气控制线路中大电流流过的部分，包括从电源到电机之间相连的 、“顺 除了合理地选择拖动、控制方案外，在控制线路中还设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。在电气控制原理图的分析过程中，电气联锁与电气保护环节是一个重要内容，不能遗漏。 总体检查：经过“化整为零”，逐步分析了每一局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，还必须用“集零为整”的方法检查整个控制线路，看是否有遗漏。

特别要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，以达到正确理解原理图中每一个电气元器件的作用。 1、看主电路的步骤 第一步：看清主电路中用电设备。用电设备指消耗电能的用电器具或电气设备，看图首先要看清楚有几个用电器，它们的类别、用途、接线方式及一些不同要求等。 2 则可先排除照明、显示等与控制关系不密切的电路，以便集中精力进行分析。 第一步：看电源。首先看清电源的种类。是交流还是直流。其次。要看清辅助电路的电源是从什么地方接来的，及其电压等级。电源一般是从主电路的两条相线上接来，其电压为380V.也有从主电路的一条相线和一零线上接来，电压为单相220V；此外，也可以从专用隔离电源变压器接来，电压有140、127、36、6.3V等。辅助电

路为直流时，直流电源可从整流器、发电机组或放大器上接来，其电压一般为24、12、6、4.5、3V等。辅助电路中的一切电器元件的线圈额定电压必须与辅助电路电源电压一致。否则，电压低时电路元件不动作；电压高时，则会把电器元件线圈烧坏。 第二步：了解控制电路中所采用的各种继电器、接触器的用途。如采用了一些特殊 而是相互联系、相互制约的。这种互相控制的关系有时表现在一条回路中，有时表现在几条回路中。 第五步：研究其他电气设备和电器元件。如整流设备、照明灯等。 综上所述，电气控制电路图的查线看图法的要点为： （1）分析主电路。从主电路人手，根据每台电动机和执行电器的控制要求去分析各

水位数字控制电路

华南农业大学珠江学院水位数字控制电路实训报告 院系：信息工程系 专业：电气工程及其自动化 班级：1202班 姓名：黄伟奇201225180211 组员：罗润 201225180235 赖梓聪201225180242 指导老师：詹庄春 2013年11月20日

第一章绪论 (3) 1.1 摘要 (3) 1.2 课题研究的目的和意义 (3) 第二章系统总体设计及方案认证系统 (4) 2.1 设计内容 (4) 2.2 电路原理 (4) 2.4方案认证 (5) 第三章硬件电路设计设 (6) 3.1 利用multisim绘制原理图 (6) 第四章硬件电路安装及调试 (7) 4.1 手工焊的工具 (7) 4.2 焊接原理 (7) 4.3 焊接注意事项 (7) 4.4 元件清单及其功能 (9) 4.5 调试要点 (11) 4.6 问题讨论 (11) 第五章总结 (12) 第六章后记 (12) 参考文献 (13)

第一章绪论 1.1 摘要 在日常生活及工农业生产中，往往需要对水位进行监测并加以控制，时下市场上有一些采用浮球来控制水位的球阀和简单水位控制开关，这些产品价格不高，但是没能做到自动控制水位的高低，下面介绍一款性能稳定的全自动水位控制器;该控制电路简单，使用灵活，可独立运作，也可作大型数字控制系统的外围控制器件。。 1.2 课题研究的目的和意义 研究目的：通过这次的课题研究我们希望在理清它的发展脉络上进一步了解它的发明原理，将平时所学习的知识运用到实验探索上，这对提高我们的动手能力，创新意识，及锻炼思维活动无疑是一个莫大的帮助。同时我们也希望这次的研究能让同学进一步了解照明灯，而不是仅局限于课本知识以内。从小的突破点入手，掌握又一项科技知识，从而实现课堂外的又一次提高，为现代教育科学尽一份力量！ 研究意义：随着电子技术的发展，人类越来越脱离纯手工的检测，特别是水位检测的发展，更是迅猛发展。本报告介绍的是模拟水位数字控制电路。依靠水位，来控制水泵的运行，适时对河水进行加水控制，达到用户用水安全。适合于水利工厂适时控制水源，达到合理利用水源，保护环境。

简易水塔水位控制电路电子课程设计

目录 1 概述 (1) 2 系统总体方案设计 (2) 3 主要单元电路设计 (3) 3.1 电源电路 (3) 3.2 水位检测电路和水位范围测量电路 (3) 3.3 水泵开关电路及显示电路 (5) 4 元器件选型 (8) 4.1 水压传感器 (8) 4.2 比较器 (8) 4.3 稳压管 (9) 4.4 稳压芯片 (10) 4.5 普通二极管 (10) 4.6 发光二极管 (11) 4.7 三极管 (11) 4.8 电磁继电器 (12) 4.9 变压器 (14) 4.10 桥式整流电路 (14) 4.11 CD4011 (15) 4.12 迟滞比较器 (16) 结论及展望 (17) 参考文献 (18) 附录 (19)

摘要 该方案电源电路采用电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中的220V交流电转换成直流12V电压。稳压电路由三端稳压器实现，用它来组成稳压电源只需很少的外围元件，电路非常简单，且安全可靠。水位测量和水位监测电路主要由电阻型水压传感器和迟滞比较器组成。电阻型水压传感器是最典型也是最简单的一种压力传感器。迟滞比较器不仅可以测量水位的范围，还可以防止跳闸现象的出现。水泵开关电路和显示电路主要由电流放大电路和继电器组成。继电器可以提供水泵所需要的交流电，而电流放大电路是由三极管组成，是一种比较典型的和简单的电路。用发光二极管的显示来检测水位状态和水泵的状态。 关键词水压传感器继电器比较器 1 概述 本次设计的是一个水塔水位控制电路，电路能够通过控制两个水泵实现对水位的控制。水位范围在S1～S2（S1＜S2）之间，S为实际水位。当S＜S1时，两个水泵都放水；当S1＜S＜S2时，仅一个水泵放水；当S＞S2时，两个水泵都关闭。同时本电路设计了水位检测电路，通过发光二极管的显示来检测水位状态。 我们都知道，在日常生活和工业生产中，水位控制装置有着广泛的应用。如水塔、楼房水箱、锅炉等。水位控制装置的形式有很多种，浮子开关式，电节点式，压力式，电子式，微机式等。这些装置或多或少的存在着一些缺点：浮子开关式采用机械结构，维护起来不方便；微机式控制装置，虽然操作方便，但造价较贵。本文从实用型和经济型出发，设计了一种水位控制装置，该装置结构简单，维护方便，工作可靠性能价格比优良，而且在不同程度上克服了其他方法的一些缺点。可以在经济上节约资金，降低损耗，节约资源，有很多场合下均可采用。

PLC控制系统综合实验报告

PLC控制系统综合实验报告 实习任务一： 一、实验目的 学会使用组态软件（组态王）和PLC（SIMEINS S7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建完成水塔水位自动控制系统。 二、设计方案： 本实习的具体要组建水塔水位监控系统。水塔系统如图一所示： 水塔 水池阀 泵 图一水塔系统 1、将S21-4挂箱中电压输出单元的输出电压Ug1与Ug2分别作为水池与水塔的液位信号，信号围为1~5VDC。并由PLC的模拟信号输入输出模块读取液位信号。水池液位的变化围为0~4m，即液位信号Ug1对应的测量围为0~4m。水塔液位的变化围为0~2m，即液位信号Ug2对应的测量围为0~2m。 2、阀、泵的自动控制 在自动控制状态下，当水池水位低于水位下限时，阀Y打开（由水塔水位控制单元中灯Y亮表示），当水池水位高于水位上限时，阀Y关闭（由水塔水位控制单元中灯Y灭表示）。当水池水位高于水位下限，且水塔水位低于水位下限时，泵M1运转抽水（由水塔水位控制单元中灯M1亮表示）。当水塔水位高于水位上限时泵M1停止（由水塔水位控制单元中灯M1灭表示）。 3、阀、泵的手动控制 在手动控制状态下，由组态软件中的开关button来控制阀的打开与关闭，当开关闭合时阀打开，当开关断开时阀关闭。由组态软件中的开关buttonM1来控制泵的启动与停止，当开关闭合时泵启动，当开关断开时泵停止。

4、控制状态的切换与显示 由组态软件中开关button手/自动实现控制状态的切换，当开关闭合时系统处于自动控制状态，当开关断开时系统处于手动控制状态。 由基本指令编程练习单元中的灯Q0.0实现控制状态的显示，灯亮表示系统处于自动控制状态，灯灭表示系统处于手动控制状态。 5、组灯控制 由基本指令编程练习单元中的灯Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1构成组灯，以组灯的不同状态表示水流的不同状态。具体说明如下： 当阀泵均处于关闭状态时，组灯灭。 当阀处于打开状态而泵处于关闭状态时，组灯中Q1.1、Q1.0、Q0.7依次循环点亮，且当其中某一灯亮时，其前一灯灭。 当阀处于关闭状态而泵处于打开状态时，组灯中Q0.7、Q0.6、Q0.5依次循环点亮，且当其中某一灯亮时，其前一灯灭。 当阀泵均处于打开状态时，组灯中Q1.1、Q1.0、Q0.7、Q0.6、Q0.5依次循环点亮，且当其中某一灯亮时，其前一灯灭。 6、组态程序与PLC程序的连接 7、组态王组态程序 （1）系统运行状态的显示 能够显示系统的控制状态（手动或自动）、水池和水塔的液位、阀泵的开关状态及水流状态。 （2）水位限值的设置 使用户能够设置水池与水塔液位的上下限值，即能够调整阀泵自动开关的条件。 （3）历史数据的记录和查询 能够记录一段时间系统的控制状态、水池和水塔的液位、水池与水塔液位的上下限值以及阀泵的开关状态。并能对历史数据进行查询。 （4）报警功能 能够显示如下报警信息： 当水池液位低于0.5m时，水池液位下下限报警。 当水池液位高于3.5m时，水池液位上上限报警。 当水塔液位低于0.25m时，水塔液位下下限报警。 当水塔液位高于1.75m时，水塔液位上上限报警。 （5）操作权限的区分 设置两个用户组分别为工程师组和操作工组。创建若干分属于不同用户组的用户，两组用户均具有登录系统的权限，但仅工程师组用户具有设置水位上下

电气控制电路设计规范

电气控制电路设计规范 计划授课时间：2013.9.12 【引入】电器图以各种图形、符号 和突显等形式来表示电气系统中各电器设备、装置、元器件的相互连接关系。电器图是联系电气设计、生产、维修人员的工程语言，能正确、熟练的识读电器图是从业人员必备的基本技能。 一、电气图的作用与分类 为了表达电气控制系统的设计意图，便于分析系统工作原理、安装、调试和检修控制系统，必须采用统一图形符号和文字符号。 1.电气系统图和框图 2.电气原理图 3.电器布置图 4.电器安装接线图 5.功能图 6.电气元件明细表 二、电器图阅读的基本方法 1.电气图阅读的基本方法 1)主电路分析2)控制电路分析3)辅助电路分析4)联锁和保护环节分析5)总体检查 2.电气图阅读 1)主电路阅读2)阅读控制电路 三、电气控制电路设计规范 1.电气工程制图内容 电气控制系统是由若干电器元件按照一定要求连接而成，从而实现设备或装置的某种控制目的。为了便于对控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用维护以及技术交流，就需要将控制系统中的各电器元件及其相互连接关系用一个统一的标准来表达，这个统一的标准就是国家标准和国际标准，我国相关的国家标准已经与国际标准统一。用标准符号按照标准规定的方法表示的电气控制系统的控制关系的就称为电气控制系统图。 电气控制系统图包括电气系统图和框图、电气原理图、电气接线图和接线表三种形式。各种图都有其不同的用途和规定的表达方式，电气系统图主要用于表达系统的层次关系，系统内各子系统或功能部件的相互关系，以及系统与外界的联系；电气原理图主要用于表达系统控制原理、参数、功能及逻辑关系，是最详细表达控制规律和参数的工程图；电气接线图主要用于表达各电器元件在设备中的具体位置分布情况，以及连接导线的走向。对于一般的机电装备而言，电气原理图是必须的，而其余两种图则根据需要绘制。绘制电气接线图则需要首先绘制电器位置图，在实际应用中电气接线图一般与电气原理图和电器位置图一起使用。 国家标准局参照国际电工委员会（IEC）颁布的标准，制定了我国电气设备有关国家标准。有关的国家标准有GB4728—1984《电气图用图形符号》、GB6988—1986《电气制图》、GB5094—1985《电气技术中的项目代号》和GB7159—1987《电气技术中的文字符号制定通则》。 2.电气工程制图图形符号和文字符号 按照GB4728—1984《电气图用图形符号》规定，电气图用图形符号是按照功能组合图的原则，由一般符号、符号要素或一般符号加限定符号组合成为特定的图形符号及方框符号等。一般符号是用以表示一类产品和此类产品的特征的简单图形符号。 文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。基本文字符号又分单字母文字符号和双字母文字符号两种。单字母符号是按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分为23类，每一大类电器用一个专用单字母符号表示，如“K”表示继电器、接触器类，“R”表示电阻器类。当单字母符号不能满足要求而需要将大类进一步划分，以便更为详尽地表述某一种电气设备、装置和元器件时采用双字母符号。双字母符号由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，组合形式为单字母符号在前、另一个字母在后，如“F”表示保护器件类，“FU”表示熔断器，“FR”表示热继电器。 辅助文字符号用来表示电气设备、装置、元器件及线路的功能、状态和特征，如“DC”表示直流，“AC”表示交流，“SYN”表示同步，“ASY”表示异步等。辅助文字符号也可放在表示类别的单字母符号后面组成双字母符号，如“KT”表示时间继电器，“YB”表示电磁制动器等。为简化文字符号起见，当辅助文字符号由两个或两个以上字母组成时，可以只采用第一位字母进行