一、设计任务 设计一个水槽液位控制器,自动控制水槽液位在高水位和低水位之间循环流动。 基本功能如下: 1 .如果水位低于低水位(点)则水泵抽水,使水槽的水位上升。 2.如果水位高于低水位而低于高水位时,水泵继续抽水,使水槽水位继续上升。 3.当水位达到(或超过)高水位时,水泵停止抽水,同时触发电磁阀打开放水,使水位下降。 4.当水位下降到低水位时,电磁阀关闭,同时水泵又开始抽水,使水槽的水液位上升。完成一个周期的循环。 二、设计目的 1.了解接触器、电磁阀、水泵等器件的基本原理 2.了解实验中水位控制的原理 3.能够独立进行电气实验的接线和调试,并对实验结果进行分析 4.能够独立制作实验小板,利用实验台上的资源自行设计实验 三、设计方案选择 1.集成电路设计方案 根据任务设计的要求我们得到水位控制的时序图如图 1.1 所示: 图 1.1 水位控制的时序图 (1)基本原理 在图 1.1.1 中系统主要由水槽、电压比较器、隔离保护和驱动电路、直流继电器控制电路、水泵、电磁阀组成。其中,电压比较器是该系统核心部分,高低水位的电压通过与基准电压比较输出逻辑信号,控制直流继电器的工作,实现水泵的通断,以 实现水槽中的水位进行上下移 动。 当水位低于低水位LL 时,高、低水位的两个电压比较器同时输出控制直流继电器J1、J2 都工作,控制交流接触器KM 工作并自锁,让水泵抽水和关闭电磁阀,使水槽液位上升。 当水位上升到达低水位时,低水位的电压比较器输出状态反转,控制KM 电路的直流继电器的触点J1 断开,但由于交流接触器KM 电路有自锁,所以水泵还继续抽水,让水液位继续上升。 当水位继续上升到达高水位LH 时,高水位的电压比较器输出状态反转,对应于直流继电器J2 的触点断开,使交流接触器停止工作,则水泵停止抽水;同时打开电磁阀放水,使水位下降。只要水位一直低于高水位,则高水位比较器输出状态又发生反转(即J2 工作)。但此时低水位控制的直流继电器J1 还处于断开状态,所以水位还是继续下降。只有当水位到达低水位时,即低水位比较器输出状态也出现反转(即J1 工作),使水泵得电抽水,水位上升,系统完成一个循环。 图1.1.1 电气控制原理图 (2)控制原理: ①低于低水位LL 时: 水泵抽水,水槽液位上升,如图1.2.1 所示: 图1.2.1 ②到达低水位LL 时: 水泵抽水,水槽液位继续上升,如图1.2.2 所示: 图1.2.2 ③到达高水位 LH 时: 水泵停止抽水,电...