简易水箱进排水自动控制电路的设计

赵 丽

（新疆生产建设兵团兴新职业技术学院，新疆 乌鲁木齐 830074）

简易水箱进排水自动控制电路的设计

赵 丽

（新疆生产建设兵团兴新职业技术学院，新疆 乌鲁木齐 830074）

给排水系统是任何建筑必不可少的重要组成部分，本设计取自实际生活中常见的供水系统，并根据模电基础电路工作原理，结合数字电路特点，设计了一套自动控制系统，可以实现水塔、水箱、水站等自动控制进排水操作，并引入555时基电路，作为排水延时电路，可自动选择排水，并外接一个控制端口电路可实现可编程控制。本设计结构简单实用，造价低廉，通过学生自己动手组装调试，可以很好地掌握模电数电基本工作原理及自动控制电路原理。

自动控制；进排水操作；工作原理

0.引言

在人们日常生活供水中，房顶水箱水位若由水电管理人员进行管控，非常麻烦，并且时常出现高层楼房断水或水箱溢水等事故，为了解决经常停水和有效地避免水资源浪费，经常会设计一个适用于城镇居民楼房，特别是农村住宅楼房生活用水水箱水位控制器。但如何将此实际应用引入课堂，将理论知识与实际相结合，提高学生的理解能力和知识的综合应用能力，真正做到学以致用，本设计根据模电基础电路工作原理，结合数字电路特点，设计了一套自动控制系统，可以实现水塔、水箱、水站等自动控制进排水操作，并引入555时基电路，作为排水延时电路，可自动选择排水，并外接一个控制端口电路可实现可编程控制。

1.电路组成

该简易水箱进排水自动控制电路主要由电源电路、检测电路、控制电路、延时电路等4部分组成。

电源电路：由降压变压器T、整流二极管D1-D4、三端稳压集成电路7812、三端稳压集成电路7805等组成，电路采用低电压控制。

检测电路：由水位的探头V1、V2等组成。

控制电路：由反相器U4、U5、继电器RL1、RL2、RL3、三极管V3、V4、V5等组成。

延时电路：由时基电路NE555、点动开关等组成。

该简易水箱进排水自动控制电路所涉及元器件不多，结构比较简单，但是他囊括了电气自动化众多知识，是学生综合知识的一种实践锻炼，对专业教学知识是一种补充和检验，对教学工作能够起到很大作用。具体电路组成如图1所示。

2.工作原理

（1）220V市电经T降压后，经由D1-D4组成的桥式整流电路整理，再经C1滤波后形成+15V直流电压，产生的+15V电压一路经过三端稳压集成电路7812后输出+12V电压供给反相器，非门电路、延时电路、继电器等另一路经R1分压限流后经三端稳压集成电路7805稳压输出+5V供给检测电路。

（2）接通220V电压（如图2所示）

①进水：此时V3饱和导通，K2绕组RL2得电，继电器触点吸合，进水电机M2工作，开始向水箱抽水。

当水位达到预定高度后，水位检测探头的两个极片经水导电而有电流通过，V1的基极产生导通电流Ib使V1导通→V2导通，从V2集电极产生的高电平一路加至反相器U4和U5，另一路经R3限流后加至V5的b极，迫使V5饱和导通，继电器RL3由常闭进入常开状态，使V3由导通变为截止K2由常闭变为常开，M2进水水泵断电，停止进水。

②排水：当需要排水时按动点动开关，NE555触发开始延时工作③脚输出高电平，V4饱和导通，排水指示灯亮，K1的RL1得电吸合触点由常开变为常闭，排水泵M1得电工作开始排水，当水位低于预定高度后，V1由导通变为截止V2也截止，反相器U5，U4输出高电平→K1断电触电断开，M1断电停止工作，此时，M2得电开始进水，进入下一个循环过程。

（3）水泵电动机。为保证水泵可靠长期地工作，在水泵电动机控制电路中设计一工作一备用两台给水泵，互为备用，定时交替工作。

结论

本设计将供排水系统这一实际应用引入课堂，将理论知识与实际相结合，提高了学生对知识的理解能力和对知识的综合应用能力，真正做到了学以致用。本电路结构简单实用，造价低廉，适合电子技术学生使用，通过学生自己动手组装调试，可以很好地掌握模电数电基本工作原理及自动控制电路原理。

该设计电路经焊接、安装、调试，效果良好，基本能够模拟住宅楼房生活用水水箱水位控制。

该简易水箱进排水自动控制电路以简单、实用为主要目的，因此与实际生活中的恒压供水系统还有一定区别，但是该简易水箱进排水自动控制电路的设计为后期进一步研究奠定了基础。

［1］周玲，钟义广.一种简单实用的水位自动控制系统设计［J］.中小企业管理与科技（上旬刊），2010（2）：218.

［2］曹琦.一种节能的变压变频供水系统［J］.变频器世界，2006（7）：133-137.

［3］饶楠，翁志恒，张定会.PLC的恒压供水系统研究［J］.仪器仪表学报， 2005 （S2）：626-629.

TM76

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