趙 麗

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)興新職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830074）

簡易水箱進(jìn)排水自動控制電路的設(shè)計(jì)

趙 麗

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)興新職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830074）

給排水系統(tǒng)是任何建筑必不可少的重要組成部分，本設(shè)計(jì)取自實(shí)際生活中常見的供水系統(tǒng)，并根據(jù)模電基礎(chǔ)電路工作原理，結(jié)合數(shù)字電路特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套自動控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)水塔、水箱、水站等自動控制進(jìn)排水操作，并引入555時(shí)基電路，作為排水延時(shí)電路，可自動選擇排水，并外接一個(gè)控制端口電路可實(shí)現(xiàn)可編程控制。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，造價(jià)低廉，通過學(xué)生自己動手組裝調(diào)試，可以很好地掌握模電數(shù)電基本工作原理及自動控制電路原理。

自動控制；進(jìn)排水操作；工作原理

0.引言

在人們?nèi)粘Ｉ罟┧?，房頂水箱水位若由水電管理人員進(jìn)行管控，非常麻煩，并且時(shí)常出現(xiàn)高層樓房斷水或水箱溢水等事故，為了解決經(jīng)常停水和有效地避免水資源浪費(fèi)，經(jīng)常會設(shè)計(jì)一個(gè)適用于城鎮(zhèn)居民樓房，特別是農(nóng)村住宅樓房生活用水水箱水位控制器。但如何將此實(shí)際應(yīng)用引入課堂，將理論知識與實(shí)際相結(jié)合，提高學(xué)生的理解能力和知識的綜合應(yīng)用能力，真正做到學(xué)以致用，本設(shè)計(jì)根據(jù)模電基礎(chǔ)電路工作原理，結(jié)合數(shù)字電路特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套自動控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)水塔、水箱、水站等自動控制進(jìn)排水操作，并引入555時(shí)基電路，作為排水延時(shí)電路，可自動選擇排水，并外接一個(gè)控制端口電路可實(shí)現(xiàn)可編程控制。

1.電路組成

該簡易水箱進(jìn)排水自動控制電路主要由電源電路、檢測電路、控制電路、延時(shí)電路等4部分組成。

電源電路：由降壓變壓器T、整流二極管D1-D4、三端穩(wěn)壓集成電路7812、三端穩(wěn)壓集成電路7805等組成，電路采用低電壓控制。

檢測電路：由水位的探頭V1、V2等組成。

控制電路：由反相器U4、U5、繼電器RL1、RL2、RL3、三極管V3、V4、V5等組成。

延時(shí)電路：由時(shí)基電路NE555、點(diǎn)動開關(guān)等組成。

該簡易水箱進(jìn)排水自動控制電路所涉及元器件不多，結(jié)構(gòu)比較簡單，但是他囊括了電氣自動化眾多知識，是學(xué)生綜合知識的一種實(shí)踐鍛煉，對專業(yè)教學(xué)知識是一種補(bǔ)充和檢驗(yàn)，對教學(xué)工作能夠起到很大作用。具體電路組成如圖1所示。

2.工作原理

（1）220V市電經(jīng)T降壓后，經(jīng)由D1-D4組成的橋式整流電路整理，再經(jīng)C1濾波后形成+15V直流電壓，產(chǎn)生的+15V電壓一路經(jīng)過三端穩(wěn)壓集成電路7812后輸出+12V電壓供給反相器，非門電路、延時(shí)電路、繼電器等另一路經(jīng)R1分壓限流后經(jīng)三端穩(wěn)壓集成電路7805穩(wěn)壓輸出+5V供給檢測電路。

（2）接通220V電壓（如圖2所示）

①進(jìn)水：此時(shí)V3飽和導(dǎo)通，K2繞組RL2得電，繼電器觸點(diǎn)吸合，進(jìn)水電機(jī)M2工作，開始向水箱抽水。

當(dāng)水位達(dá)到預(yù)定高度后，水位檢測探頭的兩個(gè)極片經(jīng)水導(dǎo)電而有電流通過，V1的基極產(chǎn)生導(dǎo)通電流Ib使V1導(dǎo)通→V2導(dǎo)通，從V2集電極產(chǎn)生的高電平一路加至反相器U4和U5，另一路經(jīng)R3限流后加至V5的b極，迫使V5飽和導(dǎo)通，繼電器RL3由常閉進(jìn)入常開狀態(tài)，使V3由導(dǎo)通變?yōu)榻刂筀2由常閉變?yōu)槌ｉ_，M2進(jìn)水水泵斷電，停止進(jìn)水。

②排水：當(dāng)需要排水時(shí)按動點(diǎn)動開關(guān)，NE555觸發(fā)開始延時(shí)工作③腳輸出高電平，V4飽和導(dǎo)通，排水指示燈亮，K1的RL1得電吸合觸點(diǎn)由常開變?yōu)槌ｉ]，排水泵M1得電工作開始排水，當(dāng)水位低于預(yù)定高度后，V1由導(dǎo)通變?yōu)榻刂筕2也截止，反相器U5，U4輸出高電平→K1斷電觸電斷開，M1斷電停止工作，此時(shí)，M2得電開始進(jìn)水，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)過程。

（3）水泵電動機(jī)。為保證水泵可靠長期地工作，在水泵電動機(jī)控制電路中設(shè)計(jì)一工作一備用兩臺給水泵，互為備用，定時(shí)交替工作。

結(jié)論

本設(shè)計(jì)將供排水系統(tǒng)這一實(shí)際應(yīng)用引入課堂，將理論知識與實(shí)際相結(jié)合，提高了學(xué)生對知識的理解能力和對知識的綜合應(yīng)用能力，真正做到了學(xué)以致用。本電路結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，造價(jià)低廉，適合電子技術(shù)學(xué)生使用，通過學(xué)生自己動手組裝調(diào)試，可以很好地掌握模電數(shù)電基本工作原理及自動控制電路原理。

該設(shè)計(jì)電路經(jīng)焊接、安裝、調(diào)試，效果良好，基本能夠模擬住宅樓房生活用水水箱水位控制。

該簡易水箱進(jìn)排水自動控制電路以簡單、實(shí)用為主要目的，因此與實(shí)際生活中的恒壓供水系統(tǒng)還有一定區(qū)別，但是該簡易水箱進(jìn)排水自動控制電路的設(shè)計(jì)為后期進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。

［1］周玲，鐘義廣.一種簡單實(shí)用的水位自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2010（2）：218.

［2］曹琦.一種節(jié)能的變壓變頻供水系統(tǒng)［J］.變頻器世界，2006（7）：133-137.

［3］饒楠，翁志恒，張定會.PLC的恒壓供水系統(tǒng)研究［J］.儀器儀表學(xué)報(bào)， 2005 （S2）：626-629.

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