簡易水箱進排水自動控制電路的設計

趙 麗

（新疆生產(chǎn)建設兵團興新職業(yè)技術學院，新疆 烏魯木齊 830074）

簡易水箱進排水自動控制電路的設計

趙 麗

（新疆生產(chǎn)建設兵團興新職業(yè)技術學院，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，本設計取自實際生活中常見的供水系統(tǒng)，并根據(jù)模電基礎電路工作原理，結(jié)合數(shù)字電路特點，設計了一套自動控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)水塔、水箱、水站等自動控制進排水操作，并引入555時基電路，作為排水延時電路，可自動選擇排水，并外接一個控制端口電路可實現(xiàn)可編程控制。本設計結(jié)構(gòu)簡單實用，造價低廉，通過學生自己動手組裝調(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；進排水操作；工作原理

0.引言

在人們?nèi)粘Ｉ罟┧校宽斔渌蝗粲伤姽芾砣藛T進行管控，非常麻煩，并且時常出現(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，經(jīng)常會設計一個適用于城鎮(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。但如何將此實際應用引入課堂，將理論知識與實際相結(jié)合，提高學生的理解能力和知識的綜合應用能力，真正做到學以致用，本設計根據(jù)模電基礎電路工作原理，結(jié)合數(shù)字電路特點，設計了一套自動控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)水塔、水箱、水站等自動控制進排水操作，并引入555時基電路，作為排水延時電路，可自動選擇排水，并外接一個控制端口電路可實現(xiàn)可編程控制。

1.電路組成

該簡易水箱進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。

延時電路：由時基電路NE555、點動開關等組成。

該簡易水箱進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，是學生綜合知識的一種實踐鍛煉，對專業(yè)教學知識是一種補充和檢驗，對教學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進水：此時V3飽和導通，K2繞組RL2得電，繼電器觸點吸合，進水電機M2工作，開始向水箱抽水。

當水位達到預定高度后，水位檢測探頭的兩個極片經(jīng)水導電而有電流通過，V1的基極產(chǎn)生導通電流Ib使V1導通→V2導通，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飽和導通，繼電器RL3由常閉進入常開狀態(tài)，使V3由導通變?yōu)榻刂筀2由常閉變?yōu)槌ｉ_，M2進水水泵斷電，停止進水。

②排水：當需要排水時按動點動開關，NE555觸發(fā)開始延時工作③腳輸出高電平，V4飽和導通，排水指示燈亮，K1的RL1得電吸合觸點由常開變?yōu)槌ｉ]，排水泵M1得電工作開始排水，當水位低于預定高度后，V1由導通變?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，M2得電開始進水，進入下一個循環(huán)過程。

（3）水泵電動機。為保證水泵可靠長期地工作，在水泵電動機控制電路中設計一工作一備用兩臺給水泵，互為備用，定時交替工作。

結(jié)論

本設計將供排水系統(tǒng)這一實際應用引入課堂，將理論知識與實際相結(jié)合，提高了學生對知識的理解能力和對知識的綜合應用能力，真正做到了學以致用。本電路結(jié)構(gòu)簡單實用，造價低廉，適合電子技術學生使用，通過學生自己動手組裝調(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。

該設計電路經(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。

該簡易水箱進排水自動控制電路以簡單、實用為主要目的，因此與實際生活中的恒壓供水系統(tǒng)還有一定區(qū)別，但是該簡易水箱進排水自動控制電路的設計為后期進一步研究奠定了基礎。

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［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.

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