水池水位自动控制系统设计.doc

水池水位自动控制系统设计与制作
摘要
根据物体在水中漂浮的性质，可以用一个浮球来感知水塔里水位的升降，用来控制水泵，使水泵能自动对水池上水，水满时能自动断电停止，真正做到了水池的全自动控制功能，解决了人们日常用水的诸多不便。
本毕业论文范文写的是水池水位自动控制电路的作用是根据水位的高低，自动地控制水泵的启动与停止。水泵和水位的高低是相互反馈的。这样就可以实现水位自动控制的目的。我所设计的水位制动控制装置是有以下几部分组成：水位自动控制电路，高低水位报警器，数码显示。水位自动控制在一定范围内（如 2 -6 米 ），当水位低至 2 米 时使水泵启动上水；当水位升至 6 米 时，使水泵停止工作。因特殊情况水位超限（如高至 7 米 、低于2 米 ）报警器报警。设有手动按键，便于随机控制。由数码管直观显示当前水位。本系统可以随时的控制水位的高低，防止过量放水或来水无人打开关。

关键词：水池；浮子开关；自动上 朗读显示对应的拉丁字符的 
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Abstract
According to the nature of an object floating in the water, you can use a float to sense the water level in the lift tower to control the pump, the pump automatically to the water tower, Sheung Shui, water, power off automatically when full stop pumping water tower, and truly automatic control tower to solve the inconvenience of daily water.
Pham Van of the thesis is written in the role of water level automatic control circuit is based on the level of the water level, automatic control of pump start and stop. Pumps and water level is the level of mutual feedback. This level can automatically control. I designed the brake control device is the water level has the following components: automatic water level control circuit, high and low water level alarm, digital display. Automatic water level control within a certain range (eg. 2-6 meters), when the water level as low as 2 meters, the Sheung Shui to start the pump; when the water level to 6 meters, the pump stopped working. Water level gauge due to special circumstances (such as up to 7 meters, as low as 2 meter) alarm to the police. With manual buttons, easy to stochastic control. Visual display by the LED current level. The system can control the water level at any level, to prevent excessive drainage or runoff and no open relations
Keywords: water tower; float switch automatic pumpin

目录
摘要 I
Abstract II
第一章 引言 1
第二章 水位自动控制装置整体电路图及工作原理 2
2.1 整体装置电路图： 2
2.2 工作原理： 3
2.3 运行方式： 3
第三章 电路设计 4
3.1 水位自动控制电路设计 4
3.2 高低水位报警器电路设计 5
3.3 数字显示的电路设计 5
3.3.1 数码管的电路图 5
3.3.2 数字显示的原理 6
第四章 故障处理 7
4.1 水泵的常见故障及检修 7
4.1.1 无法启动 7
41.2 水泵发热 7
4.1.3 流量不足 7
4.1.4 吸不上水 8
4.1.5 剧烈震动 8
4.1.6 深井潜水泵不上水或者水量小 8
4.2 关于PLC控制器 9
结论 10
致 谢 11
参考文献 12

字典 查看字典详细内容第一章 引言
随着城乡人民生活水平的不断改善，许多家庭都使用上了高位水池自来水系统或楼顶太阳能热水箱。如果给这些水箱上装上下面介绍的装置，则可实现无人操作缺水自动上水、水满自动停水，既方便省事又节约水电资源，不会出现水上满后没有及时关掉电源而四处溢流的现象，本装置安装方便，使用简单、彻底解决了手动操作给人们带来的诸多不便、是家用水池目前最好的互补装置。
本文介绍的水位自动控制装置可以根据使用者的要求，自动控制容器中水位的高低，当水位低于预先设定水位时，水位自动控制装置会自动启动抽水泵进行注水,达到一定的水位后,自动关闭抽水泵停止供水，当高出预定的水位后，报警器报警。
该装置同时也适用用于工农业自动供水，可以对水池水位进行自动控制,实现断水自动停机、有水自动恢复运行的功能。

第二章 水位自动控制装置整体电路图及工作原理
2.1 整体装置电路图：

I/O分配：

PLC整体梯形图

2.2 工作原理：
水位自动控制装置首先是通过水位自动控制电路根据水位的高低，自动地控制水泵的启动与停止。水泵和水位的高低是相互反馈的。这样就可以实现水位自动控制的目的。该电路是利用浮子开关的输出来控制的。
高低水位报警电路设计的原理是利用浮子开关做成水位探头，对高低水位进行探测。当水位高于7米或低至2米时报警，从而起到高低水为的报警作用。通过PLC指令使数码管显示水位高低这样就可以直观的从数码管上显示出当前水位的。
2.3 运行方式：
该系统有手动和自动两种运行方式：
1、手动方式
按下启动或停止按钮，可以方便的快捷的保护由于系统故障而使水泵空运行，有效的保护了水泵的使用寿命。
2、自动方式
按下自动按钮，系统自动检测供水情况，根据浮子开关的通断对水泵进行自动控制，即减少了人们的劳动量，也为人们的生活提供方便快捷的供水质量。
手动的切换与与系统控制电路图：

第三章 电路设计
3.1 水位自动控制电路设计

 图3-1是一个实用的水位自动控制电路。在电路中悬挂了3了浮子开关，图中分别标以C、D、E。当水位在浮子开关D以下时，水泵启动抽水，水位上升，直至浮子开关3输出一个信号时停机；当水位下降至浮子开关D脱离水面时，水泵才再次启动抽水，因此水位总保持在D、E之间。
1．水位在浮子开关C以下，浮子开关将输出一个信号，使程序中的常开触点闭合水泵启动抽水，同时报警器报警。
2．水位逐渐升高并触及浮子开关D，但不及浮子开关E，这时浮子开关D接通，常闭触点断开，水泵停止抽水。
3．水位继续上升至且触发浮子开关E，程序中浮子开关E的常开触点闭合，报警器报警。
4．水位下降至浮子开关E以下，但仍淹及浮子开关D；这时水泵停止抽水。
5．水位继续下降至浮子开关D以下，则浮子开关的常闭触点闭合，因此水泵启动抽水。

3.2 高低水位报警器电路设计

图3-2 高低水位报警器电路
  上图所示当水位触及浮子开关E时，浮子开关将会输出一个信号，使程序中浮子开关E的触点动作，使其发出报警；同样，当水位低于浮子开关C时，程序中浮子开关C的触点动作，使其发出报警。
3.3 数字显示的电路设计
3.3.1 数码管的电路图

3.3.2 数字显示的原理
下面是I/O口的分配：
a-Y5 b-Y6 c-Y7 d-Y10 e-Y11 f-Y12 g-Y13 h-Y14

Y14/h
Y13/g
Y12/f
Y11/e
Y10/d
Y7/c
Y6/b
Y5/a
1
0
0
0
0
0
1
1
0
2
0
1
0
1
1
0
1
1
3
1
1
0
0
1
1
1
1
据表格所示，给数码管的管脚通电，会出现不同的数字显示，根据这一原理，我们需要在编程的过程中，为不同的Y通电。

第四章 故障处理
4.1 水泵的常见故障及检修
由于本系统是为人们生活所提供的，因此，以下是常用水泵的故障处理：
4.1.1 无法启动
首先应检查电源供电情况：接头连接是否牢靠；开关接触是否紧密；保险丝是否熔断；如有断路、接触不良、保险丝熔断，应查明原因并及时进行修复。其次检查是否是水泵自身的机械故障，常见的原因有：填料太紧或叶轮与泵体之间被杂物卡住而堵塞；泵轴、轴承、减漏环锈住；泵轴严重弯曲等。
排除方法：放松填料，疏通引水槽；拆开泵体清除杂物、除锈；拆下泵轴校正或更换新的泵轴。
4.1.2 水泵发热
原因：轴承损坏；滚动轴承或托架盖间隙过小；泵轴弯曲或两轴不同心；胶带太紧；缺油或油质不好；叶轮上的平衡孔堵塞，叶轮失去平衡，增大了向一边的推力。
排除方法：更换轴承；拆除后盖，在托架与轴承座之间加装垫片；调查泵轴或调整两轴的同心度；适当调松胶带紧度；加注干净的黄油，黄油占轴承内空隙的60％左右；清除平衡孔内的堵塞物。
4.1.3 流量不足
这是因为：动力转速不配套或皮带打滑，使转速偏低；轴流泵叶片安装角太小；扬程不足，管路太长或管路有直角弯；吸程偏高；底阀管路及叶轮局部堵塞或叶轮缺损；出水管漏水严重。
排除方法：恢复额定转速，清除皮带油垢，调整好皮带紧度；调好叶片角，降低水泵安装位置，缩短管路或改变管路的弯曲度；密封水泵漏气处，压紧填料；清除堵塞物，更换叶轮；更换减漏环，堵塞漏水处。

4.1.4 吸不上水
原因是泵体内有空气或进水管积气，或是底阀关闭不严灌引水不满、真空泵填料严重漏气，闸阀或拍门关闭不严。
排除方法：先把水压上来，再将泵体注满水，然后开机。同时检查逆止阀是否严密，管路、接头有无漏气现象，如发现漏气，拆卸后在接头处涂上润滑油或调合漆，并拧紧螺丝。检查水泵轴的油封环，如磨损严重应更换新件。管路漏水或漏气。可能安装时螺帽拧得不紧。若渗漏不严重,可在漏气或漏水的地方涂抹水泥,或涂用沥青油拌和的水泥浆。临时性的修理可涂些湿泥或软肥皂。若在接头处漏水,则可用扳手拧紧螺帽,如漏水严重则必须重新拆装，更换有裂纹的管子；降低扬程，将水泵的管口压入水下0.5m。
4.1.5 剧烈震动
主要有以下几个原因：电动转子不平衡；联轴器结合不良；轴承磨损弯曲；转动部分的零件松动、破裂；管路支架不牢等原因。可分别采取调整、修理、加固、校直、更换等办法处理。
上述情况是造成水泵故障的常见原因，并不是全部原因，实践中处理故障，因实际分析，应遵循先外后里的原则，切莫盲目操作。
4.1.6 深井潜水泵不上水或者水量小
首先看一下水泵此时运行的电流和平常运行时候的电流差别有多大。如果比平时运行时候小（基本上就是平时电流的2\3），那么就有叶轮磨损、泵头最上面的止逆阀堵塞等问题。如果和平时电流一样大，那么就是管垫漏水、管子漏水、泵体漏水等问题。如果比平时运行的时候电流大，那么基本上可以确定是易损件磨损的问题。

4.2 关于PLC控制器
三菱FXPLC的特点
三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相当FX系列中最高档次的超小程序装置，除输入出16～25点的独立用途外，还可以适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。
特点
--系统配置即固定又灵活；
　--编程简单；
--备有可自由选择，丰富的品种；
--令人放心的高性能；
--高速运算；
--使用于多种特殊用途；
--外部机器通讯简单化；
--共同的外部设备。

结论
本系统主要由水位自动控制电路，高低水位报警器，数码显示电路组成。以3个不同高度的浮子开关探测水位，根据水位的变化，从而使电路的导通发生变化控制水泵的启动与停止。数码管显示，可以时时的清楚的了解水位的变化。本产品的推广范围很广，能应用在单位水塔，养鱼塘、养鸡场、家庭贮水池等场所的间断供水。运用自动化管理，提高人们的生活水平。
在这次设计中我用到了PLC编程程序，让我明白自身知识的不足，很多方面需要进一步加强。在整个毕业设计期间我进一步了解了PLC可编程控制器的使用，很多以前没注意到的地方，通过本次学习收获不少；进一步提高了硬件软件结合的产品设计与开发能力，当然在这方面还有很多地方需要努力。在过程中我和其他同学的配合也是十分的默契，不断深化技术深度，使得我的毕业设计圆满完成。使得我懂得了合作的意义，团队的作用，这些经验在以后的工作中一定会有很大的帮助的。

致 谢
本毕业论文设计在老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体的写作过程，无不凝聚着老师的心血和汗水，在我的毕业论文写作期间，老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，没有这样的帮助和关怀，我不会这么顺利的完成毕业论文。在此向老师表示深深的感谢和崇高的敬意。在临近毕业之际，我还要借此机会向在这三年中给予了我帮助和指导的所有老师表示由衷的谢意，感谢他们三年来的辛勤栽培。不积跬步无以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。
同时，在毕业论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和毕业论文范文，在这里一并向有关的作者表示谢意。
我还要感谢帮助我的同学，在毕业论文的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢。

参考文献
1、 廖常初 可编程程序控制器应用技术[M] 重庆：重庆大学出版社，1998
2、 邱士安主编 机电一体化技术 西安电子科技大学出版社 2005
3、 程周主编 PLC技术与应用 福建科学技术出版社 2004

附录
水位图：

系统图：

整体流程图：

整体装置系统图：

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XIX

…………………北京信息职业技术学院毕业论文
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XX

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XXI

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XXII