1、 毕业论文 题 目：水塔水位自动控制 系 别： 电气工程系 专 业： 电气自动化技术 摘摘 要要 在工农也生产过程中，经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在 日常 生活中应用也相当的广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况的水位控制。而水 位监测可以有多种实现的方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制，本文采 用分立元件电路实现了水塔水位的自动控制，设计出一种低成本、高使用的水塔 水位控制器。采用电容式液位传感器进行检测，采用独立的电路实现超高、低水 位水位处理，自动控制电机电路。 它能自动完成上水停水的全部工作循环， 保证液面高度始终处于较理想的范 围内，它结构简单，制造成本低，灵敏度高，节约
2、能源显著，是用于各种高层液 位储存的理想设备。 关键词 水位 自动控制电路 设计 目录 引言4 第一章 水塔水位自动控制系统方案6 1.1 系统方案论证6 1.2 水塔水位自动控制系统7 1.3 水塔水位发展与应用8 第二章 电路设计9 2.1 原理框图9 2.2 电容式传感器的应用及其原理9 2.3 电容式液位传感器结构示意图11 2.4 检测电路图11 2.5 检测电路分析13 第三章 工作原理分析 3.1 主电路图14 3.2 控制电路图.14 3.3 工作原理.15 3.4 元件清单.16 总结23 致谢24 参考文献25 引引言言 近几十年来，自动控制技术迅猛发展，在工农业生产，交通
3、运输，国防建设 和航空，航天事业等领域中获得广泛的应用。随着生产和科学技术的发展，自动 控制技术至今已渗透到各种科学领域， 成为促进当今生产发展和科学技术进步的 重要因素。 比如在生活方面的温度调节、湿度调节、自动洗衣机、自动售货机、自动电 梯、空气调节器、电冰箱、自动路灯、自动门、保安系统等。在工业方面主要分 为两大类：一类是气体、液体、粉体、石油化工制药、轻工食品、建材等行业。 需要对温度、压力、物位、流量、成分等参数进行控制。另一类是对以成型材料 的进一步加工或者对多种已成型材料的装配，主要控制位移、速度、角度等参数 这些都需要应用自动控制学科的知识。 自动控制离不开控制理论， 控制理论
4、一般分为经典控制理论和现代控制理论 两大部分。 经典控制理论最初被称为自动调节原理，适用于较简单系统特定变量的调 节。随着后期现代控制理论的出现，故改称经典控制理论。经典控制理论以传递 函数为数学工具研究单输入、单输出的自动控制系统的分析和设计方法。主要研 究方法有时域分析法、根轨迹法和频率特性法。 现代控制理论的产生，随着科学技术的突飞猛进，特别是空间技术和各类高 速飞行器的发展，使各受控对象要求高速度、高精度，而系统的结构更加复杂， 要求控制理论解决动态耦合的多输入多输出、非线性以及时变系统的设计问题。 此外，对控制性能的要求也在逐步提高，很多情况下要求系统的某种性能是做优 秀的，而且对环
5、境的变化要有一定的适应能力等。这些新的要求用经典理论是无 法解决的，这同时也为现代控制理论的形成创造了条件。具有结构简单，使用寿 命长，可靠性高，操作维修方便，经济实用的优点是用于各种高层液体储存的理 想设备。比如，我国的供水自动化系统发展已初有成效。供水自动化系统主要包 括水厂自动化和供水管网调度自动化两个方面。 由水工业的社会性所决定，水工业的学科体系有多个相互关联的学科组成， 包括：水质与水处理技术、水工业工程技术、水处理基础科学、水社会科学、水 工业设备制造技术等，他们共同支撑着水工业的工业体系。而在这些学科中水质 与水处理技术和水工业工程技术是水工业学科体系中的主导学科。 而本课题着眼于采用水塔进行储水与供水系统方面的研究， 尝试用最简单的 控制电路，最初步的自动控制设想，完成对水塔水位的自动控制，实现自动上水 供水的设想。 第一章第一章 水塔水位系统控制水塔水位系统控制 1.11.1 系统方系统方案论证案论证 现代控制理论本质是时域法，是建立在状态空间基础上的，他不传递函数， 而是用状态向量方程做基本工具，从而大大简化了数学表达方式， ，因此原则上 可以分析多输入多输出
