水位自动控制装置的原理图
水位自动控制系统的原理是什么
水位自动控制系统就是将水位信号转换为开关信号，再用这个开关信号去控制交流接触器，交流接触器再控制一个水泵，就可以达到水位自动控制的目的。
水泵有各种各样的工作方式，所以交流接触器也有多种设计方案，这些电气元件按照设计方案连接起来就是电气控制箱。
现有多种成熟的设计方案，如GKY1X单台泵系统、GKY2X双台泵系统等等，在网上可以查到各种各样的设计原理图。
水泵电气控制箱是很常用的控制设备，工作可靠、使用寿命长。
影响水位自动控制系统可靠性和使用寿命的关键因素是液位传感器，就是将水位信号转换为开关信号这一部分。
现在主要有电极式、UQK/GSK干簧管式、光电式、压力式、GKY和超声波式等几种方式。
这些方式检测原理不同，因而水位自动控制的原理也不同。
下面，我们根据液位传感器的检测方式来讲解水位自动控制系统的原理，这是决定水位自动控制系统使用寿命和可靠性的主要因素。
一、电极式液位控制原理电极式是最早的液位控制方式，其控制原理很简单：因为水是导体，有水的时候两个电极间导电，交流接触器吸合，水泵就开始抽水。
图1为电极式在水中控制原理示意图。
但是电极在水中会分解而且会吸附很多杂质。
如果不及时清理，电极就会失去作用，这是电极式液位传感器固有的缺陷。
电极式液位传感器的制造非常简单，有人将导线外皮拨开，插到水里就可以做成电极式液位控制器。
所以电极式液位控制器造价很低，价格便宜，但使用寿命很短。
即使采用不锈钢做电极，也需要2-3个月清理一下，在污水中电极的使用寿命就更短了。
图1二、UQK/GSK干簧管液位控制原理干簧管将电极触点密封在玻璃管内，这样就不直接接触液体了，所以电极不会吸附杂质，使用寿命提高。
干簧管的特点就是接近磁铁，触点就会吸合。
所以我们将干簧管固定在管壁内固定的位置。
浮子里装上磁铁，随着浮力沿着管壁上下滑动，见图2。
当浮子经过干簧管时，触点吸合。
干簧管触点一般直接驱动交流接触器，可以控制水泵启动。
GSK上下限位置精确，但管壁不能有脏东西，安装不能倾斜（小于30°），否则会影响浮子的上下移动。
一个水池水位自动控制系统如图1-1所示试简述系统工作原...共72页
值范围。
01-4-53-j2j2-图4-6 系统根轨迹图)15.0(125.0(++s s s K 4-7 系统结构图0.5 6090 --1801K K =时，极坐标图在1ω与实轴交于1-，即图5-7中与负实轴相交于50-的点右移到1-，则有同理可得极坐标图在2ω与实轴交于－1的增益为252=K ，在3ω与实轴交于1-的增益为4310=K 。
如图5-8所示。
图5-8 例5-8K 变化时的极坐标图现对各种情况分析闭环稳定性：(1)410>K 时，2,2==Z N ，闭环系统不稳定，有两个s 右半平面的根； (2)41025<<K 时，0,0==Z N ，闭环系统稳定；(3)2510<<K 时，2,2==Z N ，闭环系统不稳定，有两个s 右半平面的根； (4)100<<K 时，0,0==Z N ，闭环系统稳定。
综上所述，使得闭环系统稳定的K 值范围为100<<K 和41025<<K 。
【例5.9】 已知系统的开环传递函数为当3.0=ω时，系统开环对数幅频渐近特性dB 10)3.0(=L ，试确定系统参数K 。
解 22(51)(61)(0.210)4()()(1)(1)(31)(41)44Ks s s G s H s s ss s s s +++=+++++ 系统交接频率T ω依次为5,2,1,31,41,51,61。
根据对数幅频渐近特性的表达式，对于惯性环节 对于振荡环节 对于一阶微分环节 由于3.0=ω在交接频率41和31之间，故 根据已知条件解得 456.0=K 【例5.10】 系统结构如图5-9所示，当输入t t r ωsin 2)(=时，测得输出为)45sin(4)(o -=t t c ，试确定参数,n ξω。
解 系统的闭环传递函数 图5-9 系统结构 系统幅频与相频特性为由已知得 ))1(sin()1(2)45sin(4)(oϕ-=-=t A t t c即)(t c 可写成1=ω时幅频和相频的综合表达式： 整理得 1.244,0.22n ωξ==【例5.11】 控制系统如图5-10所示，010()(0.11)G s s s =+，设参考输入信号)(1)(t t r =，干扰信号)100sin(1.0)(t t n =。
电气控制与PLC课程设计(水塔水位PLC自动控制系统)
辽宁工程技术大学电气控制技术与PLC 课程设计设计题目水塔水位PLC自动控制系统指导教师院（系、部）电气与控制工程学院专业班级学号姓名日期电气控制技术与PLC课程设计任务书摘要随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业自动化生产水平的日益提高，微电子技术的飞速发展，在继电器控制系统的基础上产生了一种新型的工业控制装置——可编程控制器。
随着科技的发展和现实暴露的一些问题，以便能更快捷更方便的完成一些任务，在工农业生产过程中，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广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。
而水位检测可以有多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。
本文采用PLC进行主控制，在水箱上安装一个自动测水位装置。
利用水的导电性连续地全天候地测量水位的变化，把测量到的水位变化转换成相应的电信号，主控台应用MCGS 组态软件对接收到的信号进行数据处理，完成相应的水位显示、故障报警信息显示、实时曲线和历史曲线的显示，使水位保持在适当的位置关键词：PLC(Programmable Logic Controller)、自动化、水塔水位目录1概论 .................................. 错误！未定义书签。
1.1 可编程序控制器简介............... 错误！未定义书签。
1.2 PLC的工作原理.................... 错误！未定义书签。
1.3 PLC的特点 ....................... 错误！未定义书签。
1.4 PLC的选择 ....................... 错误！未定义书签。
2 水塔水位自动控制系统方案设计.......... 错误！未定义书签。
3 水塔水位自动控制系统硬件设计.......... 错误！未定义书签。
3.1水塔水位控制系统设计要求.......... 错误！未定义书签。
水位控制器自动工作原理图
水位控制器自动工作原理图
很抱歉，作为一个文本AI模型，我无法提供图像或图表。
不
过我可以为你描述一下水位控制器的自动工作原理。
水位控制器主要用于控制液体的水位，以确保液体的恰当水平。
自动水位控制器通常包括以下几个主要组件：传感器、控制器和执行器。
1. 传感器：传感器用于监测液体的水位，并将水位信号传输给控制器。
常见的水位传感器有浮球传感器、压力传感器和电容传感器等。
2. 控制器：控制器是自动水位控制系统的核心部件，通过接收传感器发送的水位信号并进行处理，控制执行器的动作。
控制器根据预设的水位范围来判断是否需要进行控制操作。
3. 执行器：执行器根据控制器的指令，控制液体的进出口。
例如，当水位过高时，执行器会打开排水阀门，使液体流出，以降低水位。
当水位过低时，执行器会打开进水阀门，使液体流入，以提高水位。
整个自动水位控制系统通过传感器、控制器和执行器的相互配合，实现对液体水位的自动调节。
具体的工作流程和信号传递方法可能会根据不同的水位控制器类型和设计而有所差异。
浮球液位计工作原理
浮球液位计⼯作原理浮球液位计⼯作原理图浮球液位计，顾名思义，就是利⽤浮⼦来检测液位的。
具体有以下⼏种形式：⼀、传统玻璃管液位计加装红外监控装置传统玻璃管液位计就是在玻璃管中放⼀个浮⼦，浮⼦上下浮动就可以显⽰出⽔位⾼低。
但这种形式⽆法将液位信号转换为电信号来控制电⽓，所以传统玻璃管液位计⽆法完成液位的⾃动控制。
现在，GKY光电式探头夹采⽤红外线⼀收⼀发原理来检测液位，如下图。
浮⼦在玻璃管中随⽔位上下浮动。
当浮⼦挡住发射管发出的光线时，接收管就将液位信号发送出去。
这个信号接⼊GKY 系列液位控制仪表/控制器/报警器就可以⾃动控制液位。
⼆、UQK浮球液位计原理UQK采⽤⼲簧管。
⼲簧管将电极触点密封在玻璃管内，接近磁铁，触点就会吸合。
所以⼈们在浮球⾥放⼀块磁铁和上、下两个⼲簧管，通过导线将浮球固定于⽔池中，如图2.1。
这就是UQK的液位控制/⽔位控制⽅式。
当⽔池⽆⽔的时候，浮球下垂，磁铁在下限⼲簧管处，故下限⼲簧管吸合。
当⽔池有⽔的时候如图2.2，浮球上翻，磁铁在上限⼲簧管处，故上限⼲簧管吸合。
将⼲簧管触点串接交流接触器，就可以控制⽔泵启动，见图2.3。
这种⽅式依靠⽔的浮⼒使浮球上下翻转，上限、下限间的距离依据导线的长度来决定。
由于要考虑耐流问题，导线不能太细。
同时导线使⽤⼀段时间后，变得僵化发硬，翻转很不灵活。
于是浮⼦翻转有时⾼⼀点，有时低⼀点，上下限位置很不准确。
于是出现了定位准确的GSK⽅式。
三、GSK浮球液位计原理GSK也采⽤⼲簧管，它将⼲簧管固定在管壁内固定的位置。
浮⼦随着浮⼒沿着管壁上下滑动，见图3.1。
浮⼦内有磁铁，经过⼲簧管时，触点吸合。
⼲簧管触点也是直接串接交流接触器，可以控制⽔泵启动，见图3.2。
GSK上下限位置精确，但管壁不能有脏东西，安装不能倾斜（⼩于30°），否则会影响浮⼦的上下移动。
所以这种⽅式不能在污⽔中使⽤。
UQK、GSK可直接接220V或380V交流电，但⼲簧管因⽔位波动，触点频繁吸合，使⽤寿命⼤幅降低。
两台排水泵水位控制原理cad图
基于plc的水塔水位自动控制设计
目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1选题的背景与意义 (1)1.2可编程逻辑控制器简述 (1)第2章系统总体设计 (2)2.1水塔水位控制系统设计 (2)2.2水塔水位控制系统基本工作原理 (3)2.3水塔水位控制系统主电路设计 (4)第3章系统硬件设计 (5)3.1 硬件选型 (5)3.1.1 PLC的选择 (5)3.1.2水泵的选择 (6)3.1.3液位开关的选择 (6)3.1.4电气保护器件选择 (7)3.2 I/O口的分配及PLC外围接线 (8)第4章软件设计 (12)第5章仿真 (14)结论 (18)参考文献 (19)附录 (20)摘要目前，大量的高位生活用水和工作用水逐渐增多。
因此，不少单位自建水塔储水来解决高层楼房的用水问题。
最初，大多用人工进行控制，由于人工无法每时每刻对水位进行准确的定位监测，很难准确控制水泵的起停。
要么水泵关停过早，造成水塔缺水；要么关停过晚，造成水塔溢出，浪费水资源，给用户造成不便。
利用人工控制水位会造成供水时有时无的不稳定供水情况。
后来，使用水位控制装置使供水状况有了改变，但常使用浮标或机械水位控制装置，由于机械装置的故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。
因此为更好的保证供水的稳定性和可靠性，传统的供水控制方法已难以满足现在的要求。
本文采用的是三菱FXZN型PLC可编程控制器作为水塔水位自动控制系统核心，对水塔水位自动控制系统的功能性进行了需求分析。
主要实现方法是通过传感器检测水塔的实际水位，将水位具体信息传至PLC构成的控制模块，来控制水泵电机的动作，同时显示水位具体信息，若水位低于或高于某个设定值时，就会发出危险报警的信号，最终实现对水塔水位的自动。
关键词：水位自动控制、三菱FX2N 、传感器第1章绪论1.1选题的背景与意义在社会经济飞速发展的今天，水在人们正常生活和生产中起着越来越重要的作用。
一旦断了水，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故及损失。
DF-96系列全自动水位控制器工作原理
DF-96系列全自动水位控制器工作原理[日期：2012-01-02] 来源：作者：辽宁徐涛DF-96D DF-96A B C一、整机工作原理该型全自动水位控制器电路原理如下图所示。
由图可知，本控制器电路主要由电源电路、水位信号检测电路、输出驱动电路三部分组成，下面分别加以介绍。
1．电源电路AC220V电压经变压器T降压，其次级输出近13V左右交流电加至由D1~D4构成的整流桥输入端，整流后经电容CI滤波得到约10.5V直流电压。
该电压经Rl加到红色发光管LEDI上，将LEDI点亮，表示电源正常。
该电压除了为ICI及继电器提供工作电源外还直接送到水位检测电极C．作为水位检测的公共电位。
2．水位信号检测电路该部分是以四二输入与门电路CD4081为核心并配以五根水位检测电极A—E构成的。
其作用是根据电极实测水位的变化CD4081相应引脚的电平随之变化，满足与门条件时相应输出端电平改变，以驱动输出电路。
其中R2是ICI的电源输入限流电阻，D5与R3及D6与R8起隔离自锁作用，当相应输出端即ICI(10)脚、(3)脚为高电平时将(8)脚、(1)脚锁死，其状态的翻转取决于(9)脚和(2)脚。
C2—C5及R4_R6、R12的作用是滤除干扰信号意外进入控制器引起误动作。
3．输出驱动电路该部分主要由驱动管VTI，继电器Jl、功能选择开关K及输出状态指示绿发光管LED2组成。
功能选择开关K处于“开？位时，继电器Jl被强制动作．其相应触点Jl-I闭合，外接负荷（单相电动水泵或控制接触器）开始工作，输出状态指示绿发光管LED2也被点亮；处于“关”位时，触点Jl-I断开，外接负荷被切断；处于“自动”位置时．Jl动作与否受驱动管VTI的控制．当VTI基极电位高于0.7V以上时则饱和导通，继电器儿得电动作，其触点Jl-I闭合，反之则断开。
二．实际应用分析下图是该型全自动水位控制器实际应用的四种接法，分别对应单控上水池、单控下水池、缺水保护和上下水池联合控制。
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GKYU 系列
GKYU-5T GKYU-4T GKYU-3T
GKY-4TR 配备通信 GKY-2TR 接口仪表
5 个 GKY 液位传感器 4 个 GKY 液位传感器 3 个 GKY 液位传感器 4 个 GKY 液位传感器 2 个 GKY 液位传感器
GKY-BJ1 报警器 GKY-BJ2
系列 QGKY
上限水满或下限缺水报警
水泵缺水保护器，将一个传感器固定 在悬挂水泵的绳索上，当无水时禁止 水泵启动。 通过短息方式传输液位信号 通过流量卡传输液位信号 通过无线天线传输液位信号 遇紧急情况向管理员发短信打电话 液位显示/供水排水选择/手动自动转 换/水泵故障报警 传统玻璃管液位计上加装光电监控
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常用液 2 个 GKY 液位传感器
GKY 系列
GKY-4T
4 个 GKY 液位传感器
GKY2-4T 4 个 GKY 液位传感器
双台泵专 用仪表
GKYU-3T-P 3 个 GKY 液位传感器
功能简介 液位显示/供水排水选择/手动自动转 换/水泵故障报警 双保险/超高超低水位报警/液位显示 /供水排水选择/手动自动转换/水泵 故障报警 双台泵交替使用/紧急情况双台泵同 时启动/超高或超低水位报警/液位显 示/供水排水选择/水泵故障报警/报 警端口输出 平时一台泵使用/紧急情况双台泵同 时启动/液位显示/仅用于排水
以下是各种无线液位信号的传输控制系统原理图。 第一种方式：直接采用无线收发设备传输液位信号的系统原理图
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图 2.1 直接采用无线收发系统传输液位信号 第二种方式：借助于短信收发功能传输液位信号的系统原理图
图 2.2 借助短信收发系统传输液位信号 第三种方式：借助中间服务器平台采用流量卡传输液位信号的系统原理图
1 个 GKY 液位传感器 2 个 GKY 液位传感器 1 个 GKY 液位传感器
无线传输 液位控制 收发器
GKYDX GKYGPRS GKYWX GKYDXF-BJ
4 个 GKY 液位传感器 4 个 GKY 液位传感器 4 个 GKY 液位传感器 1 个 GKY 液位传感器
传统液位 GKY-GH
2 个常开干簧管
无线液位信号传输还可以应用于液位语音短信应急报警。因为在各种场合，有许多人们意 想不到的突发现象。比如，突降大雨、管道爆裂、水泵故障等等，使地下室等低处容易产生大 量积水。这些事故的发生，人们往往毫无察觉，导致很多重要的设备被淹，损失惨重。 GKYDXF-BJ1 水位短信报警器可以在紧急时刻发出声光报警，并向相关人员发出短信和拨打 电话，并进行语音提示。使人们可以第一时间采取应对措施，避免设备被淹。这种设备平时不 发送短信，如果采用主副卡的形式，平时是无通讯费用的。
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图 2.3 物流网服务平台传输液位信号 3. 液位系统的控制装置
液位系统的控制可以分为独立系统控制和网络中心集中控制。独立系统控制就是传统的 控制方式，即传感器从水池水箱将液位信号传到电气控制箱，再由控制箱控制水泵的开关。如 下图：
这是独立的液位控制系统，如果 GKY 仪表具有网络通讯接口，就可以通过这个接口组建 网络。所以网络中心集中控制就是在传统控制系统的基础上组建网络，在中央控制中心对整个 控制系统进行监控。组建这样的系统必须具备网络通讯接口，如 GKY-4TR 智能液位控制仪。 GKY-4TR 智能液位控制仪不仅可以在本地显示控制液位，还可以提供 RS485 通信接口组建网 络，连接的远程控制中心。系统图如下：
计仪表
GKY-GDB 多个光电监控点
每一个传感器对应一个继电器输 出，输出触点为无源触点，客户可根 据自己的需求灵活使用。
在普通 GKY 液位控制系列仪表的基 础上配备 RS485 通讯接口，支持 MODBUS-RTU 通信协议，也支持 ASCII 码传输。可以方便的组建物联 网，达到远程监控的目的。 水满报警或缺水报警
在传输距离远或不方便铺设传输线路的场所，需要使用无线液位传输系统。无线液位传输 系统可以有多种方式：第一种是直接采用无线收发设备传输液位信号，如 GKY-WX。这种方 式发射天线和接收天线之间不能有阻挡，障碍物会使传输信号大幅度衰减。现在很多场合难以
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满足这样的条件，所以应用较少。第二种是借助于通讯网络的短信收发功能将液位信号传达到 目的地，如 GKY-DXSF。这种应用在传输数据量较小的场合可以使用。因为客户需提供一收 一发至少 2 张手机卡，手机卡有月租费和短信费用。短信量大了，通信费用较高。GKY 液位 信号数据量少，而且在液位发生变化的时候才发短信，这样发送的短信数量有限，是一种方便 可行的方案。现在很多地区可以办理主副卡的形式，互相间发短信是免费的，如果操作得当， 后期有可能实现 0 通信服务费。GKY 短信收发器采用应答式通信的方法传输数据：发方发送 液位信号，对方收到并返回收到的信息；发送方收到返回信息后，确认信息传递正确，再等待 液位发生变化时发送下一个液位信号。这种方式传递液位信号，既可靠又节省，可以用于液位 控制的无线传输。GKY 短信收发器在实现传输液位信号的同时还可以向管理者发短信，便于 管理者监控整个系统的运行。第三种是目前最流行一种传输方式，就是借助中间服务器平台， 采用流量卡来传输液位信号，如 GKY-GPRSSF。流量卡按照流量收费，即使数据量很大时候 费用也很低，当然还有中间服务器的费用，不可能实现 0 通信服务费。GKY 液位信号数据量 较少，后期费用很低。这种方式除了实现传输液位信号以外还可以借助中间服务平台管理多点 通信系统，实现复杂的管理控制功能。
不同液位位开关 液位开关原理”等文章。 2. 液位信号的传输
液位信号的传输可以有有线和无线两种方式。有线就是通过普通电缆线或屏蔽线传输，大 部分传统液位传感器通过普通的 BV 线就可以了，传输信号易受干扰的压力式、电容式传感器 需要用屏蔽线传输而且距离不能太远。
西安祥天和电子科技有限公司 详情咨询官网 主营产品：液位传感器 水泵控制箱 报警器 GKY 仪表 液位控制系统，液位控 制器，无线传输收发器等
水位自动控制装置的原理图
水位自动控制装置主要由以下三个部分组成:
液位信号的采集
液位信号的传输
液位系统的控制装置
1. 液位信号的采集 液位信号的采集主要是选择合适的液位传感器。液位传感器的发展从最早的电极式、
4
温度监控 水压监控
监控中心 液位监控 故障报警 GKY-4TR
MODBUS 总线
GKY 液位仪
水泵控制箱
管理员
图 3.1 液位控制系统组网 液位控制系统可以通过 MODBUS 总线组网，还可以通过 GPRS-DTU 组建无线网络，GKY 智能液位控制仪表提供了丰富的组网功能。另外，GKY 仪表还具有灵活多变的各种型号，可 以满足液位控制的各种功能需求。下表列出了一些液位控制仪表的功能和型号，方便大家选择。
UQK/GSK 传统浮子、到现在的压力式、光电式和 GKY 液位传感器等，形成了多种液位控制方式。 电极式便宜简单，但在水中会吸附杂质，使用寿命短。传统浮子与相对滑动轨道之间只有 1mm 左右的细缝，很容易被脏东西卡住，可靠性较低。这些是不能在污水中使用的。光电式也不能 用于污水，因为玻璃反射面脏了就会出现误判断。GKY 液位传感器可以弥补这些缺陷，在污 水和清水中可以使用。所以液位控制的系统设计应该根据具体使用环境慎重选择传感器，但多 数人却忽略了这一点，因为液位传感器太小了，在工程中常常微不足道。其实，液位传感器是 液位控制系统的关键，它决定了控制系统的可靠性、稳定性及使用寿命。如果选择不当，将会 导致控制系统故障频发，甚至瘫痪，这是导致现有很多液位自动控制系统使用不到一年就失灵 的重要原因。