閉環(huán)電子控制系統(tǒng)的設計和應用學案

1、第五章 其次節(jié)閉環(huán)電子限制系統(tǒng)的設計和應用學案浙江省武義其次中學 程妙仙 2016.05【學習目標】1、理解簡潔閉環(huán)電子限制系統(tǒng)的工作原理 2、駕馭簡潔閉環(huán)電子限制系統(tǒng)設計、安裝和調試 3、駕馭安裝過程中常見問題的分析和解決【學習重點】簡潔閉環(huán)電子限制系統(tǒng)設計、安裝和調試及安裝過程中常見問題的分析和解決方法【學習難點】安裝過程中常見問題的分析和解決【課時支配】 1課時溫故知新:其次節(jié) 閉環(huán)電子限制系統(tǒng)的設計和應用閉環(huán)電子限制系統(tǒng)和開環(huán)電子限制系統(tǒng)不同，它能對輸出結果進行檢測，并將檢測信號反饋到限制處理部分，從而對系統(tǒng)的限制產生影響。它的方框圖為： 常見的閉環(huán)電子限制系統(tǒng)有家用電冰箱、空調、電熱

2、水器、太陽能熱水器、智能電飯鍋、現代化農業(yè)溫室等等。 一、水箱水位閉環(huán)電子限制系統(tǒng)的設計和應用 水位限制器是指通過機械式或電子式的方法來進行凹凸水位的限制，可以限制電磁閥、水泵等，成為水位自動限制器或水位報警器，從而來實現半自動化或者全自動化，方法有多種，依據選用不同的產品而不同。 1、設計要求（1）設計和制作一個水箱水位閉環(huán)電子限制系統(tǒng)。（2）實現水塔水箱水位的自動限制。 2、設計分析（1）依據對設計要求的分析，水箱中的水位高度是被控量，水箱中的水是被控對象。（2）由于對水箱中水位的高度變更有嚴格的要求，即要求水箱中儲存的水不能超過某一水位（高水位），也不能低于某一水位（低水位），因此必需對

3、被控量進行檢測，并反饋所測得的結果。實現這一限制必需采納閉環(huán)電子限制系統(tǒng)。（3）依據閉環(huán)電子限制系統(tǒng)的方框圖，選擇合適的輸入、限制（處理）、輸出、檢測部分的元器件（或好用電路）、設備等。 輸入：三根袒露的硬銅線組成水位探頭，A是高水位探頭；B是低水位探頭；C是零水位探頭。調整探頭位置可變更輸入量。限制（處理）：由三極管開關電路組成。水位傳感器檢測并反饋水箱的實際水位和設定值進行比較，經推斷后發(fā)出向水箱送水或停止送水的指令。輸出：由繼電器、電動機、水泵、水箱等組成。檢測：由三根水位探頭組成一個傳感器，對水箱水位隨時進行檢測，并把水位信號反饋至比較器。 水箱水位閉環(huán)電子限制系統(tǒng)方框圖3、水箱水位閉

4、環(huán)電子限制系統(tǒng)電路圖：方案一:電路分析：1）水位低于B點：2）水位到達A點：3）水位在A和B之間：安裝測試：1）安裝電路依據電路圖列出材料清單，并對材料質量進行檢測比照印制電路板安裝電路（短暫擔心裝電動機），安裝時要防止插錯元器件、虛焊等。依據水箱中的水位探頭圖示，用粗通電線制作水位傳感器，并將三個探頭和印制電路板上a、b、c三點對應連接。2）調試電路將傳感器插入無水的玻璃杯中，接通電源，假如電路安裝正確無誤，繼電器產生吸合動作，觸電J-2閉合，指示燈紅燈亮向杯中漸漸加水，當水面和低水位探頭接觸時，指示燈黃燈亮，當水面和高水位探頭接觸時，繼電器觸電J-2釋放，指示燈綠燈亮。削減杯中的水量，水箱

5、水位降低（或用提升水位探頭的位置模擬），指示燈黃燈接著發(fā)光，但當水位降低到低水位探頭B離開水面時，指示燈紅燈亮。將經過調試后的水位電子限制電路安裝電動機、水泵和輸軟管，進行仿真試驗，記錄數據，分析、推斷水位電子限制系統(tǒng)的實際工作狀況，正常工作后，方可正式運用。方案二：電路分析：1）水位低于B點：2）水位到達A點：3）水位在A和B之間：安裝測試：參見方案一調試方法課堂小結：設計和安裝閉環(huán)電子限制系統(tǒng)的一般步驟如下： （1）依據設計要求進行分析，確定被控量和被控對象。（2）假如對控置量限制的精確度要求較高，應利用有反饋的閉環(huán)電子限制系統(tǒng)對被控對象實施限制。（3）依據閉環(huán)電子限制系統(tǒng)方框圖，選擇限制

6、（處理）部分的電子電路、輸出部分的執(zhí)行器、檢測部分中的傳感器，并參考有關資料，通過接口連接電路將各個部分緊密地連接成一個完整的限制系統(tǒng)。 課堂練習如圖所示是小明設計的溫度報警裝置部分電路，其中IC是運算放大器，輸入輸出邏輯關系見圖中表格，Rt是負溫度系數熱敏電阻。當溫度達到或超過40時，要求該報警裝置發(fā)出聲、光報警信號。請完成以下任務：第17題圖（1）當溫度上升時，Rt的電阻值將_（在增大；減小中選擇一項，將序號填寫在“_”處）。（2）當溫度達到或超過40時，要求發(fā)光二極管V1發(fā)光，請依據電路的邏輯關系在a、b、c三點中選擇合適的點連接V1和R4。(3)運算放大器不能干脆驅動蜂鳴器報警，請依據電路的邏輯關系選擇合適的三極管(NPN型或PNP型，采納共放射極接法)，在虛線框中畫出蜂鳴器驅動電路。（4）在測試中發(fā)覺溫度超過40還沒有報警，現要對電路重新調試，調試步驟如下：A.將_放入盛有冷水的燒杯，插入溫度計，加入熱水使