一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路的制作方法
【专利摘要】一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路，涉及到农业大棚的智能控制电路，由电源电路、温控电路、缺水自停电路、控制输出电路和缺相保护电路组成，温控电路的上限温度信号端通过隔离二极管a连接到与非门c的第二输入端，下限温度信号端连接到与非门a的输入端，与非门a的输出端连接到与非门c的第一输入端，与非门c的输出端连接到与非门b的输入端，与非门b的输出端通过隔离二极管b连接到与非门c的第二输入端，与非门c的输出端通过驱动电阻a连接到与三极管a的基极，三极管a的集电极连接到第一继电器线圈，第一继电器常开触点连接在控制端a与控制端b之间。本实用新型实现农业大棚地热供暖系统自动运行，为农业大棚营造有利果蔬生长的环境。
【专利说明】一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电子电路，特别涉及到一种农业大棚的智能控制电路。
【背景技术】
[0002]农业大棚是一种具有保温性能的框架覆膜结构，它的出现使人们可以吃到反季节蔬菜和水果。一般农业大棚使用竹结构或者钢结构的骨架，上面覆上一层或多层保温塑料膜，这样就形成了一个温室空间。外膜很好地阻止内部蔬菜生长所产生的二氧化碳的流失，使棚内具有良好的保温效果。
[0003]当冬季的夜晚或阴雨天气时，农业大棚内的温度过低，不利果蔬生长，影响果蔬品质和产量。利用地热对农业大棚进行供暖具有节能和减排温室气体的重大意义，当农业大棚内的温度过低时，用水泵把地下热水抽上来，再以循环方式通过散热器对农业大棚内进行放热，营造有利果蔬生长的环境，提高果蔬品质和产量。农业大棚地热供暖水泵的自动运行需要一种控制电路。
[0004]在农业大棚中，由于环境潮湿，供电线路和开关设备常会接触不良，易造成缺相，三相电动机如果缺相运行就不能正常工作，并且很快会烧坏电机绕组，电动机烧坏后，需更换送修，不仅造成经济损失，还使生产受到影响，因此，需要一种有效避免三相电动机缺相运行的保护电路。现有的缺相保护装置存在不能有效保护三相电动机的缺点或存在电路结构复杂的缺点。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是要为农业大棚地热供暖系统提供一种智能控制电路，控制电路具有缺水自停功能和缺相保护功能，使地热供暖水泵合理运行，为农业大棚营造有利果蔬生长的温度环境，节省人力和避免电能浪费。
[0006]本实用新型的一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路，其特征是控制电路由电源电路、温控电路、缺水自停电路和控制输出电路组成，电源电路中:整流变压器(TC)的初级线圈连接到相线输入端(2)和零线输入端(1)，整流变压器(TC)的次级线圈连接到单相桥式整流电路(VD)的二个输入端，单相桥式整流电路(VD)的正极连接到滤波电容器a(Cl)的正极和稳压集成块(ICl)的输入端，稳压集成块(ICl)的输出端与滤波电容器b(C2)的正极连接后构成直流工作电源(V+)，单相桥式整流电路(VD)的负极、滤波电容器a (Cl)的负极、滤波电容器b (C2)的负极和稳压集成块(ICl)的接地端连接后构成地线；温控电路中:馈电端a (5)连接到直流工作电源(V+)，上限温度信号端(4)连接到隔离二极管a (V2)的阳极，下限温度信号端(3)连接到与非门a (IC2)的二个输入端，与非门a (IC2)的输出端连接到与非门c (IC4)的第一输入端，与非门c (IC4)的输出端连接到与非门b (IC3)的二个输入端，与非门b (IC3)的输出端连接到隔离二极管b (V3)的阳极，隔离二极管b(V3)的阴极和隔离二极管a (V2)的阴极连接到与非门c (IC4)的第二输入端；缺水自停电路中:馈电端b (6)连接到直流工作电源(V+)，水流信号端(7)连接到与非门d (IC5)的二个输入端，与非门d (IC5)的输出端通过延时电阻a (R5)连接到延时电容器a (C3)的正极、隔离二极管c (V4)的阳极和隔离二极管d (V14)的阳极，延时电容器a (C3)的负极连接到地线，隔离二极管c (V4)的阴极连接到与非门c (IC4)的第二输入端，隔离二极管d (V14)的阴极连接到第一继电器常闭触点(K2)的第二端，第一继电器常闭触点(K2)的第一端连接到地线；控制输出电路中:驱动电阻a (R3)的第一脚连接到与非门c (IC4)的输出端，驱动电阻a (R3)的第二脚连接到三极管a (VTl)的基极，三极管a (VTl)的发射极连接到地线，三极管a (VTl)的集电极连接到钳位二极管a (Vl)的阳极和第一继电器线圈(Kl)的第二端，钳位二极管a (Vl)的阴极和第一继电器线圈(Kl)的第一端连接到直流工作电源(V+)，第一继电器常开触点(K3)的第一端连接到控制端a (11)，第一继电器常开触点(K3)的第二端通过第二继电器的常闭触点(K5)连接到控制端b (12)。
[0007]本实用新型中，在与非门a (IC2)的二个输入端与地线之间有傍路电阻a (Rl),在与非门c (IC4)的第二输入端与地线之间有傍路电阻b (R2)，在与非门d (IC5)的二个输入端与地线之间有傍路电阻c (R4);控制电路中有蜂呜器(Y)，第二继电器包括常开触点(K6)，第二继电器常开触点(K6)的第二端连接到直流工作电源(V+)，第二继电器常开触点(K6)的第一端连接到蜂呜器(Y)的输入端，蜂呜器(Y)的输出端连接到地线；与非门a(IC2)、与非门b (IC3)、与非门c (IC4)及与非门d (IC5)共用一只具有四组二输入端的数字集成电路，数字集成电路的电源端连接到直流工作电源(V+)，数字集成电路的接地端连接到地线；电压比较器a (IC6)和电压比较器b (IC7)共用一只双运放的运算放大器集成电路，运算放大器集成电路的电源端连接到直流工作电源(V+)，运算放大器集成电路的接地端连接到地线；控制电路的外围有电触点温度表(TK)和水流开关(SK)，电触点温度表(TK)的表针电极连接到馈电端a (5)，电触点温度表(TK)的下限电极连接到下限温度信号端(3)，电触点温度表(TK)的上限电极连接到上限温度信号端(4)，水流开关(SK)的输入端连接到馈电端b (6)，水流开关(SK)的输出端连接到水流信号端(7);控制电路的外围有接触器、热继电器(FR)、三相四线供电线路和循环水泵，接触器包括线圈(KM)和三组主触点开关，三相四线供电线路包括导线a (U)、导线b (V)、导线c (W)和零线(N)，控制电路的零线输入端(I)连接到供电线路的零线(N)上，控制电路的相线输入端(2)连接到导线a (U)上，接触器线圈(KM)的第一端连接到导线c (W)上，接触器线圈(KM)的第二端连接到热继电器(FR)的开关第一端上，热继电器(FR)的开关第二端连接到控制电路的控制端b (12)，控制电路的控制端a (11)连接到导线b (V)上，控制电路的相线检测端a (8)、相线检测端b (9)和相线检测端c (10)分别连接到循环水泵的三相电机接线端上；接触器的三组主触点开关的上端分别连接到导线a (U)、导线b (V)和导线c (W)上，接触器的三组主触点开关的下端通过热继电器(FR)的主导体连接到循环水泵的三相电机接线端上。
[0008]本实用新型中，控制电路中有缺相保护电路，缺相保护电路由电压信息输入电路、信息处理电路和保护输出电路构成，电压信息输入电路由相线检测端a (8)、相线检测端b
[9]、相线检测端c(10)、整流二极管a (V5)、整流二极管b (V6)、整流二极管c (V7)、整流二极管d (V8)、整流二极管e (V9)、整流二极管f (V10)、分压电阻a (R6)和分压电阻b (R7)构成，信息处理电路由电压比较器a (IC6)、偏置电阻a (R8)、傍路电阻d (R9)、延时电阻b (R10)、延时电容器b (C4)、隔离二极管e (V15)、电压比较器b (IC7)、偏置电阻b (Rll)和傍路电阻e (R12)构成，保护输出电路由驱动电阻b (R13)、三极管b (VT2)、钳位二极管b (V13)和第二继电器构成，第二继电器包括线圈(K4)和常闭触点(K5);相线检测端a (8)连接到整流二极管a (V5)的阳极和整流二极管b (V6)的阴极，相线检测端b
(9)连接到整流二极管c (V7)的阳极和整流二极管d (V8)的阴极，相线检测端c (10)连接到整流二极管e (V9)的阳极和整流二极管f (VlO)的阴极，整流二极管b (V6)的阳极、整流二极管d (V8)的阳极和整流二极管f (VlO)的阳极连接到地线，整流二极管a (V5)的阴极、整流二极管c (V7)的阴极和整流二极管e (V9)的阴极连接到分压电阻a (R6)的第一脚，分压电阻a (R6)的第二脚连接到分压电阻b (R7)的第一脚，分压电阻b (R7)的第二脚连接到地线；电压比较器a (IC6)的反相输入端连接到分压电阻a (R6)与分压电阻b(R7)之间，电压比较器a (IC6)的同相输入端连接到偏置电阻a (R8)的第二脚和傍路电阻d (R9)的第一脚，偏置电阻a (R8)的第一脚连接到直流工作电源(V+)，傍路电阻d (R9)的第二脚连接到地线，电压比较器a (IC6)的输出端通过延时电阻b (RlO)连接到延时电容器b (C4)的正极、隔离二极管e (V15)的阳极和电压比较器b (IC7)的同相输入端，延时电容器b (C4)的负极连接到地线，隔离二极管e (V15)的阴极连接到第一继电器常闭触点(K2)的第二端，电压比较器b (IC7)的反相输入端连接到偏置电阻b (Rll)的第二脚和傍路电阻e (R12)的第一脚，偏置电阻b (Rll)的第一脚连接到直流工作电源(V+)，傍路电阻e (R12)的第二脚连接到地线，电压比较器b (IC7)的输出端连接到驱动电阻b (R13)的第一脚；驱动电阻b (R13)的第二脚连接到三极管b (VT2)的基极，三极管b (VT2)的发射极连接到地线，三极管b (VT2)的集电极连接到钳位二极管b (V13)的阳极和第二继电器线圈(K4)的第二端，钳位二极管b (V13)的阴极和第二继电器线圈(K4)的第一端连接到直流工作电源(V+)，第二继电器常闭触点(K5)的第一端连接到第一继电器常开触点(K3)的第二端，第二继电器常闭触点(K5)的第二端连接到控制端b (12);在电压比较器a (IC6)的反相输入端与地线之间有限幅二极管(VII)，限幅二极管(Vll)的阴极连接到电压比较器a(IC6)的反相输入端，限幅二极管(Vll)的阳极连接到地线；在电压比较器b (IC7)的输出端与驱动电阻b (R13)之间有指示灯二极管(V12)，电压比较器b (IC7)的输出端连接到指示灯二极管(V12)的阳极，指示灯二极管(V12)的阴极连接到驱动电阻b (R13)的第一脚。
[0009]本实用新型在具体实施时，直流工作电源(V+)的电压为12V ;缺相保护电路中的分压电阻a (R6)的第二脚与分压电阻b (R7)的第一脚连接后构成分压点，通过确定分压电阻a (R6)和分压电阻b (R7)的阻值，使分压值为2%;通过确定偏置电阻a (R8)和傍路电阻d (R9)的阻值，使电压比较器a (IC6)同相输入端的参考电压为7.5V;通过确定偏置电阻b (Rll)和傍路电阻e (R12)的阻值，使电压比较器b (IC7)反相输入端的参考电压为6V。
[0010]本实用新型应用时，把导线a (U)、导线b (V)和导线c (W)通过QS.自动断路开关连接到电源的相线a (LI)、电源的相线b (L2)和电源的相线c (L3)上，把电触点温度表(TK)的感温包设置在农业大棚内，把电触点温度表(TK)的下限温度设置在12° -15°之间，把电触点温度表(TK)的上限温度设置在18° -20°之间。工作时，合上自动断路开关(QS)，控制电路投入工作，当农业大棚内温度下降到设定的下限温度时，电触点温度表(TK)的表针接触到下限电极，下限温度信号端(3)获得高电平，高电平进入到与非门a (IC2)的二个输入端，使与非门a (IC2)的输出端及与非门c (IC4)的第一输入端为低电平，与非门c (IC4)的输出端为高电平，三极管a (VTl)导通，第一继电器线圈(Kl)通电，第一继电器常开触点(K3)闭合，使接触器的线圈(KM)通电，接触器的主触点开关(KM-K)吸合，循环水泵的三相电动机(M)通电，循环水泵运行，抽取地下热水以循环方式通过散热器对农业大棚内进行供暖；这时，与非门c (IC4)输出端的高电平反馈到与非门b (IC3)的二个输入端，使与非门b (IC3)的输出端呈低电平；随着地下热水对农业大棚内循环供暖，使大棚内的温度上升，在电触点温度表(TK)的表针离开下限电极时，与非门a (IC2)的二个输入端恢复为低电平，与非门a (IC2)的输出端及与非门c (IC4)的第一输入端反转为高电平，这时，由于与非门b (IC3)的输出端已为低电平，因此，与非门c (IC4)的输出端仍保持高电平，维持循环水泵运行；当农业大棚内的室温上升到设定的上限温度时，电触点温度表(TK)的表针接触到上限电极，高电平通过上限温度信号端(4)和隔离二极管a (V2)进入到与非门c(IC4)的第二输入端，这时，与非门c (IC4)的第一输入端已为高电平，在与非门c (IC4)的二个输入端同为高电平时，使得与非门c (IC4)的输出端反转为低电平，三极管a (VTl)截止，第一继电器线圈(Kl)断电，第一继电器常开触点(K3)释放断开，使接触器的线圈(KM)断电，接触器的主触点开关(KM-K)释放断开，循环水泵的三相电动机(M)断电，循环水泵停止。
[0011]在农业大棚地热供暖系统中，循环水泵的吸水管深入到地下数十米甚至数百米深，不方便安装水位控制器，为了防止缺水时水泵空转造成电能浪费及避免损坏水泵，本实用新型的控制电路具有缺水自停功能，把水流开关(SK)安装在循环水泵的出口管道上，在水泵工作时，管道中的水流使水流开关(SK)闭合，系统正常工作。在系统工作过程中，如大棚内的温度尚未上升到设定的上限值而缺水时，水泵的出口管道中没有水流，水流开关(SK)断开，使与非门d (IC5)的二个输入端呈低电平，与非门d (IC5)的输出端呈高电平，高电平通过延时电阻a (R5)对延时电容器a (C3)进行充电，经过延时，当延时电容器a (C3)上的电压达到2/3直流工作电源(V+)的电压值时，与非门c (IC4)的输出端反转为低电平，三极管a (VTl)截止而使循环水泵停止，起到缺水自停的作用，避免浪费电能和避免水泵损坏。本实用新型在缺水自停电路中设置了延时电阻a (R5)和延时电容器a (C3)，对缺水自停进行延迟控制，是考虑到循环水泵从起动到管道中形成水流存在时间差，为了在管道中形成水流之前水泵能正常起动运行，延迟时间大于从水泵起动到管道中形成水流的时间差，并且利用第一继电器的常闭触点(K2)把延时电容器a (C3)的正极在系统正常停止时短路到地线，使延时电容器a (C3)的充电从系统起动运行时开始。同理，考虑到接触器的动作时间有滞后，为了防止误保护，在电压比较器a (IC6)的输出端与电压比较器b (IC7)的同相输入端之间设置延时电阻b (RlO)和延时电容器b (C4)，利用第一继电器的常闭触点(K2)把延时电容器b (C4)的正极在系统正常停止时短路到地线，使延时电容器b (C4)的充电从循环水泵起动运行时开始。
[0012]在循环水泵工作时，控制电路的相线检测端a (8)、相线检测端b (9)和相线检测端c (10)从循环水泵的电动机三个输入端上进行电压取样，然后把取样电压送入电压信息输入电路，在电压信息输入电路中，由整流二极管a (V5)、整流二极管b (V6)、整流二极管c (V7)、整流二极管d (V8)、整流二极管e (V9)和整流二极管f (VlO)组成的三相桥式整流电路，三相电源的相电压为220V、线电压为380V，当三相电动机绕组的三个输入端上的电压正常时，三相桥式整流电路的输出电压为2.34X 220=514.8V，经过分压后，输入到电压比较器a (IC6)反相输入端的电压为10V，大于电压比较器a (IC6)同相输入端的电压，电压比较器a (IC6)输出端的电压为零，使电压比较器b (IC7)输出端的电压为零，三极管b(VT2)截止，第二继电器不动作，第二继电器的常闭触点(K5)保持闭合；当三相电动机绕组的三个输入端上缺少任意一相电压时，三相桥式整流电路便按单相桥式整流电路的模式工作，整流电路的输出电压为0.9 X 380=342V，输入到电压比较器a (IC6)反相输入端的电压为6.84V，小于电压比较器a (IC6)同相输入端的电压，电压比较器a (IC6)的输出端为高电平，使电压比较器b (IC7)输出端的电压为高电平，三极管b (VT2)导通，第二继电器的线圈(K4)通电，第二继电器的常闭触点(K5)断开，使接触器的线圈失电，接触器的主触点断开，三相电动机停止运行，起到缺相保护作用。在进行缺相保护时，指示灯二极管(V12)点亮，同时，第二继电器的常开触点(K6)吸合，蜂呜器(Y)通电发出报警声。
[0013]本实用新型的缺相保护电路同时具有欠电压保护作用，当三相电源的相电压低于160V时，三相桥式整流电路的输出电压为2.34X160=374.4V以下，输入到电压比较器a(IC6)反相输入端的电压低于7.49V，小于电压比较器a (IC6)同相输入端的电压，同样使电压比较器a (IC6)输出端的电压为高电平，使电压比较器b (IC7)输出端的电压为高电平，三极管b (VT2)导通，第二继电器动作，使接触器的线圈失电，接触器的主触点断开，循环水泵停止运行，起到欠压保护作用。
[0014]上述的实用新型中，考虑到接触器的动作时间较电子运算速度滞后，为了防止误保护，在电压比较器a (IC6)的输出端与电压比较器b (IC7)的同相输入端之间设置延时电阻b (RlO)和在电压比较器b (IC7)的同相输入端与地线之间设置延时电容器b (C4)，其作用是使缺相保护或欠压保护具有数秒钟的延迟时间，避免误动作；在电压比较器b (IC7)的同相输入端与地线之间设置延时电容器b (C4)还具有抗干扰作用，使电路工作更可靠；在电压比较器a (IC6)的反相输入端与地线之间设置限幅二极管(VII)，限幅二极管(Vll)使用12V的稳压管，以防止高于12V的电压进入电压比较器a (IC6)的反相输入端。
[0015]上述的实用新型中，三相桥式整流电路与电压比较器a (IC6)相互配合作用，利用三相桥式整流电路来检测电动机绕组的三个输入端电压，然后与电压比较器a (IC6)同相输入端设定的参考电压进行比较，取样方法简单，取样数据容易进行比较，把取样点设置在电动机绕组的三个输入端上，使得检测正确可靠，避免因接触器主触点接触不好引起的缺相事故发生。
[0016]本实用新型的有益效果是:提供的一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路，实现农业大棚地热供暖系统自动运行，具有温度控制功能、缺水自停功能和缺相保护功能，使地热供暖系统合理运行，为农业大棚营造有利果蔬生长的温度环境，节省人力和避免电能浪费。本实用新型利用三相桥式整流电路来检测取样，然后与电压比较器a (IC6)设定的参考电压进行比较，取样方法简单，取样数据容易进行比较，把取样点设置在电动机绕组的三个输入端上，使得检测取样正确可靠，对三相电动机实现有效的缺相保护和欠压保护，并且电路的结构简单和造价低。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]附图1是本实用新型的一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路图。
[0018]图中:R1.傍路电阻a，R2.傍路电阻b，R3.驱动电阻a，R4.傍路电阻c，R5.延时电阻a，R6.分压电阻a，R7.分压电阻b，R8.偏置电阻a，R9.傍路电阻d，R10.延时电阻b，Rll.偏置电阻b，R12.傍路电阻e，R13.驱动电阻b，Cl.滤波电容器a，C2.滤波电容器b，C3.延时电容器a，C4.延时电容器b，VD.单相桥式整流电路，V1.钳位二极管a，V2.隔离二极管a，V3.隔离二极管b，V4.隔离二极管c，V5.整流二极管a，V6.整流二极管b，V7.整流二极管c，V8.整流二极管d，V9.整流二极管e，Vl0.整流二极管f，VlL限幅二极管，V12.指示灯二极管，V13.钳位二极管b，V14.隔离二极管d，V15.隔离二极管e，VTl.三极管a，VT2.三极管b，V+.直流工作电源，ICl.稳压集成块，IC2.与非门a，IC3.与非门b，IC4.与非门c，IC5.与非门d，IC6.电压比较器a，IC7.电压比较器b，TC.整流变压器，Kl.第一继电器线圈，K2.第一继电器常闭触点，K3.第一继电器常开触点，K4.第二继电器线圈，K5.第二继电器常闭触点，K6.第二继电器常开触点，Y.蜂呜器，TK.电触点温度表，SK.水流开关，QS.自动断路开关，FUl.熔丝，FU2.熔丝，KM.接触器的线圈，KM-K.接触器的主触点开关，FR.热继电器，FR-K.热继电器的开关，N.电源的零线，L1.电源的相线a，L2.电源的相线b，L3.电源的相线C，U.导线a，V.导线b，W.导线c，M.水泵的三相电动机，1.电源的零线输入端，2.电源的相线输入端，3.下限温度信号端，4.上限温度信号端，5.馈电端a，6.馈电端b，7.水流信号端，8.相线检测端a，9.相线检测端b，10.相线检测端C，11.控制端a，12.控制端b。
【具体实施方式】
[0019]实施例附图所示的实施方式中，一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路由电源电路、温控电路、缺水自停电路、控制输出电路和缺相保护电路组成，其中，电源电路由整流变压器(TC)、单相桥式整流电路(VD)、滤波电容器a (Cl)、稳压集成块(IC1)、滤波电容器b (C2)、相线输入端(2)和零线输入端(I)构成，整流变压器(TC)的初级线圈连接到相线输入端(2)和零线输入端(1)，整流变压器(TC)的次级线圈连接到单相桥式整流电路(VD)的二个输入端，单相桥式整流电路(VD)的正极连接到滤波电容器a (Cl)的正极和稳压集成块(ICl)的输入端，稳压集成块(ICl)的输出端与滤波电容器b (C2)的正极连接后构成直流工作电源(V+)，单相桥式整流电路(VD)的负极、滤波电容器a (Cl)的负极、滤波电容器b (C2)的负极和稳压集成块(ICl)的接地端连接后构成地线；温控电路由馈电端a (5)、上限温度信号端(4)、下限温度信号端(3)、与非门a (IC2)、与非门b (IC3)、与非门c (IC4)、隔离二极管a (V2)和隔离二极管b (V3)构成，馈电端a (5)连接到直流工作电源(V+)，上限温度信号端(4)连接到隔离二极管a (V2)的阳极，下限温度信号端(3)连接到与非门a (IC2)的二个输入端，在与非门a (IC2)的二个输入端与地线之间有傍路电阻a (R1)，与非门a (IC2)的输出端连接到与非门c (IC4)的第一输入端，与非门c (IC4)的输出端连接到与非门b (IC3)的二个输入端，与非门b (IC3)的输出端连接到隔离二极管b(V3)的阳极，隔离二极管b (V3)的阴极和隔离二极管a (V2)的阴极连接到与非门c (IC4)的第二输入端，在与非门c (IC4)的第二输入端与地线之间有傍路电阻b (R2);缺水自停电路由馈电端b (6)、水流信号端(7)、与非门d (IC5)、延时电阻a (R5)、延时电容器a (C3)、隔离二极管c (V4)和隔离二极管d (V14)构成，馈电端b (6)连接到直流工作电源(V+)，水流信号端(7)连接到与非门d (IC5)的二个输入端，在与非门d (IC5)的二个输入端与地线之间有傍路电阻c (R4)，与非门d (IC5)的输出端通过延时电阻a (R5)连接到延时电容器a (C3)的正极、隔离二极管c (V4)的阳极和隔离二极管d (V14)的阳极，延时电容器a (C3)的负极连接到地线，隔离二极管c (V4)的阴极连接到与非门c (IC4)的第二输入端，隔离二极管d (V14)的阴极连接到第一继电器常闭触点(K2)的第二端，第一继电器常闭触点(K2)的第一端连接到地线；控制输出电路包括驱动电阻a (R3)、三极管a (VTl)、钳位二极管a (VI)、第一继电器、控制端a (11)和控制端b (12)，第一继电器包括线圈(Kl)、常开触点(K3)和常闭触点(K2)，驱动电阻a (R3)的第一脚连接到与非门c (IC4)的输出端，驱动电阻a (R3)的第二脚连接到三极管a (VTl)的基极，三极管a (VTl)的发射极连接到地线，三极管a (VTl)的集电极连接到钳位二极管a (Vl)的阳极和第一继电器线圈(Kl)的第二端，钳位二极管a (Vl)的阴极和第一继电器线圈(Kl)的第一端连接到直流工作电源(V+)，第一继电器常开触点(K3)的第一端连接到控制端a (11)，第一继电器常开触点(K3)的第二端通过第二继电器的常闭触点(K5)连接到控制端b (12);缺相保护电路由电压信息输入电路、信息处理电路和保护输出电路构成，电压信息输入电路包括相线检测端a (8)、相线检测端b (9)、相线检测端c (10)、整流二极管a (V5)、整流二极管b (V6)、整流二极管c (V7)、整流二极管d (V8)、整流二极管e (V9)、整流二极管f (V10)、分压电阻a (R6)和分压电阻b (R7)，信息处理电路包括电压比较器a (IC6)、偏置电阻a (R8)、傍路电阻d (R9)、延时电阻b (R10)、延时电容器b (C4)、隔离二极管e (V15)、电压比较器b (IC7)、偏置电阻b (Rll)和傍路电阻e (R12)，保护输出电路包括驱动电阻b (R13)、三极管b (VT2)、钳位二极管b (V13)、第二继电器、蜂呜器(Y)和指示灯二极管(V12)，第二继电器包括线圈(K4)、常闭触点(K5)和常开触点(K6)，相线检测端a (8)连接到整流二极管a (V5)的阳极和整流二极管b (V6)的阴极，相线检测端b (9)连接到整流二极管c (V7)的阳极和整流二极管d (V8)的阴极，相线检测端c (10)连接到整流二极管e (V9)的阳极和整流二极管f (VlO)的阴极，整流二极管b (V6)的阳极、整流二极管d (V8)的阳极和整流二极管f (VlO)的阳极连接到地线，整流二极管a (V5)的阴极、整流二极管c (V7)的阴极和整流二极管e (V9)的阴极连接到分压电阻a (R6)的第一脚，分压电阻a (R6)的第二脚连接到分压电阻b (R7)的第一脚，分压电阻b (R7)的第二脚连接到地线；电压比较器a(IC6)的反相输入端连接到分压电阻a (R6)与分压电阻b (R7)之间，电压比较器a (IC6)的同相输入端连接到偏置电阻a (R8)的第二脚和傍路电阻d (R9)的第一脚，偏置电阻a(R8)的第一脚连接到直流工作电源(V+)，傍路电阻d (R9)的第二脚连接到地线，电压比较器a (IC6)的输出端通过延时电阻b (RlO)连接到延时电容器b (C4)的正极、隔离二极管e (V15)的阳极和电压比较器b (IC7)的同相输入端，延时电容器b (C4)的负极连接到地线，隔离二极管e (V15)的阴极连接到第一继电器常闭触点(K2)的第二端，电压比较器b(IC7)的反相输入端连接到偏置电阻b (Rll)的第二脚和傍路电阻e (R12)的第一脚，偏置电阻b (Rll)的第一脚连接到直流工作电源(V+)，傍路电阻e (R12)的第二脚连接到地线，电压比较器b (IC7)的输出端连接到指示灯二极管(V12)的阳极，指示灯二极管(V12)的阴极连接到驱动电阻b (R13)的第一脚，驱动电阻b (R13)的第二脚连接到三极管b (VT2)的基极，三极管b (VT2)的发射极连接到地线，三极管b (VT2)的集电极连接到钳位二极管b (V13)的阳极和第二继电器线圈(K4)的第二端，钳位二极管b (V13)的阴极和第二继电器线圈(K4)的第一端连接到直流工作电源(V+)，第二继电器常闭触点(K5)的第一端连接到第一继电器常开触点(K3)的第二端，第二继电器常闭触点(K5)的第二端连接到控制端b
(12)，第二继电器常开触点(K6)的第二端连接到直流工作电源(V+)，第二继电器常开触点(K6)的第一端连接到蜂呜器(Y)的输入端，蜂呜器(Y)的输出端连接到地线。
[0020]本实施例中，与非门a (IC2)、与非门b (IC3)、与非门c (IC4)及与非门d (IC5)共用一只具有四组二输入端的数字集成电路，数字集成电路的电源端连接到直流工作电源(V+)，数字集成电路的接地端连接到地线；电压比较器a (IC6)和电压比较器b (IC7)共用一只双运放的运算放大器集成电路，运算放大器集成电路的电源端连接到直流工作电源(V+)，运算放大器集成电路的接地端连接到地线。
[0021]本实施中，直流工作电源(V+)的电压为12V;缺相保护电路中的分压电阻a (R6)的第二脚与分压电阻b(R7)的第一脚连接后构成分压点，由于电压比较器的输入阻抗极高，几乎没有电流流入，当分压电阻a (R6)的阻值为500ΚΩ、分压电阻b (R7)的阻值为10ΚΩ时，其分压值为2% ;当偏置电阻a (R8)的阻值为20 K Ω、傍路电阻d (R9)的阻值为33.3ΚΩ时，电压比较器a (IC6)同相输入端的参考电压为7.5V;当偏置电阻b (Rll)和傍路电阻e(R12)的阻值同为20 ΚΩ时，电压比较器b (IC7)反相输入端的参考电压为6V。
[0022]本实施例中，在控制电路的外围有电触点温度表(TK)、水流开关(SK)、接触器、热继电器(FR)、三相四线供电线路和循环水泵，接触器包括线圈(KM)和三组主触点开关，电触点温度表(TK)的表针电极连接到馈电端a (5)，电触点温度表(TK)的下限电极连接到下限温度信号端(3)，电触点温度表(TK)的上限电极连接到上限温度信号端(4)，水流开关(SK)的输入端连接到馈电端b (6)，水流开关(SK)的输出端连接到水流信号端(7);三相四线供电线路包括导线a (U)、导线b (V)、导线c (W)和零线(N)，控制电路的零线输入端(I)连接到供电线路的零线(N)上，控制电路的相线输入端(2)连接到导线a (U)上，接触器线圈(KM)的第一端连接到导线c (W)上，接触器线圈(KM)的第二端连接到热继电器(FR)的开关第一端上，热继电器(FR)的开关第二端连接到控制电路的控制端b (12)，控制电路的控制端a (11)连接到导线b (V)上，控制电路的相线检测端a (8)、相线检测端b (9)和相线检测端c (10)分别连接到循环水泵的三相电机接线端上；接触器的三组主触点开关的上端分别连接到导线a (U)、导线b (V)和导线c (W)上，接触器的三组主触点开关的下端通过热继电器(FR)的主导体连接到循环水泵的三相电机接线端上。
[0023]本实施例应用时，把导线a (U)、导线b (V)和导线c (W)通过QS.自动断路开关连接到电源的相线a (LI)、电源的相线b (L2)和电源的相线c (L3)上，把水流开关(SK)安装在循环水泵的出口管道上，把电触点温度表(TK)的感温包设置在农业大棚内，把电触点温度表(TK)的下限温度设置在12° -15°之间，把电触点温度表(TK)的上限温度设置在18° -20°之间。工作时，合上自动断路开关(QS)，控制电路投入工作，当农业大棚内温度下降到设定的下限温度时，电触点温度表(TK)的表针接触到下限电极，下限温度信号端
(3)获得高电平，高电平进入到与非门a (IC2)的二个输入端，使与非门a (IC2)的输出端及与非门c (IC4)的第一输入端为低电平，与非门c (IC4)的输出端为高电平，三极管a(VTl)导通，第一继电器线圈(Kl)通电，第一继电器常开触点(K3)闭合，使接触器的线圈(KM)通电，接触器的主触点开关(KM-K)吸合，循环水泵的三相电动机(M)通电，循环水泵运行，抽取地下热水以循环方式通过散热器对农业大棚内进行供暖；这时，与非门c (IC4)输出端的高电平反馈到与非门b (IC3)的二个输入端，使与非门b (IC3)的输出端呈低电平；随着地下热水对农业大棚内循环供暖，使大棚内的温度上升，在电触点温度表(TK)的表针离开下限电极时，与非门a (IC2)的二个输入端恢复为低电平，与非门a (IC2)的输出端及与非门C (IC4)的第一输入端反转为高电平，这时，由于与非门b (IC3)的输出端已为低电平，因此，与非门c (IC4)的输出端仍保持高电平，维持循环水泵运行；当农业大棚内的室温上升到设定的上限温度时，电触点温度表(TK)的表针接触到上限电极，高电平通过上限温度信号端(4)和隔离二极管a (V2)进入到与非门c (IC4)的第二输入端，这时，与非门c (IC4)的第一输入端已为高电平，在与非门c (IC4)的二个输入端同为高电平时，使得与非门c (IC4)的输出端反转为低电平，三极管a (VTl)截止，第一继电器线圈(Kl)断电，第一继电器常开触点(K3)释放断开，使接触器的线圈(KM)断电，接触器的主触点开关(KM-K)释放断开，循环水泵的三相电动机(M)断电，循环水泵停止。上述过程中，如大棚内的温度尚未上升到设定的上限值而缺水时，水泵的出口管道中没有水流，水流开关(SK)断开，使与非门d (IC5)的二个输入端呈低电平，与非门d (IC5)的输出端呈高电平，高电平通过延时电阻a (R5)对延时电容器a (C3)进行充电，经过延时，当延时电容器a (C3)上的电压达到2/3直流工作电源(V+)的电压值时，与非门c (IC4)的输出端反转为低电平，三极管a(VTl)截止而使循环水泵停止，起到缺水自停的作用，避免浪费电能和避免水泵损坏。
[0024]本实施例在工作时，控制电路的相线检测端a (8)、相线检测端b (9)和相线检测端c (10)从循环水泵的电动机三个输入端上进行电压取样，然后把取样电压送入电压信息输入电路，在电压信息输入电路中，由整流二极管a (V5)、整流二极管b (V6)、整流二极管c (V7)、整流二极管d (V8)、整流二极管e (V9)和整流二极管f (VlO)组成的三相桥式整流电路，三相电源的相电压为220V、线电压为380V，当三相电动机绕组的三个输入端上的电压正常时，三相桥式整流电路的输出电压为2.34X 220=514.8V，经过分压后，输入到电压比较器a (IC6)反相输入端的电压为10V，大于电压比较器a (IC6)同相输入端的电压，电压比较器a (IC6)输出端的电压为零，使电压比较器b (IC7)输出端的电压为零，三极管b(VT2)截止，第二继电器不动作，第二继电器的常闭触点(K5)保持闭合；当三相电动机绕组的三个输入端上缺少任意一相电压时，三相桥式整流电路便按单相桥式整流电路的模式工作，整流电路的输出电压为0.9 X 380=342V，输入到电压比较器a (IC6)反相输入端的电压为6.84V，小于电压比较器a (IC6)同相输入端的电压，电压比较器a (IC6)的输出端为高电平，使电压比较器b (IC7)输出端的电压为高电平，三极管b (VT2)导通，第二继电器的线圈(K4)通电，第二继电器的常闭触点(K5)断开，使接触器的线圈失电，接触器的主触点断开，三相电动机停止运行，起到缺相保护作用。在进行缺相保护时，指示灯二极管(V12)点亮，同时，第二继电器的常开触点(K6)吸合，蜂呜器(Y)通电发出报警声。当三相电源的相电压低于160V时，三相桥式整流电路的输出电压为2.34X160=374.4V以下，输入到电压比较器a (IC6)反相输入端的电压低于7.49V，小于电压比较器a (IC6)同相输入端的电压，同样使电压比较器a (IC6)输出端的电压为高电平，使电压比较器b (IC7)输出端的电压为高电平，三极管b (VT2)导通，第二继电器动作，使接触器的线圈失电，接触器的主触点断开，循环水泵停止运行，起到欠压保护作用。
【权利要求】
1.一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路，其特征是控制电路由电源电路、温控电路、缺水自停电路和控制输出电路组成，电源电路中:整流变压器(TC)的初级线圈连接到相线输入端(2)和零线输入端(1)，整流变压器(TC)的次级线圈连接到单相桥式整流电路(VD)的二个输入端，单相桥式整流电路(VD)的正极连接到滤波电容器a (Cl)的正极和稳压集成块(ICl)的输入端，稳压集成块(ICl)的输出端与滤波电容器b (C2)的正极连接后构成直流工作电源(V+)，单相桥式整流电路(VD)的负极、滤波电容器a (Cl)的负极、滤波电容器b (C2)的负极和稳压集成块(ICl)的接地端连接后构成地线； 温控电路中:馈电端a (5)连接到直流工作电源(V+)，上限温度信号端(4)连接到隔离二极管a (V2)的阳极，下限温度信号端(3)连接到与非门a (IC2)的二个输入端，与非门a (IC2)的输出端连接到与非门c (IC4)的第一输入端，与非门c (IC4)的输出端连接到与非门b (IC3)的二个输入端，与非门b (IC3)的输出端连接到隔离二极管b (V3)的阳极，隔离二极管b (V3)的阴极和隔离二极管a (V2)的阴极连接到与非门c (IC4)的第二输入端; 缺水自停电路中:馈电端b (6)连接到直流工作电源(V+)，水流信号端(7)连接到与非门d (IC5)的二个输入端，与非门d (IC5)的输出端通过延时电阻a (R5)连接到延时电容器a (C3)的正极、隔离二极管c (V4)的阳极和隔离二极管d (V14)的阳极，延时电容器a(C3)的负极连接到地线，隔离二极管c (V4)的阴极连接到与非门c (IC4)的第二输入端，隔离二极管d (V14)的阴极连接到第一继电器常闭触点(K2)的第二端，第一继电器常闭触点(K2)的第一端连接到地线； 控制输出电路中:驱动电阻a (R3)的第一脚连接到与非门c (IC4)的输出端，驱动电阻a (R3)的第二脚连接到三极管a (VTl)的基极，三极管a (VTl)的发射极连接到地线，三极管a (VTl)的集电极连接到钳位二极管a (Vl)的阳极和第一继电器线圈(Kl)的第二端，钳位二极管a (Vl)的阴极和第一继电器线圈(Kl)的第一端连接到直流工作电源(V+)，第一继电器常开触点(K3)的第一端连接到控制端a (11)，第一继电器常开触点(K3)的第二端通过第二继电器的常闭触点(K5)连接到控制端b (12)。
2.根据权利要求1所述的一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路，其特征是在与非门a (IC2)的二个输入端与地线之间有傍路电阻a (R1)，在与非门c (IC4)的第二输入端与地线之间有傍路电阻b (R2)，在与非门d (IC5)的二个输入端与地线之间有傍路电阻c (R4)。
3.根据权利要求1所述的一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路，其特征是控制电路中有蜂呜器(Y)，第二继电器包括常开触点(K6)，第二继电器常开触点(K6)的第二端连接到直流工作电源(V+)，第二继电器常开触点(K6)的第一端连接到蜂呜器(Y)的输入端，蜂呜器(Y)的输出端连接到地线。
4.根据权利要求1所述的一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路，其特征是与非门a (IC2)、与非门b (IC3)、与非门c (IC4)及与非门d (IC5)共用一只具有四组二输入端的数字集成电路，数字集成电路的电源端连接到直流工作电源(V+)，数字集成电路的接地端连接到地线。
5.根据权利要求1所述的一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路，其特征是电压比较器a (IC6)和电压比较器b (IC7)共用一只双运放的运算放大器集成电路，运算放大器集成电路的电源端连接到直流工作电源(V+)，运算放大器集成电路的接地端连接到地线。
6.根据权利要求1所述的一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路，其特征是控制电路的外围有电触点温度表(TK)和水流开关(SK)，电触点温度表(TK)的表针电极连接到馈电端a (5)，电触点温度表(TK)的下限电极连接到下限温度信号端(3)，电触点温度表(TK)的上限电极连接到上限温度信号端(4)，水流开关(SK)的输入端连接到馈电端b (6)，水流开关(SK)的输出端连接到水流信号端(7 )。
7.根据权利要求1所述的一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路，其特征是控制电路的外围有接触器、热继电器(FR)、三相四线供电线路和循环水泵，接触器包括线圈(KM)和三组主触点开关，三相四线供电线路包括导线a (U)、导线b (V)、导线c (W)和零线(N)，控制电路的零线输入端(I)连接到供电线路的零线(N)上，控制电路的相线输入端(2)连接到导线a (U)上，接触器线圈(KM)的第一端连接到导线c (W)上，接触器线圈(KM)的第二端连接到热继电器(FR)的开关第一端上，热继电器(FR)的开关第二端连接到控制电路的控制端b (12)，控制电路的控制端a (11)连接到导线b (V)上，控制电路的相线检测端a (8)、相线检测端b (9)和相线检测端c (10)分别连接到循环水泵的三相电机接线端上；接触器的三组主触点开关的上端分别连接到导线a (U)、导线b (V)和导线c (W)上，接触器的三组主触点开关的下端通过热继电器(FR)的主导体连接到循环水泵的三相电机接线端上。
8.根据权利要求1所述的一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路，其特征是控制电路中有缺相保护电路，缺相保护电路由电压信息输入电路、信息处理电路和保护输出电路构成，电压信息输入电路由相线检测端a (8)、相线检测端b (9)、相线检测端c (10)、整流二极管a (V5)、整流二极管b (V6)、整流二极管c (V7)、整流二极管d (V8)、整流二极管e (V9)、整流二极管f (V10)、分压电阻a (R6)和分压电阻b (R7)构成，信息处理电路由电压比较器a (IC6)、偏置电阻a (R8)、傍路电阻d (R9)、延时电阻b (R10)、延时电容器b (C4)、隔离二极管e (V15)、电压比较器b (IC7)、偏置电阻b (Rll)和傍路电阻e (R12)构成，保护输出电路由驱动电阻b (R13)、三极管b (VT2)、钳位二极管b (V13)和第二继电器构成，第二继电器包括线圈(K4)和常闭触点(K5); 相线检测端a (8)连接到整流二极管a (V5)的阳极和整流二极管b (V6)的阴极，相线检测端b (9)连接到整流二极管c (V7)的阳极和整流二极管d (V8)的阴极，相线检测端c (10)连接到整流二极管e (V9)的阳极和整流二极管f (VlO)的阴极，整流二极管b(V6)的阳极、整流二极管d (V8)的阳极和整流二极管f (VlO)的阳极连接到地线，整流二极管a (V5)的阴极、整流二极管c (V7)的阴极和整流二极管e (V9)的阴极连接到分压电阻a (R6)的第一脚，分压电阻a (R6)的第二脚连接到分压电阻b (R7)的第一脚，分压电阻b (R7)的第二脚连接到地线； 电压比较器a (IC6)的反相输入端连接到分压电阻a (R6)与分压电阻b (R7)之间，电压比较器a (IC6)的同相输入端连接到偏置电阻a (R8)的第二脚和傍路电阻d (R9)的第一脚，偏置电阻a (R8)的第一脚连接到直流工作电源(V+)，傍路电阻d (R9)的第二脚连接到地线，电压比较器a (IC6)的输出端通过延时电阻b (RlO)连接到延时电容器b (C4)的正极、隔离二极管e (V15)的阳极和电压比较器b (IC7)的同相输入端，延时电容器b (C4)的负极连接到地线，隔离二极管e (V15)的阴极连接到第一继电器常闭触点(K2)的第二端，电压比较器b (IC7)的反相输入端连接到偏置电阻b (Rll)的第二脚和傍路电阻e (R12)的第一脚，偏置电阻b (Rll)的第一脚连接到直流工作电源(V+)，傍路电阻e (R12)的第二脚连接到地线，电压比较器b (IC7)的输出端连接到驱动电阻b (R13)的第一脚； 驱动电阻b (R13)的第二脚连接到三极管b (VT2)的基极，三极管b (VT2)的发射极连接到地线，三极管b (VT2)的集电极连接到钳位二极管b (V13)的阳极和第二继电器线圈(K4)的第二端，钳位二极管b (V13)的阴极和第二继电器线圈(K4)的第一端连接到直流工作电源(V+)，第二继电器常闭触点(K5)的第一端连接到第一继电器常开触点(K3)的第二端，第二继电器常闭触点(K5)的第二端连接到控制端b (12)。
9.根据权利要求8所述的一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路，其特征是在电压比较器a (IC6)的反相输入端与地线之间有限幅二极管(VII)，限幅二极管(Vll)的阴极连接到电压比较器a (IC6)的反相输入端，限幅二极管(Vll)的阳极连接到地线。
10.根据权利要求8所述的一种农业大棚地热供暖系统的智能控制电路，其特征是在电压比较器b (IC7)的输出端与驱动电阻b (R13)之间有指示灯二极管(V12)，电压比较器b (IC7)的输出端连接到指示灯二极管(V12)的阳极，指示灯二极管(V12)的阴极连接到驱动电阻b (R13)的第一脚。
【文档编号】G05B19/04GK204241877SQ201420783436
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月14日 优先权日:2014年12月14日
【发明者】吴水仙 申请人:衢州市煜鑫农产品加工技术开发有限公司