专利名称：模拟调节单片机监控型供水控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模拟调节单片机监控型供水控制装置，特别适用于用水量波动较大的场合，属于自动调速供水设备。
目前人们采用的供水控制装置大体分为两种，一是模拟电路，一是单片机电路，前者电路简单，参数调整方便，抗干扰能力强，但切换电路复杂，无设备运转状况监控，可靠性较差；后者编程灵活，但参数调整不方便，抗干扰能力差，价格高，另外，上述两种控制装置都采用三端稳压电源供电方式，功耗大，且受电源影响大，在电压不稳定时运转效果差，甚至不能正常工作。
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种模拟调节单片机监控型供水控制装置，它对电压适应范围宽，结构简单，调整方便，抗干扰能力强，使用可靠灵活。
本实用新型的目的是这样实现的它包括压力设定器，压力传感器、输入缓冲电路、限幅积分电路、输出比较电路、单片机组、变频器、报警器、水泵机组，其压力设定器与一路输入缓冲放大电路的同相端“+”连接，该输入缓冲放大电路的反相端“-”与输出端相连通，输出端通过串联电阻R1，与比例放大电路的反相端“-”连接，比例放大电路的同相端“+”通过电阻R13接地，输出端通过串联电阻R6、电位器R7与限幅积分电路的反相端”-”连接，限幅积分电路的同相端“+”通过电阻R15接地，输出端分别与输出比较电路的同相端“+”和变频器的调节端连接，输出比较电路的反相端“-”分别与电位器R16、R17、R18相连；压力传感器与另一路输入缓冲放大电路的同相端“+”连接，该路输入缓冲放大电路的反相端“-”与输出端连通，并通过电阻R2与比例放大电路的反相端“-”连接，其输出端通过串联电阻R3与反相电路的反相端“-”连接，反相电路的同相端“+”通过电阻R14接地，输出端与输出比较电路的同相端“+”连接。输入隔离电路的输入端一部分通过电阻R8、R9、R10与输出比较电路的输出端连接，一部分通过串联电阻R11与接触器的辅助接点连接；另一部分通过串联电阻R12与变频器状态端子连接，输入隔离电路的输出端与单片机组的输入端连接；单片机组的输出端通过输出隔离电路分别与继电器组、变频器控制端和报警器连接；继电器组与接触器组的线圈连接，接触器组的输出端与水泵电机连接。开关稳压电源分别与各电路电源端相连。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于电源适应范围广，限幅积分，调节快，调整方便，抗干扰能力强，监控功能齐全，使用可靠灵活。
附图面面说明
图1为本实用新型的电路方框图；图2为本实用新型的电原理图。
以下结合附图及实施例详述本实用新型本实用新型包括压力设定器，压力传感器、输入缓冲电路、限幅积分电路、输出比较电路、单片机组、变频器、报警器、水泵机组，其特征在于a、压力设定器与一路输入缓冲放大电路的同相端”+”连接，该输入缓冲放大电路的反相端“-”与输出端相连通，输出端通过串联电阻R1，与比例放大电路的反相端“-”连接，比例放大电路的同相端“+”通过电阻R13接地，输出端通过串联电阻R6、电位器R7与限幅积分电路的反相端“-”连接，限幅积分电路的同相端“+”通过电阻R15接地，输出端分别与输出比较电路的同相端“+”和变频器的调节端连接，输出比较电路的反相端“-”分别与电位器R16、R17、R18相连压力传感器与另一路输入缓冲放大电路的同相端“+”连接，该路输入缓冲放大1电路的反相端“-”与输出端连通并通过电阻R2与比例放大电路的反相端“-”连接，其输出端通过串联电阻R3与反相电路的反相端“-”连接，反相电路的同相端“+”通过电阻R14接地，输出端与输出比较电路的同相端“+”连接。输入隔离电路的输入端一部分与输出比较电路的输出端连接，一部分通过串联电阻R11与接触器的辅助接点连接；另一部分通过串联电阻R12与变频器状态端子连接，输入隔离电路的输出端与单片机组的输入端连接；单片机组的输出端通过输出隔离电路分别与继电器组、变频器控制端和报警器连接；继电器组与接触器组的线圈连接，接触器组的输出端与水泵电机连接。开关稳压电源分别与各电路电源端相连。
输入缓冲放大电路由LM358构成。比例放大电路由LM358和电阻R4、电位器R5构成，R4、R5串联后与LM358并联。限幅积分电路由LM358和电容C1、二报管G1、G2构成，LM358分别与电容C1和二极管G1并联，其输出端通过二极管G2连地。输出比较电路由3个LM358构成，其中2个LM358的同相端“+”相连接并同时与限幅积分电路的输出端和变频器的调节端相连接，输出端分别串联电阻R8和R9与输入隔离电路的输入端连接，另一个LM358的同相端“+”与反相电路的输出端连接，输出端串联电阻R10与输入隔离电路的输入端连接。反相电路由LM358和R17构成，R19与其反相端“-”和输出端并联。输入隔离电路由TLP521-4构成。输出隔离电路由TIL113构成。变频器为FRN3.7。继电器组为JEC-6FB/12接触器组为CJ20系列。报警器为TWH16高响度报警器。单片机组为80C31单片机，并配置有28C64有储器和LS373锁存器。开关稳压电源为TWH9313。
本实用新型设置有三台水泵，其流量1号较小，2号、3号泵较大。来自水泵出口的气压罐上的水压由远传压力表转换成电信号输入至输入缓冲放大电路，输出的一路与压力设定信号一起，经比例放大电路，限幅电积分电路后，输送至变频器调节端，调节变频器的输出频率，从而改变水泵电机转速，实现恒压。限幅积分电路输出的另一路分别经输出比较电路产生开泵、关泵信号电压，这两个信号经输入隔离电路TLP521-4输送至单片80C31，另外，输入缓冲电路的输出另一路经反相电路后输送至输出比较电路，输出比较电路输出一压力下限电压信号，此信号经输入隔离电路TLP521-4输送至单片机组，同时，水泵接触器状态、变频器状态亦经输入隔离电路输送至单片机组，单片机组根据经输入隔离电路输入的各个信号，通过逻辑分析，输出六位数字信号，经过输出隔离电路TIL113后，驱动继电器组JC1-6，由其控制接触器组CJ1-6、再由接触器组控制水泵电机M1、M2、M3动作。单片机组输出一位数字信号，经隔离后控制变频器的启停，另输出一位数字信号，经隔离后驱动报警器TWH16，使之在出现异常时发出鸣响。
开机时，3台水泵及变频器皆处于停止状态，当压力表反映的压力值高于压力下限时，输出比较电路输出高电平，单片机检测到这一信号后，输出指令让各泵和变频器保持现状态，当压力值低于压力下限时，输出比较电路输出低电平，经隔离后送至单片机，单片机根据此信号首先打开1号泵变频开关(接触器)，然后打开变频器，变频器在调节电路输出电压的控制下改变输出频率，因而M1泵转速随之变化，将水压调节在压力设定值上，当用水量很大时，1号泵全速运转仍满足不了压力要求，此时，输出比较电路输出开泵信号，单片机根据此信号首先关闭变频器，然后关闭1号泵变频开关，随即打开2号泵变频开关，再打开变频器，当用水量仍很大时，2号泵仍未能达到压力设定值，仍产生开泵信号，单片机打开3号泵恒速开关，3号泵投入恒速运行，当用水量减少时，2号泵在变频器调节下处于不上水状态，此时，输出比较电路产生关系信号，单片机输出指令，使3号泵停止，当用水量减至很微量时，仍产生关泵信号，则单片机关闭变频器，关闭2号泵变频开关，这样就恢复到了起始状态，此时用户用水由气压罐供应，当用水量增大，气压罐压力又降至压力下限时，控制装置依上述原理再进行调节控制，不过这次当1号泵不能满足要求，需开启大泵时，先开M3泵变频开关，使之为变频泵，再开启2号泵恒速开关，使之为恒速泵，使2号、3号泵轮流改变工作方式，从而达到均衡使用。
在单片机发出水泵开关和变频器的控制指令后，若反馈回的状态与之不符，则单片机输出报警信号，驱动报警器发出报警通知用户，当单片机同时检测到有开泵又有关泵信号时，电路出现了故障，报警器亦发出报警。
权利要求1.一种模拟调节单片机监控型供水控制装置，包括压力设定器，压力传感器、输入缓冲电路、限幅积分电路、输出比较电路、单片机组、变频器、报警器、水泵机组，其特征在于a、压力设定器与一路输入缓冲放大电路的同相端“+”连接，该输入缓冲放大电路的反相端“-”与输出端相连通，输出端通过串联电阻R1，与比例放大电路的反相端“-”连接，比例放大电路的同相端“+”通过电阻R13接地，输出端通过串联电阻R6、电位器R7与限幅积分电路的反相端“-”连接，限幅积分电路的同相端“+”通过电阻R15接地，输出端分别与输出比较电路的同相端“+”和变频器的调节端连接，输出比较电路的反相端“-”分别与电位器R16、R17、R18相连；b、压力传感器与另一路输入缓冲放大电路的同相端“+”连接，该路输入缓冲放大电路的反相端“-”与输出端连通并，通过电阻R2与比例放大电路的反相端“-”连接，其输出端通过串联电阻R3与反相电路的反相端“-”连接，反相电路的同相端“+”通过电阻R14接地，输出端与输出比较电路的同相端“+”连接；c、输入隔离电路的输入端一部分通过电阻R8、R9、R10与输出比较电路的输出端连接，一部分通过串联电阻R11与接触器的辅助接点连接；另一部分通过串联电阻R12与变频器状态端子连接，输入隔离电路的输出端与单片机组的输入端连接；d、单片机组的输出端通过输出隔离电路分别与继电器组、变频器控制端和报警器连接；e、继电器组与接触器组的线圈连接，接触器组的输出端与水泵电机连接；f、开关稳压电源分别与各电路电源端相连。
2.根据权利要求1所述的模拟调节单片机监控型供水控制装置，其特征在于输入缓冲放大电路由LM358构成。
3.根据权利要求1所述的模拟调节单片机监控型供水控制装置，其特征在于比例放大电路由LM358和电阻R4、电位器R5构成，R4、R5串联后与LM358反相端“-”和输出端并联。
4.根据权利要求1所述的模拟调节单片机监控型供水控制装置，其特征在于限幅积分电路由LM358和电容C1、二报管G1、G2构成，LM358分别与电容C1和二极管G1并联，其输出端通过二极管G2连地。
5.根据权利要求1所述的模拟调节单片机监控型供水控制装置，其特征在于输出比较电路由3个LM358构成，其中2个LM358的同相端“+”相连接并同时与限幅积分电路的输出端和变频器的调节端相连接，输出端分别串联电阻R8和R9与输入隔离电路的输入端连接，另一个LM358的同相端“+”与反相电路的输出端连接，输出端串联电阻R10与输入隔离电路的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的模拟调节单片机监控型供水控制装置，其特征在于反相电路由LM358和R17构成，R17与其反相端“-”和输出端并联。
7.根据权利要求1所述的模拟调节单片机监控型供水控制装置，其特征在于输入隔离电路由TLP521-4构成。
8.根据权利要求1所述的模拟调节单片机监控型供水控制装置，其特征在于输出隔离电路由TIL113构成。
9.根据权利要求1所述的模拟调节单片机监控型供水控制装置，其特征在于变频器为FRN3.7。
10.根据权利要求1所述的模拟调节单片机监控型供水控制装置，其特在于继电器组为JZC-6FB/12V。
11.根据权利要求1所述的模拟调节单片机监控型供水控制装置，其特征在于接触器组为CJ20系列。
12.根据权利要求1所述的模拟调节单片机监控型供水控制装置，其特征在于报警器为TWH16高响度报警器。
13.根据权利要求1所述的模拟调节单片机监控型供水控制装置，其特征在于单片机组为80C31单片机，并配置有28C64存储器和LS373锁存器。
14.根据权利要求1所述的模拟调节单片机监控型供水控制装置，其特征在于开关稳压电源为TWH9313。
专利摘要本实用新型公开了一种模拟调节单片机监控型供水控制装置,属于自动调速供水设备。其压力设定器与一路输入缓冲放大电路连接后经比例放大电路、限幅积分电路、输出比较电路、输入隔离电路与单片机组连接,其压力传感器与另一路输入缓冲放大电路连接后经反相电路、输出比较电路、输入隔离电路与单片机组连接,单片机组分别经变频器和继电器组与接触器组连接,接触器组与水泵电机连接。本实用新型抗干扰能力强,监控功能齐全,使用可靠灵活。
文档编号G05B15/02GK2309578SQ9722804
公开日1999年3月3日 申请日期1997年9月23日 优先权日1997年9月23日
发明者齐挺进 申请人:韩津生, 齐挺进