专利名称：水塔综合保护自动控制抽水数控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水塔综合保护自动控制抽水数控仪，特别是一种集水泵保护、电机保护、水源水量检测控制、瞬触启停机和手自动兼顾功能于一体的水塔自动抽水控制器。
现有水塔自动抽水控制器，或不具有水泵保护功能，或不具有电机保护功能，或不具有水源水量检测功能，或电路过于复杂，且多采用一只继电器直接控制交流接触器线圈电流的通断，而不具有瞬触启停机功能，抽水时继电器一直处于通电状态，使控制器的可靠性降低，故障率升高。安装这种控制器时，还须将交流接触器上的自锁辅助触点开关、手动启停机按钮开关拆出自动控制电路，从而失去手动功能，不能满足一些情况下的需要；或要用闸刀开关转换后，才能实现手动功能，使安装和使用很不方便。更主要的是无法接入电机保护器，在自动过程，无法进行电机保护。
本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种集水泵保护、电机保护、水源水量检测控制、瞬触启停机和手自动兼顾功能于一体，安装方便的水塔自动抽水控制仪。
本实用新型是这样实现的一种水塔综合保护自动控制抽水数控仪，涉及交流接触器CJ，电机保护器，电源电路，由触点A和V+组成的上限水位检测电路1，由触点B和V+组成的下限水位检测电路2，启动控制电路5和停机控制电路7，其特征在于上限水位检测电路1、下限水位检测电路2与启动控制电路5，停机控制电路7之间连接有逻辑分析电路4，逻辑分析电路4前还连接有时限产生电路3，逻辑分析电路4与时限产生电路3之间连接有计时起止控制电路6，逻辑分析电路4与停机控制电路7之间连接有水泵保护电路8，电机保护电路10与电机保护器相接，电机保护电路10、水泵保护电路8与上限水位检测电路1、下限水位检测电路2之间连接有整机自锁电路9，且启动控制电路5和停机控制电路7既可以是有触点控制电路，也可以是无触点控制电路。
进一步的方案是，上限水位检测电路1和下限水位检测电路2中分别设有由C2、R2、D3并联和C1、R1、D1并联构成的抗干扰电路，且抗干扰电路的一端接地，另一端接相应的触点A或B。
进一步的方案是，所述逻辑分析电路4由非门G1、G2、G3，或非门G6、G7，或门G8，与门G4、G5组成，时限产生电路3由NE555、D7、可变电阻VR、R3、C4和C5组成，计时起止控制电路6由D触发器DFF、T1、D5、D6、C3组成，水泵保护电路8由单向可控硅VT1、R8、R9、C7、S1组成，电机保护电路10由单向可控硅VT2、R13、R14、C8、S2、电机保护接口JK3组成，整机自锁电路9由与门G9、非门G10、D2、D4、D8，R15、R16、C6组成，且在逻辑分析电路4中G1的输入端接NE555的3号脚和G4的输入端，输出端接G5和G7的输入端，G2的输入端接下限水位触点B，输出端接G4、G5、G6、G7的输入端，G8的输入端接上限水位触点A，输出端接G4、G5、G6的输入端，G4的输出端通过R8接单向可控硅VT1的触发端，G5的输出端一路接DFF的S端，另一路通过R6接启动控制电路5，G6、G7的输出端接G8的输入端，G8的输出端一路接DFF的R端，另一路通过R4接停机控制电路7和整机自锁电路9；在时限产生电路3中，NE555的3号脚通过C5后接地，5号脚通过VR后接地，4号和8号脚并联后一路通过VR接地，另一路接T1的发射极和C4的一端，C4的另一端一路接NE555的2号和6号脚，另一路通过R3后接地，NE555的1号脚接地，在1号脚与2号脚之间还串有D7；在计时起止控制电路6中，S与CP端之间串有D6，R与CP端间串有D5，D端通过C3接地，Q端接T1基极，T1的集电极接电源正极V+；在水泵保护电路8中，R8一路接VT1的触发端，一路通过C7接地，VT1的阴极接地，阳极一路通过R9接R11、R13和停机控制电路7，另一路通过R15接整机自锁电路9，在VT1的阳、阴极之间还接有手动按钮S1；在电机保护电路10中，R13一端接停机控制电路7，另一端一路通过R16接整机自锁电路9，另一路接VT2阳极，VT2阴极接地，VT2触发端一路通过R14接电源正极V+，另一路通过C8接地，在VT2的阳、阴极之间还接有手动按钮S2，电机保护器接口JK3接于C8两端；整机自锁电路9中G9的输入端接R15和R16，输出端一路接G10的输入端，另一路通过D8接于R4与R5之间，G10的输出端一路通过C6接地，另一路通过D4接G3输入端和通过D2接G2输入端。
进一步的方案是，启动控制电路由T2、D9、R7、R6和启动接口JK1组成，T2的基极接R6，发射极接地，集电极通过R7接接头2，接头1接电源正极V+，停机控制电路由T3、D10、R4、R5、R11和停机接口JT2组成，T3的基极接R5，发射极接地，集电极通过R11接接头4，接头3接电源正极V+，接头1、2和3、4既可以分别接于继电器J1、J2内的线圈两端，其中JK1与J1的常开触点连接，JK2与J2的常闭触点连接，也可接于无触点启、停机控制电路，其中无触点启动控制电路由电源电路、双向可控硅VT3、光电耦合器P1、T4、R18、R19、R20、R21、C11、压敏电阻M1，启动接口JK1、接头1和2组成，R18、R19串接于1和2之间，R18与P1内的光电二极管并联，P1内的集电极接电源正极，发射极一路接T4基极，另一路通过R20与C11组成的并联电路接电源负极，T4的集电极接电源正极，发射极通过R21接VT3的触发端，VT3一端接电源负极，且VT3与M1、JK1组成并联电路，无触点停机控制电路由电源电路、双向可控硅VT4、光电耦合器P2、T6、R22、R23、R24、R25、C12、压敏电阻M2，停机接口JK2，接头3和4组成，R22、R23串接于3和4之间，R22与P2内的光电二极管并联，P2内的发射极接电源负极，集电极一路经R24到电源正极，一路接T5的基极，C12并联于P2的发射极与集电极之间，T5的集电极接电源正极，发射极经R25接VT4触发端，VT4一端接电源负极，且VT4与M2、JK2组成并联电路。
更进一步的方案是，水泵保护电路8中，R9两端还并联有由发光二极管LD1与R10组成的串联电路，电机保护电路10中R13两端还并联有由发光二极管LD2与R12组成的串联电路。
再进一步的方案是，JK1两端并联有手动启动开关CA，在JK2一端串联有手动停机开关TA。
这种水塔综合保护自动控制抽水数控仪与现有技术相比，由于将电机控制电路分为启动控制电路和停机控制电路两部分，可以巧妙地利用交流接触器的自锁辅助触点开关和手动启停机按钮开关，实现瞬触启停机功能和手自动兼顾功能，安装也大为方便；由于设置了计时起止控制电路，时限产生电路和逻辑分析电路，可以在水源可抽的水抽完后自动停机，实现水源水量检测控制功能；由于设置了计时起止控制电路、时限产生电路、逻辑分析电路和水泵保护锁定电路，可以在水泵发生不吸水故障时停机锁定，实现水泵保护功能；由于设置了电机保护锁定电路，配接上电机保护器，就可以实现电机保护功能；由于设置了整机自锁电路，可以对水泵保护、电机保护停机和正常停机准确地区分显示，使保护功能更稳定。经使用完成能达到发明目的。
本实用新型还可以结合实例作进一步说明
图1是本实用新型与电机、交流接触器、手动启停机按钮开关、电机保护器、水池的配接示意图。
图2是本实用新型的原理框图。
图3是本实用新型的电路原理图，其中启动控制电路和停机控制电路采用继电器实现启停机控制。
图4是本实用新型采用双向可控硅代替继电器实现无触点启停机控制，替代部分的电路原理图。
一、采用继电器实现启停机控制的电路原理。
如
图1、图2和图3，380V动力线电压从电源接口JK5输入，经变压器PT1降压，D11-D14整流，C9滤波，作为本实用新型各部分的工作电源。LD3、R17组成电源指示电路，有电时，LD3亮。
下限水位检测电路由下限检测触点B、D1、R1、C1组成。当水池内水位高于触点B时，连接电源正极的触点V+与触点B被水连通，电流从触点V+与B间的水、R1到电源负极，触点B取得高电平；当水位低于触点B时，触点V+与B断开，触点B为低电平，表示应该开始抽水。
上限水位检测电路1由上限检测触点A、D3、R2、C2组成。当水池内水位达到触点A时，电流从触点V+，通过V+与A间的水，R2到电源负极，触点A取得高电平，表示应该停止抽水；当水位低于触点A时，触点A为低电平。
D1、C1、D3、C2防止外界电磁场在连接触点A、B的连接线上产生的感应电压对水位检测电路的干扰和损害。
逻辑分析电路4由非门G1-G3，或非门G6、G7，或门G8，与门G4、G5组成。上限水位检测电路1输出的水位电平信号，就是触点A的电平信号，也就是G3的输入信号。下限水位检测电路2输出的水位电平信号，就是触点B的电平信号，也就是G2的输入信号。时限信号由NE555产生，输入G1。G5输出启动电平信号，G8输出停机电平信号，G4输出水泵保护电平信号。
计时起止控制电路6由D触点器DFF、T1、D5、D6、C3组成。当G5输出高电平启动信号时，一路去电机启动控制电路5，一路使DFF置1端S为高电平，通过D6使时钟脉冲CP端也为高电平，同时，G8输出为低电平，R端为低电平，从而实现DFF置1，输出端Q输出高电平，使电源开关管T1导通。当G8输出高电平停机信号时，一路去电机停机控制电路7，一路使DFF置O端为高电平，通过D5使CP端为高电平，同时G5输出为低电平，使置1端S为低电平，DFF翻转置O，输出端Q变为低电平，将T1载止。C3消除进入D端的干扰信号。
时限产生电路3由NE555、D7、VR、R3、C4、C5组成。当电源开关管T1导通时，NE555的电源脚8被接通电源，NE555开始工作，C4充电，充电电流经C4、R3到电源负极。阈值输入脚6和触发输入脚2电压逐渐降低，当低于一定值时，输出脚3输出信号T变为高电平时限信号，送入非门G1。
调整VR改变NE555控制脚5的电位，可以改变从T1导通到NE555输出脚3输出信号T变为高电平时限信号所需的时间，选择适当的R3、C4值，调整VR，可使这个时间从几分钟到几小时任取。C5消除NE555通断电时的干扰信号。
本实用新型是利用时限信号T来检测水泵是否吸水和水源水量。调整VR取定一个稍大于正常抽水的时间，电机启动，时限产生电路开始计时，若水泵发生不吸水故障时，在一定时间后，水位仍低于下限触点B，时限产生电路3输出信号T变为高电平，送入非门G1，从与门G4输出一个高电平水泵保护信号，使水泵保护电路8动作，实现停机锁定。若水源的水量不足，在一定时间后，水源可抽的水已被抽完，水位超过下限触点B，但低于上限触点A，此时也产生一个高电平T信号，但G4无高电平输出，而G8输出高电平，只实现停机。
下面是G1-G8门组成的逻辑分析电路4的共6种状态功能表，表格中，A表示上限水位触点A的电平，即G3的输入电平；B表示下限水位触点B的电平，即G2的输入电平；T表示NE555输出脚3输出的时限电平，即G1的输入电平。O1表示G5的输出启动电平信号，O2表示G8输出的停机电平信号，O3表示G4输出的水泵保护电平信号。输入输出表格栏中“1”表示高电平，“O”表示低电平。逻辑分析电路功能表
状态1中的A、B输入均为“0”，表示水池内的水位已低于下限水位触点B，G5门输出O1为高电平，电机启动抽水。NE555开始计时，此时T为低电平。
状态2中，T为“1”，表示抽水时间已超过正常抽水时间，达到NE555设定的时限，NE555输出脚(3)输出信号T变为高电平，而此时A、B仍为“0”，表示尽管电机工作，但水位并没上升到下限触点B，通常会是水泵发生不吸水的故障，G4门输出O3为高电平，使水泵保护电路8动作，实现停机锁定。
状态3中，A为“0”，B为“1”，表示水位介于上、下限触点A、B之间。这种状态包含两种情况，情况之一是电机启动后水位上升超过下限触点B，从而介于上、下限触点之间，属正常抽水过程。情况之二是水池水位升到上限触点A，抽水过程结束，由于用水、水位低于上限触点A，而介于上、下限触点之间，属正常用水期，所以状态3各输出均为低电平。由于利用了交流接触器CJ的自锁辅助触点开关，所以抽水过程不需要O1保持高电平。
状态4中，T为“1”，表示电机工作时间超过正常抽水时间，A为“0”，B为“1”，表示水位仍没达到上限触点A，通常会是水源可抽的水已抽完，应该停机，所以G8门输出O2为高电平停机信号，送往停机控制电路7。
状态5中，A、B均为“1”，表示水位已升到上限水位触点A，应该停机，所以G8门输出O2为高电平停机信号。此时输入T为“0”，表示时限没到，因为T信号取得高电平的时间，稍大于正常抽水的时间，所以状态5表示正常停机。
状态6中，输入A、B均为“1”，表示水位已升到上限水位，所以G8门输出O2为高电平停机信号。同时T为“1”，表示时限到，通常是因为抽水过程仍有一定用水量，使抽水时间已延长到时限满，所以状态6仍属正常停机。
输出O1的逻辑式O1=ABT。将输入信号A、B、T分别送入非门G3、G2、G1得到A、B、T，再送入与门G5就得到需要的输出O1。
输出O2的最简逻辑式
将A、B信号送入或非门G6输出为
B、T信号送入或非门G7输出为
再将G6、G7的输出送入或门G8就得到需要的O2。
输出O3的逻辑式O3=ABT。将A、B、T信号送入与门G4就得到需要的输出O3。
启动控制电路5由T2、D9、R7、R6启动继电器J1、启动接口JK1组成。当G5门输出O1为高电平启动信号时，一路去触发DFF，使DFF输出端Q变为高电平，T1导通，NE555开始计时。一路经过R6，使T2导通，电流经J1线圈、R7、T2到负极，J1吸合，J1内常开触点连通，启动接口JK1连通。由于JK1与电机手动常开启动按钮开关CA并联，所以此时交流接触器线圈通电，交流接触器吸合，电机M开始工作，同时交流接触器上与CA并联的自锁辅助触点开关CJ7闭合，将交流接触器自锁在吸合状态。D9消除J1线圈断电时产生的感应电压，保护T2管。
停机控制电路7由T3、D10、R4、R5、R11、停机继电器J2、停机接口JK2组成。当G8输出O2为高电平停机信号时，一路去触发DFF，使DFF翻转，DFF输出端Q变为低电平，T1截止，NE555停止计时，C4通过D7和NE555内部放电。一路经R4、R5使T3导通，电流经J2线圈、R11、T3到负极，J2吸合，J2内常闭触点断开，停机接口JK2断开，由于JK2与电机手动常闭停机按钮开关TA串联，所以此时交流接触器线圈断电，交流接触器释放，电机M停止工作，同时交流接触器上的自锁辅助触点开关CJ7断开，交流接触器退出自锁工作状态。D10消除J2线圈断电时产生的感应电压，保护T3管。
水泵保护电路8由单向可控硅VT1、R8-R10、C7、S1、LD1组成。当G4输出O3为高电平水泵保护信号时，通过R8使VT1触发导通并保持，电流经J2线圈、R9、VT1到负极，J2吸合，J2内的常闭触点断开。由于JK2与手动停机按钮开关TA串联，所以保护时，按手动启动按钮CA也不能启动电机。此时，与R9并联的LD1、R10取得一定电压，LD1发光，指示本实用新型处于水泵保护状态。在排除水泵故障，按S1后，VT1截止，才退出保护状态。C7是抗干扰电容。
电机保护电路10由单向可控硅VT2、R12-R14、C8、S2、LD2、电机保护输入接口JK3组成。JK3与电机保护器的1、2端相接，1、2端内连接的是保护继电器常闭触点。当电机工作或电网供电异常时，通过电机保护器的感应圈H1、H2、H3检测，电机保护器内保护继电器常闭触点断开，接电源正极的R14使VT2触发导通并保持，电流经J2线圈、R13、VT2到电源负极，J2吸合，交流接触器释放，电机停机。此时按手动启动按钮CA也无效。同时与R13并联的LD2、R12取得一定电压，LD2亮，指示本实用新型处于电机保护状态。排出故障，按S2后，VT2截止，才退出电机保护状态。C8是抗干扰电容。
整机自锁电路9由与门G9、非门G10、D2、D4、D8、R15、R16、C6组成，当发生水泵保护或电机保护时，通过R15或R16使G9输入之一为持续低电平，从而G9输出低电平，G10输出高电平，经D2、D4强制A、B为高电平，并保持，相当于水位达到上限水位时A、B的电平，所以G8输出高电平，此时不管水池内水位如何均不能改变这一状态。停机高电平使DFF输出端Q翻转为低电平，T1截止，达到发生保护时停止计时的目的。D8使此时高电平停机信号不能送到T3，以便VT1或VT2有足够的维持电流保持导通状态。C6取得一定的延时是为了在T3短暂导通正常停机时，使整机不进入自锁状态。
二、采用双向可控硅代替继电器实现无触点启停机控制，替代部分的电路原理。
图3中的启动继电器J1、启动接口JK1、D9部分电路用图4中的双向可控硅VT3、光电耦合器P1、T4、R18-R21、C11、压敏电阻M1、启动接口JK1部分电路替代，将R18、R19上下的1、2端接到图3中原J1位置对应的1、2端，就组成了无触点启动控制电路5。当G5输出高电平启动信号时，T2导通，电流从R18到R19，经R7、T2到负极，R18两端产生一定电压，与R18并联的光耦P1内的光电二极管通电发光，P1内的光电三极管导通，T4导通，电流经R21触发VT3导通，相当于原继电器J1常开触点闭合。由于JK1仍与启动按钮开关CA并联，所以交流接触器吸合，并自锁在吸合状态，电机工作。当G5无高电平启动信号时，R20使T截止，VT3截止。C11是抗干扰电容，并在电源刚接通时保证VT3截止。在交流接触器线圈断电产生感应高压时，M1电阻减小，保护VT3不被击穿。
图3中的停机继电器J2、停机接口JK2、D10部分电路用图4中的双向可控硅VT4、光电耦合器P2、T5、R22-R25、C12、压敏电阻M2、停机接口JK2部分电路替代，将R22、R23上下的3、4端接到图3中原J2位置对应的3、4端，就组成了无触点停机控制电路7。当G8输出高电平停机信号时，电流经R22、R23、R11、T3到负极，R22两端产生一定电压，与R22并联的P2内的光电二极管导通发光，P2内的光电三极管导通，T5截止，R25中无电流，VT4截止，相当于原继电器J2内常闭触点断开，由于JK2仍与停机按钮TA串联，所以交流接触器释放，并退出自锁状态，电机停机。当发生水泵保护时VT1导通或发生电机保护时VT2导通，使R22两端产生一持续电压，使VT4持续地处于截止状态，达到保护锁定的目的。当T8、VT1、VT2均截止时，R24使T5导通，电流经R25使VT4导通，所以VT4处于常通状态。C12是抗干扰电容，并在电源刚接通时确保VT4截止。在交流接触器线圈断电产生感应高压时，M2的电阻减小，保护VT4不被击穿。
将原电源变压器PT1增加一个独立的次级绕组PT2，与D15-D18和C10组成图4无触点启停机控制电路的工作电源，起到隔离高压的目的。
本实用新型的工作过程是将本实用新型的电源接口JK5接通380V电源，电源指示灯LD3亮，本实用新型进入自动工作状态。
当水池内水位低于下限触点B时，上限水位检测电路1、下限水位检测电路2输出均为低电平，两个低电平信号送入逻辑分析电路4，逻辑分析电路4输出O1变为高电平，一路送给计时起止控制电路6，使时限产生电路3开始计时；另一路送给启动控制电路5，使启动接口JK1导通，电流经常闭手动停机按钮TA、与TA串联的本实用新型常闭停机接口JK2、已闭合的JK1，流过交流接触器线圈，交流接触器吸合，交流接触器的主触点CJ1和CJ2、CJ3和CJ4、CJ5和CJ6闭合，电机开始工作；同时交流接触器上辅助常开触头CJ7闭合，将交流接触器自锁在吸合状态。当水位上升到超过下限触点B时，逻辑分析电路4输出O1变为低电平，JK1断开，但由于CJ7已闭合，交流接触器仍处于吸合状态。所以本实用新型实现了与手动启动按钮CA同样的瞬触启动功能。
电机启动，时限产生电路3开始计时，由于时限信号产生的时间已预先通过调整VR，取定一个稍大于正常抽水的时间，如果水泵发生不吸水故障，在时限到时，水位没能超过下限触点B，时限产生电路3输出T变为高电平，送入逻辑分析电路4，逻辑分析电路输出O3变为高电平，使水泵保护锁定电路8动作并锁定，水泵保护指示灯LD1亮。水泵保护锁定电路8动作时产生两路控制信号，一路使停机控制电路7的停机接口JK2断开，交流接触器线圈断电，交流接触器主触点CJ1-CJ6和辅助触点CJ7断开，电机停机；一路使整机自锁电路9输出高电平，从而使上、下水位检测电路输出高电平，逻辑分析电路4输出O2变为高电平，通过计时起止控制电路6，使时限产生电路3停止工作。由于上、下限水位检测电路的输出被自锁在高电平，所以保护期间，不管水池内水位高低如何，逻辑分析电路4的输出O1、O3始终处于低电平，O2处于高电平，而不会出现启动电机的状态。这样就实现了水泵保护功能。排除故障，按S1后，LD1熄，本实用新型才退出水泵保护状态。
电机启动后，如果水泵工作正常，水位上升到超过下限触点B，在水位上升到上限触点A之前，如果水源可抽的水被抽完，水位将升不到上限触点A，时限到时，时限产生电路3输出T变为高电平，送给逻辑分析电路4，逻辑分析电路4输出O2变为高电平，一路送给停机控制电路7，使停机输出接口JK2断开，交流接触器释放，电机停机，同时辅助触点CJ7断开；一路送给计时起止控制电路6，使时限产生电路3停止工作，时限产生电路3输出T恢复低电平，逻辑分析电路4输出O2恢复低电平，停机接口JK2闭合，但由于交流接触器上辅助触点CJ7已断开，所以电机仍处于停机状态。由此可见，本实用新型实现了在水源可抽的水抽完后，自动停机的功能，即水源水量检测控制功能。
电机启动后，如果出现电机工作或电网供电故障，电机保护器内的保护继电器常闭触点断开，使本实用新型内电机保护电路10动作并锁定，电机保护电路动作时，也输出两路控制信号，一路通过停机控制电路7，使停机接口JK2断开，实现停机。另一路通过整机自锁电路9，使上、下限水位检测电路输出均为高电平，将逻辑分析电路4输出锁定在O1、O3为低电平，O2为高电平的状态，并使时限产生电路3停止工作。这样就实现了电机保护功能。
电机启动后，如果一切正常，水位将在时限信号变为高电平之前升到上限触点A，使上、下限水位检测电路输出均为高电平，逻辑分析电路4输出O2变为高电平，一路通过停机控制电路7实现停机，一路使时限产生电路3停止工作。由于水面平静或用水，水位会很快低于上限水位触点A，此时逻辑分析电路4输出O2变为低电平，使停机控制电路7的停机输出接口JK2闭合。由于交流接触器上的辅助触点CJ7已断开，所以JK2闭合时，交流接触器仍处于释放状态，由此可见，本实用新型实现了与手动停机按钮TA同样的瞬触停机功能。
在用水期，由于本实用新型的停机接口JK2闭合，启动接口JK1断开，因此按手动启动按扭CA仍可使电机启动，按手动停机按扭TA即可实现停机，由此很方便地实现了手动兼顾功能。需要时可提前抽水。
在抽水期，由于本实用新型的停机接口JK2与手动停机按扭TA串联，所以按手动停机按钮TA可实现提前停机。按TA停机后，也可以再按手动启动按钮CA再次启动。再次启动后，水满仍可以自动停机。总之，人可以方便地随时介入自动过程。
还需进一步说明的是一、关于设置电机保护锁定电路的细致说明本实用新型实验配接的是德力西集团欣灵继电器厂生产的JD-5B电动机综合保护器，主要特点在于，该保护器的保护端子，是保护器内一继电器的两常闭触点，在手动情况下该常闭触点是串联在自锁回路中，当电机工作异常时，该常闭触点断开，使交流接触器线圈断电，交流接触器释放，从而实现停机，达到保护的目的。
那么，在自动抽水时，如果仍保持电机保护器的原接法，当电机工作异常时，仍然可以停机，此时，水池的水位一般也已高于下限水位检测触点，但是，由于用水，水位总会低于下限触点，通常的自动抽水控制器，又会启动电机，此时，如果使电机工作异常的故障仍然存在，电机保护器会使电机立即停机，但水位仍低于下限触点，电机必再次启动，故障仍然存在，电机再次停机，如此恶性循环，会观察到交流接触器不断地吸合又释放，释放又吸合的现象，结果是交流接触器的主触点很快烧坏，电机也在频繁地启动强电流作用下造成损坏。
故此，本实用新型专门设置了电机保护锁定电路10，电机工作异常时，只要电机保护器的保护端子断开一次，就使本实用新型内的可控硅VT2导通，可控硅一旦导通就要在阳极和阴极间的电压几乎为零时才能关断，S2就是利用这一特点关断VT2的。可见本实用新型设置的电机保护锁定电路可以有效地避免上述恶性现象的发生，因此也是必须的。
二、关于设置整机自锁电路的细致说明当电机工作后，如果发生电机保护，故然可以通过VT2和J2停机，但由于电机启动时，计时电路已开始工作，如果取消整机自锁电路，将不能将电机保护信息反馈给计时起止控制电路6，计时电路仍然在继续计时，当达到设定时限时，NE555就输出一个高电平送入G1。
此时若保护已发生的时间已经较长，由于用水，水位低于下限触点，则满足了水泵保护的输入条件，G4就会输出一个高电平，使VT1导通，VT1导通产生分流作用，使VT2中的电流小于导通维持电流，VT2会关断，这样，本来是LD2亮就转变成LD1亮，出现故障显示错误。
此时若保护已发生的时间较短，可能水位还没有低于下限触点，此时的输入就满足了水源可抽的水已抽干的条件，G8就输出一个高电平停机信号，此时的情况就更严重，G8输出的高电平停机信号使T3导通，T3的导通对VT2产生分流，同样会使VT2关断，从而退出电机保护状态，当G8的短暂高电平消失时，J2的线圈断电，已断开的常闭触点闭合，当水位低于下限触点时电机就会启动，而导致电机工作异常的故障通常会仍然存在，于是再次发生电机保护，一定时间，时限到时，由于水位一直低于下限触点，又会由电机保护转移为水泵保护状态，发生显示错误。这种非正常情况下启动电机和显示错误也是应当避免的。
三、关于设置时限产生电路的细致说明由NE555等组成的时限产生电路3的作用在于，当水泵发生不吸水故障或水源可抽的水抽干后，电机工作的总时间达到设定的时限时，NE555输出一个高电平信号给G1，通过逻辑分析，实现水泵保护锁定停机或单纯停机。
若是水泵一开始就不吸水，那么上、下限水位检测触点始终为低电平，当时限到时，G1输入端从NE555的输出脚3得到高电平，G4输出一个高电平水泵保护信号，使VT1导通并保持，即锁定，电机停机，且J2内常闭触点始终断开，达到水泵保护的目的。
若是水源水量不足，水源可抽的水抽干，通常水位已高于下限触点，仅仅是没有升到上限触点，此时G2输入为高电平，G3为低电平，电机工作至时限到时，水位通常也不会上升到上限触点，此时NE555再输出一个高电平信号，送入G1，通过逻辑分析，G8输出一个高电平停机信号，只实现单纯停机，以便于水用完后仍能自行启动，因为水用完时，通常水源又会积蓄一定量的水。
水泵不吸水故障和水源可抽的水抽干两种现象，之所以能区别开，就在于水泵不吸水通常是一开始启动就不吸水，所以水位始终低于下限触点。而水源可抽的水抽干，通常是在抽水中途发生的，此时水位一般已高于上限触点，逻辑分析电路就是利用这一差别将两种情况区别开的。
如果在抽水中途发生不吸水故障，那么，本实用新型先按水源可抽的水抽干停机处理，水用完，电机再次启动，由于水泵发生不吸水故障，水位将始终低于下限触点，时限到时，再按水泵不吸水进入水泵保护停机状态。
由此可见，水泵发生不吸水故障的特征是，电机虽然工作，但无水抽入水池，而水池的水已用完，人们无水用，这就可以提醒管理人员处理水泵故障，尽早停机，此时按手动按钮是不能最终停机的，可以将电机保护接口的两个接线头取下一个，通过电机保护方式实现持续停机。因此，这种水泵保护方式虽然不能即时停机，但最长空转时间也只等于一个正常抽水时间，而安装方便简单的优越性，完全可以弥补这一不足，基本上可以使人们接受，或更乐于接受。
权利要求1.一种水塔综合保护自动控制抽水数控仪，涉及交流接触器C J，电机保护器，电源电路，由触点A和V+组成的上限水位检测电路(1)，由触点B和V+组成的下限水位检测电路(2)，启动控制电路(5)和停机控制电路(7)，其特征在于上限水位检测电路(1)、下限水位检测电路(2)与启动控制电路(5)，停机控制电路(7)之间连接有逻辑分析电路(4)，逻辑分析电路(4)前还连接有时限产生电路(3)，逻辑分析电路(4)与时限产生电路(3)之间连接有计时起止控制电路(6)，逻辑分析电路(4)与停机控制电路(7)之间连接有水泵保护电路(8)，电机保护电路(10)与电机保护器相接，电机保护电路(10)、水泵保护电路(8)与上限水位检测电路(1)、下限水位检测电路(2)之间连接有整机自锁电路(9)，且启动控制电路(5)和停机控制电路(7)既可以是有触点控制电路，也可以是无触点控制电路。
2.根据权利要求1所述的水塔综合保护自动控制抽水数控仪，其特征在于所述上限水位检测电路(1)和下限水位检测电路(2)中分别设有由C2、R2、D3并联和C1、R1、D1并联构成的抗干扰电路，且抗干扰电路的一端接地，另一端接相应的触点A或B。
3.根据权利要求1所述的水塔综合保护自动控制抽水数控仪，其特征在于逻辑分析电路(4)由非门G1、G2、G3，或非门G6、G7，或门G8，与门G4、G5组成，时限产生电路(3)由NE555、D7、可变电阻VR、R3、C4和C5组成，计时起止控制电路(6)由D触发器DFF、T1、D5、D6、C3组成，水泵保护电路(8)由单向可控硅VT1、R8、R9、C7、S1组成，电机保护电路(10)由单向可控硅VT2、R13、R14、C8、S2、电机保护接口JK3组成，整机自锁电路(9)由与门G9、非门G10、D2、D4、D8，R15、R16、C6组成，且在逻辑分析电路(4)中G1的输入端接NE555的3号脚和G4的输入端，输出端接G5和G7的输入端，G2的输入端接下限水位触点B，输出端接G4、G5、G6、G7的输入端，G3的输入端接上限水位触点A，输出端接G4、G5、G6的输入端，G4的输出端通过R8接单向可控硅VT1的触发端，G5的输出端一路接DFF的S端，另一路通过R6接启动控制电路(5)，G6、G7的输出端接G8的输入端，G8的输出端一路接DFF的R端，另一路通过R4接停机控制电路(7)和整机自锁电路(9)；在时限产生电路(3)中，NE555的3号脚通过C5后接地，5号脚通过VR后接地，4号和8号脚并联后一路通过VR接地，另一路接T1的发射极和C4的一端，C4的另一端一路接NE555的2号和6号脚，另一路通过R3后接地，NE555的1号脚接地，在1号脚与2号脚之间还串有D7；在计时起止控制电路(6)中，S与CP端之间串有D6，R与CP端间串有D5，D端通过C3接地，Q端接T1基极，T1的集电极接电源正极V+；在水泵保护电路(8)中，R8一路接VT1的触发端，一路通过C7接地，VT1的阴极接地，阳极一路通过R9接R11、R13和停机控制电路(7)，另一路通过R15接整机自锁电路(9)，在VT1的阳、阴极之间还接有手动按钮S1；在电机保护电路(10)中，R13一端接停机控制电路(7)，另一端一路通过R16接整机自锁电路(9)，另一路接VT2阳极，VT2阴极接地，VT2触发端一路通过R14接电源正极V+，另一路通过C8接地，在VT2的阳、阴极之间还接有手动按钮S2，电机保护器接口JK3接于C8两端；整机自锁电路(9)中G9的输入端接R15和R16，输出端一路接G10的输入端，另一路通过D8接于R4与R5之间，G10的输出端一路通过C6接地，另一路通过D5接G3输入端和通过D2接G2输入端。
4.根据权利要求1或3所述的水塔综合保护自动控制抽水数控仪，其特征在于启动控制电路由T2、D9、R7、R6和启动接口JK1组成，T2的基极接R6，发射极接地，集电极通过R7接接头2，接头1接电源正极V+，停机控制电路由T3、D10、R4、R5、R11和停机接口JT2组成，T3的基极接R5，发射极接地，集电极通过R11接接头4，接头3接电源正极V+，接头1、2和3、4既可以分别接于继电器J1、J2内的线圈两端，其中JK1与J1的常开触点连接，JK2与J2的常闭触点连接，也可接于无触点启、停机控制电路，其中无触点启动控制电路由电源电路、双向可控硅VT3、光电耦合器P1、T4、R18、R19、R20、R21、C11、压敏电阻M1，启动接口JK1、接头1和2组成，R18、R19串接于1和2之间，R18与P1内的光电二极管并联，P1内的集电极接电源正极，发射极一路接T4基极，另一路通过R20与C11组成的并联电路接电源负极，T4的集电极接电源正极，发射极通过R21接VT3的触发端，VT3一端接电源负极，且VT3与M1、JK1组成并联电路，无触点停机控制电路由电源电路、双向可控硅VT4、光电耦合器P2、T5、R22、R23、R24、R25、C12、压敏电阻M2，停机接口JK2，接头3和4组成，R22、R23串接于3和4之间，R22与P2内的光电二极管并联，P2内的发射极接电源负极，集电极一路经R24到电源正极，一路接T5的基极，C12并联于P2的发射极与集电极之间，T5的集电极接电源正极，发射极经R25接VT4触发端，VT4一端接电源负极，且VT4与M2、JK2组成并联电路。
5.根据权利要求3所述的水塔综合保护自动控制抽水数控仪，其特征在于水泵保护电路(8)中，R9两端还并联有由发光二极管LD1与R10组成的串联电路，电机保护电路(10)中R13两端还并联有由发光二极管LD2与R12组成的串联电路。
6.根据权利要求4所述的水塔综合保护自动控制抽水数控仪，其特征在于JK1两端并联有手动启动开关CA，在JK2一端串联有手动停机开关TA。
专利摘要本实用新型涉及一种水塔综合保护自动控制抽水数控仪,该数控仪主要由水位检测电路,启停机控制电路,逻辑分析电路,时限产生电路,计时起止控制电路,水泵保护电路,电机保护电路和整机自锁电路组成,其中启停机控制电路,也可以是无触点控制电路。其特点是巧妙地利用了交流接触器的自锁辅助触点开关和手动启停机按钮开关,可以在水源可抽的水抽完后自动停机,可以在水泵和电机出现故障时停机锁定。
文档编号E03B11/00GK2306269SQ9723723
公开日1999年2月3日 申请日期1997年6月18日 优先权日1997年6月18日
发明者陈阳勇 申请人:陈阳勇