专利名称：可编程压力控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型可编程压力控制器是一种压力自动控制装置，可广泛适用于供水系统、供液系统自动控制压力用。
现有的压力控制装置的性能都是一致的，即能实现生产过程中一个给定恒压值的控制，普遍存在以下不足一、生产实际中为减少管网泄漏量，节约水资源和电能，许多场合需要对压力进行适时控制。现有压力控制器对不同时间内不同恒压值的切换都要依靠人工来调整，不能实现压力的程序控制，不是完整意义上的自动控制装置。
二、现有压力控制装置的传感元件主要分成电极型与压力变送器两大类，电极型传感元件因施工不便，有碍美观、可靠性差，已趋淘汰。用压力变送器作传感元件施工方便、节省材料，但当管网压力瞬间波动时，会引起电机频繁起动，设备运行的可靠性难以保证。
本实用新型的目的是针对现有压力控制装置存在的不足之处，提供一种可编程压力控制器，采用微电子技术将可编程时间控制器与压力控制器有机地结合，增加了延时开、关机，保护电路，能自动切换不同时间内不同的压力控制值，实现了压力的程序控制，具有功能齐全、造型美观、性能价格比高、操作简便等优点。
可编程压力控制器是采取以下方案实现的可编程压力控制器结构具有机壳，机壳装有前面板、后背板，前面板上装有带灯双刀电源开关、共阴数码管构成的时间信息显示屏、共阳数码管构成的压力显示屏、编程输入按键、星期显示发光管、编程开关显示发光管、编程通道指示发光管、八挡互锁预设按键、上、下限设定电位器旋钮、显示开关、热启动按钮、预置正常开关、上、下限设定转换开关。后背板装有电源输入、继电器触头输出插孔、远传压力表接口、备用电池开关、保险丝座、调零电位器、调幅电位器。机壳内装有电子线路板，装有电子元器件，电子控制线路。电子控制线路由压力控制与显示电路、可编程时间控制电路、电源与延时开、关机保护电路构成。压力控制与显示电路主要由作传感器的远传压力表，前置放大器IC302，调零电位器RP302，上、下限各四只压力预设电位器RP305－RP312，预置正常开关So5，上、下限设定转换开关So6，八挡互锁预设按键So7，压力控制比较电路IC303，上、下限压力控制输出继电器KR7、KR8，显示开关So4，压力显示驱动电路IC301，调幅电位器RP301，四只共阳数码管VD301－304，LTS546G作压力显示屏构成。可编程时间控制电路由CPU、时钟振荡、编程按键、程序输出继电器KR1－KR4、时间信息显示屏、热启动按钮So3、备用电池、备用电池开关So2组成。电源及延时开、关机保护电路由变压器、整流器、稳压器、延时开机电路IC304、延时关机电路IC305、延时时间调节电位器RP303、RP304、井泵电机控制继电器KR7、KR8组成。
可编程压力控制器采用微电子技术将可编程时间控制器与压力控制器有机地结合在一起，开发出可编程压力控制器这一实用新型产品，它能自动切换不同时间内不同的压力控制值，实现了压力的程序控制，并增加了延时开、关机保护电路，具有功能齐全、造型美观、性能价格比高、操作简便等优点，可以应用于控制供水系统、供液系统，实现压力自动控制。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是可编程压力控制器主视图。
图2是可编程压力控制器后视图。
图3是可编程压力控制器电气控制方框原理图。
图4是本实用新型压力控制与显示电子线路原理图。
图5是本实用新型可编程时间控制电子线路原理图。
图6是本实用新型延时开、关机保护电子线路原理图。
参照附图1、2，可编程压力控制器具有机壳，机壳前部装有前面板、后部装有后背板，机壳内装有电子线路板、电子元器件，以及构成电子控制线路。前面板上中部装有时间信息显示屏(1)，由四只共阴数码管构成，面板一边装有压力显示(3)，由四只共阳数码管构成，另一边装有编程按键(17)，具有二十只编程输入按键，编程按键与时间信息显示屏之间装有通道工作指示(15)，有四只编程通道指示发光管，预选通道指示(16)，时间信息显示屏下部装有星期显示(14)，有七只星期显示发光管，时间信息显示屏(1)与压力显示(3)之间装有编程开关指示(2)，有三只编程开关显示发光管，压力显示(3)下部装有预设按钮(4)，为八挡互锁预设按键，面板下部装有上限设定旋钮(5)，下限设定旋钮(6)，有八只上、下限设定电位器旋钮，装有正常、预置开关(7)，上、下限设定转换开关(8)，热起动按钮(9)，显示开关(10)，开机延时设定(11)，关机延时设定(12)，电源开关(13)。后背板装有远传压力表信号输入接口，调零电位器(19)，调幅电位器(20)，备用电池开关(21)，保险丝座(22)，电源输入、继电器触头输出插孔(23)。
参照附图3、4、5、6，可编程压力控制器电子控制线路由压力控制与显示电路、可编程时间控制电路、电源与延时开、关机保护电路构成。压力控制与显示电路中，管网压力的变化由远传压力表YTZ－150转换成20－400Ω阻值变化，＋5V经R306加至远传表上转换成电信号，IC302为前置放大器，3、2脚分别为同、反相信号输入端，信号输入电路由C306、R307、C307、R308、R309、C308组成，IC302的2脚经R311、C304接地并经R315、C310、R316接6脚，7脚接＋5V，并接RP302中心抽头，RP302是调零电位器二端接IC3021、5脚、4脚接－5V，放大了的电信号从6脚经R316引出分成二路一路通过预显、正常开关So5经R317送到IC301引脚，驱动VD301－VD304四只共阳数码管显示压力。显示电路由IC301、VD301－VD304构成，IC301的1脚接＋5V，26脚接－5V，21、30、32、35接地，2－8脚接VD301a－g，9－14，25脚接VD302a－g，15－18、22－24脚接VD303，19－20脚接VD304b、c、g端，RP301是调幅电位器。IC3026脚输出信号另一路分别经R318、R326引至上、下限电压比较电路IC303反相输入端9、13脚，RP305－RP308为下限设定电位器，＋5V经R304－R343接至RP305－RP308上端，其中心头接So7－1－4、KR1－1－KR1－4，下端接地，RP3－9－RP312为上限设定电位器。预置、正常开关So5在预置位置时，其一副刀位So5－1将RP305－RP312中心头经So7与IC30131脚接通，使压力显示屏显示预置压力。另一副刀位So5－2断开KR1－KR8的＋12V电源，使预置正常进行，So6用于转换上、下限恒压值的设定，So7为八档互锁按键，依次按下各档即可完成全部四个通道上、下限压力值的设定。IC303是四运放电路，4脚接＋5V，11脚－5V，第一级运放同相输入端，10、12脚一路接So6、So7、KR1－4，另一路分别经R319、R329接地。9、13脚经R320、C311、R328、C314接第一级一个输出端8、14脚。第二级电压比较器同相端5、3脚经R321、R329接8、14脚，同时经C312、C315接6、2脚，反相端6、2经R322、R330接地，第二级二个输出端7、1脚经R324、R332分三路，第一路接VD305、VD307，使输出低电平在OV左右，第二路接R321、R331，形成滞回持性，第三路经R323、R325驱动V301、V302，KR5为下限压力控制输出继电器，KR6为上限压力控制输出继电器，VD306、VD308是渎流二极管。具体控制过程如下初开机时，管网压力未达到下限压力设定值，2C3038／14脚高电位→7／1脚高电位→V301／V302导通→KR5／KR6吸合，KR5吸合→IC304＋12V接通延时0－15分钟KR7工作→泵起动并自保。KR6吸合→IC305＋12V断开→KR8不工作不发出停机信号。管网压力升至下限压力设定值时→8脚低电位→7脚低电位→V301截止→KR5释放，但因泵启动时已自保而继续运转。因上限设定压力值高于下限，14、1脚电位不变，KR8仍释放。管网压力继续升至上限压力设定值时，14脚低电位→1脚低电位，V302截止→KR6释放→＋12V经KR6－1常闭触头加至IC305延时0－15分钟KR8工作→泵停车，从上看出KR7、KR8对应于泵手动控制回路中的启动、停止按钮。
参照图5为可编程时间控制电路，主要由IC201、IC202组成。IC202为60HZ标准时基振荡电路，调节C201可使走时精度达一年±2分钟。时钟脉冲由3脚经R202引入CPUIC201的8脚，IC201的18、19、20脚外接C206、R205形成300KHZ锯齿波作为CPU统一工作节拍。CPUIC201的21－27，5－7脚外接20只编程按键，VD228－VD235构成键盘电路，由此输入编程信息时间信息显示屏编程时显示信息，运行时是12小时制电子钟，其由四只共阴数码管VD236－VD239，2只发光管VD214作AM标志、VD213作PM标志，另二只发光管VD226、VD227作点标志构成。CPUIC201的11－17脚输出脉冲控制V207－V213，V207－V213c极提供VD236－VD239的输入信号a－g，VD236－VD239的七个输入端a－g分别并联在一起，V217－V220c极分别接VD236－VD239阳极为其提供导电通路，CPU22－25脚发出迭通脉冲供V217－V220轮流导通，V331－V334轮流为低电平，从而控制VD236－V239轮流导通工作实现扫描显示。CPUIC201的21、26、27脚通过R236－238控制接V214－V216b极，与CPU10－17经R220接V206－V213b极共同控制接于V206－V213e极与V214－V216c极间的16只发光管点燃，以指示时间、程序信息。V206－V213c极经R221－R235，VD225，So4接＋12V，R239为VD214，VD217限流电阻，CPUIC201的28，1、2、3脚分别对应1－4通道的程序输出。28，1、2、3分别经R208、R211、R214、R217接V202－V205b极，四只三极管b极经R209、R212、R215、R218并接e极，KR1－KR4是程序输出继电器，KR1－1－KR4－1按程序自动切换下限设定电位器RP305－RP308，KR1－2－KR4－2则切换上限设定电位器RP309－RP312，由此完成了时间程序到压力程序的控制转换，VD205－VD208是四通道输出指示发光管，CPU9脚是高电位复位端，So3是置于面板上的热启动按钮。为防止无交流电时CPU信息丢失，需用＋9V镍镉电池供电，VD116－VD218、R103为充电、供电转换元件，So2用来在运输过程中切断＋9V电池。V201、V202是无交流电时CPU降低功耗三极管。交流供电时，V201、V221b极分别经R240、R206接＋12V，经R207、R241接地而饱和导通，V214－V220e极经V221c－e接地。时间信息显示屏按节拍点燃。V202－V205e极经V201c－e接地，四个通道按程序工作。直流供电时，V201、V221截止，V202－V205，V214－V220均悬空，从而有效地降低了CPU的功耗，实测无V201、V221转换时，CPU直流功耗0.185W，切换后仅0.054W。由于该机昼夜工作，运行时可打开显示开关So4，切断压力显示屏和时间信息显示屏的工作电源，降低功耗，提高可靠性。
参照图6是延时开、关保护和电源电路。电源由变压器、整流器、稳压器组成，向整机提供±5V、±10V、±12V直流电源。延时开、关机电路由IC304、IC305接外围元件构成。IC304、IC305均是精密时基电路NE555，在这里接成延时用。IC304是延时开机电路，4、8脚经下限压力控制继电器KR5－1常开头接＋12V电源，电阻R336，时间调节电位器RP303、C318接IC304的6脚，是延时元件。6、7脚间接VD309，是C318放电元件，2脚经R334接＋12V，R355、C317接地，1脚接地，3脚外接KR7是开机继电器。IC305是延时关机电路。IC305的4、8脚经上限压力控制继电器KR6－1带闭头接＋12V，KR8为停机继电器，其余元件联接同IC305。
整机工作过程如下管网压力的变化由远传压力表YTZ－150转换成电信号，经IC302放大后分二路，一路送至IC301驱动压力显示屏点燃显示压力，另一路分别引至四运放电路IC303两个反相端9脚、13脚，IC303两个同相端10、12脚外接压力设定电位器RP305－RP312及压力设定电位器程序切换电路KR1－KR4，KR1－KR4由可编程时间控制电路IC201控制按输入程序自动轮流工作。从而完成了时间编程向压力编程的转换。So71－8。IC303第一级输出端8、14脚分别引至电压比较电路同相端5、3脚，电压比较的结果由两个输出端7、1输出引至V301、V302，用来驱动下限压力输出继电器KR5，上限压力输出继电器KR6，KR5接通＋12V电源至开机延时电路IC304进而驱动开机继电器KR7，KR6－1控制＋12V电源至关机延时电路IC305，进而驱动关机继电器KR8。KR7、KR8分别对应于井泵手动控制电路中的启动、停止按钮。
权利要求1.一种可编程压力控制器，具有机壳、前面板、后背板，前面板上装有电源开关、时间信息显示屏、压力显示屏、编程输入按键、显示发光管、编程开关显示发光管、编程通道、指示发光管、预设按键、上下限设定电位器旋钮、显示开关、热启动按钮、预置正常开关、上、下限设定转换开关，后背板装有电源输入、继电器触头输出插孔、远传压力表接口、备用电池开关、保险丝座、调零电位器、调幅电位器，机壳内装有电子线路板，装有电子元器件、电源电路、电子控制线路，其特征是电子控制线路由压力控制与显示电路，可编程时间控制电路、延时开、关机保护电路构成，压力控制与显示电路主要由远传压力表，前置放大器IC302，调零电位器RP302，上、下限压力预设电位器RP305-RP312，预置正常开关So5，上、下限设定转换开关So6，预设按键So7，压力控制比较电路IC303，上、下限压力控制输出继电器KR7、KR8，显示开关So4，压力显示驱动电路IC301，调幅电位器RP301，数码管VD301-304构成，可编程时间控制电路由CPU、时钟振荡、编程按键、程序输出继电器KR1-KR4，时间信息显示屏、热启动按钮So3，备用电池、备用电池开关So2组成，电源及延时开、关机保护电路由变压器、整流器、稳压器、延时开机电路IC304、延时关机电路IC305、延时时间调节电位器RP303、RP304，井泵电机控制继电器KR7、KR8组成。
2.根据权利要求1所述的可编程压力控制器，其特征是压力控制与显示电路中前置放大器IC302的3、2脚为同、反相信号输入端，IC302的2脚经R311、C304接地并经R315、C310、R316接6脚，7脚接＋5V，并接RP302中心抽头；显示电路由IC301、VD301－VD304构成，IC301的1脚接＋5V，26脚接－5V，21、30、32、35接地，2－8脚接VD301，9－14、25脚接VD302，15－18、22－24脚接VD303，19－20脚接VD304；IC303是四运放电路，第一级运放同相输入端10、12脚一路接So6、So7、KP1－4，另一路分别经R319、R329接地，9、13脚经R320、C311、R328、C314接第一级一个输出端8、14脚，第二级电压比较器同相端5、3脚经R321、R329接8、14脚，同时经C312、C315接6、2脚，反相端6、2经R322、R330接地，第二级二个输出端7、1脚经R324、R332分三路，第一路接VD305、VD307，第二路接R321、R331，第三路经R323、R325驱动V301、V302，KR5为下限压力控制输出继电器，KR6为上限压力控制输出继电器。
3.根据权利要求1所述的可编程压力控制器，其特征是可编程时间控制电路中标准时基振荡电路IC202的3脚经R202引入CPUIC201的8脚，IC201的18、19、20脚外接C206、R205，IC201的21－27，5、7脚外接编程按键VD228－VD235，构成键盘电路。
4.根据权利要求1所述的可编程压力控制器，其特征是延时开、关保护电路中，延时开机电路IC304的4、8脚经下限压力控制继电器KR5－1常开头接＋12V电源，电阻R336、时间调节电位器RP303、C318接IC304的6脚，6、7脚间接VD309，2脚经R334接＋12V，1脚接地，3脚外接开机继电器KR7，延时关机电路IC305的4、8脚经上限压力控制继电器KR6－1常闭头接＋12V。
专利摘要本实用新型可编程压力控制器是一种压力自动控制装置，可广泛适于供水系统、供液系统自动控制压力用。结构具有机壳、前面板、后背板，前面板上装在电源开关、时间信息显示屏、压力显示屏、各种按键、转换开关等，各背板装有电源输入远传压力表接口等，机壳内装有电子线路、电子元器件、电子控制线路。其特征是电子控制线路由压力控制与显示电路可编程时间控制电路、电源与延时开、关机保护电路构成。该控制装置功能齐全、操作简便。
文档编号G05D16/20GK2200195SQ9424209
公开日1995年6月7日 申请日期1994年6月20日 优先权日1994年6月20日
发明者王益民, 杜心雄 申请人:王益民, 杜心雄