专利名称：温室卷帘机双电源自动控制系统的制作方法
技术领域：
属于控制电路技术领域，涉及卷帘机双电源自动控制系统。
背景技术：
在全面建设小康社会，大力推进现代化建设的新阶段，建设社会主义新农村是我国现代化进程中的重大历史任务，已经成为农业和农村经济工作中的一项长期而艰巨的任务。由于农村生产效率低下,生产结构单一,农业自动化水平较低。加强农业自动化建设，对繁荣西北地区的农村经济，促进农业与农村经济的可持续发展，推动农业自动化的全面实施等都具有深远和重要意义。过去，由于我国(尤其是西部地区)农村分散，交通落后，信息闭塞，电力短缺，机械化、电气化、自动化水平低，新技术、新方法应用少，现在，虽然温室大棚这种栽培种植技术得到大力推广应用，但自动化装置的应用还比较少，温室的保温盖帘普遍是靠人力进行卷放，劳动强度大，效率低，安全性差。实现温室由时间控制自动卷帘，由温度控制自动放风，是提高农业自动化水平，促进农村经济快速、持续、健康地发展的一种有效方式。
发明内容
本发明的目的是公开一种温室双电源卷帘机自动控制系统。·温室自动卷帘机自动控制系统包括主电路、主控电路、辅助电路和信号指示电路。主电路电源采用三相动力电源( 380V)驱动三相电动机工作；电路由断路器、接触器和热继电器等组成。主电路分为正转(卷帘)电路和反转(放帘)电路两部分，通过二个接触器各自的3对主触点把三相电源和电动机的定子绕组按顺相序和反相序连接，使电动机可以实现正、反两个方向的运行。主电路中，断路器为动力和其它电路电源的控制开关，断路器的大小应根据实际情况进行选择。接触器也要根据电动机功率进行选择，要带有至少2对常闭触头(电路互锁时使用I对，备用I对)。热继电器主要是为了保护电动机，防止因过载造成电动机过热而损坏电动机，需根据实际进行选择。主控电路电源采用交流220V驱动接触器线圈工作；电路由断路器，时控开关，温控开关，直流继电器等组成。主控电路包括自动控制电路和手动控制电路。自动控制电路由时控电路和温控电路并联组成。时控电路由时控开关、二个直流继电器、一个接触器线圈串联组成；温控电路由温控开关、三个直流继电器、一个接触器线圈串联组成。手动控制电路由断路器和接触器线圈串联组成。自动控制电路分为控制正转(卷帘)和控制反转(放帘)两部分。按照卷帘机不同的位置及其相应特征，设定所述时控开关、温控开关、直流继电器在相应位置的状态。通过分别控制二个接触器线圈的通、断电，实现电动机正转(或反转)，即进行卷帘(或放帘)。手动控制电路也分为控制正转和控制反转两部分。控制正转(或反转)电路由断路器、继电器、接触器组成，通过控制所述接触器线圈的通、断电，实现所述接触器的动作，完成电动机的正转(或反转)，即进行卷帘(或放帘)。所述第一个接触器的常闭触点串联在第二个接触器的控制电路中，所述第二个接触器的常闭触点串联在第一个接触器的控制电路中，使其能形成电路互锁，防止主电路出现短路。时控开关选择能精确到分钟的即可。选择继电器时应选择线圈电压在安全电压 36V)以内，且触头在两组以上(2-4对最佳)。主控电路电源选择直流双电源(DC12V，DC24V)，是因为低压(彡36V)交流电源转 换元件较大，不易购买且成本较高；而直流电源的体积较小，易购买且成本较低。DC12V继电器在主控电路中使用常开触点，是为了防止在手动操作时，电流通过自动控制电路倒流造成时控开关损坏或短路。DC24V继电器在主控电路中使用常闭触点，因为保护(告警)电路不常用，只在特殊状况下动作，使用常闭触点可延长继电器的使用寿命。辅助电路分为常用电路和保护电路，采用直流双电源(DC12V和DC24V)供电方式，电路由DC12V继电器、DC24V继电器、行程开关组成。在常用电路中，三个行程开关分别安装在温室顶部卷帘机停止位置(上第一道)、温室底部卷帘机停止位置(下第一道)、温室风口位置。三个继电器的线圈分别与三个行程开关的常闭触点串联；上述三个继电器分别与所述三个行程开关并联在DC12V电源两端，形成回路。在保护电路中，另两个行程开关分别在温室顶部(上第二道)和温室底部的卷帘机保护位置(下第二道)。继电器KA3的线圈与第四个行程开关常闭触点串联；继电器KA4的线圈与第五个行程开关常闭触点串联；KA3与第四个行程开关和KA4与第五个行程开关并联在DC24V电源两端，形成回路。信号指示(告警)电路电源采用交流220V驱动指示灯和蜂鸣器工作，分别将二个DC24V继电器的一组常闭触点与指示绿灯串联，并入主控电源；其常开触点并联，再与并联的指示红灯及蜂鸣器进行串联，并入主控电路电源。正常情况下，绿灯亮红灯灭，当红灯亮绿灯灭时，请及时检查电路。温室卷帘机自动控制系统的使用，不仅解决了温室按时自动卷、放帘问题，而且还能降低劳动强度、节省时间、减少开支。据测算，每座温室每年可节省开支3960元，整个园区近300座每年可节省开支近120万元。对首次种植温室而没有种植经验的农户实现保生产、促增收，实现农业增效具有重要意义。
四
图I是温室卷帘机双电源自动控制系统电路原理图，其中a为主电路图，b为主控电路图，c为辅助常用电路图，d为辅助保护电路图，e为信号指示(告警)电路图；图2是温室卷帘机双电源自动控制系统框图中QF-断路器、SK-时控开关、SQ-行程开关、KA-继电器、SM-温控开关、KM-接触器、FR-热继电器、U、V、W-三相电源相序、L-指示灯、FM-蜂鸣器、M-三相异步电动机。
五具体实施例方式以下结合实施例和附图对本发明进行详细说明。实施例I 温室自动卷帘机自动控制系统包括主电路、主控电路、辅助电路和信号指示电路。主电路(如图Ia所示)电源采用三相动力电源( 380V)驱动三相电动机M工作；电路由一个断路器QF、二个接触器KM1、KM2和一个热继电器FR组成。主电路分为正转(卷帘)电路和反转(放帘)电路两部分，通过接触器KMl的3对主 触点把三相电源和电动机M的定子绕组按顺相序U、V、W连接，而接触器KM2的3对主触点把三相电源和电动机M的定子绕组按反相序W、V、U连接，使电动机M可以实现正、反两个方向的运行。断路器QF为动力和其它电路电源的控制开关，其大小应根据实际情况进行选择。由于三相异步电动机M功耗为I. 5kw，其它元件总功耗较小(< 100W)，故本电路选择的断路器QF为C32型，即起跳电流为32安。接触器KM也要根据电动机M功率进行选择，其额定电压为380V，额定电流为9A，吸持功率为9W的CJX2-0910型，数量2个，供倒相时使用；为方便接入控制电路，接触器KM的线圈选择交流220V，要至少有2对常闭触头(电路互锁时使用I对，备用I对)。热继电器FR主要是为了保护电动机M，防止因过载造成电动机M过热而损坏，因此选择额定工作电流为20A，热元件额定电流为5A，电流调节范围为3. 2A-5A的 JR36-20 型。主控电路(如图Ib所示)电源采用交流220V来驱动接触器KM工作；由断路器0卩1、0 2、0 3，时控开关51(1、51(2，温控开关511、512，直流12V (DC12V)继电器和直流24V(DC24V)继电器组成。主控电路包括自动控制电路和手动控制电路。自动控制电路由时控电路和温控电路并联组成。时控电路由时控开关SK、DC12V和DC24V继电器KA、接触器KM的线圈串联组成；温控电路由温控开关SM、DC12V和DC24V继电器KA、接触器KM的线圈串联组成。自动控制电路分为控制正转(卷帘)和控制反转(放帘)两部分。控制正转电路由时空开关SKl和温控开关SMl并联后，与DC12V继电器KAl的常开触点、DC24V继电器KA3的常闭触点、接触器KM2的常闭触点、接触器KMl的线圈串联组成。按照卷帘机不同的位置及其相应特征，设定时控开关SK1、温控开关SM1、DC12V继电器KAl和DC24V继电器KA3在相应位置的状态，通过控制接触器KMl线圈的通、断电，实现电动机的正转，即进行卷帘。控制反转电路由温控开关SM2和DC12V继电器KA5串联后与时空开关SK2并联，再与DC12V继电器KA2的常开触点、DC24V继电器KA4的常闭触点、接触器KMl的常闭触点与接触器KM2的线圈串联组成。按照卷帘机不同的位置及其相应特征，设定时控开关SK2、温控开关SM2、DC12V继电器KA2、KA5和DC24V继电器KA4在相应位置的状态，通过控制接触器KM2线圈的通、断电，实现电动机的反转，即进行放帘。
手动控制电路由断路器QF和接触器KM线圈串联组成。手动控制电路也分为控制正转和控制反转两部分。控制正转(或反转)电路由断路器QF2 (或QF3)、DC24V继电器KA3 (或KA4)的常闭触点、接触器KM2 (或KMl)的常闭触点与接触器KMl (或KM2)的线圈串联，通过控制接触器KMl (或KM2)线圈的通、断电，实现接触器动作，完成电动机M的正转(或反转)，即进行卷帘(或放帘)。接触器KM2的常闭触点串联在接触器KMl的控制电路中，接触器KMl的常闭触点串联在接触器KM2的控制电路中，使其能形成电路互锁，防止主电路出现短路。主控电路在选择元器件时应注意时控开关SK选择能精确到分钟的就可以。因为行程开关SQ能进行准确定位，没必要选择更为精确的时控开关SK ;加之卷帘机及棉被只是普通农业用具，本身尺寸存在一 定偏差，且易受天气等因素的影响，卷帘速度不恒定，难以精确控制卷帘机的位置，造成卷帘不到位或放帘不到位，严重影响控制系统的精准度。选择继电器KA时应选择线圈电压在安全电压(彡36V)以内，且触头在两组以上(2-4对最佳)。原因是继电器KA线圈与行程开关SQ在电路中是串联的，行程开关SQ的状态决定了线圈的状态，且行程开关SQ安装在温室外部，长期暴露在外，加之经常动作，难免出现元件损坏、雨雪天气元件进水等问题。若电压太高存在安全隐患，故采用直流低压控制继电器KA。本电路中DC12V继电器KA选用2对触头，主控电路使用I对，备用I对；DC24V继电器KA选用4对触头，主控电路使用I对，信号指示电路使用2对，备用I对。主控电路中选择直流双电源(DC12V，DC24V)，是因为低压(彡36V)交流电源转换元件较大，不易购买且成本较高；而直流开关电源体积较小，易购买且成本较低。由于农区电压不稳易损坏各类电子元件，采用同一直流开关电源为各继电器KA供电，如果开关电源一旦损坏，就会影响系统正常工作。采用双电源供电，常用电路和保护电路相互独立，互不影响，提高了系统的安全可靠性能。本控制系统中，DC12V控制电路为主控电路常用电路，DC24V控制电路为主控电路保护电路。DC12V继电器KA在主控电路中使用常开触点，是为了防止在手动操作时，电流通过自动控制电路倒流造成时控开关SK损坏或短路。DC24V继电器KA在主控电路中使用常闭触点，因为保护电路不常用，只在特殊状况下动作，使用常闭触点可延长继电器KA的使用寿命。辅助电路包括常用电路(如图Ic所示)和保护电路(如图Id所示)，分别采用直流电源DC12V和DC24V供电方式，电路由DC12V继电器KA、DC24V继电器KA、行程开关组成。在常用电路(如图Ic所示)中，SQl、SQ2、SQ5为行程开关，SQl在温室顶部卷帘机停止位置(上第一道)、SQ2在温室底部卷帘机停止位置(下第一道)、SQ5在温室风口位置。继电器KAl线圈与行程开关SQl常闭触点串联；继电器KA2线圈与行程开关SQ2常闭触点串联；继电器KA5线圈与行程开关SQ5常闭触点串联；继电器KAl与行程开关SQ1、继电器KA2与行程开关SQ2、继电器KA5与行程开关SQ5并联在DC12V电源两端，形成回路。在保护电路(如图Id所示)中，SQ3、SQ4为行程开关，SQ3在温室顶部卷帘机保护位置(上第二道)、SQ4在温室底部卷帘机保护位置(下第二道)。继电器KA3线圈与行程开关SQ3常闭触点串联；继电器KA4线圈与行程开关SQ4常闭触点串联；继电器KA3与行程开关SQ3和继电器KA4与行程开关SQ4并联在DC24V电源两端，形成回路。信号指示(或告警)电路(如图Ie所示)，电源采用交流220V驱动指示灯L和蜂鸣器FM工作，DC24V继电器KA3、KA4常闭触点与指示绿灯LI串联，并入主控电源；DC24V继电器KA3和KA4常开触点并联，再与并联的指示红灯L2及蜂鸣器FM进行串联，并入主控电路电源。正常情况下是绿灯LI亮，红灯L2灭；而当红灯L2亮和/或蜂鸣器FM响动，绿灯LI灭时，说明电路系统出现故障，应及时检查电路，排除故障。自动控制电路系统工作程序如下所述电动机正转(卷帘)阶段的自动控制系统运行情况如下所述到达设定启动时间时，时控开关SKl动作，使得其常开触点SKl闭合；上第一道行 程开关SQl为常闭，继电器KAl动作使得常开触点闭合；电路接通，接触器KMl动作，电动机工作；下第一道行程开关SQ2回位。到达设定结束时间时，时控开关SKl断开，接触器KMl复位，电动机停止。当温室室内温度到达设定温度上限时，温控开关SMl闭合，接触器KMl闭合，卷帘机正转，转动至行程开关SQl处，触动SQl断开，继电器KAl断电，触点断开，主控电路被断开，接触器KMl断开切断主电路，电动机正转(即卷帘)停止，风口被打开。行程开关SQ5回位，继电器KA5闭合。若继电器KAl或行程开关SQl出现故障不能动作而无法切断主控电路，卷帘机继续正转触动行程开关SQ3，使DC24V继电器KA3接通动作，常闭触点动作，主控电路被断开，绿灯LI灭，而红灯L2亮和/或蜂鸣器FM鸣响，主电路被切断，电动机正转(卷帘)停止。当红灯L2亮和/或蜂鸣器FM响时应及时检修电路，排除故障。电动机反转(放帘)阶段的自动控制系统运行情况如下所述当温室室内温度到达设定温度下限时，温控开关SM2闭合，接触器KM2闭合，卷帘机反转，转动至行程开关SQ5处，触动行程开关SQ5触头断开，继电器KA5断电，触点断开，主控电路被断开，电动机反转(放帘)停止，风口被关闭。行程开关SQ5断开，继电器KA5复位。到达设定放帘时间时，时控开关SK2动作，使得其常开触点闭合；下第一道行程开关SQ2闭合，继电器KA2动作使得常开触点闭合；电路接通，接触器KM2动作，电动机工作。上第一道行程开关SQl回位。到达设定停止位置时，卷帘机触动行程开关SQ2断开，继电器KA2断电，触点断开，主控电路被断开，接触器KM2断开，切断主电路，电动机反转(放帘)停止。若继电器KA2或行程开关SQ2因故障不能动作无法切断主控电路，卷帘机继续反转触动行程开关SQ4，使DC24V继电器KA4接通动作，常闭触点动作，主控电路被断开，绿灯LI灭而红灯L2亮和/或蜂鸣器FM响，主电路被切断，电动机反转(放帘)停止。当红灯L2亮和/或蜂鸣器FM响时应及时检修电路，排除故障。手动控制状态的模拟工作情况在电动机正转(卷帘)时闭合断路器QF2，卷帘机正转可根据实际需要随时停止。在断路器QFl闭合时，手动控制卷帘机正转触动行程开关SQ3，使DC24V继电器KA3接通动作，信号指示(告警)电路接通，当红灯L2亮和/或蜂鸣器FM响时要及时断开断路器QF2。在电动机反转(放帘)时闭合断路器QF3，卷帘机反转可根据实际需要随时停止。在断路器QFl闭合时，手动控制卷帘机反转触动行程开关SQ4，使DC24V继电器KA4接通动作，信号指示(告警)电路接通，当红灯L2亮和/或蜂鸣器FM响时要及时断开断路器QF3。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。·
权利要求
1.温室卷帘机双电源自动控制系统，包括主电路、主控电路、辅助电路和信号指示电路，其特征在于主电路电源采用三相380V动力电源驱动三相电动机工作，由断路器、接触器和热继电器组成，通过接触器把三相电源和电动机的定子绕组按顺相序和反相序连接，使电动机可以实现正、反两个方向的运行，实现正转即卷帘和反转即放帘的作用；主控电路电源采用交流220V驱动接触器线圈工作，由断路器，时控开关，温控开关，直流继电器组成，包括自动控制电路和手动控制电路，自动控制电路由时控电路和温控电路并联组成，手动控制电路由断路器、继电器和接触器组成，它们也分为控制正转即卷帘和控制反转即放帘两部分；辅助电路分为常用电路和保护电路，采用直流双电源DC12V和DC24V供电方式，由DC12V继电器、DC24V继电器、行程开关组成；信号指示或告警电路采用交流220V电源驱动指示灯和蜂鸣器工作，是分别将二个DC24V继电器的常闭触点与指示绿灯串联，其常开触点并联，再与并联的指示红灯及蜂鸣器进行串联，分别并入主控电路电源。
2.根据权利要求I所述的温室卷帘机双电源自动控制系统，其特征在于主电路中，断路器为动力和其它电路电源的控制开关，其大小应根据实际情况进行选择；接触器也要根据电动机功率进行选择，要带有至少2对常闭触头；热继电器主要是为了保护电动机，防止因过载造成电动机过热而损坏电动机，需根据实际进行选择。
3.根据权利要求I所述的温室卷帘机双电源自动控制系统，其特征在于时控电路由时控开关、直流继电器、接触器线圈串联组成；温控电路由温控开关、直流继电器、接触器线圈串联组成；按照卷帘机不同的位置及其相应特征，分别设定所述时控开关、温控开关、直流继电器在相应位置的状态；通过控制所述接触器线圈的通断电，实现电动机正转或反转，即进行卷帘或放帘。
4.根据权利要求I所述的温室卷帘机双电源自动控制系统，其特征在于辅助电路的常用电路中，三个行程开关分别在温室顶部、温室底部和温室风口的卷帘机停止位置，三个继电器的线圈分别与三个行程开关的常闭触点串联；它们分别并联在DC12V电源两端，形成回路；在保护电路中，另两个行程开关分别在温室顶部和温室底部的卷帘机保护位置，二个继电器线圈分别与这二个行程开关的常开触点串联，它们再分别并联在DC24V电源两端，形成回路。
5.根据权利要求I所述的温室卷帘机双电源自动控制系统，其特征在于信号指示或告警电路中分别将二个DC24V继电器的一组常闭触点与指示绿灯串联，并入主控电路电源；其常开触点并联，再与并联的指示红灯及蜂鸣器进行串联，并入主控电路电源。
6.根据权利要求I或3所述的温室卷帘机双电源自动控制系统，其特征在于手动控制正转或反转电路由断路器、继电器组成，通过控制所述接触器线圈的通、断电，实现所述接触器的动作，完成电动机的正转或反转，即进行卷帘或放帘。
全文摘要
温室卷帘机双电源自动控制系统，属于控制电路技术领域。包括主电路、主控电路、辅助电路和信号指示电路。主电路电源采用三相动力电源(～380V)驱动三相电动机工作，分为正转(卷帘)和反转(放帘)两部分；主控电路电源采用交流220V驱动接触器线圈工作，有自动控制电路(包括时控电路与温控电路)和手动控制电路，也分为控制正转(卷帘)和控制反转(放帘)两部分；辅助电路分为常用电路和保护电路，采用直流双电源(DC12V和DC24V)供电方式；信号指示(告警)电路电源采用交流220V驱动指示灯工作。其成功应用，解决了温室按时或根据温室内温度自动卷、放帘问题，减少劳动强度，节省时间，减少开支，具有灵活方便、安全可靠的特点，对保生产、促增收，实现农业现代化具有重要意义。
文档编号H02J9/06GK102931888SQ201210155328
公开日2013年2月13日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者曹亮 申请人:曹亮