智能排水控制系統(tǒng)的研發(fā)

楊　華　常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系　江蘇常州　213000

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智能排水控制系統(tǒng)的研發(fā)

楊華常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系江蘇常州213000

【文章摘要】

在電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)日新月異，單片機(jī)系統(tǒng)在穩(wěn)定性、靈活性和快速處理能力應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣泛，在各種環(huán)境的排水控制方面，從以往的單一控制，也在逐漸引入以控制系統(tǒng)為核心的智能控制系統(tǒng)，本文將對(duì)相關(guān)控制系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)行簡(jiǎn)要的總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】

自動(dòng)控制；排水控制；智能控制

0　引言

近年來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)應(yīng)用正在不斷走向深入，智能排水控制系統(tǒng)就是單片機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用之一。在很多地方，不同環(huán)境的排水問(wèn)題均不盡相同。一般都是采用電動(dòng)抽水設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)排水，但是排水的頻率又各不相同。在特殊情況下，比如漲水、積水，而值班人員由于其他原因也會(huì)造成漏巡視，導(dǎo)致積水水位不斷上升，這樣很可能出現(xiàn)問(wèn)題，造成事故。因此，智能排水控制系統(tǒng)的研發(fā)，除了能滿足一般的工作需要，還能解決上述積水、漲水的問(wèn)題，還能通過(guò)遠(yuǎn)程控制，逐步實(shí)現(xiàn)少人、無(wú)人監(jiān)管的管理模式，提高工作效益。

1　系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用合泰HT48系列單片機(jī)為主控芯片，芯片性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉。

1.1開(kāi)機(jī)通電默認(rèn)為抽水狀態(tài)，按自動(dòng)按鍵才進(jìn)入模式巡檢。

1.2自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)

受液位器控制,高位時(shí)啟動(dòng)（由四段水位檢測(cè)電路與浮球液位器組成或關(guān)系，兩者有一高即啟動(dòng)排水）。直至低水位時(shí)停止（由四段水位檢測(cè)電路與浮球液位器組成與關(guān)系，兩者均為低即停止排水。在未裝水位檢測(cè)電路時(shí)考慮用跳線告知CPU）。到下次高位時(shí)再次啟動(dòng)排水，以此循環(huán)。

1.3手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)

如需手動(dòng)排水,按手動(dòng)鍵切換至手動(dòng)狀態(tài)。手動(dòng)運(yùn)行至低水位時(shí)自動(dòng)停止。手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的限制條件是：低于低水位時(shí)，強(qiáng)行啟動(dòng)水泵也只能工作10秒鐘，以防水泵干燒損壞。

若未到低水位由手動(dòng)停止了，則當(dāng)達(dá)到高水位時(shí)程序要恢復(fù)到自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)啟動(dòng)排水。

手動(dòng)會(huì)向自動(dòng)轉(zhuǎn)換的條件是：手動(dòng)情況下，若沒(méi)有高水位信號(hào)觸發(fā)，始終維持在手動(dòng)狀態(tài)。一旦有高水位信號(hào)觸發(fā)，整機(jī)即刻轉(zhuǎn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，執(zhí)行排水程序。

1.4手動(dòng)或自動(dòng)狀態(tài)下電機(jī)運(yùn)行時(shí)按啟/停鍵，均可急停,停止后,根據(jù)水位的高低決定是否會(huì)自動(dòng)重新啟動(dòng)。（見(jiàn)手動(dòng)、自動(dòng)運(yùn)行條件）

1.5液位狀態(tài)應(yīng)有高中低檔指示,高水位時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)不出時(shí)（由三只互感器檢測(cè)電機(jī)工作電流來(lái)進(jìn)行判斷：堵轉(zhuǎn)、缺相），低水位不能關(guān)閉電機(jī)時(shí)，連續(xù)報(bào)警音故障燈閃爍。

1.6輸入端安裝空氣開(kāi)關(guān)與三相漏電觸保器。三相出線每相均設(shè)計(jì)互感器，短路，過(guò)載，漏電時(shí)均應(yīng)停止運(yùn)行或啟動(dòng)，并連續(xù)報(bào)警故障燈閃爍。（空氣開(kāi)關(guān)與三相漏電觸保器需有信號(hào)送到CPU才能實(shí)現(xiàn)此功能）

1.7液位探測(cè)器接口，485數(shù)據(jù)通訊接口，可實(shí)時(shí)監(jiān)控及遠(yuǎn)程啟停，

1.8預(yù)留紅外線遙控器接收頭。電機(jī)連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行15分鐘水位不能降低水位時(shí)，蜂鳴器發(fā)斷續(xù)報(bào)警音，并向485口發(fā)送報(bào)警信號(hào)。（需有較精確的水位測(cè)量于之配合，并可以由客戶自行設(shè)定報(bào)警時(shí)間，以防由于面積大，排水下降速度低而誤報(bào)。）

1.9按鈕及指示部分采用薄膜開(kāi)關(guān)形式，控制及交流電部分裝于箱體內(nèi)。薄膜排線連接。

1.10面板布局

2　系統(tǒng)硬件各部分分析

2.1電源電路

電源供電電路，輸出+12V、+5V。

2.2主控電路

分自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)運(yùn)行、急停三個(gè)按鈕控制，發(fā)光二極管分別表示電源、自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)運(yùn)行、急停提示，另外，系統(tǒng)也能通過(guò)紅外遙控直接運(yùn)行操作，蜂鳴器與發(fā)光二極管配合使用，主要用作光電報(bào)警用。

2.3交流接觸器控制電路

單片機(jī)信號(hào)穩(wěn)定地送給三極管，驅(qū)動(dòng)繼電器閉合。繼電器是具有隔離功能的自動(dòng)開(kāi)關(guān)元件，采用+5V直流電來(lái)控制220V的交流電，以達(dá)到控制水泵抽水的作用。

2.4水位檢測(cè)電路

通過(guò)浮球以及電極導(dǎo)電兩種水位檢測(cè)電路，進(jìn)行水位檢測(cè)。

2.5電流互感器電路

主要是對(duì)三相電路起保護(hù)作用，防止缺相的發(fā)生，一旦缺相，水泵立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.6遠(yuǎn)程通訊電路

通過(guò)485電路實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)少人、無(wú)人監(jiān)管的管理模式，提高工作效益。

3　系統(tǒng)軟件執(zhí)行功能

3.1開(kāi)機(jī)繼電器吸合自動(dòng)抽水，需要等人工按自動(dòng)控制按鍵，自動(dòng)抽水停止（目的，防止雨天內(nèi)部進(jìn)水，無(wú)人能進(jìn)去時(shí)候，上電就能獨(dú)立工作）

3.2按下自動(dòng)控制按鍵以后，自動(dòng)控制指示燈亮。浮球若接通，延時(shí)3秒，繼電器吸合自動(dòng)抽水，浮球斷開(kāi)，延時(shí)5秒后，關(guān)閉電機(jī)抽水

3.3浮球工作的過(guò)程中，連續(xù)半小時(shí)后，增加了連續(xù)工作半小時(shí)后的聲光報(bào)警部分。

3.4設(shè)置手動(dòng)按鈕，浮球有信號(hào)以后工作，但是只工作十秒。自動(dòng)停機(jī)，中途也可以用急停按鍵停機(jī)

3.5急停按鍵，隨時(shí)可以關(guān)閉所有

3.6增加了互感器功能。全111時(shí)候，繼電器繼續(xù)吸合工作。其他情況：110、011、101、100、001等任何一種出現(xiàn)，立即關(guān)閉繼電器，并聲光報(bào)警。

3.7紅外遙控控制，上電繼電器就吸合，紅外無(wú)法控制，因?yàn)槌绦蚶锩骀i死。但是一旦自動(dòng)控制按鍵按下后，紅外即可起作用。

3.8遠(yuǎn)程485通信控制，遠(yuǎn)程開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)，強(qiáng)制抽水，指示燈1HZ閃。

4　結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)擁有較好的智能控制，開(kāi)機(jī)自動(dòng)抽水功能在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)人無(wú)法進(jìn)入時(shí)，起到很好的作用。按鍵巡檢可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)雙向選擇，一般可以用自動(dòng)控制，人可以離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張慶龍，《HT48R系列單片機(jī)控制與網(wǎng)絡(luò)傳輸應(yīng)用》中國(guó)電力出版社，2007年

[2]吳孔松，《HT48Rxx I/O 型MCU在家庭防盜系統(tǒng)中的應(yīng)用》北京航空航天大學(xué)出版社，2008年

楊華（1981-），男，籍貫：江蘇常州，常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院 實(shí)驗(yàn)師 學(xué)士學(xué)位，研究方向：電子與通訊

【作者簡(jiǎn)介】