CN103914087A - 供水自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种供水自动控制系统，包括至少两液位继电器和一自动控制电路；自动控制电路两端连接液位继电器电源端；自动控制电路包括液位继电器常开触点、至少两个中间继电器、水泵开启继电器、水泵停止继电器和交流接触器；每一液位继电器常开触点与一中间继电器线圈串联形成第一、二支路；两中间继电器常闭触点与水泵停止继电器线圈串联形成第三支路；两中间继电器常开触点并联与水泵开启继电器线圈串联形成第四支路；水泵开启继电器常开触点与交流接触器常开触点并联与水泵停止继电器常闭触点以及交流接触器线圈串联形成第五支路；第一至五支路均并联。自动控制电路通过控制交流接触器主触点开合进而控制水泵主供电回路，成本较低、操作简单。

Description

供水自动控制系统

技术领域

本发明涉及自动控制技术，尤其涉及一种供水自动控制系统。

背景技术

在水利、农业、化工等生产中经常会碰到单台水泵给多个水箱、或水塔供水的情况，通常利用比较复杂的控制元器件实现控制，比如采用超声波液位计、中间继电器（包括一个水泵开启继电器和一个水泵停止继电器）、交流接触器和可编程控制器（以下简称PLC）、电动闸阀,通过在PLC内部编写程序，当水箱中的水位发生变化时，通过超声波液位计发出信号给PLC，PLC通过内部的程序控制相关管路电动闸阀开、停，同时把电动闸阀的开、停到位信号回传给PLC、水泵开启继电器或水泵停止继电器动作，进而控制交流接触器主触点导通或断开水泵供电回路，但工程造价过高，在临时工程中又不适用，若人工手动开停水泵的话，操作强度太大，且需要多人协助，否则无法及时掌握水箱中水位的变化。

发明内容

本发明提供一种供水自动控制系统，用于克服现有技术中的缺陷，降低生产成本且简化人工操作。

本发明一种供水自动控制系统，该系统包括至少两液位继电器和一自动控制电路；所述自动控制电路的两端连接所述液位继电器的电源端；

所述自动控制电路包括所述液位继电器的常开触点、至少两个中间继电器、一个水泵开启继电器、一个水泵停止继电器和一个交流接触器；

每一所述液位继电器的常开触点与每一所述中间继电器的线圈串联分别形成第一支路和第二支路；两个所述中间继电器的常闭触点以及水泵停止继电器的线圈串联形成第三支路；

两所述中间继电器的常开触点并联后与所述水泵开启继电器的线圈串联形成第四支路；

所述水泵开启继电器的常开触点与所述交流接触器的常开触点并联后与所述水泵停止继电器的常闭触点以及交流接触器的线圈串联形成第五支路；

上述第一支路、第二支路、第三支路、第四支路和第五支路均并联形成所述自动控制电路用于通过控制所述交流接触器的主触点开合进而控制水泵的主供电回路。

其中，该系统还包括手动控制电路和一用于在所述手动控制电路与所述自动控制电路之间进行转换的手动转换开关；

所述手动控制电路包括串联的停止按钮及启动按钮；

所述手动转换开关的公共端与所述液位继电器的其中一个电源端连接，所述手动转换开关的其中一转换端与所述自动控制电路串联，所述手动转换开关的另一转换端与所述手动转换电路一端串联；

所述手动转换电路另一端连接在第五支路中所述水泵停止继电器常闭触点与交流接触器线圈之间；

所述交流接触器还包括另一常开触点，所述交流接触器的另一常开触点并联在所述启动按钮两端。

进一步地，该系统还包括一熔断器；

所述熔断器与所述自动控制电路串联，且所述熔断器与所述手动控制电路串联。

特别是，该系统还包括一热继电器；

所述热继电器串联在交流接触器主触点与水泵电机定子之间；

所述热继电器的常闭触点所述交流接触器线圈串联。

本发明提供的供水自动控制系统，液位继电器的供电端子分别连接电源，当两个水箱中均没有水时，两液位继电器的线圈均得电，两液位继电器的常开触点均闭合，第一支路和第二支路均导通，两中间继电器线圈均得电，两中间继电器的常闭触点均断开，第三支路断开，水泵停止继电器线圈失电，水泵停止继电器的常闭触点闭合，两中间继电器的常开触点均闭合，第四支路得电，水泵开启继电器线圈得电，水泵开启继电器常开触点闭合，第五支路得电，交流接触器线圈得电，控制交流接触器主触点闭合，导通水泵供电回路，水泵工作向两水箱供水；

两水箱内水位上升至预设的最高水位时，两液位继电器的线圈失电，液位继电器常开触点均断开，第四支路断开，水泵开启继电器失电，水泵开启继电器常开触点断开；两中间继电器常闭触点均闭合，第三支路闭合，水泵停止继电器得电，水泵停止继电器常闭触点断开，第五支路断开，交流接触器线圈失电，交流接触器主触点断开，水泵供电回路断开，水泵停止向两水箱供水；当两水箱中有一个水位未到达预设的最高水位时，其中一个液位继电器线圈得电，有一个液位继电器常开触点闭合，则第四支路就会保持导通状态，水泵开启继电器线圈得电，交流接触器主触头导通水泵供电回路，水泵就持续向水箱内供水，可以通过浮球阀自动机械关闭向已达到最高水位水箱的供水管道；

随着两个水箱不同的用水需求，随机有一个水箱最先达到预设的最低水位，则安装在该水箱上的液位继电器线圈得电，该液位继电器的常开触点闭合，则与该常开触点串联的一个支路导通，假设第一支路导通，则串联在第一支路中的中间继电器线圈得电，则第四支路中有一个中间继电器的常开触点闭合，则第四支路导通，水泵开启继电器线圈得电，进而通过交流接触器线圈得电使得交流接触器主触点闭合，导通水泵供电回路，水泵向两水箱供水；

采用液位继电器、中间继电器和交流接触器、浮球阀构成的控制系统相对于现有技术中采用超声波液位计、中间继电器、电动闸阀以及PLC形成的控制系统，大大降低了生产成本，并且电路简单、动作可靠，能够自动控制水泵向多个水箱供水，大大减少了人工操作。

附图说明

图1为本发明实施例提供的供水自动控制系统的电路图；

图2为本发明实施例提供的自动控制系统中各水箱内部的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的自动控制系统中的液位继电器的内部电路图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明一种供水自动控制系统，该系统包括至少两液位继电器（具体为第一液位继电器X和第二液位继电器Y，）和一自动控制电路；自动控制电路的两端连接液位继电器的电源端；第一液位继电器X和第二液位继电器Y共用一交流电源，如图1所示，电源端子1、8均连接220V交流电源；自动控制电路包括第一液位继电器的常开触点X2、X3、第二液位继电器的常开触点Y2、Y3、至少两个中间继电器（具体为第一水箱高水位继电器和第二水箱高水位继电器）、一个水泵开启继电器、一个水泵停止继电器和一个交流接触器；第一液位继电器的常开触点X2、X3与第一水箱高水位继电器的线圈K1串联形成第一支路，第二液位继电器的常开触点Y2、Y3与第二水箱高水位继电器的线圈K2串联形成第二支路；第一水箱高水位继电器的常闭触点K13和第二水高水位箱继电器的常闭触点K23以及水泵停止继电器的线圈K3串联形成第三支路；第一水箱高水位继电器的常开触点K11和第二水箱高水位继电器的常开触点K21并联后与水泵开启继电器的线圈K4串联形成第四支路；水泵开启继电器的常开触点K41与交流接触器的常开触点KM1并联后与水泵停止继电器的常闭触点K33以及交流接触器的线圈KM串联形成第五支路；上述第一支路、第二支路、第三支路、第四支路和第五支路均并联形成自动控制电路用于通过控制交流接触器的主触点开合进而控制水泵的主供电回路。

本实施例中以单台水泵30向两个水箱自动供水为例进行说明，每个水箱需要一个液位继电器、水箱进水口安装一个浮球阀9，第一液位继电器X的高水位探头端子X5、低水位探头端子X6和基准水位探头端子X7均伸入第一水箱10中，用于在第一水箱10中的水位到达各探头端子设定的水位时发出信号使得第一液位继电器X的常开触点X2、X3动作，进而触发自动控制电路；同样第二液位继电器Y的高水位探头端子Y5、低水位探头端子Y6和基准水位探头端子Y7均伸入第二水箱20中，用于在第二水箱20中的水位到达各探头端子设定的水位（例如水箱高3.0m，溢水口10a高2.8m，进水口10b高2.5m，浮球阀8处于闭合管路时的浮球截止位10c高2.3m，出水口10d高0.3m，设定高水位5a为2.0m，低水位6a为0.5m，基准水位7a为0.3m）时发出信号使得第二液位继电器Y的常开触点Y2、Y3动作，进而触发自动控制电路；为了保护浮球阀9和水泵30，浮球截止位10c通常要高水位5a高200～300mm，当第一水箱内部水位低于低水位6a，而第二水箱内部水位到达高水位5a时，水泵处于工作状态，持续向两水箱进水，这时第二水箱内部水位达到浮球截止位10c时，可以通过浮球阀9将进水口10b堵死，水泵只向第一水箱进水，待第一水箱内水位达到高水位5a时，水泵停止工作，如果浮球截止位10c与高水位5a距离太近，还未到达高水位5a时有可能浮球阀就把进水管堵上了，水泵会持续进水，这样浮球阀9受损严重，并且，水泵的进水压力会大大增加，水泵也容易损坏。出水口10d的位置通常不高于基准水位7a，这样水箱内的水高于基准水位部分的水都能经出水口流出使用。

本发明提供的供水自动控制系统，液位继电器的电源端子1、8分别连接交流电源，当第一水箱10、第二水箱20中均没有水时，第一液位继电器的线圈KA和第二液位继电器的线圈KA均得电，第一液位继电器的常开触点X2、X3、第二液位继电器的常开触点Y2、Y3均闭合，第一支路和第二支路均导通，两中间继电器线圈（即第一水箱高水位继电器线圈K1和第二水箱高水位继电器线圈K2）均得电，两中间继电器的常闭触点(第一水箱高水位继电器常闭触点K13和第二水箱高水位继电器常闭触点K23)均断开，第三支路断开，水泵停止继电器线圈K3失电，水泵停止继电器的常闭触点K33闭合，两中间继电器的常开触点(第一水箱高水位继电器常开触点K11和第二水箱高水位继电器常开触点K21)均闭合，第四支路得电，水泵开启继电器线圈K4得电，水泵开启继电器常开触点K41闭合，第五支路得电，交流接触器线圈KM得电，控制交流接触器主触点闭合，导通水泵供电回路，水泵工作向两水箱供水；

两水箱内水位上升至预设的最高水位(2.0m)时，两液位继电器的线圈KA失电，第一液位继电器常开触点X2、X3和第二液位继电器常开触点Y2、Y3均断开，第一支路、第二支路均断开，第一水箱高水位继电器常开触点K11和第二水箱高水位继电器常开触点K21均断开，第四支路断开，水泵开启继电器线圈K4失电，水泵开启继电器常开触点K41断开；第一水箱高水位继电器常闭触点K13和第二水箱高水位继电器K23均闭合，第三支路闭合，水泵停止继电器线圈K3得电，水泵停止继电器常闭开关K33断开，第五支路断开，交流接触器线圈KM失电，交流接触器主触点断开，水泵供电回路断开，水泵停止向两水箱供水；当两水箱中有一个水位未到达预设的最高水位时，其中一个液位继电器线圈得电，有一个液位继电器常开触点闭合，则第四支路就会保持导通状态，水泵开启继电器线圈K4得电，交流接触器主触头导通水泵供电回路，水泵就持续向水箱内供水，可以通过浮球阀9自动机械关闭向已达到最高水位水箱的供水管道；

随着两个水箱不同的用水需求，随机有一个水箱最先达到预设的最低水位，则安装在该水箱上的液位继电器线圈得电，该液位继电器的常开触点闭合，则与该常开触点串联的一个支路导通，假设第一支路导通，则串联在第一支路中的中间继电器线圈得电，则第四支路中有一个中间继电器的常开触点闭合，则第四支路导通，水泵开启继电器线圈得电，进而通过交流接触器线圈得电使得交流接触器主触点闭合，导通水泵供电回路，水泵向两水箱供水；

若需要单台水泵向三个水箱自动供水时，则需要增加一个第三液位继电器和一个第三水箱高水位继电器、第三水箱进水口管路浮球阀，将第三液位继电器的常开触点与第三水箱高水位继电器线圈串联形成的支路与第一至五支路并联；再将第三水箱高水位继电器的常闭触点串联接入第三支路中；最后将第三水箱高水位继电器的常开触点与第四支路中的第一水箱高水位继电器常开触点和第二水箱高水位继电器常开触点均并联即可；向四个水箱供水以此类推，不再赘述。

采用液位继电器、中间继电器、浮球阀和交流接触器构成的控制系统相对于现有技术中采用超声波液位计、中间继电器以及PLC形成的控制系统，大大降低了生产成本，并且电路简单、动作可靠，能够自动控制水泵向多个水箱供水，大大减少了人工操作。

此种设计中电控回路利用简单液位继电器、中间继电器以及交流接触器等元器件，利用水的导通原理，液位继电器内部有晶体管对水的导通电流进行放大，利用三极管的饱和导通及截止状态，以驱动液位继电器线圈得电失电，进而触发辅助触点动作，通过中间继电器进行逻辑组合判断，进而触发水泵供电回路的交流接触器进行动作，只要有任何一个水箱在低水位状态，即启动水泵，供水；多水箱同时在高水位时，则水泵断电，停止供水。管路的闭合通过浮球阀自动机械控制。在总进水管路中安装止回阀40，防止水锤效应对水泵的冲击。液位继电器可选用JYB-714型液位继电器。

作为上述供水自动控制系统的优选实施方式，该系统还包括手动控制电路和一用于在手动控制电路与自动控制电路之间进行转换的手动转换开关11；手动控制电路包括串联的停止按钮12及启动按钮13；手动转换开关的公共端11a连接在液位继电器的其中一电源端，手动转换开关的其中一转换端(即自动挡11b)与自动控制电路串联，手动转换开关的另一转换端（即手动挡11c）与手动转换电路一端串联；手动转换电路另一端连接在第五支路中水泵停止继电器常闭触点K33与交流接触器线圈KM之间；交流接触器还包括另一常开触点KM2，交流接触器的另一常开触点KM2并联在启动按钮13两端。

当上述自动控制电路中的元器件出现故障，需要维修或更换时，可以将手动转换开关11由自动挡11b拨到手动挡11c，液位继电器受手动控制电路控制，启动按钮13、手自动转换开关11和停止按钮12均可设置在配电箱外部，便于操作；启动按钮13和停止按钮12这里均没有自保持功能，可理解为电动开关，按一下启动按钮，手动控制电路导通，交流接触器线圈KM得电，与启动按钮并联的交流接触器常开触点KM2闭合，松开启动按钮13后，交流接触器线圈KM自保持以始终处于得电状态，水泵供电回路导通，水泵启动向各水箱供水；按一下停止按钮12，手动控制电路断开，交流接触器线圈KM失电，交流接触器常开触点KM2断开，松开停止按钮12后手动控制电路仍然处于断开状态，水泵供电回路断开，水泵停止供水。

为了保护控制系统，该系统还包括一熔断器14；熔断器14与自动控制电路串联，与手动控制电路也串联。当控制系统的主回路中电流超过熔断器的规定值时，熔断器根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使控制系统主回路断开，起到保护控制系统的作用。

为了保护水泵电机，该系统还包括一热继电器；热继电器KK串联在水泵电机定子与交流接触器主触头之间；热继电器的常闭触点KK1与所述交流接触器线圈KM串联。

当水泵供电回路中电流及时间超过热继电器规定时，由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制系统中第五支路断开，从而使交流接触器线圈KM失电，从而使得水泵供电回路断开，实现电动机的过载保护。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种供水自动控制系统，其特征在于，该系统包括至少两个液位继电器和一自动控制电路；所述自动控制电路的两端连接所述液位继电器的电源端；

所述自动控制电路包括所述液位继电器的常开触点、至少两个中间继电器、一个水泵开启继电器、一个水泵停止继电器和一个交流接触器；

每一所述液位继电器的常开触点与每一所述中间继电器的线圈串联分别形成第一支路和第二支路；两个所述中间继电器的常闭触点以及水泵停止继电器的线圈串联形成第三支路；

两个所述中间继电器的常开触点并联后与所述水泵开启继电器的线圈串联形成第四支路；

所述水泵开启继电器的常开触点与所述交流接触器的常开触点并联后与所述水泵停止继电器的常闭触点以及交流接触器的线圈串联形成第五支路；

上述第一支路、第二支路、第三支路、第四支路和第五支路均并联形成所述自动控制电路，用于通过控制所述交流接触器的主触点开合进而控制水泵的主供电回路。

2.根据权利要求1所述的供水自动控制系统，其特征在于：

该系统还包括手动控制电路和一用于在所述手动控制电路与所述自动控制电路之间进行转换的手动转换开关；

所述手动控制电路包括串联的停止按钮及启动按钮；

所述手动转换开关的公共端与所述液位继电器的其中一个电源端，所述手动转换开关的其中一转换端与所述自动控制电路串联，所述手动转换开关的另一转换端与所述手动转换电路一端串联；

所述手动转换电路另一端连接在第五支路中所述水泵停止继电器常闭触点与交流接触器线圈之间；

所述交流接触器还包括另一常开触点，所述交流接触器的另一常开触点并联在所述启动按钮两端。

3.根据权利要求2所述的供水自动控制系统，其特征在于：

该系统还包括一熔断器；

所述熔断器与所述自动控制电路串联，且所述熔断器与所述手动控制电路串联。

4.根据权利要求1-3任一所述的供水自动控制系统，其特征在于：

该系统还包括一热继电器；

所述热继电器串联在交流接触器主触点与水泵电机定子之间；

所述热继电器的常闭触点与所述交流接触器线圈串联。