CN104007771B - 一种水位控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水位控制器,属于水位设备技术领域。本发明包括水塔水位检测处理模块、水池水位检测处理模块、电源模块、逻辑控制及继电器模块、三相电机控制电路、水塔水位检测电缆、水塔高水位电极、水塔低水位电极、水塔公共电极、水池水位检测电缆、水池高水位电极、水池低水位电极、水池公共电极。本发明能实现给水系统中的水泵的自动控制,提高效率、节省水源,结构简单、容易制造、实用性强。

Description

一种水位控制器
技术领域
本发明涉及一种水位控制器,属于水位设备技术领域。
背景技术
水位控制器广泛应用于工业锅炉、民用建筑用水池、水塔、水箱,以及石油化工、造纸、食品、污水处理等行业内开口或密闭储罐,地下池槽中各种液体的液位的控制。主要用于排水系统、水池给水系统、和水塔给水系统中。
在工作方式与原理方面,主要采用水位开关搭配控制器来控制水位。水位开关可分为:电子式水位开关(需加直流电5-24V)、浮球开关和干簧管搭配进行控制。
电子式水位开关原理是通过电子探头对水位进行检测,再由水位检测专用芯片对检测到的信号进行处理, 当被测液体到达动作点时,芯片输出高或低电平信号,再配合控制器,从而实现对液位的控。使用时,在高水位位置和低水位位置各安放一个水位开关,并需要加5-24V直流电,连接电缆线较多,控制距离较长时,成本较高。当水位下降到低水位置以下时,继电器闭合,此时可控制水泵或电磁阀的启动,开始进水;当水上升到达高水位位置时,继电器断开,水泵或电磁阀断电。然后水又到低水位位置,不断往复循环......
浮球开关的原理:一种是带有磁性小浮球使杆里面的干簧管闭合,从而控制水位,多数应用在清水的水位控制,但易受污物影响,不适用在污水上。另一种是电缆式浮球开关,该装置通过一弹性电线与水泵连接,可用于水塔、水池水位高低的自动控制和缺水保护,允许接的用电器是220V,10A左右,平衡锤或弹性电线的某一固定点到浮筒间的电线长度,决定水位的高低。这种水位开关对于一些要求不太严格的场合适用,有一定耐污能力。但存在这样的问题:浮球易受外界杂物影响其稳定性,特别是纤维状的杂物缠绕而有失误,同一小水箱里不宜使用多个,否则会相缠绕。使用寿命相对短些,而且多数直接接220V,存在一定的安全隐患,存在电线破损而漏电电人的隐患。所以电缆式浮球开关一般有这样的警告:电源线是本装置的完整部分,一经发现电线受损,本装置应被替换,不允许对电线进行修理。
传统的浮球开关带着一个大的金属(或塑料)球,浸在水中时浮力大,可以控制个水位,比如水满了,浮球因为浮力而上升,带动球阀运动,使阀门关闭,停止进水,当水少了,浮球下降,阀门打开,又再进水,如此循环。这种方式较多应用在煮开水器和卫生间的冲水器上。
发明内容
本发明水位控制器使用电极检测水位,而不使用上述的电子式水位开关或浮球开关,使水泵处于自动控制状态,避免上述问题出现。
本发明要解决的技术问题是:本发明提供一种水位控制器,通过在储水池、水塔内置入水位检测电极,提取信号处理后对交流接触器进行控制,在水池缺水时或水塔水满时,停止抽水;水池有水同时水箱塔缺水时,自动抽水。
本发明技术方案是:一种水位控制器,包括水塔水位检测处理模块1、水池水位检测处理模块2、电源模块3、逻辑控制及继电器模块4、三相电机控制电路5、水塔水位检测电缆11、水塔高水位电极12、水塔低水位电极 13、水塔公共电极14、水池水位检测电缆21、水池高水位电极22、水池低水位电极23、水池公共电极24;水塔高水位电极12、水塔低水位电极13、水塔公共电极14均通过水塔水位检测电缆11与水塔水位检测处理模块1连接,水池高水位电极22、水池低水位电极23、水池公共电极24均通过水池水位检测电缆21与水池水位检测处理模块2连接,水塔水位检测处理模块1的输出、水池水位检测处理模块2的输出分别与逻辑控制及继电器模块4中与门的两个输入端连接;逻辑控制及继电器模块4中继电器的常开触点与三相电机控制电路5的C1、C2连接;
所述水塔水位检测处理模块1包括窗口比较器、RS触发器、防干扰电容器;窗口比较器包括比较器U1:A、比较器U1:B、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8;RS触发器包括与非门U2:A、与非门U2:B;防干扰电容器包括电容器C9、电容器C11;
水塔水位检测处理模块1中的+5V电压经电阻R3、电阻R4分压得到2.5V电压后分别与比较器U1:A的反相输入端6脚和比较器U1:B的同相输入端5脚相连,电阻R7、电阻R8接+5V后分别通过水塔高水位电极12、水塔低水位电极13与水的电阻构成分压器,所得电压分别经电阻R5、电阻R6送入比较器U1:A的同相输入端7脚、比较器U1:B的反相输入端4脚进行比较,电阻R1、电阻R2分别为比较器U1:A、比较器U1:B的上拉电阻分别接在比较器U1:A的输出端1脚、比较器U1:B的输出端2脚与+5V之间;电阻R5、电阻R6作为输入保护电阻分别接到比较器U1:A的同相输入端7脚与水塔高水位电极12之间、比较器U1:B的反相输入端4脚与水塔低水位电极13之间;水塔高水位电极12及水塔低水位电极13与水塔公共电极14之间分别接入电容器C9、电容器C11用于防止干扰;
所述与非门U2:A的输出端3脚与与非门U2:B的输入端4脚相连接,同时将与非门U2:B的输出端6脚与与非门U2:A的输入端2脚相连接,构成RS触发器,与非门U2:A的1脚及与非门U2:B的5脚作为RS触发器的输入端,与非门U2:A的1脚及与非门U2:B的5脚分别与比较器U1:A的输出端1脚、比较器U1:B的输出端2脚相连;
所述水池水位检测处理模块2包括窗口比较器、RS触发器、防干扰电容器;窗口比较器包括比较器U1:C、比较器U1:D、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19;RS触发器包括与非门U2:C、与非门U2:D;防干扰电容器包括电容器C10、电容器C12;
水池水位检测处理模块2中的+5V电压经电阻R14、电阻R15分压得到2.5V电压后分别与比较器U1:C的反相输入端8脚和比较器U1:B的同相输入端11脚相连,电阻R18、电阻R19接+5V后分别通过水池高水位电极22、水池低水位电极23与水的电阻构成分压器,所得电压分别经电阻R16、电阻R17送入比较器U1:C的同相输入端9脚、比较器U1:D的反相输入端10脚进行比较,电阻R12、电阻R13分别为比较器U1:C、比较器U1:D的上拉电阻分别接在比较器U1:C的输出端14脚、比较器U1:D的输出端13脚与+5V之间;电阻R16、电阻R17作为输入保护电阻分别接到比较器U1:C的同相输入端9脚与水池高水位电极22之间、比较器U1:D的反相输入端10脚与水池低水位电极23之间;水池高水位电极22及水池低水位电极23与水池公共电极24之间分别接入电容器C10、电容器C12用于防止干扰;
所述与非门U2:C的输出端8脚与与非门U2:D的输入端13脚相连接,同时将与非门U2:D的输出端11脚与与非门U2:C的输入端9脚相连接,构成RS触发器,与非门U2:C的10脚及与非门U2:D的12脚作为RS触发器的输入端,与非门U2:C的10脚及与非门U2:D的12脚分别与比较器U1:C的输出端14脚、比较器U1:D的输出端13脚相连;
电源模块3用于提供+5V电源;
逻辑控制及继电器模块4电路包括二极管D5、二极管D6、电阻R23、+5V电源组成的与门控制电路、电阻R24、三极管Q1、继电器RL1;二极管D5及二极管D6的正极与电阻R23的一端相连作为与门的输出,电阻R23的另一端与+5V电源相连;二极管D5、二极管D6负极即与门的两个输入端分别与水塔水位检测处理模块1中的与非门U2:B的输出端6脚、水池水位检测处理模块2中的与非门U2:C的输出端8脚相连,与门控制电路的输出经电阻R24接到三极管Q1的基极上,Q1发射极接地,Q1集电极接继电器RL1线圈的一端,继电器RL1线圈的另一端连接到+5V电源上,继电器RL1线圈的两端并联泄流二极管D8;
三相电机控制电路5包括L1、L2、L3、N三相电、断路器QF、交流接触器KM、过热继电器FR、交流接触器吸合线圈KM1、交流接触器自锁触点KM1-1、自动分及手动合开关K、手动启动按钮SB1、停止按钮SB2、保险丝FU;三相电经断路器QF连接到交流接触器KM的主触头上,主触头的出线经过热继电器FR连到电机M;手动启动按钮SB1与交流接触器自锁触点KM1-1并联后一端与停止按钮SB2、保险丝FU串联后连接到相线L2上,手动启动按钮SB1与交流接触器自锁触点KM1-1并联后另一端与自动分及手动合开关K串联后连接到接线柱C1上;交流接触器吸合线圈KM1与过热继电器FR串联后一端接相线L1、另一端连接到接线柱C1上;接线柱C2连接到手动启动按钮SB1与停止按钮SB2及交流接触器自锁触点KM1-1的连接点上,相线L3和零线N引出交流220V供所述水位控制器使用。
本发明的电路工作原理是:
在水塔水位检测处理模块(1)中,如图4所示,
第一,当水位下降低水位电极以下时,高低水位电极的电压均为+5V,这时U1:A的6脚2.5V、7脚5V,故其1脚输出高电平(逻辑1),而U1:B的4脚5V、5脚2.5V,故其2脚输出低电平(逻辑0),此时与非门U2:B的5脚为0(低电平),故其6脚为1(高电平),启动电机泵水,同时U2:A的2脚为1(高电平),之前1脚为1(高电平)所以其3脚为0(低电平)。
第二,水位上升至高低水位之间,U1:A 1脚输出不变,由于电阻R8和水电阻(约小于330KΩ)的分压作用使U1:B 4脚的电压拉低至 1.43V以下,其2脚输出1(高电平),而此RS触发器为低电平触发,故其状态不变,继续泵水。
第三,水位上升至高水位,此时、U1:B 4脚的电压都被拉低至 1.43V以下,U1:A 1脚输出0(低电平), U1:B 2脚输出1(高电平),U2:A 1脚为0(低电平),则其3脚输出1(高电平),U2:A的两个输入端均为1(高电平),其输出6脚跳为0,停止电机泵水。
第四,下降至高低水位之间,U1:A 7脚电压上升至5V,其输出1脚跳为0(低电平),但由于U2:A 2脚为0(低电平),则RS触发器状态不变,继续停止电机泵水。
水塔(箱)水位状态、比较器、RS触发器及水位状态如表1所示。
表1
水池水位检测处理模块2电路包括窗口比较器、RS触发器、防干扰电容器;窗口比较器包括比较器U1:C、比较器U1:D、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19;RS触发器包括与非门U2:C、与非门U2:D;防干扰电容器包括电容器C10、电容器C12,水池水位检测处理模块2结构和原理与水箱或水塔水位检测处理模块1电路模块原理相同。其水位状态、比较器、RS触发器及水位状态如表2所示。
表2
对比表1、表2可知:水塔水位与水池水位的控制状态刚好相反,故水塔水位信号由U2:B 6脚(高电平有效)输出;而水池水位信号则由U2:C 8脚(高电平有效)输出。
电源模块3,提供控制电路所需的+5V电源。由交流220V经变压器TR1降压为9V,采用二极管桥式BR1整流、电容C1滤波、集成三端稳压器7805稳压后得到+5V直流电压供控制电路使用。另外,电容器C5、C6、为低频滤波,C7、C8为高频滤波。C5、 C7靠近U1安装,C6、C8靠近U2安装,以便达到良好的滤波效果;R25为限流电阻,D9、 D7为LED,分别为电源指示和工作指示。
逻辑控制及继电器模块4电路包括二极管D5、二极管D6、电阻R23、+5V电源组成的与门控制电路、电阻R24、三极管Q1、继电器RL1,当水塔缺水,同时水池有水时,二极管D5、D6的负极为高电平,+5V电源经R23及R23向三极管Q1提供基极电流使其饱和导通,继电器RL1吸合,接线柱C1、C2接通,相线L1经FR→KM1→C1→C2→SB2→FU到相线L2向交流接触器吸合线圈KM1供电,使交流接触器KM吸合,电机M启动。如果二极管D5、D6的负极其中一个或二个为低电平时,电机停止。二极管D8为反向泄流二极管,C8为滤波电容器。
注:如果不需要控制水池水位,则不需要安装图3中的水池控制电极、并将电路图7中的二极管D6(1N4148)拆除即可;
三相电机控制电路5,电路与普通三相电机控制有所不同,加入了控制器接入点接线柱C1、及C2、和自动分及手动合开关K,另外通过火线L、零线N引出交流220V供控制器使用。当自动分及手动合开关K分开时,为自动状态可由C2、及C1图7中继电器触点的闭合与断开来控制交流接触器吸合线圈的电流,从而控制电机的启动、停止;当K闭合时,为手动状态,可操作SB1启动电机,SB2停止电机。
图1是本发明原理框图;包括水位检测电极、检测电缆、水位检测处理模块、逻辑控制及继电器控制模块、交流接触器控制、电源。其中,水位检测处理模块包含水塔水位检测检测处理和水池水位检测检测处理两个模块;水位检测电极包含水塔检测电极和水池检测电极两个部分,并通过检测电缆(三芯护套线)分别连接到水箱或水塔水位检测处理模块及水池水位检测处理模块上,经此二模块处理的信号送给逻辑控制及继电器控制模块中的逻辑控制电路,经逻辑判断后,再由继电器进行弱电、强电隔离,最后驱动交流接触器控制水泵电机。
图2是本发明水塔或水箱检测电极、检测电缆结构示意图。水塔水位检测电缆传输水位信号至水塔水位检测处理模块1,水塔高水位电极12配合水塔公共电极14检测高水位,水塔低水位电极13配合水塔公共电极14检测低水位,水塔出水口15接至用水网管,水塔进水口16来自水泵,其中加粗字体的12、13、14代表水塔高水位电极12、水塔低水位电极13、水塔公共电极14,位于电路内部从比较器U1:A、比较器U1:B引出来的标号12代表引脚标号。
图3是本发明水池检测电极、检测电缆结构示意图;21-水池水位检测电缆21传输水位信号至水池水位检测处理模块2,水池高水位电极22配合水池公共电极24检测高水位,水池低水位电极23配合水池公共电极24检测低水位, 水池进水管25来自供水网管,水池抽水口26至水泵。
1、自动状态,图7中K分开时,处于自动状态,水塔水位状态见表1 ,水池水位状态见表2,结合逻辑控制及继电器模块4列表3 加以说明
表3
水池、水塔水位状态说明:
水塔缺水:水塔水位下降至低水位以下和水塔水位上升至高低水位之间的两种状态;
水塔有水:水塔水位上升至高水位和水塔水位下降至高低水位之间的两种状态;
水池缺水:水池水位下降至低水位以下和水池水位上升至高低水位之间的两种状态;
水池有水:水池水位上升至高水位和水池水位下降至高低水位之间的两种状态。
当水塔缺水,同时水池有水(S3状态)时,二极管D5、D6的负极为高电平,+5V电源经经R23及R23向三极管Q1提供基极电流使其饱和导通,继电器RL1吸合,接线柱C1、C2接通,相线L1经FR→KM1→C1→C2→SB2→FU到相线L2向交流接触器吸合线圈KM1供电,使交流接触器KM吸合,电机M启动。
如果二极管D5、D6的负极其中一个或二个为低电平(S0 或S1或S2状态)时,电机停止。
2、手动状态,图7中K闭合时,处于手动状态。可操作SB1启动电机,SB2停止电机。
水位检测电极材料应选用不锈钢,与电缆线焊接点要进行防水处理(胶加热缩管),保证使用中不被氧化,定期清除电极上的附着物,以保证控制器的可靠性。
公共电极应置于水池(水塔)的底部,如图2、图3所示,使用中可根据实际需要来调整水池和水塔中高、低水位检测电极的位置来达到控制水池和水塔水位的目的;
水塔部分,水位低于低水位电极时开始抽水(水池有水时,水池水位高于水池低水位电极),当水位上升到高水位电极时,停止抽水。
水池部分,当水位上升到高水位电极时,为有水状态,此时控制器可根据水箱塔水位情况来启动/停止抽水;
水池中当水位下降到低水位电极以下时,为缺水状态,无论水箱(塔)水位处于何位置,都停止抽水;
图6 三相电机控制中设有自动分及手动合开关K,正常使用时此开关置于自动位置,应急时可将此开关置于手动位置,便可使用SB1启动按钮、SB2停止按钮来启动 /停止水泵。
本发明涉及的一种水位控制器,适用于以三相电机(10KW以下、无须减压启动,直接全压启动)为动力的水泵(无须放引水)。该水位控制器适用于工厂、办公楼宇、高层建筑、宾馆、饭店、学校、医院、城镇居民小区、企事业单位、消防设施、新农村建设农村的生活用水等方面的给水系统中。
本发明的有益效果是:此水位控制器能实现给水系统中的水位的自动控制,提高效率、节省水源,结构简单、容易制造、维护方便、实用性强。
附图说明
图1是本发明原理框图;
图2是本发明水塔或水箱检测电极、检测电缆结构示意图;
图3是本发明水池检测电极、检测电缆结构示意图;
图4是本发明水塔水位检测处理模块电路原理图;
图5是本发明水池水位检测处理模块电路原理图;
图6是本发明三相电机控制电路电路原理图;
图7是本发明电路原理图。
图1-7中各标号:1-水塔水位检测处理模块,11-水塔水位检测电缆,12-水塔高水位电极,13-水塔低水位电极,14-水塔公共电极,15-水塔出水口,16-水塔进水口,2-水池水位检测处理模块,21-水池水位检测电缆,22-水池高水位电极,23-水池低水位电极,24-水池公共电极,25-水池进水管,26-水池抽水口,3-电源模块,4-逻辑控制及继电器模块,5-三相电机控制电路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,对本发明作进一步说明。
实施例1:如图1-7所示,一种水位控制器,包括水塔水位检测处理模块1、水池水位检测处理模块2、电源模块3、逻辑控制及继电器模块4、三相电机控制电路5、水塔水位检测电缆11、水塔高水位电极12、水塔低水位电极 13、水塔公共电极14、水池水位检测电缆21、水池高水位电极22、水池低水位电极23、水池公共电极24;水塔高水位电极12、水塔低水位电极13、水塔公共电极14均通过水塔水位检测电缆11与水塔水位检测处理模块1连接,水池高水位电极22、水池低水位电极23、水池公共电极24均通过水池水位检测电缆21与水池水位检测处理模块2连接,水塔水位检测处理模块1的输出、水池水位检测处理模块2的输出分别与逻辑控制及继电器模块4中与门的两个输入端连接;逻辑控制及继电器模块4中继电器的常开触点与三相电机控制电路5的C1、C2连接;
所述水塔水位检测处理模块1包括窗口比较器、RS触发器、防干扰电容器;窗口比较器包括比较器U1:A、比较器U1:B、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8;RS触发器包括与非门U2:A、与非门U2:B;防干扰电容器包括电容器C9、电容器C11;
水塔水位检测处理模块1中的+5V电压经电阻R3、电阻R4分压得到2.5V电压后分别与比较器U1:A的反相输入端6脚和比较器U1:B的同相输入端5脚相连,电阻R7、电阻R8接+5V后分别通过水塔高水位电极12、水塔低水位电极13与水的电阻构成分压器,所得电压分别经电阻R5、电阻R6送入比较器U1:A的同相输入端7脚、比较器U1:B的反相输入端4脚进行比较,电阻R1、电阻R2分别为比较器U1:A、比较器U1:B的上拉电阻分别接在比较器U1:A的输出端1脚、比较器U1:B的输出端2脚与+5V之间;电阻R5、电阻R6作为输入保护电阻分别接到比较器U1:A的同相输入端7脚与水塔高水位电极12之间、比较器U1:B的反相输入端4脚与水塔低水位电极13之间;水塔高水位电极12及水塔低水位电极13与水塔公共电极14之间分别接入电容器C9、电容器C11用于防止干扰;
所述与非门U2:A的输出端3脚与与非门U2:B的输入端4脚相连接,同时将与非门U2:B的输出端6脚与与非门U2:A的输入端2脚相连接,构成RS触发器,与非门U2:A的1脚及与非门U2:B的5脚作为RS触发器的输入端,与非门U2:A的1脚及与非门U2:B的5脚分别与比较器U1:A的输出端1脚、比较器U1:B的输出端2脚相连;
所述水池水位检测处理模块2包括窗口比较器、RS触发器、防干扰电容器;窗口比较器包括比较器U1:C、比较器U1:D、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19;RS触发器包括与非门U2:C、与非门U2:D;防干扰电容器包括电容器C10、电容器C12;
水池水位检测处理模块2中的+5V电压经电阻R14、电阻R15分压得到2.5V电压后分别与比较器U1:C的反相输入端8脚和比较器U1:B的同相输入端11脚相连,电阻R18、电阻R19接+5V后分别通过水池高水位电极22、水池低水位电极23与水的电阻构成分压器,所得电压分别经电阻R16、电阻R17送入比较器U1:C的同相输入端9脚、比较器U1:D的反相输入端10脚进行比较,电阻R12、电阻R13分别为比较器U1:C、比较器U1:D的上拉电阻分别接在比较器U1:C的输出端14脚、比较器U1:D的输出端13脚与+5V之间;电阻R16、电阻R17作为输入保护电阻分别接到比较器U1:C的同相输入端9脚与水池高水位电极22之间、比较器U1:D的反相输入端10脚与水池低水位电极23之间;水池高水位电极22及水池低水位电极23与水池公共电极24之间分别接入电容器C10、电容器C12用于防止干扰;
所述与非门U2:C的输出端8脚与与非门U2:D的输入端13脚相连接,同时将与非门U2:D的输出端11脚与与非门U2:C的输入端9脚相连接,构成RS触发器,与非门U2:C的10脚及与非门U2:D的12脚作为RS触发器的输入端,与非门U2:C的10脚及与非门U2:D的12脚分别与比较器U1:C的输出端14脚、比较器U1:D的输出端13脚相连;
电源模块3用于提供+5V电源;
逻辑控制及继电器模块4电路包括二极管D5、二极管D6、电阻R23、+5V电源组成的与门控制电路、电阻R24、三极管Q1、继电器RL1;二极管D5及二极管D6的正极与电阻R23的一端相连作为与门的输出,电阻R23的另一端与+5V电源相连;二极管D5、二极管D6负极即与门的两个输入端分别与水塔水位检测处理模块1中的与非门U2:B的输出端6脚、水池水位检测处理模块2中的与非门U2:C的输出端8脚相连,与门控制电路的输出经电阻R24接到三极管Q1的基极上,Q1发射极接地,Q1集电极接继电器RL1线圈的一端,继电器RL1线圈的另一端连接到+5V电源上,继电器RL1线圈的两端并联泄流二极管D8;
三相电机控制电路5包括L1、L2、L3、N三相电、断路器QF、交流接触器KM、过热继电器FR、交流接触器吸合线圈KM1、交流接触器自锁触点KM1-1、自动分及手动合开关K、手动启动按钮SB1、停止按钮SB2、保险丝FU;三相电经断路器QF连接到交流接触器KM的主触头上,主触头的出线经过热继电器FR连到电机M;手动启动按钮SB1与交流接触器自锁触点KM1-1并联后一端与停止按钮SB2、保险丝FU串联后连接到相线L2上,手动启动按钮SB1与交流接触器自锁触点KM1-1并联后另一端与自动分及手动合开关K串联后连接到接线柱C1上;交流接触器吸合线圈KM1与过热继电器FR串联后一端接相线L1、另一端连接到接线柱C1上;接线柱C2连接到手动启动按钮SB1与停止按钮SB2及交流接触器自锁触点KM1-1的连接点上,相线L3和零线N引出交流220V供所述水位控制器使用。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (1)

1.一种水位控制器,其特征在于:包括水塔水位检测处理模块(1)、水池水位检测处理模块(2)、电源模块(3)、逻辑控制及继电器模块(4)、三相电机控制电路(5)、水塔水位检测电缆(11)、水塔高水位电极(12)、水塔低水位电极 (13)、水塔公共电极(14)、水池水位检测电缆(21)、水池高水位电极(22)、水池低水位电极(23)、水池公共电极(24);水塔高水位电极(12)、水塔低水位电极(13)、水塔公共电极(14)均通过水塔水位检测电缆(11)与水塔水位检测处理模块(1)连接,水池高水位电极(22)、水池低水位电极(23)、水池公共电极(24)均通过水池水位检测电缆(21)与水池水位检测处理模块(2)连接,水塔水位检测处理模块(1)的输出、水池水位检测处理模块(2)的输出分别与逻辑控制及继电器模块(4)中与门的两个输入端连接;逻辑控制及继电器模块(4)中继电器的常开触点与三相电机控制电路(5)的C1、C2连接;
所述水塔水位检测处理模块(1)包括窗口比较器、RS触发器、防干扰电容器;窗口比较器包括比较器U1:A、比较器U1:B、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8;RS触发器包括与非门U2:A、与非门U2:B;防干扰电容器包括电容器C9、电容器C11;
水塔水位检测处理模块(1)中的+5V电压经电阻R3、电阻R4分压得到2.5V电压后分别与比较器U1:A的反相输入端6脚和比较器U1:B的同相输入端5脚相连,电阻R7、电阻R8接+5V后分别通过水塔高水位电极(12)、水塔低水位电极(13)与水的电阻构成分压器,所得电压分别经电阻R5、电阻R6送入比较器U1:A的同相输入端7脚、比较器U1:B的反相输入端4脚进行比较,电阻R1、电阻R2分别为比较器U1:A、比较器U1:B的上拉电阻分别接在比较器U1:A的输出端1脚、比较器U1:B的输出端2脚与+5V之间;电阻R5、电阻R6作为输入保护电阻分别接到比较器U1:A的同相输入端7脚与水塔高水位电极(12)之间、比较器U1:B的反相输入端4脚与水塔低水位电极(13)之间;水塔高水位电极(12)及水塔低水位电极(13)与水塔公共电极(14)之间分别接入电容器C9、电容器C11用于防止干扰;
所述与非门U2:A的输出端3脚与与非门U2:B的输入端4脚相连接,同时将与非门U2:B的输出端6脚与与非门U2:A的输入端2脚相连接,构成RS触发器,与非门U2:A的1脚及与非门U2:B的5脚作为RS触发器的输入端,与非门U2:A的1脚及与非门U2:B的5脚分别与比较器U1:A的输出端1脚、比较器U1:B的输出端2脚相连;
所述水池水位检测处理模块(2)包括窗口比较器、RS触发器、防干扰电容器;窗口比较器包括比较器U1:C、比较器U1:D、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19;RS触发器包括与非门U2:C、与非门U2:D;防干扰电容器包括电容器C10、电容器C12;
水池水位检测处理模块(2)中的+5V电压经电阻R14、电阻R15分压得到2.5V电压后分别与比较器U1:C的反相输入端8脚和比较器U1:B的同相输入端11脚相连,电阻R18、电阻R19接+5V后分别通过水池高水位电极(22)、水池低水位电极(23)与水的电阻构成分压器,所得电压分别经电阻R16、电阻R17送入比较器U1:C的同相输入端9脚、比较器U1:D的反相输入端10脚进行比较,电阻R12、电阻R13分别为比较器U1:C、比较器U1:D的上拉电阻分别接在比较器U1:C的输出端14脚、比较器U1:D的输出端13脚与+5V之间;电阻R16、电阻R17作为输入保护电阻分别接到比较器U1:C的同相输入端9脚与水池高水位电极(22)之间、比较器U1:D的反相输入端10脚与水池低水位电极(23)之间;水池高水位电极(22)及水池低水位电极(23)与水池公共电极(24)之间分别接入电容器C10、电容器C12用于防止干扰;
所述与非门U2:C的输出端8脚与与非门U2:D的输入端13脚相连接,同时将与非门U2:D的输出端11脚与与非门U2:C的输入端9脚相连接,构成RS触发器,与非门U2:C的10脚及与非门U2:D的12脚作为RS触发器的输入端,与非门U2:C的10脚及与非门U2:D的12脚分别与比较器U1:C的输出端14脚、比较器U1:D的输出端13脚相连;
电源模块(3)用于提供+5V电源;
逻辑控制及继电器模块(4)电路包括二极管D5、二极管D6、电阻R23、+5V电源组成的与门控制电路、电阻R24、三极管Q1、继电器RL1;二极管D5及二极管D6的正极与电阻R23的一端相连作为与门的输出,电阻R23的另一端与+5V电源相连;二极管D5、二极管D6负极即与门的两个输入端分别与水塔水位检测处理模块(1)中的与非门U2:B的输出端6脚、水池水位检测处理模块(2)中的与非门U2:C的输出端8脚相连,与门控制电路的输出经电阻R24接到三极管Q1的基极上,Q1发射极接地,Q1集电极接继电器RL1线圈的一端,继电器RL1线圈的另一端连接到+5V电源上,继电器RL1线圈的两端并联泄流二极管D8;
三相电机控制电路(5)包括L1、L2、L3、N三相电、断路器QF、交流接触器KM、过热继电器FR、交流接触器吸合线圈KM1、交流接触器自锁触点KM1-1、自动分及手动合开关K、手动启动按钮SB1、停止按钮SB2、保险丝FU;三相电经断路器QF连接到交流接触器KM的主触头上,主触头的出线经过热继电器FR连到电机M;手动启动按钮SB1与交流接触器自锁触点KM1-1并联后一端与停止按钮SB2、保险丝FU串联后连接到相线L2上,手动启动按钮SB1与交流接触器自锁触点KM1-1并联后另一端与自动分及手动合开关K串联后连接到接线柱C1上;交流接触器吸合线圈KM1与过热继电器FR串联后一端接相线L1、另一端连接到接线柱C1上;接线柱C2连接到手动启动按钮SB1与停止按钮SB2及交流接触器自锁触点KM1-1的连接点上,相线L3和零线N引出交流220V供所述水位控制器使用。
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