CN105409867B - 一种用于太阳能移动式水层交换和增氧装置的控制电路 - Google Patents

一种用于太阳能移动式水层交换和增氧装置的控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于太阳能移动式水层交换和增氧装置的控制电路，所述控制电路具有电源单元、无线遥控发射与接收单元、PLC单元、电机控制单元和模拟信号采样单元；其中，电源单元用于功能，无线遥控发射与接收单元用于远程控制太阳能移动式水层交换和增氧装置，PLC单元用于实现自动控制，电机控制单元和模拟信号采样单元用于控制电机工作。

Description

一种用于太阳能移动式水层交换和增氧装置的控制电路
技术领域
本发明涉及电机控制领域，具体地说，特别涉及到一种用于太阳能移
动式水层交换和增氧装置的控制电路。
背景技术
目前国内外所使用的增氧机基本为固定式增氧机，存在着增氧范围小，能
耗大、空转率高，增氧效果不好等问题，同时由于多数增氧机为机械搅动增氧，
忽视了对光合作用增氧的充分利用。从目前增氧机械的使用效果来看，多数养
殖增氧机械功率都很大，运行中的“空转率”很高，即使在传统大宗淡水养殖
池塘中，每亩增氧机的功率配置超过 0.5Kw/亩，大大增加了水产养殖成本，在
能源资源日益紧张的情况下，传统增氧技术及设备已不适合水产养殖业“节水、节能、减排”发展的需要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种用于太阳能移动式水层交换和增氧装置的控制电路，以解决上述问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种用于太阳能移动式水层交换和增氧装置的控制电路，包括牵引绳、电
机 M1 驱动的行走机构、电机 M2 驱动的增氧装置和若干光伏，还包括控制电路，所述控制电路具有电源单元、无线遥控发射与接收单元、PLC 单元、电机控制单元和模拟信号采样单元；
所述电源单元包括光伏、充放电管理模块、蓄电池、升压模块、保险丝 FU1、
二极管 D1、二极管 D2 和二极管 D3；所述光伏的正极和负极分别与充放电管理模块连接，在光伏的正极和充放电管理模块之间还设有二极管 D1，所述充放电管理模块具有第一端子、第二端子和第三端子，第一端子输出 12V 电压，且通过二极管 D3 与升压模块连接，第二端子连接二极管 D2 的一端，二极管 D2 的另一端连接蓄电池的一端，蓄电池的另一端串联电阻丝 FU1，第三端子与升压模块连接，升压模块输出 24V 电压；
所述无线遥控发射与接收单元包括通过无线通讯连接的发射电路和接收电
路，发射电路通过编码按键 A、B、C、D 发射控制命令，无线电路通过 d0、d1、
d2、d3 解码对应的控制命令，所述 d0、d1、d2、d3 分别与光耦 U4、U3、U2、
U1 的一端连接，光耦 U1、U2、U3、U4 的另一端分别串联电阻 R1、R2、R3、R4 后分别与 PLC 单元的输入端 X0、X1、X2 或 X3 连接；
所述 PLC 单元与电源单元的 24V 电压输出端连接，PLC 单元通过 X0、X1、
X2、X3 与无线遥控发射与接收单元连接；PLC 单元通过 X4、X5 连接行程开关
SQ1 和 SQ2，用于控制装置在预定区域内移动；PLC 单元通过 Y1 输出占空比不同的方波，控制电机转速；
所述电机控制单元通过二极管 D7 与 12V 电压输出端连接，二极管 D7 的另一端并联有继电器 K1 和继电器 K2；继电器 K1 并联有二极管 D8，继电器 K1的另一端与开关 Y4 串联；继电器 K2 并联有二极管 D9，继电器 K2 的另一端与开关 Y5 串联，当 Y4和 K1 接通时，电机正转，Y5 和 K2 接通时，电机反转；
所述模拟信号采样单元通过二极管 D6 和电阻 R6 接入光伏的电压模拟量AD1，通过电压模拟量 AD1 推算出光伏实时电压 U1；模拟信号采样单元通过电阻 R7 接入电机M1 的电压模拟量 AD2，通过电压模拟量 AD2 推算出电机 M1的负极电压U2，电机 M1 的实际电压=U1-U2。所述接收电路通过二极管 D4 与电源单元的 12V 电压输出端连接，二极管D4 的另一端连接滤波降压器后输出 5V 电压。
与现有技术相比较，采用本发明所述控制电路的太阳能移动式水层交换和增氧装置，其有益效果如下：
1、经测定，其增氧能力为 0.6kg/h。根据用户在大水面池塘实用的反应，其实际增氧效果可与 1.5 千瓦的水车增氧机相比。如按每年 120 天、每天 8 小时计算。可节电120×8(小时)×(1.5-0.3)/0.72(电机功率)-=1600（千瓦小时）。既减碳、还可大大减轻电网负荷。每年可减少成本达 1600 元左右。
2、装置具有强大的造浪能力，（离机 30 米处的浪高可达 6 厘米以上） 。波浪前进时的能量损失小、传播距离大、作用范围广，在增氧的同时还可大范围提高光合作用的深度，改善水质。
3、该机具有很强的提水能力、同时又可在池塘的大部分区域间移动作业、（移动范围可根据需要进行调整）实现上下水层交换，有效促进藻类生长、清除氨氮、调节水质。
附图说明
图 1 为本发明所述的太阳能移动式水层交换和增氧装置的结构示意图。
图 2 为本发明所述的电源单元的电路示意图。
图 3 为本发明所述的无线遥控发射与接收单元的电路示意图。
图 4 为本发明所述的 PLC 单元的电路示意图。
图 5 为本发明所述的电机控制单元的电路示意图。
图 6 为本发明所述的模拟信号采样单元的电路示意图。
图 7 为本发明所述的装置的控制示意图。
具体实施方式
参见图 1，本发明所述的太阳能移动式水层交换和增氧装置的控制电路，包括牵引绳、行走机构、增氧装置和若干光伏。增氧装置由大电机 M2 驱动，在转矩的作用下做圆周运动。行走机构由小电机 M1 驱动使整套设备做直线运动，M1 正转启动向左运动，当遇到第一限位电机 M1 停机 3 秒反转启动，设备向右运动，当遇到第二限位电机 M1 停止 3秒，正转启动...如此反复。
参见图 2，所述电源单元包括光伏、充放电管理模块、蓄电池、升压模块、
保险丝 FU1、二极管 D1、二极管 D2 和二极管 D3；所述光伏的正极和负极分别与充放电管理模块连接，在光伏的正极和充放电管理模块之间还设有二极管D1，所述充放电管理模块具有第一端子、第二端子和第三端子，第一端子输出 12V电压，且通过二极管 D3与升压模块连接，第二端子连接二极管 D2 的一端，二极管 D2 的另一端连接蓄电池的一端，蓄电池的另一端串联电阻丝 FU1，第三端子与升压模块连接，升压模块输出 24V 电压。
参见图 3，所述无线遥控发射与接收单元包括通过无线通讯连接的发射电路和接收电路，发射电路通过编码按键 A、B、C、D 发射控制命令，无线电路通过 d0、d1、d2、d3 解码对应的控制命令，所述 d0、d1、d2、d3 分别与光耦 U4、U3、U2、U1 的一端连接，光耦 U1、U2、U3、U4 的另一端分别串联电阻 R1、R2、R3、R4 后分别与 PLC 单元的输入端 X0、X1、X2或 X3 连接；所述接收电路通过二极管 D4 与电源单元的 12V 电压输出端连接，二极管D4 的另一端连接滤波降压器后输出 5V 电压。
参见图 4，所述 PLC 单元与电源单元的 24V 电压输出端连接，PLC 单元通过X0、X1、X2、X3 与无线遥控发射与接收单元连接；PLC 单元通过 X4、X5连接行程开关 SQ1和 SQ2，用于控制装置在预定区域内移动；PLC 单元通过 Y1
输出占空比不同的方波，控制电机转速。
参见图 5，所述电机控制单元通过二极管 D7 与 12V 电压输出端连接，二极管D7 的另一端并联有继电器 K1 和继电器 K2；继电器 K1 并联有二极管 D8，继电器 K1 的另一端与开关 Y4 串联；继电器 K2 并联有二极管 D9，继电器 K2的另一端与开关 Y5 串联，当 Y4 和 K1 接通时，电机正转，Y5 和 K2 接通时，电机反转。
参见图 6，所述模拟信号采样单元通过二极管 D6 和电阻 R6 接入光伏的电压模拟量 AD1，通过电压模拟量 AD1 推算出光伏实时电压 U1；模拟信号采样单元通过电阻 R7接入电机 M1 的电压模拟量 AD2，通过电压模拟量 AD2 推算出电机 M1 的负极电压U2，电机 M1 的实际电压=U1-U2。
参见图 7，本发明可通过编码按钮 A、B、C、D 实现自动模式、关机模式
和关机三种功能。
一、自动模式
用户通过按 A 键进入自动模式，在该模式下，系统首先检测是否处于工作
时段，其次检查光伏功率是否满足，若以上都满足，则启动电机 M1 和 M2。
二、调试模式
用户通过同时按 C、D 键 3 秒以上进入调试模式，在该模式下，系统直接启动电机 M1 和 M2，若电机 M1 和 M2 能持续工作 5 分钟以上，则关机。
三、关机
用户通过按 B 键关机，系统关闭自动模式、调试模式、电机 M1 和 M2。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业
的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中
描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明
还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本
发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种用于太阳能移动式水层交换和增氧装置的控制电路，包括牵引绳、
电机 M1 驱动的行走机构、电机 M2 驱动的增氧装置和若干光伏，其特征在于：
还包括控制电路，所述控制电路具有电源单元、无线遥控发射与接收单元、PLC单元、电机控制单元和模拟信号采样单元；
所述电源单元包括光伏、充放电管理模块、蓄电池、升压模块、保险丝 FU1、
二极管 D1、二极管 D2 和二极管 D3；所述光伏的正极和负极分别与充放电管理模块连接，在光伏的正极和充放电管理模块之间还设有二极管 D1，所述充放电管理模块具有第一端子、第二端子和第三端子，第一端子输出 12V 电压，且通过二极管 D3 与升压模块连接，第二端子连接二极管 D2 的一端，二极管 D2 的另一端连接蓄电池的一端，蓄电池的另一端串联电阻丝 FU1，第三端子与升压模块连接，升压模块输出 24V 电压；
所述无线遥控发射与接收单元包括通过无线通讯连接的发射电路和接收电
路，发射电路通过编码按键 A、B、C、D 发射控制命令，无线电路通过 d0、d1、
d2、d3 解码对应的控制命令，所述 d0、d1、d2、d3 分别与光耦 U4、U3、U2、
U1 的一端连接，光耦 U1、U2、U3、U4 的另一端分别串联电阻 R1、R2、R3、R4 后分别与PLC 单元的输入端 X0、X1、X2 或 X3 连接；
所述 PLC 单元与电源单元的 24V 电压输出端连接，PLC 单元通过 X0、X1、
X2、X3 与无线遥控发射与接收单元连接；PLC 单元通过 X4、X5 连接行程开关
SQ1 和 SQ2，用于控制装置在预定区域内移动；PLC 单元通过 Y1 输出占空比不同的方波，控制电机 M2 转速；
所述电机控制单元通过二极管 D7 与 12V 电压输出端连接，二极管 D7 的另一端并联有继电器 K1 和继电器 K2；继电器 K1 并联有二极管 D8，继电器 K1的另一端与开关Y4 串联；继电器 K2 并联有二极管 D9，继电器 K2 的另一端与开关 Y5 串联，当 Y4 和K1 接通时，电机正转，Y5 和 K2 接通时，电机反转；
所述模拟信号采样单元通过二极管 D6 和电阻 R6 接入光伏的电压模拟量
AD1，通过电压模拟量 AD1 推算出光伏实时电压 U1；模拟信号采样单元通过电
阻 R7 接入电机 M1 的电压模拟量 AD2，通过电压模拟量 AD2 推算出电机 M1
的负极电压U2，电机 M1 的实际电压=U1-U2。
2.根据权利要求1所述的用于太阳能移动式水层交换和增氧装置的控制电路，其特征在于：所述接收电路通过二极管 D4 与电源单元的 12V 电压输出端连接，二极管 D4 的另一端连接滤波降压器后输出 5V 电压。
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