CN107621833A - 一种水箱自动上水触摸屏控制器 - Google Patents
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Abstract
一种水箱自动上水触摸屏控制器包括单片机微处理控制模块1、触摸屏2、浸入式水位传感器3、电源模块4、固态继电器5、水泵控制电路6、音箱7、水泵8、水箱9。单片机微处理控制模块1、电源模块4安装于单片机微处理控制模块1控制柜中,触摸屏2、固态继电器5、水泵控制电路6安于水泵控制柜中,音箱7在水泵控制柜上部,单片机微处理控制模块1提取浸入式水位传感器3的水位信息,水泵8及水箱9通过逆止阀、水管连接在一起,单片机微处理控制模块与水泵控制箱通过串口线、导线连在一起。优点在于各部分电气关系连接可靠,具有手动上水、自动上水功能,无论是设定为手动、自动上水模式时,上水过程均无需人工进行看守,触摸屏操作简单,使用效果好,便于推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及智能自动控制领域,特别涉及一种水箱自动上水控制装置,尤指一种水箱自动上水触摸屏控制器。
背景技术
不论社会经济如何飞速发展,水在人们正常生活和生产中都起着重要的作用。一旦断了水,轻则给人民生活带来极大的不便,重则可能造成严重的生产事故及损失,从而对供水系统提出了更高的要求,满足及时、准确、安全充足的供水。水箱储水是我国广泛应用的供水方式,但传统的人工上水控制方式,不仅存在劳动强度大、控制精度低、能耗大、安全性难以保障等缺点,而且需要有人24小时值班对水位进行监测。因此实现供水自动化控制具有重要意义。
目前,有多种自动上水装置或控制系统的专利,例如,专利CN20357193U提及一种楼顶水罐自动上水控制装置,该自动上水控制装置包括微控制器模块、信号采集电路模块、SD卡数据存储模块、GPRS无线通信模块、按键操作电路模块等,其中信号采集电路模块包含有水压传感器、水位传感器A/D滤波电路、转换电路,但实际上,水压强与水位之间存在着定量关系,因此,只需要安装一个传感器即可,此外,还存在按键过多等缺点;专利CN204787418U提及一种太阳能热水器自动上水控制电路,但该装置完全采用模拟电路设计实现;专利CN204645157U提及一种自动上水装置,采用传统的三掷开关实现自动、手动上水的切换。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水箱自动上水触摸屏控制器,解决现有技术存在的上述问题。该装置具有手动上水、自动上水功能,均无需人工进行看守,即水位在到达设定的最高位置时,均能自动切断水泵电源。本发明结构简单,操作简单,功能完备,实用性强,使用效果好,便于推广使用。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现:
水箱自动上水触摸屏控制器包括单片机微处理控制模块1、触摸屏2、浸入式水位传感器3、电源模块4、固态继电器5、水泵控制电路6、音箱7、水泵8、水箱9。所述的水泵8及水箱9通过逆止阀、水管连接在一起,所述逆止阀靠近水泵一侧,水泵沉于水井地下60m处,而水箱位于楼顶部,水箱体积约15m3,水管长度约150m。
所述的单片机微处理控制模块1包括 STC单片机12C5A60S2、I/V变换电路、232串口电路、反相驱动器、用于驱动固态继电器的三极管电路。
所述的触摸屏2作为人机交互装置,可以通过触摸屏输入自动或手动控制状态的信息,也可以根据具有设定的最低水位显示、设定的最高水位显示、当前水位位置数据显示、修改最低水位、最高水位、柱状水位显示图标变量、手动上水启动、停止控制按键、自动上水启动、停止控制按键以及对应的启动、停止图标变量指示,启动对应为绿色图标变量指示,停止对应为红色图标变量指示,启动、停止初始变量图标指示为红色。
进一步地,所述的触摸屏2嵌在安装有水泵控制柜的正面门板上。
进一步地,所述的触摸屏2具有232串口数据传输及接口形式,通过串口线将触摸屏2与单片机微处理控制模块1连接在一起,触摸屏2具有语音播报功能,音箱7作为音频输出装置,连接在触摸屏2上,分别在启动自动上水、自动上水达到最高目标位置、手动上水开始、手动上水达到目标位置时播放声音,以进行语音提示。
进一步地,音箱7置于水泵控制柜上部。
所述的浸入式水位传感器3沉于水箱9底部,选择浸入式水位传感器3为4-20mA电流输出形式,经I/V变换转成1-5V的电压后,输入给单片机STC12C5A60S2的ADC引脚提取到对应水位信息。
所述的电源模块4与单片机微处理控制模块1、触摸屏2、浸入式水位传感器3连接在一起,为控制系统中各模块提供必要的供电。
所述的固态继电器5与水泵控制电路6一同安装于控制柜内,单片机微型处理模块1在接收到触摸屏2自动、停止、手动触屏动作后,单片机微型处理模块1根据相对应的信息由单片机微型处理模块1的I/O口发出控制信号,控制信号经反相驱动器、三极管、导线作用在固态继电器5的控制端,固态继电器5的输出端串联接在水泵控制电路的回路中,以实现对水泵的控制。
所述的水泵控制电路6通过固态继电器5与单片机微处理控制模块1连接在一起,固态继电器5共有2个,分别用于手动、自动控制水泵电路的控制。
进一步地,所述的水泵控制电路6还包括1个空气开关、2个交流接触器、4个熔断器、5个指示灯、1个急停开关以及1个热继电器等,分别用于实现水泵的手动、自动上水控制。
本发明的有益效果在于:与现有技术相比,本发明结构新颖,简洁紧凑,各部分连接可靠,电气关系简单明了;通过触摸屏控制自动、手动上水选择,安全性强,人机界面友好,交互性强;触摸屏、浸入式水位传感器采用12V供电,单片机微处理控制模块采用5V供电,能耗低;使用效果好,便于推广应用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明原理框图;
图2为本发明触摸屏控制界面示意图;
图3为本发明的水泵控制电路图。
图中:1、单片机微处理控制模块;2、触摸屏;3、浸入式水位传感器;4、电源模块;5、固态继电器;6、水泵控制电路;7、音箱;8、水泵;9水箱;201、自动上水启动按钮;202、自动上水停止按钮;203、自动上水启动、停止变量图标显示;204、当前水位显示数据;205、设定最低水位显示数据;206、设定最高水位显示数据;207、水位柱状显示条;208、实时时钟、年月日显示;209、手动上水启动、停止变量显示控件;210、手动上水启动按钮;211、手动上水停止按钮;501、502固态继电器;601、空气开关;602、623熔断器;603、手动上水用交流接触器主触点;604、自动上水用交流接触器主触点;605、热继电器;606水泵;607、自动上水用交流接触器辅助常开触点;608、自动上水指示灯;609、自动上水用交流接触器线圈;610、手动上水停止按钮;611、手动上水用交流接触器辅助常闭触点;612、手动上水停止指示灯;613、热继电器辅助常闭触点;614、热继电器辅助常开触点;615、手动上水指示灯;616、618、手动上水用交流接触器辅助常开触点;617、手动上水用交流接触器线圈;619、手动上水启动按钮;620、电源指示灯;621、警报指示灯;622、急停按钮。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。
参见图1,本发明提供一种水箱自动上水触摸屏控制器,包括单片机微处理控制模块1、触摸屏2、浸入式水位传感器3、电源模块4、固态继电器5、水泵控制电路6、音箱7、水泵8、水箱9。单片机微处理控制模块1、电源模块4安装于一个处理器控制箱中,固态继电器5、水泵控制电路6安放于水泵控制柜中,触摸屏2安装于水泵控制柜的正面,音箱放于水泵控制柜的上部。单片机微处理控制模块与水泵控制柜通过触摸屏2的232串口线接口、通过固态继电器5的控制端导线连接在一起,构成了一个完整的程控上水装置。水泵8及水箱9通过逆止阀、水管连接在一起,所述逆止阀靠近水泵一侧,水泵沉于水井地下60m处,而水箱位于楼顶部,水箱体积约15m3,水管长度约150m。浸入式水位传感器3沉于水箱9底部,浸入式水位传感器3为4-20mA电流输出形式,经I/V变换转成1-5V的电压后,输入给单片机微处理控制模块1的ADC引脚提取到对应水位信息。
参见图2,触摸屏2作为输入、输出装置,在触摸屏2上包含有设定的最高水位显示数据206、设定的最低水位显示数据205、当前水位显示数据204、水位显示柱状图标变量207、自动上水启动按键201、自动停止控制按键202、手动上水启动按键210、手动停止控制按键211以及对应的启动、停止图标变量指示203、209,启动时对应的图标变量203、209为绿色指示,停止时对应的图标变量203、209为红色指示,启动、停止对应的变量图标指示203、209初始化为红色,即水泵上水处于未开启状态。触摸屏2是输入、输出装置,作为输出显示装置,单片机微处理控制模块1读取到的浸入式水位传感器3的水位信息,通过串口将该数据显示在触摸屏204位置处,同时,柱状水位显示图标变量207也会有相对应的位置显示。另外,触摸屏2具有实时时钟显示功能,利用表盘、表针控件显示当前时间信息,文本控件显示年、月、日、星期等信息。触摸屏上设定的最低水位显示在205、设定的最高水位显示在206,当点击触摸屏205、206处时,可以对设定的最低、最高水位进行修改,以便于应用于不同水箱的上水需要。
参见图3,固态继电器501、502与水泵控制电路6一同安装于控制柜内,固态继电器501、502接受I/O1、I/O2的控制信号,单片机微型处理模块1经反相器与I/O1、I/O2连接在一起,因此,I/O1、I/O2处的信号与单片机微处理器发出来的信号相反,固态继电器501、502的输出端串联接在水泵控制电路6的回路中,以实现对水泵的控制,其中I/O1、固态继电器501实现水泵手动上水控制,而I/O2、固态继电器502实现自动上水控制。水泵控制电路6还包括1个空气开关601,2个交流接触器,4个熔断器602、623,5个指示灯608、612、615、620、621,1个急停按钮622以及1个热继电器605等。
参见图2、图3,水箱程控上水装置工作时,要求空气开关601处于闭合状态,此时,经空气开关601、熔断器623、急停按钮622、零线N为电源模块4提供220V输入电压,电源模块4的输出为5V、12V,分别为系统中的单片机微处理控制模块1、触摸屏2、浸入式水位传感器3进行供电。空气开关601、熔断器623、急停按钮622、电源指示灯620与零线N形成回路,电源指示灯620点亮,表明系统已供电,如果电源指示灯620不亮,请检查线路。此时,热继电器辅助常开触点614处于断开状态,因此,空气开关601、熔断器623、急停按钮622、警报指示灯621、热继电器辅助常开触点614与零线N不能构成回路,因此警报指示灯621不亮,表明系统处于无故障状态。
当点击触摸屏上的自动上水按钮201时,自动上水启动、停止显示图标变量203变成绿色,同时,单片机微处理控制模块1通过串口接收到自动上水的信息,此时,如果触摸屏上当前水位显示数据204小于设定的最低水位显示数据205,则I/O2为高电平,此时,固态继电器502控制端经三极管形成回路,固态继电器502的输出端导通,则空气开关601、急停按钮622、固态继电器502、自动上水用交流接触器线圈609、热继电器辅助常闭触点613与零线N形成回路,此时自动上水用交流接触器主触点604吸合,于是,空气开关601、熔断器602、自动上水用交流接触器主触点604、热继电器605、水泵606形成回路,则水泵自动上水开始,直到水位达到设定最高水位显示数据206时,I/O2变为低电平,固态继电器502控制端无电流流过,因此固态继电器502的输出端不导通,自动上水用交流接触器线圈609无电流流过,所以自动上水用交流接触器主触点604断开,水泵断电,自动上水停止;而如果触摸屏上当前水位显示数据204在设定的最低水位数据205与最高水位数据206之间,则则I/O2为低电平,则固态继电器502的输出端不导通,自动上水用交流接触器线圈609无电流流过,所以自动上水用交流接触器主触点604断开,水泵断电,不会自动上水。整个过程中无需人工看守。
如果想要切换自动上水到手动上水时,则需要先点击触摸屏上的自动停止按钮202,此时,自动上水启动、停止显示图标变量203变成红色。
当点击触摸屏上的手动上水按钮210时,手动上水启动、停止显示图标变量209变成绿色,同时,单片机微处理控制模块1通过串口接收到手动上水的信息,此时,I/O1为高电平,固态继电器501控制端经三极管形成回路,固态继电器501的输出端导通,此时,控制回路经空气开关601、急停按钮622、固态继电器501、手动上水停止按钮610、手动上水用交流接触器辅助常闭触点611、手动上水启动按钮619、手动上水用交流接触器线圈617、热继电器辅助常闭触点613与零线N形成回路,手动上水停止指示灯612点亮,但由于手动上水启动按钮619未按下,则手动上水处于未开启状态;如果按下手动启动按钮619,则控制回路经空气开关601、急停按钮622、固态继电器501、手动上水停止按钮610、手动上水启动按钮619、手动上水用交流接触器线圈617、热继电器辅助常闭触点613与零线N形成回路,此时,手动上水用交流接触器主触点603吸合,同时,手动上水用交流接触器辅助常开触点616、618吸合,于是空气开关601、熔断器602、手动上水用交流接触器主触点603、热继电器605、水泵606形成回路,水泵手动上水开始,同时手动上水启动指示灯615点亮,其中,手动上水用交流接触器辅助常开触点618吸合后,可以避免因手动上水启动按钮619在复位弹簧的作用下恢复原位而造成电路断路,手动上水用交流接触器辅助常闭触点611断开,手动上水停止指示灯612熄灭。手动上水方式与设定最低水位显示数据205无关,在任何位置均可以实现手动上水。而手动上水停止时,如果采用人工方式时,可以在当前水位显示数据204在任何位置时按下手动上水停止按钮610,则手动上水用交流接触器线圈617失电,手动上水用交流接触器主触点603断开,则手动上水停止,手动上水停止指示灯612点亮,而手动上水启动指示灯615熄灭。此时I/O1仍为高电平,下次需要手当上水时,只需按下手动上水启动按钮619即可再次实现手动上水。如果不需要人工停止手动上水时,则控制系统根据单片机微处理控制模块1读取到的浸入式水位传感器3的水位信息,如果当前水位显示数据204达到设定最高水位显示数据206时,则I/O1变为低电平,则固态继电器501输出端断开,则手动上水停止,但此时,启动、停止图标变量指示209仍为绿色。下次需要手动上水时,只需要点击触摸屏上的手动上水按钮210,I/O1会变为高电平,即可再次实现手动上水。
如果想要切换手动上水到自动上水时,则需要先点击触摸屏上的手动停止按钮211,此时,手动上水启动、停止显示图标变量209会变成红色,再点击触摸屏上的自动启动按钮201,便可实现水箱上水的自动控制。
以上所述仅为本发明的优选实例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种水箱自动上水触摸屏控制器,包括单片机微处理控制模块1、触摸屏2、浸入式水位传感器3、电源模块4、固态继电器5、水泵控制电路6、音箱7、水泵8、水箱9,其特征在于:所述的单片机微处理控制模块1、电源模块4安装于单片机微处理控制模块1控制柜中,所述的触摸屏2、固态继电器5、水泵控制电路6安装于水泵控制柜中,所述的音箱7在水泵控制柜上部,单片机微处理控制模块1提取浸入式水位传感器3的水位信息,所述的水泵8及水箱9通过逆止阀、水管连接在一起,单片机微处理控制模块控制柜与水泵控制柜通过串口线、导线连在一起。
2.按照权利要求1所述的一种水箱自动上水触摸屏控制器,其特征在于:所述的单片机微处理控制模块1单片机为STC12C5A60S2,其供电由电源模块4提供。
3.按照权利要求1所述的一种水箱自动上水触摸屏控制器,其特征在于:所述触摸屏2作为输出装置,在电源模块4提供电源的基础上,通过触摸屏上的自动启动按钮201、自动停止按钮202、手动启动按钮210、手动停止按钮211,配合单片机微处理控制模块1、浸入式水位传感器3、固态继电器5、水泵控制电路6可以实现自动上水、停止以及手动上水、停止的功能,且自动上水、手动上水均无需人工看守,对应的启动、停止图标变量指示203、209用绿色或红色指示启动或停止,启动、停止对应的变量图标指示203、209初始化为红色,即水泵上水处于未开启状态,触摸屏2具有实时时钟显示功能,利用表盘、表针控件显示当前时间信息,文本控件显示年、月、日、星期等信息。
4.按照权利要求1所述的一种水箱自动上水触摸屏控制器,其特征在于:所述触摸屏2作为输入装置,单片机微处理控制模块1读取到的浸入式水位传感器3的水位信息,通过串口将该数据显示在触摸屏204位置处,同时,柱状水位显示图标变量207也会有相对应的位置显示,触摸屏上设定的最低水位显示在205、设定的最高水位显示在206,当点击触摸屏205、206处时,可以对设定的最低、最高水位进行修改,以便于应用于不同水箱的上水需要。
5.根据权利要求1所述的一种水箱自动上水触摸屏控制器,其特征在于:所述的浸入式水位传感器3沉于水箱9底部,选择浸入式水位传感器3为4-20mA电流输出形式,经I/V变换转成1-5V的电压后,输入给单片机STC12C5A60S2的ADC引脚提取到对应水位信息。
6.根据权利要求1所述的一种水箱自动上水触摸屏控制器,其特征在于:所述的水泵控制电路6还包括1个空气开关、2个交流接触器、4个熔断器、5个指示灯、1个急停开关以及1个热继电器等,配合单片机微处理控制模块1、触摸屏2、浸入式水位传感器3、固态继电器5实现水泵的手动、自动上水控制,且无需人工进行看守。
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