CN110380648A - 智能管道疏通机自动控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能管道疏通机自动控制系统，包括电机、电流检测模块、控制器、报警器，其中，所述电流检测模块的采集端与所述电机的驱动端连接以检测所述电机的工作电流，所述电流检测模块的输出端与所述控制器的输入端连接。本发明还提供一种智能管道疏通机的控制方法，包括S1，通过控制器设定多个电机自启动工作时间段，控制器控制电机根据设定的时间段实现自启动；S2，电机转动时长的设定；S3，电机启动时长和间隔停止时长的设定。本发明使管道上安装的疏通机实现自动控制，设定时间段使疏通机自动对管道内污物搅拌剪切，操作方式便捷，能够有效避免管道内堵塞现象的发生。

Description

智能管道疏通机自动控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及管道堵塞技术领域，具体涉及一种智能管道疏通机自动控制系统及控制方法。

背景技术

欧洲，工业垃圾单独焚烧，而中国的污水管道均为一个管道，及厨余垃圾、厕所垃圾等共用一个下水管道，全国共有小区数量100余万个，平均每个小区每年污水管道堵塞2-3次，每次疏通费用在2000元左右；酒店污水管道每一次堵塞所造成的损失比小区只高不低，维修时，可能需要拆掉居民的墙体，安装比较麻烦，成本高，并且每次堵塞都会给居民造成一些不必要的损失。因此需要研发一种能够将管道内的污物搅碎的设备，因此疏通机应运而生，疏通机包括电机、机械铰刀，机械铰刀安装在电机的输出轴上，疏通机安装在管道内，疏通机上方的管道堵塞时，电机驱动机械铰刀旋转将其搅碎，使其顺畅流通，但是由于污物处于管道内部，人们平时无法通过手动操作，而且手动操作也很麻烦，自动化程度低，给人们生活带来不便，因此，需要一种能够自动控制疏通机的控制系统，使疏通机按照控制系统自动运行，无需人工干涉。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种智能管道疏通机自动控制系统及控制方法，使管道上安装的疏通机实现自动控制，设定时间段使疏通机自动对管道内污物搅拌剪切，操作方式便捷，能够有效避免管道内堵塞现象的发生。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种智能管道疏通机自动控制系统，包括电机、电流检测模块、控制器、报警器，其中，所述电流检测模块的采集端与所述电机的驱动端连接以检测所述电机的工作电流，所述电流检测模块的输出端与所述控制器的输入端连接，以将采集得到的所述电机的电机电流信号发送至所述控制器，所述控制器的输出端与所述电机的被控端和所述报警器连接；

其中，所述电机启动后，电流检测模块将采集的电机电流信号传输至控制器内，控制器将采集的电机电流信号与预设电流阈值进行比较，当采集的电机电流数值大于预设电流阈值时，控制器控制所述电机以与当前转动方向相反的模式进行转动，且以该电机转动时长控制所述电机转动；控制器根据设定电机在工作时间段内对应的转动总次数，且每一次转动计数一次，以该电机转动总次数控制所述电机转动。

在上述任一方案中优选的是，所述智能管道疏通机自动控制系统还包括液位开关和设定控制柜，所述液位开关设置与管道内疏通机的上方，所述液位开关与所述控制器的输入端子连接，所述设定控制柜与控制器的输出端子连接。

在上述任一方案中优选的是，所述设定控制柜上设有急停按钮、设置按钮、设定按钮和两个四段的数码管，所述设定按钮包括增加按钮和减少按钮，所述急停按钮、设置按钮、设定按钮、两个四段的数码管均与控制器连接。

在上述任一方案中优选的是，根据实际工况通过设定按钮设定电机每次启动总时长，控制器以该电机每次启动总时长控制所述电机转动；根据实际工况通过设定按钮设定电机间隔停止时长，控制器以该电机间隔停止时长控制所述电机的再次启动。

本发明还提供一种智能管道疏通机的控制方法，包括以下步骤：

S1，通过控制器设定多个电机自启动工作时间段，控制器控制电机根据设定的时间段实现自启动，以对管道内的污物进行搅碎；电机启动后，电流检测模块采集电机工作时的电流信号；

S2，电流检测模块将采集的电机电流信号传输至控制器内，控制器将采集的电机电流信号与预设电流阈值进行比较，当采集的电机电流数值大于预设电流阈值时，控制器控制所述电机以与当前转动方向相反的模式进行转动，电机的转动时长根据实际工况通过设置按钮进行时长调节；

S3，根据实际工况通过设定按钮设定电机在工作时间段内对应的转动总次数，且每一次转动计数一次，控制器以该电机转动总次数控制所述电机转动，当电机的转动次数超过预设次数值时，控制器控制电机停止工作；

S4，报警保护，所述电机在正反转交替过程中，电流检测模块采集的电流均超过步骤S2中预设电流阈值的最大值时，控制器控制声光报警器报警；

其中，步骤S2、S3并列执行，预先达到其中一个步骤，电机按照该步骤进行动作。

在上述任一方案中优选的是，还包括步骤S5，根据实际工况通过设定按钮设定电机每次启动总时长，控制器以该电机每次启动总时长控制所述电机转动，当电机每次启动总时长达到所述控制器的预设值时，控制器控制所述电机自动停止；根据实际工况通过设定按钮设定电机间隔停止时长，控制器以该电机间隔停止时长控制所述电机的再次启动，当电机的间隔停时长达到控制器内的预设停时间值时，控制器控制电机再次启动；其中，步骤S5与S2、S3并列执行，预先达到其中一个步骤，电机按照该步骤进行动作。

在上述任一方案中优选的是，电机启动时为正转，电流检测模块将采集的电机电流信号输入至控制器内与预设电流阈值比较，当大于预设电流阈值时，电机反转对管道污物反向搅碎，当电机反转时，采集的电流大于预设电流阈值，电机再次正转。

在上述任一方案中优选的是，电机启动时为正转，电流检测模块将采集的电机电流信号输入至控制器内与预设电流阈值比较，采集的电流处于预设电流阈值范围内，当电机的转动时长超过预设转动时长时，电机反转对对管道污物反向搅碎，当电机反转的转动时长超过预设转动时长时，电机再次正转。

在上述任一方案中优选的是，根据实际工况通过设定按钮设定触碰液位开关时电机的转动时长，当电机转动的时长达到预设转动时长时，电机以与当前转动方向相反的模式进行转动，电机的转动时长根据实际工况通过设置按钮进行时长调节。

在上述任一方案中优选的是，管道内因堵塞而导致液位上升触碰液位开关，控制器根据设定电机转动时长进行转动。

与现有技术相比，本发明提供的智能管道疏通机自动控制系统及控制方法具有以下有益效果：

1、通过自动控制系统控制电机按照设定时间段内进行自启动，实现自动控制功能，自动化程度高，无需要人工手动操作，具有操作简单、便捷的优点，而且自动触发模式和定时启动模式这两种工作模式的同时设定，有利于全天对管道内的污物进行监测，更有效的避免管道堵塞；

2、控制器根据采集的电机电流信号与预设阈值进行比较，大于预设阈值时，电机以与当前转动方向相反的模式进行转动，不仅避免电机转动扭矩过大损坏电机，而且电机根据转动时长在符合预设电流阈值的情况下进行正反转，有利于将污物搅碎的更加充分；

3、通过设定按钮可以调节电机的转动总次数、启动总时长、间隔停止时长，从而根据实际工况对电机的动作状态进行调节，进而在保护电机的情况下更有利于将污物搅碎，同时也节省电能、减少用户使用成本。

附图说明

图1为本发明提供的智能管道疏通机自动控制系统的一优选实施例的电路原理图；

图2为急停按钮、设置按钮、设定按钮和数码管在设定控制柜上的分布图；

图3为图1所示实施例的电路原理图；

图4为图1中电流采集模块的电路原理图。

图中标注说明：1、电机；2、电流采集模块；3、液位开关；4、报警器；5、控制器；6、急停按钮；7、设置按钮；8、增加按钮；9、减少按钮；10、数码管；11、电压表；12、综显表。

具体实施方式

为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本发明。

如图1-4所示，按照本发明提供的智能管道疏通机自动控制系统及控制方法的一实施例，包括电机1、电流检测模块、控制器5、报警器4，其中，所述电流检测模块的采集端与所述电机的驱动端连接以检测所述电机1的工作电流，所述电流检测模块的输出端与所述控制器5的输入端连接，以将采集得到的所述电机1的电机电流信号发送至所述控制器5，所述控制器5的输出端与所述电机的被控端和所述报警器4连接；

其中，所述电机1启动后，电流检测模块将采集的电机电流信号传输至控制器5内，控制器5将采集的电机电流信号与预设电流阈值进行比较，当采集的电机电流数值大于预设电流阈值时，控制器5控制所述电机以与当前转动方向相反的模式进行转动，且以该电机转动时长控制所述电机转动；控制器5根据设定电机在工作时间段内对应的转动总次数，且每一次转动计数一次，以该电机转动总次数控制所述电机转动。

进一步的，所述智能管道疏通机自动控制系统还包括液位开关3和设定控制柜，所述液位开关3设置与管道内疏通机的上方，所述液位开关3与所述控制器5的输入端子连接，所述设定控制柜与控制器5的输出端子连接。

进一步的，所述设定控制柜上设有急停按钮6、设置按钮7、设定按钮和两个四段的数码管10，所述设定按钮包括增加按钮8和减少按钮9，所述急停按钮6、设置按钮7、设定按钮、两个四段的数码管10均与控制器5连接。设定控制柜上还设有与控制器5连接的电压表11、综显表12，当按下急停按钮6时，电机1停止旋转，当按下设置按钮7后，进入参数设定模式，在这之前，通过控制器5将电流最大值设定、电机转动时长、电机启动总时长、间隔停止时长、转动次数、液位开关3触碰转动时长按照数字1-6的编号进行排序设定，即编号1代表电流最大值设定，编号2代表电机转动时长，编号3为电机启动总时长，编号4为间隔停止时长，编号5为转动次数，编号6为液位开关3触碰转动时长；进入参数设定模式后，通过增加按钮8和减少按钮9分别对设定参数进行增减设定，数码管10前一位为编号1-6，如果没有显示空。循环按下设置按钮7，循环显示空、1、2、3，4、5、6，在相应的参数设置状态，按下增加、减少按钮9可以调整相应的数值。其中一个四段的数码管10用于显示编号数值，另一个四段数码管10用于显示设定参数值。

进一步的，根据实际工况通过设定按钮设定电机每次启动总时长，控制器5以该电机每次启动总时长控制所述电机转动；根据实际工况通过设定按钮设定电机间隔停止时长，控制器5以该电机间隔停止时长控制所述电机1的再次启动。

控制器5、设定控制柜均安装在控制柜上，控制柜可以设定在居民区内的指定位置，所述控制器5的型号为STJ-158D，控制器5内的芯片型号为STC12C5A60S2。

本实施例还提供一种智能管道疏通机的控制方法，包括以下步骤：

S1，通过控制器5设定多个电机自启动工作时间段，控制器5控制电机根据设定的时间段实现自启动，以对管道内的污物进行搅碎；电机启动后，电流检测模块采集电机工作时的电流信号；多个时间段可以分为早晨7:00-9:00，中午11:00-1:00，晚上5:30-7:30，这三个时间段处于人们做饭时间，垃圾比较多，容易堵塞。

S2，电流检测模块将采集的电机电流信号传输至控制器5内，控制器5将采集的电机电流信号与预设电流阈值进行比较，当采集的电机电流数值大于预设电流阈值时，控制器5控制所述电机以与当前转动方向相反的模式进行转动，电机的转动时长根据实际工况通过设置按钮7进行时长调节；其中预设电流阈值为30A，当电机的工作电流大于30A时，认为转动扭矩过大，控制器5控制电机反转。

S3，根据实际工况通过设定按钮设定电机1在工作时间段内对应的转动总次数，且每一次转动计数一次，控制器5以该电机转动总次数控制所述电机转动，当电机的转动次数超过预设次数值时，控制器5控制电机停止工作；

S4，报警保护，所述电机1在正反转交替过程中，电流检测模块采集的电流均超过步骤S2中预设电流阈值的最大值时，控制器5控制声光报警器4报警；因电机转动扭矩过大无法旋转使电流超过最大预设阈值时，报警器4进行报警，报警的同时控制器5控制电机断电，对电机起到保护作用；

其中，步骤S2、S3并列执行，预先达到其中一个步骤，电机按照该步骤进行动作。

进一步的，还包括步骤S5，根据实际工况通过设定按钮设定电机每次启动总时长，控制器5以该电机每次启动总时长控制所述电机1转动，当电机每次启动总时长达到所述控制器5的预设值时，控制器5控制所述电机1自动停止；根据实际工况通过设定按钮设定电机间隔停止时长，控制器5以该电机间隔停止时长控制所述电机的再次启动，当电机的间隔停时长达到控制器5内的预设停时间值时，控制器5控制电机再次启动；其中，步骤S5与S2、S3并列执行，预先达到其中一个步骤，电机按照该步骤进行动作。

进一步的，电机1启动时为正转，电流检测模块将采集的电机电流信号输入至控制器5内与预设电流阈值比较，当大于预设电流阈值时，电机反转对管道污物反向搅碎，当电机反转时，采集的电流大于预设电流阈值，电机再次正转。

进一步的，电机1启动时为正转，电流检测模块将采集的电机电流信号输入至控制器5内与预设电流阈值比较，采集的电流处于预设电流阈值范围内，当电机的转动时长超过预设转动时长时，电机反转对对管道污物反向搅碎，当电机反转的转动时长超过预设转动时长时，电机再次正转。

进一步的，根据实际工况通过设定按钮设定触碰液位开关3时电机的转动时长，当电机1转动的时长达到预设转动时长时，电机以与当前转动方向相反的模式进行转动，电机的转动时长根据实际工况通过设置按钮7进行时长调节。

需要说明的是，触碰液位开关3使电机启动和设定时间段电机自启动为两种并列启动形式，先触发一种启动形式，该种形式启动，并且自动屏蔽另一种形式，直到处理完成。

进一步的，管道内因堵塞而导致液位上升触碰液位开关3，控制器5根据设定电机转动时长进行转动。

如图3所示，系统电源输入由总空开Q01M00控制。控制电机的有相应的分空开F01M00和接触器T01M21控制，其中分空开F01M00是手动控制通断电，接触器T01M21实现自动控制通断电，电机的换向由继电器K01M21和K02M21切换控制，为提高系统的可靠性，采用的是固态继电器。

系统总体控制由控制器控制，型号为STJ-158D，控制器内的芯片型号为STC12C5A60S2，控制器所有输入输出均为光电隔离，提高了系统的可靠性。控制器实现16路信号输入、2路A/D，可以实现开关量和模拟量的读取，读取系统的工作状态。实现6路O、2路D/A，控制相应的执行机构工作和报警。

不同的工作场合，电机的转动时长、启动总时长、转动次数、间隔停止时长均设置的不同，下表为一些常用工作场合提供的参考数据设定值：

本实施例的工作原理：根据实际工况通过设定按钮设定电机的转动总次数、启动总时长、间隔停止时长、转动时长，增加按钮用于增加时长，减少按钮用于减少时长，设定完成后，在设定时间段电机自启动并按设定的转动总次数、启动总时长、间隔停止时长、电流值这几种控制方式进行旋转，并且先到达其中一个控制方式的预设值时，电机按该控制方式动作。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

通通过控制器控制电机在设定时间段内进行自启动，实现自动控制功能，自动化程度高，无需要人工手动操作，具有操作简单、便捷的优点；控制器根据采集的电机电流信号与预设阈值进行比较，大于预设阈值时，电机以与当前转动方向相反的模式进行转动，不仅避免电机转动扭矩过大损坏电机，而且电机根据转动时长在符合预设电流阈值的情况下进行正反转，有利于将污物搅碎的更加充分。

本领域技术人员不难理解，本发明包括上述说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能管道疏通机自动控制系统，其特征在于：包括电机、电流检测模块、控制器、报警器，其中，所述电流检测模块的采集端与所述电机的驱动端连接以检测所述电机的工作电流，所述电流检测模块的输出端与所述控制器的输入端连接，以将采集得到的所述电机的电机电流信号发送至所述控制器，所述控制器的输出端与所述电机的被控端和所述报警器连接；

其中，所述电机启动后，电流检测模块将采集的电机电流信号传输至控制器内，控制器将采集的电机电流信号与预设电流阈值进行比较，当采集的电机电流数值大于预设电流阈值时，控制器控制所述电机以与当前转动方向相反的模式进行转动，且以该电机转动时长控制所述电机转动；控制器根据设定电机在工作时间段内对应的转动总次数，且每一次转动计数一次，以该电机转动总次数控制所述电机转动。

2.根据权利要求1所述的智能管道疏通机自动控制系统，其特征在于：所述智能管道疏通机自动控制系统还包括液位开关和设定控制柜，所述液位开关设置与管道内疏通机的上方用于检测管道内的液位，所述液位开关与所述控制器的输入端子连接，所述控制器位于设定控制柜内。

3.根据权利要求1所述的智能管道疏通机自动控制系统，其特征在于：所述设定控制柜上设有急停按钮、设置按钮、设定按钮和两个四段的数码管，所述设定按钮包括增加按钮和减少按钮，所述急停按钮、设置按钮、设定按钮、两个四段的数码管均与控制器连接。

4.根据权利要求1所述的智能管道疏通机自动控制系统，其特征在于：根据实际工况通过设定按钮设定电机每次启动总时长，控制器以该电机每次启动总时长控制所述电机转动；根据实际工况通过设定按钮设定电机间隔停止时长，控制器以该电机间隔停止时长控制所述电机的再次启动。

5.一种智能管道疏通机的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，通过控制器设定多个电机自启动工作时间段，控制器控制电机根据设定的时间段实现自启动，以对管道内的污物进行搅碎；电机启动后，电流检测模块采集电机工作时的电流信号；

S2，电流检测模块将采集的电机电流信号传输至控制器内，控制器将采集的电机电流信号与预设电流阈值进行比较，当采集的电机电流数值大于预设电流阈值时，控制器控制所述电机以与当前转动方向相反的模式进行转动，电机的转动时长根据实际工况通过设置按钮进行时长调节；

S3，根据实际工况通过设定按钮设定电机在工作时间段内对应的转动总次数，且每一次转动计数一次，控制器以该电机转动总次数控制所述电机转动，当电机的转动次数超过预设次数值时，控制器控制电机停止工作；

S4，报警保护，所述电机在正反转交替过程中，电流检测模块采集的电流均超过步骤S2中预设电流阈值的最大值时，控制器控制声光报警器报警；

其中，步骤S2、S3并列执行，预先达到其中一个步骤，电机按照该步骤进行动作。

6.根据权利要求5所述的智能管道疏通机的控制方法，其特征在于：还包括步骤S5，根据实际工况通过设定按钮设定电机每次启动总时长，控制器以该电机每次启动总时长控制所述电机转动，当电机每次启动总时长达到所述控制器的预设值时，控制器控制所述电机自动停止；根据实际工况通过设定按钮设定电机间隔停止时长，控制器以该电机间隔停止时长控制所述电机的再次启动，当电机的间隔停时长达到控制器内的预设停时间值时，控制器控制电机再次启动；其中，步骤S5与S2、S3并列执行，预先达到其中一个步骤，电机按照该步骤进行动作。

7.根据权利要求5所述的智能管道疏通机的控制方法，其特征在于：电机启动时为正转，电流检测模块将采集的电机电流信号输入至控制器内与预设电流阈值比较，当大于预设电流阈值时，电机反转对管道污物反向搅碎，当电机反转时，采集的电流大于预设电流阈值，电机再次正转。

8.根据权利要求5所述的智能管道疏通机的控制方法，其特征在于：电机启动时为正转，电流检测模块将采集的电机电流信号输入至控制器内与预设电流阈值比较，采集的电流处于预设电流阈值范围内，当电机的转动时长超过预设转动时长时，电机反转对对管道污物反向搅碎，当电机反转的转动时长超过预设转动时长时，电机再次正转。

9.根据权利要求4所述的智能管道疏通机的控制方法，其特征在于：根据实际工况通过设定按钮设定触碰液位开关时电机的转动时长，当电机转动的时长达到预设转动时长时，电机以与当前转动方向相反的模式进行转动，电机的转动时长根据实际工况通过设置按钮进行时长调节。

10.根据权利要求4所述的智能管道疏通机的控制方法，其特征在于：管道内因堵塞而导致液位上升触碰液位开关，控制器根据设定电机转动时长进行转动。