CN201569922U - 数字式水位控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字式水位控制器，包括控制器、变送器、水位传感器、控制专用芯片等，它不但可监视水位的变化，及时发出缺水报警信号，同时还可以自动或手动方式控制水泵的启停，其特征在于控制器内置漏电保护器，壳体上嵌有一个水位数字刻度表盘，实时水位由数字表盘上的指针指示，指针驱动为微型步进电机，为了实现远距离监控，水位传感器就近与变送器接口，经数字滤波与转换后，通过RS-232或RS-485接口与控制器相连，与变送器接口的水位传感器可根据用户需要选择水位探针、浮球阀、超声波测距式，由于解决了探头接线复杂的问题，又安全可靠，可广泛适用于水塔、高楼或山顶水池水位监测并自动控制水泵电机，便于普及推广。

Description

数字式水位控制器

技术领域

本实用新型涉及一种数字式水位控制器，主要应用于水塔、水箱或高楼水池水位的自动控制和水位的数字显示。

背景技术

水位控制器是控制水塔、水箱或高楼水池水位的自动化装置。早期的水泵抽水过程需要有人值管，抽水前开启电源，到达预定水位后，结束抽水关闭电源。目前，水泵的抽水过程采用水位控制器控制后，其过程基本上可以无人值守，主要有以下三种类型：第一种是采用杠杆机械装置，借助浮球阀在指定的水位处发生翻转来完成检测功能，但使用浮球阀工作时间较长后，浮球阀表面就粘满污物，导致翻转失灵不可靠；第二种是采用简单的模拟电路，采用间隙脉冲小电流驱动铁质的公共探针和高、低水位探针，当水位低于指定水位时自动打开水泵抽水，当水位达到指定高水位时自动关闭电泵，当由于探头众多，接线复杂，特别不适合控制器远离水箱或水池的安装；第三种是采用单片机配合超声波探头间接测量水位，但是，超声波受温度的影响太大，而且水平面的波动也直接影响超声波测距的精度。以上三种类型的水位控制器，主要考虑的是功能的实现，安全性考虑不足，水位指示简单，存在可靠性差、水位传感器的接线过长、功能单一等不足之处。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种数字式水位控制器，包括控制器、变送器和水位传感器三大部分。核心控制器件采用了水位控制专用芯片PLX-900，外观上采用类似空气开关形状的造型，呈现左高右低的结构布局，其底部采用导轨式安装方式，它不但可监视水位的变化，及时发出缺水或水位不足等报警信号，同时还可以自动或手动方式控制水泵的启停。其特征在于，控制器内置一个漏电保护器、壳体上内嵌一个水位数字刻度表盘，其水位显示采用指针指示，指针驱动为微型步进电机，为了实现远距离监控，水位传感器就近与变送器接口，从而大大缩短了接线的长度，变送器的外观上呈现正方形，其特征是前后两侧有两个DB9的接线端子，分别与水位传感器和控制器相连，水位传感信号经变送器数字滤波处理转换后，通过RS-232或RS-485接口与控制器本体相连，因此，对应不同的水位探针式、浮球阀式、超声波测距式传感器，只要选择与之对应的变送器型号即可，从而彻底解决了传感探头直接与控制器相连的问题，特别是当控制器需要安装在远离水塔、水箱的控制室内时，可大大降低复杂过长的接线，提高了系统的抗干扰能力，又安全可靠，可广泛适用于水塔、高楼或山顶水池水位的监测，自动控制水泵电机启停，便于普及推广。

本实用新型提出的具体的技术方案如下：

一种数字式水位控制器包括控制器壳体(1)、变送器(20)和水位传感器、水位控制专用芯片PLX-900(23)部分，控制器壳体(1)内置漏电保护器，壳体上内嵌一个水位数字刻度表盘(11)，变送器(20)与控制器壳体(1)之间采取总线连接方式。

控制器壳体(1)内置的漏电保护器包括复位按钮(2)、检测按钮(18)、拨动开关(3)、输入接线端子(4)、输出接线端子(19)。

控制器壳体(1)上有一个水位的数字刻度表盘(11)，其表盘(11)上的所有的分度线都是均匀的，表盘上中心处有一个指针(10)、指针(10)由一个单轴微型步进电机(24)的驱动轴带动。

水位传感器直接与变送器(20)上的DB9连接器(22)相连，经过变送器(20)转换后，再通过变送器(20)上的DB9连接器(21)，以RS-232或RS-485方式与控制器壳体(1)后部的DB9连接器(14)相连，连接器(14)直接与水位控制专用芯片PLX-900(23)相连。

控制器壳体(1)前端上还包括220V输入接线端子L(5)与220V输入电压接线端子N(6)、控制水泵电机的中间继电器的三个输出接线端子(7)(8)(9)。

控制器壳体(1)后端上还包括四个发光指示二极管，分别是电源指示发光二极管(12)、运行/暂停指示发光二极管(13)、启泵/停泵指示发光二极管(15)、水位正常/缺水指示发光二极管(16)和暂停按钮(17)。

变送器(20)外观上为一个正方形，两侧分别有一个与控制器上的DB9(14)相连的的连接器(21)，一个与水位传感器相连的连接器(22)，两个连接器(21)(22)的型号均为DB9。

附图说明

图1是本实用新型左侧视外形图；

图2是本实用新型右侧视外形图；

图3是本实用新型正视图；

图4是本实用新型前视图；

图5是本实用新型后视图；

图6是本实用新型变送器的外形图；

图7是本实用新型变送器的正视图；

图8是本实用新型的电原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明.

本实用新型包括：控制器壳体(1)、复位按钮(2)、拨动开关(3)、输入接线端子(4)、220V输入电压接线端子L(5)、220V输入电压接线端子N(6)、控制水泵电机的三个中间继电器的接线端子(7)(8)(9)、指针(10)、数字刻度表盘(11)、电源指示发光二极管(12)、运行/暂停发光指示二极管(13)、控制器壳体(1)后部的DB9连接器(14)、启泵/停泵发光指示二极管(15)、水位正常/缺水发光指示二极管(16)，一个暂停按钮(17)、检测按钮(18)、输出接线端子(19)、变送器(20)、水位变送器输出至控制器的DB9(21)、变送器与接水位传感器的DB9(22)、水位控制专用芯片PLX-900(23)、微型步进电机(24)。

本实用新型整体结构上为模块结构，包括控制器壳体(1)、变送器(20)和水位传感器三大部分，采用导轨式安装方式，控制器外观上呈现左高右低的结构布局。控制器壳体上内嵌一个水位数字刻度表盘(11)，其表盘(11)上的所有刻度分度线是均匀的，表盘上中心处有一个指针(10)、指针(10)由一个微型步进电机驱动轴带动，指针(10)在表盘(11)上停留的位置既是当前的水位。

由于水位传感器应安装在水塔、水箱或水池处，而控制器壳体(1)的安装位置可能安排在远离水塔、水箱或水池水位的控制室内，因此本实用新型中，水位传感器先就近直接与变送器(20)上的连接器DB9(22)相连，经过变送器(20)转换后，再通过变送器(20)上的连接器DB9(21)，以三线制的RS-232或二线制的RS-485方式与控制器壳体(1)后部的连接器DB9(14)相连，DB9连接器(14)则直接与水位控制专用芯片PLX-900引脚接口，选择RS-232或RS-485通信方式可根据距离确定，如果变送器(20)与控制器壳体(1)的距离在15米以内，可选择RS-232通信方式，距离大于15米则可选择RS-485通信方式，这样做的好处是大大降低水位传感器的复杂接线，提高了系统的抗干扰能力。

控制器接收到水位传感信号后，在显示当前水位的同时，会适时点亮发光二极管，以指示当前的运行工况。除了电源指示发光二极管(12)是用单色发光二极管之外，其余三个发光指示二极管为红绿双色发光二极管，有电时，电源指示发光二极管(12)点亮发光；运行/暂停指示发光二极管(13)在“运行”有效时显示绿色，任何时候按下暂停按钮(17)，“暂停”有效，发光二极管(13)则显示红色，再按下暂停按钮(17)，“运行”有效，发光二极管(13)则显示绿色；启泵/停泵指示发光二极管(15)在启动水泵时显示绿色，“停泵”有效时则显示红色；水位正常/缺水指示发光二极管(16)在水位“正常”有效时显示绿色，“缺水”或探测到水位不足时显示红色。

控制水泵电机的中间继电器的三个输出接线端子分别是常开触点(7)、动触点(8)和常闭触点(9)，可直接控制220V供电的小型水泵电机，也可以利用其中间继电器的触点来控制三相交流接触器，实现控制由三相电源380V供电的水泵电机。

本实用新型另一大特色是，从安全的角度出发内置了一个漏电保护器，包括复位按钮(2)、检测按钮(18)、拨动开关(3)、输入接线端子(4)、输出接线端子(19)，其中，220V输入电压从220V输入电压接线端子L(5)和220V输入电压接线端子N(6)接入，漏电保护器的一次线圈与220V的线路相连接，二次线圈与漏电保护器中的脱扣器连接。当水泵电机设备正常运行时，线路中电流呈平衡状态，互感器中电流矢量之和为零，由于一次线圈中没有剩余电流，所以不会感应二次线圈，漏电保护器的拨动开关(3)处于闭合状态运行。当设备外壳发生漏电并有人触及时，则在故障点产生分流，此漏电电流致使互感器中的电流矢量之和不为零，一次线圈中产生剩余电流，因此便会感应二次线圈，当这个电流值达到该漏电保护器限定的动作电流值时，拨动开关(3)脱扣，从而切断电源，达到安全用电的目的。

本实用新型核心控制器采用了水位控制专用控制芯片PLX-900(23)，水位控制器在结构上采用了模块化的设计思想，解决了水位传感探头接线复杂，水位指示不直观等问题，不同的水位传感器可通过选择对应的变送器型号，通过数字滤波、总线传输等技术提高了系统的抗干扰能力和可靠性，通过指针式数字表盘实现水位的直观数字指示，通过内置的漏电保护器保证安全用电，因此可广泛适用于水塔、高楼水箱或山顶水池水位的监测与自动控制，便于普及推广。

Claims (7)

1.一种数字式水位控制器，包括控制器壳体(1)、变送器(20)和水位传感器、水位控制专用芯片PLX-900(23)部分，其特征在于，控制器壳体(1)内置漏电保护器，壳体上内嵌一个水位数字刻度表盘(11)，变送器(20)与控制器壳体(1)之间采取总线连接方式。

2.根据权利要求1所述的数字式水位控制器，其特征在于，控制器壳体(1)内置的漏电保护器包括复位按钮(2)、检测按钮(18)、拨动开关(3)、输入接线端子(4)、输出接线端子(19)。

3.根据权利要求1所述的数字式水位控制器，其特征在于，控制器壳体(1)上有一个水位的数字刻度表盘(11)，其表盘(11)上的所有的分度线都是均匀的，表盘上中心处有一个指针(10)、指针(10)由一个单轴微型步进电机(24)的驱动轴带动。

4.根据权利要求1所述的数字式水位控制器，其特征在于，水位传感器直接与变送器(20)上的DB9连接器(22)相连，经过变送器(20)转换后，再通过变送器(20)上的DB9连接器(21)，以RS-232或RS-485方式与控制器壳体(1)后部的DB9连接器(14)相连，连接器(14)直接与水位控制专用芯片PLX-900(23)相连。

5.根据权利要求1所述的数字式水位控制器，其特征在于，控制器壳体(1)前端上还包括220V输入接线端子L(5)与220V输入电压接线端子N(6)、控制水泵电机的中间继电器的三个输出接线端子(7)(8)(9)。

6.根据权利要求1所述的数字式水位控制器，其特征在于，控制器壳体(1)后端上还包括四个发光指示二极管，分别是电源指示发光二极管(12)、运行/暂停指示发光二极管(13)、启泵/停泵指示发光二极管(15)、水位正常/缺水指示发光二极管(16)和暂停按钮(17)。

7.根据权利要求1所述的数字式水位控制器，其特征在于，变送器(20)外观上为一个正方形，两侧分别有一个与控制器上的DB9(14)相连的的连接器(21)，一个与水位传感器相连的连接器(22)，两个连接器(21)(22)的型号均为DB9。

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