CN211653445U - 一种智能水电测量控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种智能水电测量控制装置，交流接触器的供电输入端连接交流电；交流接触器的输出端连接用电设备；逻辑控制模块通过三相电流变送模块连接交流接触器的输出端，用于交流接触器输出端的电量信息；逻辑控制模块通过控制电路连接交流接触器的控制端，根据获取的控制信号控制交流接触器通断；逻辑控制模块通过网络通讯模块将获取的电量信息以及用电设备的工作状态信息传输给上位机；逻辑控制模块和网络通讯模块分别依次通过电源转换模块和防雷滤波模块连接交流电。装置可以实现计时、计水、计电、水电双计功能。实现了抑制电源工作频率以外的干扰；能够有效的进行电源滤波，保证计量过程的安全性和准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及灌区用水、用电量监测技术领域，尤其涉及一种智能水电测量控制装置。
背景技术
灌区管理的信息化、智能化、网络化是灌区建设和管理的发展方向。由于技术等条件限制，原本就粗放的灌区信息化技术一致停留在初期阶段，当前灌区管理手段仍然较为落后。传统的信息采集主要依靠人工、流量计等，人工观测的准确度和实效性较低，而流量计则存在易堵易坏的缺点，成本费用较高。
虽然现在有些区域已经采用了自动计量，远程发送的方式，但是在计量过程中容易造成干扰进而影响数据的准确性。而且无法实现基于设定的时间段进行数据采集，以及无法基于时间点需要来进行对用电设备的控制。
实用新型内容
为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种智能水电测量控制装置，包括：逻辑控制模块、网络通讯模块、电源转换模块、防雷滤波模块、三相电流变送模块、控制电路以及交流接触器；交流接触器的供电输入端连接交流电；交流接触器的输出端连接用电设备；逻辑控制模块通过三相电流变送模块连接交流接触器的输出端，用于交流接触器输出端的电量信息；三相电流变送模块的每相电通过耦合电路连接交流接触器输出端；逻辑控制模块通过控制电路连接交流接触器的控制端，根据获取的控制信号控制交流接触器通断；逻辑控制模块通过网络通讯模块将获取的电量信息以及用电设备的工作状态信息传输给上位机；逻辑控制模块和网络通讯模块分别依次通过电源转换模块和防雷滤波模块连接交流电。
优选地，用电设备包括：水泵；水泵的连接管道上设有流量表和压力表；逻辑控制模块分别与流量表和压力表连接，获取流量信息和压力信息；逻辑控制模块通过与水泵连接，获取水泵的工作状态信息。
从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
本实用新型涉及的装置可以实现计时、计水、计电、水电双计功能，可以通过定时电路可以实现定时数据采集，定时控制用电设备的开启和关闭。也可以基于时间段或时间点的需要进行控制，数据获取等操作。实现了抑制电源工作频率以外的干扰；能够有效的进行电源滤波，保证计量过程的安全性和准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为智能水电测量控制装置整体示意图；
图2为耦合电路图；
图3为控制电路图；
图4为定时电路图。
具体实施方式
为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
本实用新型提供了一种智能水电测量控制装置，如图1至4所示，包括：逻辑控制模块1、网络通讯模块2、电源转换模块3、防雷滤波模块4、三相电流变送模块6、控制电路8以及交流接触器7；
交流接触器7的供电输入端连接交流电；交流接触器7的输出端连接用电设备10；逻辑控制模块1通过三相电流变送模块6连接交流接触器7的输出端，用于交流接触器7输出端的电量信息；三相电流变送模块6的每相电通过耦合电路11连接交流接触器7输出端；逻辑控制模块1通过控制电路8连接交流接触器7的控制端，根据获取的控制信号控制交流接触器7通断；逻辑控制模块1通过网络通讯模块2将获取的电量信息以及用电设备的工作状态信息传输给上位机；逻辑控制模块1和网络通讯模块2分别依次通过电源转换模块3和防雷滤波模块4连接交流电。
三相电流变送模块6带黑底白字的段码液晶显示，配备按键操作更加方便。三相电流变送模块6对电气线路中的电压、电流、有功、无功、功率因素、频率、有功电能、无功电能及视在功率进行实时测量与显示，并通过RS485/RS232接口或模拟量变送输出接口对被测量电量数据进行传输，传输到逻辑控制模块1。这里的逻辑控制模块1采用STM32中央控制器，或采用MCS-51系列的单片机。
逻辑控制模块1连接有EEPROM存储器，RTC时钟电路，USB接口电路，调试电路，以太网接口电路，串行通讯电路，液晶显示电路，键盘电路。
用电设备包括：水泵；水泵的连接管道上设有流量表和压力表；逻辑控制模块1分别与流量表和压力表连接，获取流量信息和压力信息；逻辑控制模块1通过与水泵连接，获取水泵的工作状态信息。用电设备还可以包括控制电机，喷洒水开关以及与灌区相关的设备。
本实用新型中，耦合电路包括：电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，电容C5，耦合变压器T1，二极管D1，电容C2，电感L1，电感L2，电阻R1，开关二极管U1；
电容C1第一端连接耦合电路第一输入端连接；电容C1第二端连接耦合变压器T1第一输入端；耦合变压器T1第二输入端连接耦合电路第二输入端；耦合变压器T1第一输出端分别连接二极管D1阳极和电容C2第一端；电容C2第二端与电感L1连接；电感L1第二端分别与电感L2第一端，电容C3第一端以及电阻R1第一端连接；电阻R1第二端分别连接开关二极管U1的一脚和二脚连接以及电容C5第一端；电容C5第二端接耦合电路第一输出端；耦合变压器T1第二输出端，电感L2第二端，电容C3第二端，开关二极管U1三脚以及电容C4第一端分别接地；电容C4第二端连接耦合电路第二输出端；电感L1，电感L2，电容C2，电容C3为二阶带通滤波电路，抑制电源工作频率以外的干扰；电阻R1起到限流作用，二极管D1起到输入电压的调幅作用。
控制电路8包括：光电隔离芯片U2，电阻R2，电阻R3，电阻R4，发光二极管D11，二极管D12，继电器U3，三极管Q1；光电隔离芯片U2一脚通过电阻R2连接电源；光电隔离芯片U2二脚接控制电路8的输入端；光电隔离芯片U2四脚，发光二极管D11第一端，二极管D12阴极以及继电器U3一脚分别连接电源；光电隔离芯片U2三脚通过电阻R3连接三极管Q1基极；三极管Q1发射极接地；三极管Q1集电极分别连接电阻R4第二端，二极管D12阳极，继电器U3二脚；电阻R4第一端与发光二极管D11第二端连接；继电器U3三脚连接接线端子二脚；继电器U3四脚连接接线端子一脚；继电器U3五脚连接接线端子三脚；继电器U3三脚与五脚为常闭端，继电器U3三脚与四脚为常开端；继电器U3一脚和二脚为线圈端。逻辑控制模块1通过控制三极管Q1通断控制继电器U3动作，进而控制用电设备开关。
逻辑控制模块1还连接有定时电路；定时电路包括：晶振X1，定时芯片U4，电容C21,二极管D2，二极管D3，电阻R11，电阻R12；定时芯片U4一脚通过晶振X1连接二脚；定时芯片U4三脚为输入端，四脚接地；定时芯片U4八脚分别连接电容C21第一端，二极管D2阴极，二极管D3阴极；电容C21第二端接地；二极管D2阳极接电源；定时芯片U4六脚接电阻R11第一端；定时芯片U4五脚接电阻R12第一端；二极管D3阳极，电阻R11第二端，电阻R12第二端分别连接电源；电容C21第二端接地；定时芯片U4采用PCF8563。定时器的功能是为系统提供时间基准，控制系统在正常模式和休眠模式的交替。具体的实现方式是采用日历时钟芯片，为逻辑控制模块1提供定时功能。定时电路含有的总线接口，用于芯片的内部寄存器操作。定时电路具有定时器、报警、时钟输出和中段输出等功能。
本实用新型采用工业级设计，通过防雷滤波模块也就是浪涌保护器实现了防雷保护。优选地，本实用新型涉及的智能水电测量控制装置采用多种工作模式，可以通过转换开关实现手动模式、自动模式、远程模式，可以根据用户不同的现场使用情况选择使用。
装置可以预留有流量计接口、开关信息接口、模拟量采集接口、4-20MA电流采集接口、继电器控制输出接口等，方便扩展。可采用GPRS/CDMA/3G/4G无线传输或RS485串口，也可以选择有线网络接口，内部集成DHCP，100/1000M自动适应。装置可以支持串口配置方式、远程配置、以及组态屏配置。通过对数据的储存实现导出历史数据。装置可以实现计时、计水、计电、水电双计功能。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种智能水电测量控制装置，其特征在于，包括：逻辑控制模块(1)、网络通讯模块(2)、电源转换模块(3)、防雷滤波模块(4)、三相电流变送模块(6)、控制电路(8)以及交流接触器(7)；
交流接触器(7)的供电输入端连接交流电；交流接触器(7)的输出端连接用电设备(10)；
逻辑控制模块(1)通过三相电流变送模块(6)连接交流接触器(7)的输出端，用于交流接触器(7)输出端的电量信息；
三相电流变送模块(6)的每相电通过耦合电路(11)连接交流接触器(7)输出端；
逻辑控制模块(1)通过控制电路(8)连接交流接触器(7)的控制端，根据获取的控制信号控制交流接触器(7)通断；
逻辑控制模块(1)通过网络通讯模块(2)将获取的电量信息以及用电设备的工作状态信息传输给上位机；
逻辑控制模块(1)和网络通讯模块(2)分别依次通过电源转换模块(3)和防雷滤波模块(4)连接交流电。
2.根据权利要求1所述的智能水电测量控制装置，其特征在于，
用电设备包括：水泵；
水泵的连接管道上设有流量表和压力表；
逻辑控制模块(1)分别与流量表和压力表连接，获取流量信息和压力信息；
逻辑控制模块(1)通过与水泵连接，获取水泵的工作状态信息。
3.根据权利要求1所述的智能水电测量控制装置，其特征在于，
逻辑控制模块(1)采用STM32中央控制器，或采用MCS-51系列的单片机。
4.根据权利要求1所述的智能水电测量控制装置，其特征在于，
耦合电路包括：电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，电容C5，耦合变压器T1，二极管D1，电容C2，电感L1，电感L2，电阻R1，开关二极管U1；
电容C1第一端连接耦合电路第一输入端连接；电容C1第二端连接耦合变压器T1第一输入端；
耦合变压器T1第二输入端连接耦合电路第二输入端；
耦合变压器T1第一输出端分别连接二极管D1阳极和电容C2第一端；电容C2第二端与电感L1连接；电感L1第二端分别与电感L2第一端，电容C3第一端以及电阻R1第一端连接；
电阻R1第二端分别连接开关二极管U1的一脚和二脚连接以及电容C5第一端；电容C5第二端接耦合电路第一输出端；
耦合变压器T1第二输出端，电感L2第二端，电容C3第二端，开关二极管U1三脚以及电容C4第一端分别接地；电容C4第二端连接耦合电路第二输出端；
电感L1，电感L2，电容C2，电容C3为二阶带通滤波电路，抑制电源工作频率以外的干扰；电阻R1起到限流作用，二极管D1起到输入电压的调幅作用。
5.根据权利要求1所述的智能水电测量控制装置，其特征在于，
控制电路(8)包括：光电隔离芯片U2，电阻R2，电阻R3，电阻R4，发光二极管D11，二极管D12，继电器U3，三极管Q1；
光电隔离芯片U2一脚通过电阻R2连接电源；光电隔离芯片U2二脚接控制电路(8)的输入端；
光电隔离芯片U2四脚，发光二极管D11第一端，二极管D12阴极以及继电器U3一脚分别连接电源；
光电隔离芯片U2三脚通过电阻R3连接三极管Q1基极；三极管Q1发射极接地；三极管Q1集电极分别连接电阻R4第二端，二极管D12阳极，继电器U3二脚；电阻R4第一端与发光二极管D11第二端连接；继电器U3三脚连接接线端子二脚；继电器U3四脚连接接线端子一脚；继电器U3五脚连接接线端子三脚；继电器U3三脚与五脚为常闭端，继电器U3三脚与四脚为常开端；继电器U3一脚和二脚为线圈端。
6.根据权利要求1所述的智能水电测量控制装置，其特征在于，
逻辑控制模块(1)连接有EEPROM存储器，RTC时钟电路，USB接口电路，调试电路，以太网接口电路，串行通讯电路，液晶显示电路，键盘电路。
7.根据权利要求1所述的智能水电测量控制装置，其特征在于，
逻辑控制模块(1)还连接有定时电路；
定时电路包括：晶振X1，定时芯片U4，电容C21，二极管D2，二极管D3，电阻R11，电阻R12；
定时芯片U4一脚通过晶振X1连接二脚；定时芯片U4三脚为输入端，四脚接地；
定时芯片U4八脚分别连接电容C21第一端，二极管D2阴极，二极管D3阴极；
电容C21第二端接地；二极管D2阳极接电源；定时芯片U4六脚接电阻R11第一端；定时芯片U4五脚接电阻R12第一端；二极管D3阳极，电阻R11第二端，电阻R12第二端分别连接电源；电容C21第二端接地；
定时芯片U4采用PCF8563。
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