智能排水控制系統的研發

楊　華　常州紡織服裝職業技術學院機電工程系　江蘇常州　213000

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智能排水控制系統的研發

楊華常州紡織服裝職業技術學院機電工程系江蘇常州213000

【文章摘要】

在電子技術、計算機技術快速發展，自動控制技術日新月異，單片機系統在穩定性、靈活性和快速處理能力應用的范圍越來越廣泛，在各種環境的排水控制方面，從以往的單一控制，也在逐漸引入以控制系統為核心的智能控制系統，本文將對相關控制系統的研發進行簡要的總結。

【關鍵詞】

自動控制；排水控制；智能控制

0　引言

近年來，隨著大規模集成電路和計算機技術的發展，單片機應用正在不斷走向深入，智能排水控制系統就是單片機的開發應用之一。在很多地方，不同環境的排水問題均不盡相同。一般都是采用電動抽水設備進行手動排水，但是排水的頻率又各不相同。在特殊情況下，比如漲水、積水，而值班人員由于其他原因也會造成漏巡視，導致積水水位不斷上升，這樣很可能出現問題，造成事故。因此，智能排水控制系統的研發，除了能滿足一般的工作需要，還能解決上述積水、漲水的問題，還能通過遠程控制，逐步實現少人、無人監管的管理模式，提高工作效益。

1　系統方案設計

本系統采用合泰HT48系列單片機為主控芯片，芯片性能穩定，價格低廉。

1.1開機通電默認為抽水狀態，按自動按鍵才進入模式巡檢。

1.2自動運行狀態

受液位器控制,高位時啟動（由四段水位檢測電路與浮球液位器組成或關系，兩者有一高即啟動排水）。直至低水位時停止（由四段水位檢測電路與浮球液位器組成與關系，兩者均為低即停止排水。在未裝水位檢測電路時考慮用跳線告知CPU）。到下次高位時再次啟動排水，以此循環。

1.3手動運行狀態

如需手動排水,按手動鍵切換至手動狀態。手動運行至低水位時自動停止。手動運行狀態的限制條件是：低于低水位時，強行啟動水泵也只能工作10秒鐘，以防水泵干燒損壞。

若未到低水位由手動停止了，則當達到高水位時程序要恢復到自動運行狀態，自動啟動排水。

手動會向自動轉換的條件是：手動情況下，若沒有高水位信號觸發，始終維持在手動狀態。一旦有高水位信號觸發，整機即刻轉入自動運行狀態，執行排水程序。

1.4手動或自動狀態下電機運行時按啟/停鍵，均可急停,停止后,根據水位的高低決定是否會自動重新啟動。（見手動、自動運行條件）

1.5液位狀態應有高中低檔指示,高水位時，電機啟動不出時（由三只互感器檢測電機工作電流來進行判斷：堵轉、缺相），低水位不能關閉電機時，連續報警音故障燈閃爍。

1.6輸入端安裝空氣開關與三相漏電觸保器。三相出線每相均設計互感器，短路，過載，漏電時均應停止運行或啟動，并連續報警故障燈閃爍。（空氣開關與三相漏電觸保器需有信號送到CPU才能實現此功能）

1.7液位探測器接口，485數據通訊接口，可實時監控及遠程啟停，

1.8預留紅外線遙控器接收頭。電機連續自動運行15分鐘水位不能降低水位時，蜂鳴器發斷續報警音，并向485口發送報警信號。（需有較精確的水位測量于之配合，并可以由客戶自行設定報警時間，以防由于面積大，排水下降速度低而誤報。）

1.9按鈕及指示部分采用薄膜開關形式，控制及交流電部分裝于箱體內。薄膜排線連接。

1.10面板布局

2　系統硬件各部分分析

2.1電源電路

電源供電電路，輸出+12V、+5V。

2.2主控電路

分自動運行、手動運行、急停三個按鈕控制，發光二極管分別表示電源、自動運行、手動運行、急停提示，另外，系統也能通過紅外遙控直接運行操作，蜂鳴器與發光二極管配合使用，主要用作光電報警用。

2.3交流接觸器控制電路

單片機信號穩定地送給三極管，驅動繼電器閉合。繼電器是具有隔離功能的自動開關元件，采用+5V直流電來控制220V的交流電，以達到控制水泵抽水的作用。

2.4水位檢測電路

通過浮球以及電極導電兩種水位檢測電路，進行水位檢測。

2.5電流互感器電路

主要是對三相電路起保護作用，防止缺相的發生，一旦缺相，水泵立即停止運轉。

2.6遠程通訊電路

通過485電路實現遠程控制，實現少人、無人監管的管理模式，提高工作效益。

3　系統軟件執行功能

3.1開機繼電器吸合自動抽水，需要等人工按自動控制按鍵，自動抽水停止（目的，防止雨天內部進水，無人能進去時候，上電就能獨立工作）

3.2按下自動控制按鍵以后，自動控制指示燈亮。浮球若接通，延時3秒，繼電器吸合自動抽水，浮球斷開，延時5秒后，關閉電機抽水

3.3浮球工作的過程中，連續半小時后，增加了連續工作半小時后的聲光報警部分。

3.4設置手動按鈕，浮球有信號以后工作，但是只工作十秒。自動停機，中途也可以用急停按鍵停機

3.5急停按鍵，隨時可以關閉所有

3.6增加了互感器功能。全111時候，繼電器繼續吸合工作。其他情況：110、011、101、100、001等任何一種出現，立即關閉繼電器，并聲光報警。

3.7紅外遙控控制，上電繼電器就吸合，紅外無法控制，因為程序里面鎖死。但是一旦自動控制按鍵按下后，紅外即可起作用。

3.8遠程485通信控制，遠程開機、關機，強制抽水，指示燈1HZ閃。

4　結語

本系統擁有較好的智能控制，開機自動抽水功能在工業現場人無法進入時，起到很好的作用。按鍵巡檢可以實現自動和手動雙向選擇，一般可以用自動控制，人可以離開現場，實現工業自動化。

【參考文獻】

[1]張慶龍，《HT48R系列單片機控制與網絡傳輸應用》中國電力出版社，2007年

[2]吳孔松，《HT48Rxx I/O 型MCU在家庭防盜系統中的應用》北京航空航天大學出版社，2008年

楊華（1981-），男，籍貫：江蘇常州，常州紡織服裝職業技術學院 實驗師 學士學位，研究方向：電子與通訊

【作者簡介】