智能排水控制系统的研发

杨　华　常州纺织服装职业技术学院机电工程系　江苏常州　213000



智能排水控制系统的研发

杨华常州纺织服装职业技术学院机电工程系江苏常州213000

【文章摘要】

在电子技术、计算机技术快速发展，自动控制技术日新月异，单片机系统在稳定性、灵活性和快速处理能力应用的范围越来越广泛，在各种环境的排水控制方面，从以往的单一控制，也在逐渐引入以控制系统为核心的智能控制系统，本文将对相关控制系统的研发进行简要的总结。

【关键词】

自动控制；排水控制；智能控制

0　引言

近年来，随着大规模集成电路和计算机技术的发展，单片机应用正在不断走向深入，智能排水控制系统就是单片机的开发应用之一。在很多地方，不同环境的排水问题均不尽相同。一般都是采用电动抽水设备进行手动排水，但是排水的频率又各不相同。在特殊情况下，比如涨水、积水，而值班人员由于其他原因也会造成漏巡视，导致积水水位不断上升，这样很可能出现问题，造成事故。因此，智能排水控制系统的研发，除了能满足一般的工作需要，还能解决上述积水、涨水的问题，还能通过远程控制，逐步实现少人、无人监管的管理模式，提高工作效益。

1　系统方案设计

本系统采用合泰HT48系列单片机为主控芯片，芯片性能稳定，价格低廉。

1.1开机通电默认为抽水状态，按自动按键才进入模式巡检。

1.2自动运行状态

受液位器控制,高位时启动（由四段水位检测电路与浮球液位器组成或关系，两者有一高即启动排水）。直至低水位时停止（由四段水位检测电路与浮球液位器组成与关系，两者均为低即停止排水。在未装水位检测电路时考虑用跳线告知CPU）。到下次高位时再次启动排水，以此循环。

1.3手动运行状态

如需手动排水,按手动键切换至手动状态。手动运行至低水位时自动停止。手动运行状态的限制条件是：低于低水位时，强行启动水泵也只能工作10秒钟，以防水泵干烧损坏。

若未到低水位由手动停止了，则当达到高水位时程序要恢复到自动运行状态，自动启动排水。

手动会向自动转换的条件是：手动情况下，若没有高水位信号触发，始终维持在手动状态。一旦有高水位信号触发，整机即刻转入自动运行状态，执行排水程序。

1.4手动或自动状态下电机运行时按启/停键，均可急停,停止后,根据水位的高低决定是否会自动重新启动。（见手动、自动运行条件）

1.5液位状态应有高中低档指示,高水位时，电机启动不出时（由三只互感器检测电机工作电流来进行判断：堵转、缺相），低水位不能关闭电机时，连续报警音故障灯闪烁。

1.6输入端安装空气开关与三相漏电触保器。三相出线每相均设计互感器，短路，过载，漏电时均应停止运行或启动，并连续报警故障灯闪烁。（空气开关与三相漏电触保器需有信号送到CPU才能实现此功能）

1.7液位探测器接口，485数据通讯接口，可实时监控及远程启停，

1.8预留红外线遥控器接收头。电机连续自动运行15分钟水位不能降低水位时，蜂鸣器发断续报警音，并向485口发送报警信号。（需有较精确的水位测量于之配合，并可以由客户自行设定报警时间，以防由于面积大，排水下降速度低而误报。）

1.9按钮及指示部分采用薄膜开关形式，控制及交流电部分装于箱体内。薄膜排线连接。

1.10面板布局

2　系统硬件各部分分析

2.1电源电路

电源供电电路，输出+12V、+5V。

2.2主控电路

分自动运行、手动运行、急停三个按钮控制，发光二极管分别表示电源、自动运行、手动运行、急停提示，另外，系统也能通过红外遥控直接运行操作，蜂鸣器与发光二极管配合使用，主要用作光电报警用。

2.3交流接触器控制电路

单片机信号稳定地送给三极管，驱动继电器闭合。继电器是具有隔离功能的自动开关元件，采用+5V直流电来控制220V的交流电，以达到控制水泵抽水的作用。

2.4水位检测电路

通过浮球以及电极导电两种水位检测电路，进行水位检测。

2.5电流互感器电路

主要是对三相电路起保护作用，防止缺相的发生，一旦缺相，水泵立即停止运转。

2.6远程通讯电路

通过485电路实现远程控制，实现少人、无人监管的管理模式，提高工作效益。

3　系统软件执行功能

3.1开机继电器吸合自动抽水，需要等人工按自动控制按键，自动抽水停止（目的，防止雨天内部进水，无人能进去时候，上电就能独立工作）

3.2按下自动控制按键以后，自动控制指示灯亮。浮球若接通，延时3秒，继电器吸合自动抽水，浮球断开，延时5秒后，关闭电机抽水

3.3浮球工作的过程中，连续半小时后，增加了连续工作半小时后的声光报警部分。

3.4设置手动按钮，浮球有信号以后工作，但是只工作十秒。自动停机，中途也可以用急停按键停机

3.5急停按键，随时可以关闭所有

3.6增加了互感器功能。全111时候，继电器继续吸合工作。其他情况：110、011、101、100、001等任何一种出现，立即关闭继电器，并声光报警。

3.7红外遥控控制，上电继电器就吸合，红外无法控制，因为程序里面锁死。但是一旦自动控制按键按下后，红外即可起作用。

3.8远程485通信控制，远程开机、关机，强制抽水，指示灯1HZ闪。

4　结语

本系统拥有较好的智能控制，开机自动抽水功能在工业现场人无法进入时，起到很好的作用。按键巡检可以实现自动和手动双向选择，一般可以用自动控制，人可以离开现场，实现工业自动化。

【参考文献】

[1]张庆龙，《HT48R系列单片机控制与网络传输应用》中国电力出版社，2007年

[2]吴孔松，《HT48Rxx I/O 型MCU在家庭防盗系统中的应用》北京航空航天大学出版社，2008年

杨华（1981-），男，籍贯：江苏常州，常州纺织服装职业技术学院 实验师 学士学位，研究方向：电子与通讯

【作者简介】