本實(shí)用新型屬于液位控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有過載保護(hù)功能的凝結(jié)水液位控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著近年來能源價(jià)格的不斷攀升以及節(jié)能減排政策性要求的日益嚴(yán)格。蒸汽作為一種熱能載體，廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)生產(chǎn)中。蒸汽放熱后變?yōu)榻跬瑴赝瑝旱娘柡湍Y(jié)水，含有的熱量可達(dá)蒸汽全部熱量的20％～30％，隨著壓力和溫度越來越高，凝結(jié)水含有的熱量就越多，然而在許多工業(yè)生產(chǎn)過程中都沒有將凝結(jié)水回收，導(dǎo)致大量蒸汽排放在大氣中，這種做法不僅浪費(fèi)能源，還會(huì)因?yàn)楦邷卣羝亩伍W蒸而污染環(huán)境。現(xiàn)階段我國(guó)凝結(jié)水液位控制系統(tǒng)的主要問題是設(shè)計(jì)與開發(fā)的成本高，尤其是對(duì)電機(jī)機(jī)群的控制方案，大都是采用PLC模塊作為數(shù)據(jù)收集傳輸和執(zhí)行器，而且沒有過載保護(hù)功能，不利于工業(yè)使用。

因此需要一種體積小、成本低的凝結(jié)水液位控制系統(tǒng)，能根據(jù)凝結(jié)水的實(shí)時(shí)液位信息控制水泵的啟停和轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水回收控制，并具有過載保護(hù)功能，避免水泵故障，實(shí)現(xiàn)及使用操作方便，有效的節(jié)約能源，降低環(huán)境污染，可應(yīng)用在礦井、醫(yī)院、化工廠等凝結(jié)水回收?qǐng)龊希蛴糜阱仩t給水，提高了水資源的利用率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種帶有過載保護(hù)功能的凝結(jié)水液位控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，能根據(jù)凝結(jié)水的實(shí)時(shí)液位信息控制水泵的啟停和轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水回收控制，并具有水泵過載保護(hù)功能，體積小、成本低，實(shí)現(xiàn)及使用操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種帶有過載保護(hù)功能的凝結(jié)水液位控制系統(tǒng)，其特征在于：包括單片機(jī)、用于檢測(cè)凝結(jié)水液位信息的液位傳感器、用于將凝結(jié)水抽出水箱的水泵單元和用于采集水泵單元電流的電流反饋模塊，所述單片機(jī)的輸入端接有晶振電路、復(fù)位電路、電源電路和用于將液位傳感器采集的液位模擬信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息的A/D轉(zhuǎn)換電路，所述單片機(jī)的輸出端接有顯示模塊、繼電器模塊和D/A轉(zhuǎn)換電路，所述D/A轉(zhuǎn)換電路與水泵單元之間依次接有頻率信號(hào)調(diào)理電路、變頻器和接觸器模塊，所述電流反饋模塊的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端相接，所述繼電器模塊的輸出端與接觸器模塊的輸入端相接，所述單片機(jī)接有通信模塊，所述通信模塊接有上位機(jī)，所述水泵單元包括第一水泵和第二水泵。

上述的一種帶有過載保護(hù)功能的凝結(jié)水液位控制系統(tǒng)，其特征在于：所述A/D轉(zhuǎn)換電路包括芯片ADC0809，所述芯片ADC0809的2-8引腳、2-7引腳、ALE引腳、START引腳、EOC引腳、O/E引腳和CLOCK引腳均與單片機(jī)相接。

上述的一種帶有過載保護(hù)功能的凝結(jié)水液位控制系統(tǒng)，其特征在于：所述電流反饋模塊包括電流互感器T1和整流橋D1，所述水泵為水泵M，所述電流互感器T1原邊的一端與水泵M的正接線端相接，電流互感器T1原邊的另一端接地，電流互感器T1副邊的一端與整流橋D1的第4接線端相接，電流互感器T1副邊的另一端與整流橋D1的第2接線端相接，所述整流橋D1的第1接線端分三路，一路與電容C1的一端相接，另一路與電容C5的一端相接，第三路與電感L1的一端相接，所述整流橋D1的第3接線端分五路，一路與電容C1的另一端相接，另一路與電容C5的另一端相接，第三路與電容C9的一端相接，第三路與電阻R6的一端相接，第5路與穩(wěn)壓二極管D5的陽(yáng)極相接，所述電感L1的另一端與電阻R1的一端相接，所述電阻R1的另一端分兩路，一路與電容C9的另一端相接，另一路與電阻R5的一端相接，所述電阻R5的另一端分三路，一路與電阻R6的另一端相接，另一路與穩(wěn)壓二極管D5的陰極相接，第三路經(jīng)電阻R16與單片機(jī)相接。

上述的一種帶有過載保護(hù)功能的凝結(jié)水液位控制系統(tǒng)，其特征在于：所述繼電器模塊包括光耦U1、光耦U2和用于連接接觸器模塊的接口P12，所述光耦U1的陽(yáng)極與5V電源端相接，所述光耦U1的陰極經(jīng)電阻R17與單片機(jī)相接，所述光耦U1的集電極與24V電源端相接，所述光耦U1的發(fā)射極與電阻R21的一端相接，所述電阻R21的另一端分兩路，一路經(jīng)電阻R22接地，另一路與三極管Q1的基極相接，所述三極管Q1的發(fā)射極接地，所述三極管Q1的集電極分兩路，一路與二極管D11的陽(yáng)極相接，另一路與繼電器K1的第1接線端相接，所述二極管D11的陰極分兩路，一路與24V電源端相接，另一路與繼電器K1的第2接線端相接，所述繼電器K1的靜觸點(diǎn)與接口P12的第1引腳相接，繼電器K1的一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)懸空，繼電器K1的另一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)與接口P12的第2引腳相接；所述光耦U2的陽(yáng)極與5V電源端相接，所述光耦U2的陰極經(jīng)電阻R18與單片機(jī)相接，所述光耦U2的集電極與24V電源端相接，所述光耦U2的發(fā)射極與電阻R19的一端相接，所述電阻R19的另一端分兩路，一路經(jīng)電阻R20接地，另一路與三極管Q2的基極相接，所述三極管Q2的發(fā)射極接地，所述三極管Q2的集電極分兩路，一路與二極管D9的陽(yáng)極相接，另一路與繼電器K2的第1接線端相接，所述二極管D9的陰極分兩路，一路與24V電源端相接，另一路與繼電器K2的第2接線端相接，所述繼電器K2的靜觸點(diǎn)與接口P12的第3引腳相接，繼電器K2的一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)懸空，繼電器K1的另一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)與接口P12的第4引腳相接。

上述的一種帶有過載保護(hù)功能的凝結(jié)水液位控制系統(tǒng)，其特征在于：所述通信模塊包括芯片MAX232，所述芯片MAX232的T2IN引腳和R2OUT引腳均與單片機(jī)相接。

上述的一種帶有過載保護(hù)功能的凝結(jié)水液位控制系統(tǒng)，其特征在于：所述D/A轉(zhuǎn)換電路包括芯片DAC0832，所述芯片DAC0832的CS引腳、WRI引腳、DI7引腳、DI6引腳、DI5引腳、DI4引腳、DI3引腳、DI2引腳、DI1引腳和DI0引腳均與單片機(jī)相接。

上述的一種帶有過載保護(hù)功能的凝結(jié)水液位控制系統(tǒng)，其特征在于：所述頻率信號(hào)調(diào)理電路包括芯片LM324，所述芯片LM324的OUT1引腳分兩路，一路與芯片DAC0832的RFB引腳相接，另一路與電阻R33的一端相接，所述電阻R33的另一端分三路，一路經(jīng)電容C45接地，另一路經(jīng)電容C47接地，第三路與芯片LM324的IN2+引腳相接，所述芯片LM324的IN1+引腳與芯片DAC0832的IOUT2引腳相接，所述芯片LM324的IN1-引腳與芯片DAC0832的IOUT1引腳相接。

上述的一種帶有過載保護(hù)功能的凝結(jié)水液位控制系統(tǒng)，其特征在于：所述單片機(jī)為單片機(jī)STC89C52。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，采用單片機(jī)替代傳統(tǒng)液位檢測(cè)和控制裝置中常用的PLC模塊，減小液位檢測(cè)控制系統(tǒng)的體積和成本，并提高集成度。

2、本實(shí)用新型具有過載保護(hù)功能，當(dāng)水泵運(yùn)行時(shí)的電流值大于額定電流值時(shí)，啟動(dòng)過載保護(hù)，水泵停止工作，避免水泵故障，實(shí)現(xiàn)及使用操作方便，便于推廣使用。

3、本實(shí)用新型通過液位傳感器實(shí)時(shí)采集凝結(jié)水的液位信息，并根據(jù)凝結(jié)水的實(shí)時(shí)液位信息控制水泵的啟停和轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水回收控制，提高了水資源的利用率，自動(dòng)化程度高。

4、本實(shí)用新型采用第一水泵和第二水泵配合工作的模式，避免凝結(jié)水過多來不及回收，并有效減輕單個(gè)水泵的負(fù)荷，使用效果好，

綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，能根據(jù)凝結(jié)水的實(shí)時(shí)液位信息控制水泵的啟停和轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水回收控制，并具有水泵過載保護(hù)功能，體積小、成本低，實(shí)現(xiàn)及使用操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。

圖2為本實(shí)用新型單片機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換電路的電路連接圖。

圖3為本實(shí)用新型電流反饋模塊和第一水泵的電路連接示意圖。

圖4為本實(shí)用新型繼電器模塊的電路原理圖。

圖5為本實(shí)用新型通信模塊的電路原理圖。

圖6為本實(shí)用新型D/A轉(zhuǎn)換電路和頻率信號(hào)調(diào)理電路的電路連接示意圖。

附圖標(biāo)記說明:

1—單片機(jī)； 2—晶振電路； 3—復(fù)位電路；

4—電源電路； 5—顯示模塊； 6—通信模塊；

7—上位機(jī)； 8—繼電器模塊； 9—液位傳感器；

10—A/D轉(zhuǎn)換電路； 11—D/A轉(zhuǎn)換電路；

12—頻率信號(hào)調(diào)理電路； 13—變頻器；

14—接觸器模塊； 15—第一水泵； 16—第二水泵；

17—電流反饋模塊。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型包括單片機(jī)1、用于檢測(cè)凝結(jié)水液位信息的液位傳感器9、用于將凝結(jié)水抽出水箱的水泵單元和用于采集水泵單元電流的電流反饋模塊17，所述單片機(jī)1的輸入端接有晶振電路2、復(fù)位電路3、電源電路4和用于將液位傳感器9采集的液位模擬信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息的A/D轉(zhuǎn)換電路10，所述單片機(jī)1的輸出端接有顯示模塊5、繼電器模塊8和D/A轉(zhuǎn)換電路11，所述D/A轉(zhuǎn)換電路11與水泵單元之間依次接有頻率信號(hào)調(diào)理電路12、變頻器13和接觸器模塊14，所述電流反饋模塊17的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路10的輸入端相接，所述繼電器模塊8的輸出端與接觸器模塊14的輸入端相接，所述單片機(jī)1接有通信模塊6，所述通信模塊6接有上位機(jī)7，所述水泵單元包括第一水泵15和第二水泵16。

如圖2所示，本實(shí)施例中，所述單片機(jī)1為單片機(jī)STC89C52。

如圖2所示，本實(shí)施例中，所述A/D轉(zhuǎn)換電路10包括芯片ADC0809，所述芯片ADC0809的2-8引腳、2-7引腳、EOC引腳、O/E引腳和CLOCK引腳分別與單片機(jī)STC89C52的P0.0引腳、P0.1引腳、P1.5引腳、P1.6引腳和1.7引腳相接，所述ADC0809的ALE引腳和START引腳均與單片機(jī)STC89C52的P1.4引腳相接。

如圖3所示，本實(shí)施例中，所述電流反饋模塊17包括電流互感器T1和整流橋D1，所述第一水泵15為水泵M，所述電流互感器T1原邊的一端與水泵M的正接線端相接，電流互感器T1原邊的另一端接地，電流互感器T1副邊的一端與整流橋D1的第4接線端相接，電流互感器T1副邊的另一端與整流橋D1的第2接線端相接，所述整流橋D1的第1接線端分三路，一路與電容C1的一端相接，另一路與電容C5的一端相接，第三路與電感L1的一端相接，所述整流橋D1的第3接線端分五路，一路與電容C1的另一端相接，另一路與電容C5的另一端相接，第三路與電容C9的一端相接，第三路與電阻R6的一端相接，第5路與穩(wěn)壓二極管D5的陽(yáng)極相接，所述電感L1的另一端與電阻R1的一端相接，所述電阻R1的另一端分兩路，一路與電容C9的另一端相接，另一路與電阻R5的一端相接，所述電阻R5的另一端分三路，一路與電阻R6的另一端相接，另一路與穩(wěn)壓二極管D5的陰極相接，第三路經(jīng)電阻R16與芯片ADC0809的AI1引腳相接。

如圖4所示，本實(shí)施例中，所述繼電器模塊8包括光耦U1、光耦U2和用于連接接觸器模塊14的接口P12，所述光耦U1的陽(yáng)極與5V電源端相接，所述光耦U1的陰極經(jīng)電阻R17與單片機(jī)STC89C52的P1.0引腳相接，所述光耦U1的集電極與24V電源端相接，所述光耦U1的發(fā)射極與電阻R21的一端相接，所述電阻R21的另一端分兩路，一路經(jīng)電阻R22接地，另一路與三極管Q1的基極相接，所述三極管Q1的發(fā)射極接地，所述三極管Q1的集電極分兩路，一路與二極管D11的陽(yáng)極相接，另一路與繼電器K1的第1接線端相接，所述二極管D11的陰極分兩路，一路與24V電源端相接，另一路與繼電器K1的第2接線端相接，所述繼電器K1的靜觸點(diǎn)與接口P12的第1引腳相接，繼電器K1的一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)懸空，繼電器K1的另一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)與接口P12的第2引腳相接；所述光耦U2的陽(yáng)極與5V電源端相接，所述光耦U2的陰極經(jīng)電阻R18與單片機(jī)STC89C52的P1.1引腳相接，所述光耦U2的集電極與24V電源端相接，所述光耦U2的發(fā)射極與電阻R19的一端相接，所述電阻R19的另一端分兩路，一路經(jīng)電阻R20接地，另一路與三極管Q2的基極相接，所述三極管Q2的發(fā)射極接地，所述三極管Q2的集電極分兩路，一路與二極管D9的陽(yáng)極相接，另一路與繼電器K2的第1接線端相接，所述二極管D9的陰極分兩路，一路與24V電源端相接，另一路與繼電器K2的第2接線端相接，所述繼電器K2的靜觸點(diǎn)與接口P12的第3引腳相接，繼電器K2的一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)懸空，繼電器K1的另一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)與接口P12的第4引腳相接。

如圖5所示，本實(shí)施例中，所述通信模塊6包括芯片MAX232，所述芯片MAX232的T2IN引腳與單片機(jī)STC89C52的P3.0引腳相接，所述芯片MAX232的R2OUT引腳與單片機(jī)STC89C52的P3.1引腳相接。

如圖6所示，本實(shí)施例中，所述D/A轉(zhuǎn)換電路11包括芯片DAC0832，所述芯片DAC0832的CS引腳和WR1引腳均與單片機(jī)STC89C52的P3.2引腳相接，所述芯片DAC0832的DI7引腳、DI6引腳、DI5引腳、DI4引腳、DI 3引腳、DI2引腳、DI1引腳和DI0引腳分別與單片機(jī)STC89C52的P2.7引腳、P2.6引腳、P2.5引腳、P2.4引腳、P2.3引腳、P2.2引腳、P2.1引腳和P2.0引腳相接。

如圖6所示，本實(shí)施例中，所述頻率信號(hào)調(diào)理電路12包括芯片LM324，所述芯片LM324的OUT1引腳分兩路，一路與芯片DAC0832的RFB引腳相接，另一路與電阻R33的一端相接，所述電阻R33的另一端分三路，一路經(jīng)電容C45接地，另一路經(jīng)電容C47接地，第三路與芯片LM324的IN2+引腳相接，所述芯片LM324的IN1+引腳與芯片DAC0832的IOUT2引腳相接，所述芯片LM324的IN1-引腳與芯片DAC0832的IOUT1引腳相接。

本實(shí)施例中，所述接觸器模塊14包括與第一水泵15連接的第一接觸器和與第二水泵16連接的第二接觸器。

具體實(shí)施時(shí)，首先通過上位機(jī)7設(shè)置第一水泵15和第二水泵16的額定工作電流、過載工作最小電流、過載啟動(dòng)保護(hù)時(shí)間、雙泵輪換工作時(shí)間以及液位上限值、液位極限值和液位下限值，再通過通信模塊6把設(shè)置參數(shù)傳送給單片機(jī)1，通過液位傳感器9檢測(cè)凝結(jié)水水箱中的凝結(jié)水液位信息，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路10將液位信息的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)1中，當(dāng)凝結(jié)水液位信息大于液位下限值時(shí)，單片機(jī)1發(fā)出控制信號(hào)給繼電器模塊8和D/A轉(zhuǎn)換電路11，繼電器模塊8中的繼電器K1導(dǎo)通，接觸器模塊14中的第一接觸器導(dǎo)通，第一水泵15開始工作，將凝結(jié)水水箱中的凝結(jié)水抽出。此時(shí)單片機(jī)1開始計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)谝凰?5的工作時(shí)長(zhǎng)達(dá)到雙泵輪換工作時(shí)間，單片機(jī)1發(fā)出控制信號(hào)，繼電器模塊8中的繼電器K1關(guān)斷，繼電器K2導(dǎo)通，接觸器模塊14中的第一接觸器關(guān)斷，第一接觸器導(dǎo)通，使得第一水泵15停止工作，第二水泵16開始工作。

當(dāng)只有第一水泵15處于工作過程中，液位信息小于設(shè)定的液位下限值時(shí)，單片機(jī)1發(fā)出控制信號(hào)給繼電器模塊8和D/A轉(zhuǎn)換電路11，繼電器模塊8中的繼電器K1斷開，接觸器模塊14中的第一接觸器斷開，第一水泵15停止將凝結(jié)水水箱中的凝結(jié)水抽出。在這個(gè)工作過程中，如果第一水泵15抽水時(shí)液位信息仍然不能降低，當(dāng)液位信息大于設(shè)定的液位極限值時(shí)，單片機(jī)1將發(fā)出控制信號(hào)，繼電器模塊8中的繼電器K1和繼電器K2同時(shí)導(dǎo)通，接觸器模塊14中的第一接觸器和第二接觸器都導(dǎo)通，第一水泵15和第二水泵16都將開始工作，直到液位信息達(dá)到設(shè)定的液位下限值時(shí)，單片機(jī)1會(huì)發(fā)出控制信號(hào)使第一水泵15和第二水泵16停止工作。

D/A轉(zhuǎn)換電路11將單片機(jī)1發(fā)出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)以后傳遞給頻率信號(hào)調(diào)理電路12，頻率信號(hào)調(diào)理電路12的作用是將數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流模擬量信號(hào)，再將此模擬量信號(hào)送入變頻器13，變頻器13通過改變第一水泵15和第二水泵16的工作電源頻率的方式來控制第一水泵15和第二水泵16的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)根據(jù)凝結(jié)水的實(shí)時(shí)液位控制水泵單元的轉(zhuǎn)速和開關(guān)的功能。同時(shí)單片機(jī)1將凝結(jié)水液位信息實(shí)時(shí)顯示在顯示模塊5上，并通過通信模塊6發(fā)送給上位機(jī)7，方便工作人員直觀明了的查看當(dāng)前凝結(jié)水液位信息。

通過電流反饋模塊17實(shí)時(shí)采集第一水泵15和第二水泵16的電流信息，再將采集到的交流模擬量電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓模擬量信號(hào)，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路10轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)1中，并與額定電流值進(jìn)行比較，當(dāng)前電流值大于額定電流值時(shí)，單片機(jī)1發(fā)出控制信號(hào)給繼電器模塊8，使得接觸器模塊14停止工作，并通過通信模塊6將故障信息發(fā)送給上位機(jī)7，實(shí)現(xiàn)水泵單元的過載保護(hù)。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。