城市中水回用于電廠循環(huán)冷卻水的循環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種城市中水回用于電廠循環(huán)冷卻水的循環(huán)控制系統(tǒng)，它包括中水處理裝置、水泵、中水蓄水池和控制裝置，中水處理裝置與污水處理廠連通，并通過水泵與蓄水池連通，蓄水池通過流量計(jì)與電廠的循環(huán)水冷卻塔連通；蓄水池進(jìn)水口和出水口分別設(shè)置有第一電磁閥和第二電磁閥，蓄水池內(nèi)設(shè)置有液位檢測裝置，所述的水泵、流量計(jì)、第一電磁閥、第二電磁閥和液位檢測裝置分別與控制裝置連通；控制裝置包括微處理器及分別與之連接的電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、流量測量電路、液位檢測電路、LCD顯示屏、報(bào)警驅(qū)動電路和繼電器驅(qū)動電路。本實(shí)用新型不僅實(shí)現(xiàn)了中水回用，減少了排污，而且節(jié)約了用水，實(shí)現(xiàn)了水資源的可持續(xù)發(fā)展，降低了電廠生產(chǎn)經(jīng)營成本。
【專利說明】城市中水回用于電廠循環(huán)冷卻水的循環(huán)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種中水回用控制系統(tǒng)，具體地說是一種城市中水回用于電廠循環(huán)冷卻水的循環(huán)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的不可替代的重要資源，也是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源。隨著人類對水資源消耗的日益增加和水污染的日益嚴(yán)重，水資源短缺已經(jīng)越來越成為制約人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展，威脅人類生存安全的一個(gè)嚴(yán)重問題。
[0003]由于城市中水來源的穩(wěn)定性和可靠性，它的回用成為緩解水資源緊缺的一個(gè)重要途徑。電廠又是耗水大戶，特別是在我國北方，以水限電、以水定電的情況相當(dāng)嚴(yán)重，水資源的緊張已逐漸成為電力發(fā)展的瓶徑，如何節(jié)約用水，提高水的利用率是電廠急需解決的問題。在火力發(fā)電廠耗水中，循環(huán)冷卻水約占總水量的90%以上，裝機(jī)容量tOOOMW的火力發(fā)電廠，每天循環(huán)冷卻水的補(bǔ)水量要達(dá)到3800噸左右，消耗量是極其巨大的，開展中水回用是解決這問題的重要途徑，也是大勢所趨。
[0004]因此，將污水處理廠的中水進(jìn)行深度處理，然后作為電廠循環(huán)水冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)充水，不僅可以有效的保護(hù)珍貴的水資源，實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用，而且能夠提高了中水的使用價(jià)值，有利于人和生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對上述不足，本實(shí)用新型提供了一種城市中水回用于電廠循環(huán)冷卻水的循環(huán)控制系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)中水回用，為電廠循環(huán)水冷卻水系統(tǒng)提供充足的補(bǔ)充水，而且能夠保護(hù)水資源，實(shí)現(xiàn)了水資源的可持續(xù)發(fā)展。
[0006]為解決上述問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:城市中水回用于電廠循環(huán)冷卻水的循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征是，包括中水處理裝置、水泵、中水蓄水池和控制裝置，所述中水處理裝置與污水處理廠連通，并通過水泵與蓄水池連通，所述蓄水池通過流量計(jì)與電廠的循環(huán)水冷卻塔連通；所述蓄水池進(jìn)水口和出水口分別設(shè)置有第一電磁閥和第二電磁閥，蓄水池內(nèi)設(shè)置有液位檢測裝置，所述的水泵、流量計(jì)、第一電磁閥、第二電磁閥和液位檢測裝置分別與控制裝置連通；所述控制裝置包括微處理器、電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、流量測量電路、液位檢測電路、LCD顯示屏、報(bào)警驅(qū)動電路和繼電器驅(qū)動電路，所述微處理器分別與電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、流量測量電路、液位檢測電路、LCD顯示屏、報(bào)警驅(qū)動電路和繼電器驅(qū)動電路相連，所述報(bào)警驅(qū)動電路連接有蜂鳴器，所述繼電器驅(qū)動電路分別與設(shè)置在水泵、第一電磁閥和第二電磁閥供電電路中的繼電器相連。
[0007]進(jìn)一步地，所述中水處理裝置包括依次連通的石灰處理池、澄清池、濾池和清水池，所述石灰處理池中設(shè)有石灰乳、聚鐵和凝固劑，所述澄清池中設(shè)有硫酸，所述濾池中設(shè)有石英砂過濾器和/或活性炭過濾器，所述清水池中設(shè)有殺毒劑。
[0008]進(jìn)一步地，所述微處理器采用PHILIPS公司的LPC2131單片機(jī)。[0009]所述電源電路包括電源管理芯片SPX1117M3-3.3、電感L1、電容Cl、電容C2、電容C3和電容C4，電感LI的一端與5V電源連接，電感LI的另一端、電容Cl的一端和電容C7的一端分別與電源管理芯片SPX1117M3-3.3的VIN引腳連接，電容C3的一端和電容C4的一端分別與電源管理芯片SPX1117M3-3.3的VOUT引腳連接，電容Cl的另一端、電容C2的另一端、電容C3的另一端、電容C4的另一端和電源管理芯片SPX1117M3-3.3的GND引腳接地。
[0010]所述時(shí)鐘電路包括晶振電路,所述晶振電路包括石英晶振Yl,所述石英晶振Yl的兩端分別與LPC2131單片機(jī)連接，并分別通過電容ClO和電容Cll接地。
[0011]所述復(fù)位電路包括復(fù)位芯片、復(fù)位按鍵、電阻R1、電阻R3、或門U2A和非門U1A，所述復(fù)位芯片的復(fù)位信號輸出端與或門U2A的一輸入端連接，所述或門U2A的另一輸入端串聯(lián)電阻Rl后通過復(fù)位按鍵與LPC2131單片機(jī)的電源輸入端連接，并串聯(lián)電阻R3后接地，所述非門UlA的輸入端與或門U2A的輸出端連接，輸出端與LPC2131單片機(jī)的復(fù)位信號輸入端連接。
[0012]所述流量測量電路包括第一 D觸發(fā)器Ul、第二 D觸發(fā)器U2、第一與門Gl和第二與門G2，所述第一與門Gl的一輸入端和第二與門G2的一輸入端分別與流量計(jì)連接，第一與門Gl的另一輸入端與第一 D觸發(fā)器Ul的Q引腳連接,第一與門Gl的輸出端與第二 D觸發(fā)器U2的C引腳連接，第二與門G2的另一輸入端分別與第二 D觸發(fā)器U2的Q引腳和LPC2131單片機(jī)P0.1引腳的EINTO接口連接，第二與門G2的輸出端與LPC2131單片機(jī)P0.17引腳的CAP接口連接，第一 D觸發(fā)器Ul的C引腳與LPC2131單片機(jī)的P0.21引腳連接，所述的第一 D觸發(fā)器Ul和第二 D觸發(fā)器U2的D引腳分別連接5V直流電源，R引腳分別與LPC2131單片機(jī)的P0.20引腳連接。
[0013]所述液位檢測電路包括電阻R9、電阻R10、電阻Rll和電阻R12，所述液位檢測裝置包括分別設(shè)置在蓄水池內(nèi)底部、水位下限位置和水位上限位置的第一電導(dǎo)體A、第二電導(dǎo)體B和第三電導(dǎo)體C，所述第一電導(dǎo)體A與3.3V直流電源連接，第二電導(dǎo)體B通過電阻R9與LPC2131單片機(jī)的P0.0引腳GPIO端連接，并通過電阻RlO接地，第三電導(dǎo)體C通過電阻Rll與LPC2131單片機(jī)的P0.1引腳GPIO端連接，并通過電阻R12接地。
[0014]所述報(bào)警驅(qū)動電路包括電阻R5、電阻R6和晶體管Q2，所述電阻R5的一端和電阻R6的一端分別與LPC2131單片機(jī)的P0.14引腳連接，電阻R5的另一端與3.3V直流電源連接，電阻R6的另一端與晶體管Q2的基極連接，晶體管Q2的發(fā)射極與3.3V直流電源連接，晶體管Q2的集電極與蜂鳴器連接。
[0015]所述繼電器驅(qū)動電路包括緩沖器U4、光耦合器U3、電阻R2和二極管D1，所述緩沖器U4的輸入端與LPC2131單片機(jī)的P0.2引腳連接，輸出端與光耦合器U3中發(fā)光二極管的負(fù)極連接，發(fā)光二極管的正極通過電阻R2連接+5V直流電源，光耦合器U3中光敏三極管的基極接收發(fā)光二極管發(fā)出的光信號，光敏三極管的集電極通過二極管Dl連接+12V直流電源，光敏三極管的發(fā)射極接地，所述二極管Dl并聯(lián)在繼電器線圈的兩端。
[0016]進(jìn)一步地，所述控制裝置還包括RS232串行通信接口。
[0017]進(jìn)一步地，所述控制裝置還包括鍵盤電路。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型通過對城市中水進(jìn)行深度處理后作為電廠循環(huán)冷卻水的補(bǔ)水，不僅實(shí)現(xiàn)了中水回用，減少了排污，解決了污水的出路問題，而且節(jié)約了用水，改善了環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了水資源的可持續(xù)發(fā)展，降低了電廠生產(chǎn)經(jīng)營成本，為水資源短缺、能源密集、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重的地區(qū)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，符合國家節(jié)能減排的政策精神，為加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)做出表率作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型所述控制裝置的原理框圖；
[0021]圖3是本實(shí)用新型所述電源電路的電路圖；
[0022]圖4是本實(shí)用新型所述時(shí)鐘電路的電路圖；
[0023]圖5是本實(shí)用新型所述復(fù)位電路的電路圖；
[0024]圖6是本實(shí)用新型所述流量測量電路的電路圖；
[0025]圖7是本實(shí)用新型所述液位檢測電路的電路圖；
[0026]圖8是本實(shí)用新型所述報(bào)警驅(qū)動電路的電路圖；
[0027]圖9是本實(shí)用新型所述IXD顯示接口的電路圖；
[0028]圖10是本實(shí)用新型所述繼電器驅(qū)動電路的電路圖；
[0029]圖11是本實(shí)用新型所述RS232串行通信接口的電路圖；
[0030]圖12是本實(shí)用新型所述鍵盤電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種城市中水回用于電廠循環(huán)冷卻水的循環(huán)控制系統(tǒng)，包括中水處理裝置、水泵、中水蓄水池和控制裝置，所述中水處理裝置與污水處理廠連通，并通過水泵與蓄水池連通，所述蓄水池通過流量計(jì)與電廠的循環(huán)水冷卻塔連通；所述蓄水池進(jìn)水口和出水口分別設(shè)置有第一電磁閥和第二電磁閥，蓄水池內(nèi)設(shè)置有液位檢測裝置，所述的水泵、流量計(jì)、第一電磁閥、第二電磁閥和液位檢測裝置分別與控制裝置連通；所述控制裝置包括微處理器、電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、流量測量電路、液位檢測電路、IXD顯示屏、報(bào)警驅(qū)動電路、繼電器驅(qū)動電路、RS232串行通信接口和鍵盤電路，所述微處理器分別與電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、流量測量電路、液位檢測電路、LCD顯示屏、報(bào)警驅(qū)動電路、繼電器驅(qū)動電路、RS232串行通信接口和鍵盤電路相連，所述報(bào)警驅(qū)動電路連接有蜂鳴器，所述繼電器驅(qū)動電路分別與設(shè)置在水泵、第一電磁閥和第二電磁閥供電電路中的繼電器相連。
[0032]本實(shí)用新型的工作過程是:首先，生活產(chǎn)生的廢水污水處理廠處理生成可利用的中水，然后中水處理裝置對中水進(jìn)行深度處理生成電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)可利用的水，并經(jīng)水泵抽送到高位的蓄水池進(jìn)行存儲，再根據(jù)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的需求情況向電廠循環(huán)冷卻塔進(jìn)行給水。
[0033]本實(shí)用新型所述的中水處理裝置包括依次連通的石灰處理池、澄清池、濾池和清水池，所述石灰處理池中設(shè)有石灰乳、聚鐵和凝固劑，所述澄清池中設(shè)有硫酸，所述濾池中設(shè)有石英砂過濾器和/或活性炭過濾器，所述清水池中設(shè)有殺毒劑，用于對中水進(jìn)行深度處理。由于中水中含有較高的堿度、硬度、有機(jī)物、含鹽量等物質(zhì)，會發(fā)生結(jié)垢、腐蝕或滋生生物粘泥等現(xiàn)象，妨礙循環(huán)冷卻水濃縮倍率的提高，危害機(jī)組的安全運(yùn)行，因此，中水必須經(jīng)過深度處理，除去這些有害成分才能回用于電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。
[0034]如圖2所示，本實(shí)用新型所述的微處理器采用PHILIPS公司的LPC2131單片機(jī)。LPC2131是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的16/32位ARM7DM1-SCPU的微控制器，同時(shí)帶有32K字節(jié)嵌入式高速Flash存儲器，其具有128位寬度的存儲器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時(shí)鐘下運(yùn)行。由于具有4個(gè)32位定時(shí)器、I個(gè)8路ADC，6個(gè)PWM通道和多達(dá)47個(gè)GPIO以及多達(dá)9個(gè)邊沿或者外部中斷輸入，使它特別適合于工業(yè)控制和醫(yī)療系統(tǒng)等領(lǐng)域。
[0035]如圖3所示，本實(shí)用新型所述的電源電路包括電源管理芯片SPX1117M3-3.3、電感L1、電容Cl、電容C2、電容C3和電容C4，電感LI的一端與5V電源連接，電感LI的另一端、電容Cl的一端和電容C7的一端分別與電源管理芯片SPX1117M3-3.3的VIN引腳連接，電容C3的一端和電容C4的一端分別與電源管理芯片SPX1117M3-3.3的VOUT引腳連接，電容Cl的另一端、電容C2的另一端、電容C3的另一端、電容C4的另一端和電源管理芯片SPX1117M3-3.3的GND引腳接地。該電源電路的重要作用正是為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)采用LDO(模擬電源器件)電源芯片。因?yàn)長PC2131微控制器只需3.3V單電源供電，其I/O和內(nèi)核使用同一電源電壓，所以電源電路采用Sipex半導(dǎo)體SPH117，SPX1117具有很好的擴(kuò)展性，可與許多產(chǎn)品直接連接。SPXl 117為一個(gè)低功耗正向電壓調(diào)節(jié)器，輸出電壓精度在1%以內(nèi)，還具有電流限制和熱保護(hù)功能。如圖3所示，SK-1730SB1-5V直流穩(wěn)壓電源向SPX1117M3-3.3輸入5V直流電源，然后電源被穩(wěn)壓至3.3V輸出。圖3中的電容Cl和C3起濾波作用，C2和C4起提高穩(wěn)定性作用。電感LI起限制瞬態(tài)電流的作用。
[0036]如圖4所示,本實(shí)用新型所述的時(shí)鐘電路包括晶振電路,所述晶振電路包括石英晶振Yl，所述石英晶振Yl的兩端分別與LPC2131單片機(jī)連接，并分別通過電容ClO和電容Cll接地。晶振電路用于向CPU或其它工作電路提供工作時(shí)鐘，連接無源晶振是利用LPC2131單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘振蕩電路，在LPC2131單片機(jī)的引腳XTALl和XTAL2之間接一枚晶體就可以產(chǎn)生穩(wěn)定的時(shí)鐘信號。為了盡量避免高頻輻射的干擾，時(shí)鐘電路走線應(yīng)盡可能短。電路中的電容ClO和Cll典型值通常選擇為30pF左右。
[0037]如圖5所示，本實(shí)用新型所述的復(fù)位電路包括MAX810復(fù)位芯片、復(fù)位按鍵、電阻R1、電阻R3、或門U2A和非門U1A，所述復(fù)位芯片的復(fù)位信號輸出端與或門U2A的一輸入端連接，所述或門U2A的另一輸入端串聯(lián)電阻Rl后通過復(fù)位按鍵與LPC2131單片機(jī)的電源輸入端連接，并串聯(lián)電阻R3后接地，所述非門UlA的輸入端與或門U2A的輸出端連接，輸出端與LPC2131單片機(jī)的復(fù)位信號輸入端連接。該復(fù)位電路可通過復(fù)位芯片來實(shí)現(xiàn)，與簡單的RC復(fù)位電路相比，復(fù)位芯片電路更加復(fù)雜，但也更加穩(wěn)定和可靠，加之多數(shù)復(fù)位芯片的價(jià)錢不高，所以復(fù)位芯片是復(fù)位系統(tǒng)較理想的選擇。MAX810是一種單一功能的微處理器復(fù)位芯片，用于監(jiān)控微控制器和其他邏輯系統(tǒng)的電源電壓，它可以在上電、掉電和節(jié)電情況下向微控制器提供復(fù)位信號。當(dāng)電源電壓低于預(yù)設(shè)的門檻電壓時(shí)器件會發(fā)出復(fù)位信號，直到一段時(shí)間內(nèi)電源電壓又恢復(fù)到高于門檻電壓為止。MAX810有高電平有效的復(fù)位輸出，典型值是17uA的低電流使MAX810能理想地用于便攜式電池供電的設(shè)備。
[0038]如圖5所示。該復(fù)位電路將MAX810預(yù)設(shè)門檻電壓設(shè)為3.3V。當(dāng)手動按下復(fù)位按鍵SI時(shí)，電源經(jīng)或門和非門給LPC2131復(fù)位腳一個(gè)低電平，使其復(fù)位。當(dāng)不操作SI時(shí)，若3.3V掉電或不穩(wěn)定時(shí)，低于門檻電壓的MAX810會產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號，并經(jīng)或非門傳給LPC2131復(fù)位腳使其復(fù)位。這就能滿足ARM芯片對電源紋波、瞬態(tài)響應(yīng)性能、時(shí)鐘源穩(wěn)定性和電源監(jiān)控可靠性的要求，使其工作更加穩(wěn)定和可靠。
[0039]如圖6所示，本實(shí)用新型所述的流量測量電路包括第一 D觸發(fā)器U1、第二 D觸發(fā)器U2、第一與門Gl和第二與門G2,所述第一與門Gl的一輸入端和第二與門G2的一輸入端分別與流量計(jì)連接，第一與門Gl的另一輸入端與第一 D觸發(fā)器Ul的Q引腳連接，第一與門Gl的輸出端與第二 D觸發(fā)器U2的C引腳連接，第二與門G2的另一輸入端分別與第二 D觸發(fā)器U2的Q引腳和LPC2131單片機(jī)P0.1引腳的EINTO接口連接，第二與門G2的輸出端與LPC2131單片機(jī)P0.17引腳的CAP接口連接，第一 D觸發(fā)器Ul的C引腳與LPC2131單片機(jī)的P0.21引腳連接，所述的第一 D觸發(fā)器Ul和第二 D觸發(fā)器U2的D引腳分別連接5V直流電源，R引腳分別與LPC2131單片機(jī)的P0.20引腳連接。
[0040]本實(shí)用新型所述的流量計(jì)采用LWGY型智能渦輪流量傳感器，它可以用以測量各種酸、堿、鹽溶液、紙漿等導(dǎo)電性液體，或液固兩相介質(zhì)的體積流量。渦輪流量測量法具有在所有流量測量方法中最精確、無零點(diǎn)漂移、重復(fù)性好、范圍度寬、抗干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。將渦輪傳感器安裝在沿著管道的軸線方向，當(dāng)液體流動時(shí)，將沖擊渦輪葉片，此時(shí)便有力作用在葉片上推動渦輪旋轉(zhuǎn)，而這個(gè)作用力與流量Q、流速V和流體密度P乘積成比例。于此同時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生的磁力線被旋轉(zhuǎn)的葉片周期性地切割，改變線圈的磁通量。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在線圈內(nèi)將感應(yīng)出電勢信號，此脈動的電勢信號的頻率與被測流體的流量成正比。其流量計(jì)算式為:Q=f/K，式中:f為流量信號頻率(Hz)，它同葉輪轉(zhuǎn)動頻率成正比關(guān)系；k為傳感器的儀表系數(shù)，Q為體積流量。
[0041]如圖6所示，流量測量的控制過程為:首先LPC2131單片機(jī)通過P.20發(fā)一個(gè)清零負(fù)脈沖，使U1、U2兩個(gè)D觸發(fā)器復(fù)位，其輸出與門Gl和G2。接著通過P0.21發(fā)一個(gè)啟動正脈沖，其有效上升沿使Ul=l，門Gl被開放。之后，被測脈沖上升沿通過G2送計(jì)數(shù)器ICAP計(jì)數(shù)；同時(shí)U2輸出的高電平使EINTO=I,定時(shí)器0有效，啟動定時(shí)器TCO開始定時(shí)。直到定時(shí)結(jié)束，通過P0.20發(fā)一負(fù)脈沖，清零U2，封鎖G2，停止定時(shí)器TCl計(jì)數(shù)，完成一次頻率采樣過程。以秒為單位進(jìn)行流量數(shù)累加，用當(dāng)前的流量值加上Is前的流量數(shù)即可得出當(dāng)前的總流量值。
[0042]如圖7所示，本實(shí)用新型所述的液位檢測電路包括電阻R9、電阻R10、電阻RlI和電阻R12，所述液位檢測裝置包括分別設(shè)置在蓄水池內(nèi)底部、水位下限位置和水位上限位置的第一電導(dǎo)體A、第二電導(dǎo)體B和第三電導(dǎo)體C,所述第一電導(dǎo)體A與3.3V直流電源連接，第二電導(dǎo)體B通過電阻R9與LPC2131單片機(jī)的P0.0引腳GPIO端連接，并通過電阻RlO接地，第三電導(dǎo)體C通過電阻Rll與LPC2131單片機(jī)的P0.1引腳GPIO端連接，并通過電阻Rl2接地。
[0043]考慮到液位傳感器的安裝與價(jià)格因素，本實(shí)用新型采用了安裝更簡單、價(jià)格更低廉、電路更簡單，并適合于實(shí)驗(yàn)裝置的導(dǎo)電式液位檢測方法。如圖7所示，對水位的檢測是使用在蓄水池內(nèi)側(cè)面裝置高、中、低三個(gè)探測點(diǎn)，高、中探點(diǎn)為水位為探測點(diǎn)，最低的探點(diǎn)接工作電源，虛線表示允許水位變化的上下限。工作電源與探點(diǎn)接通，傳給ARM的GPIO端的一個(gè)開關(guān)信號。A、B、C為分別設(shè)置在蓄水池內(nèi)三個(gè)探測點(diǎn)的第一電導(dǎo)體A、第二電導(dǎo)體B和第三電導(dǎo)體C，可以感應(yīng)電勢并導(dǎo)電，上下限水位信號由GPIO的P0.0和P0.1輸入。單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，由電機(jī)帶動水泵向中水蓄水箱供水，使蓄水箱中的水量得到控制。[0044]ARM芯片工作電壓為3.3 V，為保護(hù)ARM接口，輸入電平應(yīng)為3.3 V電平，設(shè)計(jì)中向水中通電為3.3V電平。
[0045](I)當(dāng)水位上升，達(dá)到上限時(shí)，因水導(dǎo)電，第二電導(dǎo)體B、第三電導(dǎo)體C連通+3.3V。b、c均為“1”，通過b、c向P0.0和P0.1引腳輸入高電平，通過處理器控制停止電機(jī)和水泵的工作，不再供水。
[0046](2)當(dāng)水位降到下限時(shí)，第二電導(dǎo)體B、第三電導(dǎo)體C都不能與第一電導(dǎo)體A導(dǎo)電。b、c均為“O”，b、c向P0.0和P0.1輸入低電平，啟動電機(jī)，帶動水泵工作，給水塔供水。
[0047](3)當(dāng)水位處于上下限之間時(shí)，第二電導(dǎo)體B與第一電導(dǎo)體A導(dǎo)通。b為“1”，c為“0”，無論怎樣都應(yīng)維持原有的工作狀態(tài)。
[0048](4)若出現(xiàn)b為“O”，c為“ I”的情況，則說明檢測電路出現(xiàn)故障，應(yīng)進(jìn)行報(bào)警處理。
[0049]根據(jù)GPIO P0.0和P0.1的輸入狀態(tài)，LPC2131單片機(jī)通過P0.2 口來控制水泵的起停，當(dāng)P0.2輸出高電平時(shí)，水泵啟動；輸出低電平時(shí)，水泵停止運(yùn)行。
[0050]如圖8所示，本實(shí)用新型所述的報(bào)警驅(qū)動電路包括電阻R5、電阻R6和晶體管Q2，所述電阻R5的一端和電阻R6的一端分別與LPC2131單片機(jī)的P0.14引腳連接，電阻R5的另一端與3.3V直流電源連接，電阻R6的另一端與晶體管Q2的基極連接，晶體管Q2的發(fā)射極與3.3V直流電源連接，晶體管Q2的集電極與蜂鳴器連接。
[0051]在控制系統(tǒng)發(fā)生故障或超越設(shè)定極限時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)出提醒人們警覺的報(bào)警信號或提示信號，本實(shí)用新型所述蜂鳴器采用壓電式蜂鳴器，然后通過LPC2131的I個(gè)GPIO 口線驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲。如圖9所示，蜂鳴器使用的是PNP三極管Q2進(jìn)行驅(qū)動控制。當(dāng)P0.14控制電平輸出O時(shí)，Q2導(dǎo)通，蜂鳴器蜂鳴報(bào)警；當(dāng)P0.14控制電平輸出I時(shí)，Ql截止，蜂鳴器停止報(bào)警。其中，Q2采用開關(guān)三極管8550，電阻R6用于限制Q2的基極電流，由于P0.14 口與其它部件復(fù)用，所以此引腳接上一上拉電阻R5，防止在使用其它功能時(shí)產(chǎn)生操作錯誤。
[0052]如圖9所示，本實(shí)用新型所述的IXD顯示屏采用LM061L字符式顯示模塊來實(shí)現(xiàn)IXD液晶顯示。
[0053]IXD要求提高顯示質(zhì)量和響應(yīng)速度，具有低功耗、高密度安裝、彩色顯示等，因此LCD要求較多的控制性能。根據(jù)所驅(qū)動的LCD的大小及所需功能的多少，其驅(qū)動控制的復(fù)雜程度有所不同，主要體現(xiàn)在其內(nèi)部RAM的大小、譯碼電路的復(fù)雜程度、內(nèi)部的時(shí)序及電源電路等上面，對外可體現(xiàn)在驅(qū)動行和列端口的多少、與ARM的接口功能等上面。
[0054]LM016L字符式顯示模塊可顯示兩行，各16個(gè)字符的數(shù)據(jù)，內(nèi)嵌控制器HD44780。HD44780具有簡單而功能較強(qiáng)的指令集，可以實(shí)現(xiàn)字符移動、閃爍等功能[9]。HD77480的數(shù)據(jù)發(fā)送方式分為兩種——2次發(fā)送4位數(shù)據(jù)和I次發(fā)送8位數(shù)據(jù):當(dāng)傳送4位數(shù)據(jù)時(shí)，D7-D4可用，D3-D0不可用，遵循先傳輸高4位，后傳輸?shù)?位的原則；當(dāng)傳輸8位數(shù)據(jù)時(shí)，使用8位數(shù)據(jù)總線傳輸。HD44780控制器由兩個(gè)8位寄存器、指令寄存器(IR)和數(shù)據(jù)寄存器(DR)、忙標(biāo)志(BF)、顯示數(shù)據(jù)RAM (DDRAM)、字符發(fā)生器ROM (CGR0M)、字符發(fā)生器RAM (CGRAM)、地址計(jì)數(shù)器(AC)。
[0055]LMO16L采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳接口，其中
[0056]第I腳:VSS為地電源；第2腳:VDD接5V正電源；[0057]第3 腳:VEE -；
[0058]第4腳:RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器；
[0059]第5腳:RW為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作，當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)；
[0060]第6腳:E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令；
[0061]第7?14腳:DO?D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。
[0062]如圖10所示，本實(shí)用新型所述的繼電器驅(qū)動電路包括緩沖器U4、光耦合器U3、電阻R2和二極管D1，所述緩沖器U4的輸入端與LPC2131單片機(jī)的P0.2引腳連接，輸出端與光耦合器U3中發(fā)光二極管的負(fù)極連接，發(fā)光二極管的正極通過電阻R2連接+5V直流電源，光耦合器U3中光敏三極管的基極接收發(fā)光二極管發(fā)出的光信號，光敏三極管的集電極通過二極管Dl連接+12V直流電源，光敏三極管的發(fā)射極接地，所述二極管Dl并聯(lián)在繼電器線圈的兩端。
[0063]該控制系統(tǒng)的水泵、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)均采用繼電器控制。對于水泵，ARM芯片通過P0.2 口輸出高電平，輸出信號經(jīng)總線驅(qū)動、光電隔離、三極管驅(qū)動放大后，控制繼電器線圈的電流，使繼電器觸點(diǎn)動作，接通水泵；當(dāng)輸出低電平時(shí)，停止水泵。如圖10所示，輸出信號先經(jīng)過緩沖器7407，放大控制信號，然后流經(jīng)光耦進(jìn)行信號隔離，光耦去除毛刺信號，使信號穩(wěn)定輸入三極管放大。在繼電器兩端并聯(lián)反向二極管，是為了防止繼電器線圈斷電時(shí)的瞬間產(chǎn)生反向電動勢對其它元件造成。
[0064]如圖11所示，本實(shí)用新型采用電平轉(zhuǎn)換電路MAX232來設(shè)計(jì)串行通信模塊，在ARM系統(tǒng)中，只需要RXD、TXD和GND就可以完成最基本的串口通信功能。因此滿足這樣的連接只要3根線，即模仿單片機(jī)的串口通信格式。但由于對于高低電平，RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)所定義的與ARM系統(tǒng)的LVTTL電路所定義的完全不同，LVTTL的標(biāo)準(zhǔn)邏輯“I “對應(yīng)2V?3.3V電平，標(biāo)準(zhǔn)邏輯“0"對應(yīng)OV?0.4V電平；而RS-232-C標(biāo)準(zhǔn)采用負(fù)邏輯方式，標(biāo)準(zhǔn)邏輯“I”對應(yīng)-5V?15V電平，標(biāo)準(zhǔn)邏輯“0〃對應(yīng)+5V?15V電平。所以，兩者間要進(jìn)行通信就需要經(jīng)過信號電平的轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)使用電平轉(zhuǎn)換電路MAX232來設(shè)計(jì)串行通信模塊。
[0065]如圖12所示，本實(shí)用新型對電磁閥的操作通過鍵盤電路來實(shí)現(xiàn)。由于PO作為輸入時(shí)，內(nèi)部無上拉電阻，所以要使用R7、R8兩個(gè)電阻。當(dāng)需要控制電磁閥時(shí)，按下鍵盤鍵，給GPIO P0.15 口和P0.16 口輸入低電平，通過編程，P01.7和P0.18輸出高電平，控制繼電器觸點(diǎn)動作，使電磁閥接通；當(dāng)不需要電磁閥接通時(shí)，按鍵自動處于斷開狀態(tài)，通過外部電路向P0.15和P0.16輸入高電平，情況和上相反。
[0066]以上所述只是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也被視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.城市中水回用于電廠循環(huán)冷卻水的循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征是，包括中水處理裝置、水泵、中水蓄水池和控制裝置，所述中水處理裝置與污水處理廠連通，并通過水泵與蓄水池連通，所述蓄水池通過流量計(jì)與電廠的循環(huán)水冷卻塔連通；所述蓄水池進(jìn)水口和出水口分別設(shè)置有第一電磁閥和第二電磁閥，蓄水池內(nèi)設(shè)置有液位檢測裝置，所述的水泵、流量計(jì)、第一電磁閥、第二電磁閥和液位檢測裝置分別與控制裝置連通；所述控制裝置包括微處理器、電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、流量測量電路、液位檢測電路、LCD顯示屏、報(bào)警驅(qū)動電路和繼電器驅(qū)動電路，所述微處理器分別與電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、流量測量電路、液位檢測電路、LCD顯示屏、報(bào)警驅(qū)動電路和繼電器驅(qū)動電路相連，所述報(bào)警驅(qū)動電路連接有蜂鳴器，所述繼電器驅(qū)動電路分別與設(shè)置在水泵、第一電磁閥和第二電磁閥供電電路中的繼電器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市中水回用于電廠循環(huán)冷卻水的循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征是，所述中水處理裝置包括依次連通的石灰處理池、澄清池、濾池和清水池，所述石灰處理池中設(shè)有石灰乳、聚鐵和凝固劑，所述澄清池中設(shè)有硫酸，所述濾池中設(shè)有石英砂過濾器和/或活性炭過濾器，所述清水池中設(shè)有殺毒劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的城市中水回用于電廠循環(huán)冷卻水的循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征是， 所述微處理器采用PHILIPS公司的LPC2131單片機(jī)； 所述電源電路包括電源管理芯片SPXl 117M3-3.3、電感L1、電容Cl、電容C2、電容C3和電容C4,電感LI的一端與5V電源連接，電感LI的另一端、電容Cl的一端和電容C7的一端分別與電源管理芯片SPX1117M3-3.3的VIN引腳連接，電容C3的一端和電容C4的一端分別與電源管理芯片SPX1117M3-3.3的VOUT引腳連接，電容Cl的另一端、電容C2的另一端、電容C3的另一端、電容C4的另一端和電源管理芯片SPX1117M3-3.3的GND引腳接地； 所述時(shí)鐘電路包括晶振電路,所述晶振電路包括石英晶振Yl,所述石英晶振Yl的兩端分別與LPC2131單片機(jī)連接，并分別通過電容ClO和電容Cll接地； 所述復(fù)位電路包括復(fù)位芯片、復(fù)位按鍵、電阻R1、電阻R3、或門U2A和非門U1A，所述復(fù)位芯片的復(fù)位信號輸出端與或門U2A的一輸入端連接，所述或門U2A的另一輸入端串聯(lián)電阻Rl后通過復(fù)位按鍵與LPC2131單片機(jī)的電源輸入端連接，并串聯(lián)電阻R3后接地，所述非門UlA的輸入端與或門U2A的輸出端連接，輸出端與LPC2131單片機(jī)的復(fù)位信號輸入端連接； 所述流量測量電路包括第一 D觸發(fā)器U1、第二 D觸發(fā)器U2、第一與門Gl和第二與門G2，所述第一與門Gl的一輸入端和第二與門G2的一輸入端分別與流量計(jì)連接，第一與門Gl的另一輸入端與第一 D觸發(fā)器Ul的Q引腳連接,第一與門Gl的輸出端與第二 D觸發(fā)器U2的C引腳連接，第二與門G2的另一輸入端分別與第二 D觸發(fā)器U2的Q引腳和LPC2131單片機(jī)P0.1引腳的EINTO接口連接，第二與門G2的輸出端與LPC2131單片機(jī)P0.17引腳的CAP接口連接，第一 D觸發(fā)器Ul的C引腳與LPC2131單片機(jī)的P0.21引腳連接，所述的第一D觸發(fā)器Ul和第二 D觸發(fā)器U2的D引腳分別連接5V直流電源，R引腳分別與LPC2131單片機(jī)的P0.20引腳連接； 所述液位檢測電路包括電阻R9、電阻R10、電阻Rll和電阻R12，所述液位檢測裝置包括分別設(shè)置在蓄水池內(nèi)底部、水位下限位置和水位上限位置的第一電導(dǎo)體A、第二電導(dǎo)體B和第三電導(dǎo)體C，所述第一電導(dǎo)體A與3.3V直流電源連接，第二電導(dǎo)體B通過電阻R9與LPC2131單片機(jī)的P0.0引腳GPIO端連接，并通過電阻RlO接地，第三電導(dǎo)體C通過電阻Rll與LPC2131單片機(jī)的P0.1引腳GPIO端連接，并通過電阻R12接地； 所述報(bào)警驅(qū)動電路包括電阻R5、電阻R6和晶體管Q2，所述電阻R5的一端和電阻R6的一端分別與LPC2131單片機(jī)的P0.14引腳連接，電阻R5的另一端與3.3V直流電源連接，電阻R6的另一端與晶體管Q2的基極連接，晶體管Q2的發(fā)射極與3.3V直流電源連接，晶體管Q2的集電極與蜂鳴器連接； 所述繼電器驅(qū)動電路包括緩沖器U4、光耦合器U3、電阻R2和二極管Dl，所述緩沖器U4的輸入端與LPC2131單片機(jī)的P0.2引腳連接，輸出端與光耦合器U3中發(fā)光二極管的負(fù)極連接，發(fā)光二極管的正極通過電阻R2連接+5V直流電源，光耦合器U3中光敏三極管的基極接收發(fā)光二極管發(fā)出的光信號，光敏三極管的集電極通過二極管Dl連接+12V直流電源，光敏三極管的發(fā)射極接地，所述二極管Dl并聯(lián)在繼電器線圈的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的城市中水回用于電廠循環(huán)冷卻水的循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征是，所述控制裝置還包括RS232串行通信接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的城市中水回用于電廠循環(huán)冷卻水的循環(huán)控制系統(tǒng)，其特征是，所述控制裝置還包括鍵盤電路。
【文檔編號】G05B19/418GK203490531SQ201320651981
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】郭麗瑤, 張耀群, 蘇玉磊, 孟辛, 孟麗 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東章丘市供電公司