專利名稱：濾池自動反沖洗控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于給水系統具有從多個檢測元件來的多個輸入的自動控制器。
濾池是給水系統中一種傳統的凈水構筑物，反沖洗是雙閥濾池運行所必須的一個工藝過程，其效果的好壞直接影響到濾池的過濾能力和水質狀況。由于雙閥濾池運行過程中是變速進行的，要實現雙閥濾池的全自動運行難度很大。已有的濾池自控系統有應用編程控制器或微機的報道，徐洪濱(西南給排水，1995(5):15～18)提出NMODCELL控制器在濾池自控系統中的應用；滕西萍(中國給水排水，1989,5(4):57)提出可編程控制器在水廠濾池沖洗中的應用；趙思城(湖南大學學報，1989,16(2):94～102)提出微機在移動罩濾池控制中的應用。
本實用新型的目的旨在提供一種應用單片機控制手段，可靠性強、使用方便、減少投資的濾池自動反沖洗控制裝置。
本實用新型設有主控制板，主控制板由單片機、濾池與水塔水位信號數據采集電路、石英晶體振蕩電路、擴展電路和驅動隔離電路組成，單片機的輸入口接濾池與水塔水位信號數據采集電路的信號輸出端，單片機的時鐘口接石英晶體振蕩電路，單片機的輸出控制口接擴展電路的輸入端；擴展電路的輸出端接驅動隔離電路的輸入端。設有繼電器板，繼電器板的繼電器驅動電路輸入端由接線插頭座與主控制板的驅動隔離電路輸出端連接，繼電器的控制觸點外接閥門。設有電源板，電源板與主控制板及繼電器板連接。
主控制板是系統的核心部分，可采用86系列高性能單片機為控制中心，輸出擴展采用集成電路CD4514配合外圍電路，輸入用二極管等元件加以擴展，單片機及其擴展電路的輸入和輸出均用光耦器件與外圈電路隔離。濾池與水塔水位信號數據采集電路的輸入檢測端為干簧管液位計的常開觸點，輸入檢測端接光耦器件的輸入端，光耦器件的輸出端接單片機輸入口。
本實用新型采用單片機為控制中心，輸入用二極管等加以擴展，輸出擴展可采用CD4514配合外圍電路，輸入及輸出均用光耦器件與外圍電路隔離，電路簡潔，穩定性好，抗干擾性能強，系統運行可靠，控制時間準確，這是工業自動控制的關鍵。其操作簡便，洗池過程自動進行，可降低濾池過濾水面到離沙層的高度，降低沖洗水塔的有效水位，達到減少清水的流失，節約沖洗用水量，實現較佳沖洗效果的目的。另外可明顯地改善了濾后水的水質，延長濾料更換周期，可采用一臺裝置控制多個濾池，分時清洗，明顯減少設備投資和材料費用。
圖1為本實用新型的電路結構框圖。
圖2為本實用新型的電源板電路原理圖。
圖3為本實用新型的主控制板電路原理圖。
圖4為本實用新型的繼電器板電路原理圖。
圖5為濾池自動反沖洗系統流程圖。
以下實施例將結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
如
圖1所示，濾池與水塔水位信號數據采集電路(1)的信號輸出端接單片機(2)的輸入口，單片機(2)的時鐘口接石英晶體振蕩電路(3)，單片機(2)的另一輸入口接主控板電源選擇電路(4)，單片機(2)的輸出口分別接擴展電路(5)的輸入端和報警電路(6)，擴展電路(5)的輸出端分別接驅動隔離電路(7)和指示電路(8)的輸入端，驅動隔離電路(7)的輸出端接繼電器板(9)，電源板(10)分別接主控制板和繼電器板。
如圖3所示，單片機采用集成電路IC1-Z86E04，以3個濾池為例，1～3號濾池低位信號由光耦器件G1～G3輸出至IC1的輸入口P32、31、26，高位水塔水位信號由光耦器件G4、G5輸出至IC1的輸入口P25、24,1～3號濾池高位信號由光耦器件G6輸出至IC1的輸入口P02。K1～K3為1～3號濾池低位的干簧管液位計的常開觸點，K4、K5分別為高位水塔高低位的干簧管液位計的常開觸點，K6～K8為1～3號濾池高位的干簧管液位計的常開觸點。石英晶體振蕩電路接IC1的時鐘口X1、X2，采用工作頻率為8MHZ。1～3號濾池的清洗按鈕及繼電器板電源切換由按鈕開關K9～K11控制，控制信號輸出端分別接IC1的輸入口P01、00、33，其中分別由光耦器件G7～G9隔離。單片機IC1的輸出口P20～P23接擴展電路IC2-CD4514的D1～D4端，P27接報警電路(由三極管Q1、Q2，光耦器件G10，揚聲器Y及輔助元件組成)的輸入端。擴展電路IC2的輸出端4～10、14～18接驅動隔離電路的輸入端(圖中僅畫出由三極管Q6與光耦器件G11等組成的一組電路，其它省略)；擴展電路IC2的輸出端13、19、20分別接1～3號濾池清洗指示電路(由三極管和發光二極管等組成)。插頭座DB15接繼電器板的插頭座DB15。
如圖4所示，繼電器板由12組繼電器電路組成，圖中僅畫出兩組，其中上8組繼電器的觸點與閥門的連接關系是Z3～去清水閥門開，Z4～去清水閥門關，Z5～去沖洗閥門開，Z6～去沖洗閥門關，Z8～去進水破壞停，Z9～去進水破壞開，Z10～去排水破壞停，Z11～去排水破壞開；而下4組繼電器的觸點與閥門的連接關系是Z1～去進水形成停，真空泵停，Z2～去進水形成開，真空泵開，Z12～去排水形成開，真空泵開，Z13～去排水形成停，真空泵停。
如圖2所示，電源可提供+5、9、12V穩壓電源。
當某濾池(以1號濾池為例)需要清洗時，對應按下1號池的按鈕，該電信號通過光耦器件G7給IC1的P01口高電平信號，同時開關也接通1號池繼電器板的電源，該板的繼電器便可以工作，而其它池則不工作。當單片機檢測到P01口高電平信號時，便進入自動沖洗程序(參見圖5)。IC1通過P20～P23輸出口輸出給IC2擴展為16個口，每個口通過三極管驅動光耦器件的發光端，再耦合到受光端，光耦器件通過接插頭座DB15與繼電器板連接，繼電器板接到高電平信號后，經三極管驅動繼電器。各繼電器電路的信號輸入端設有穩壓二極管保護，當主控制板送來信號時，通過穩壓二極管推動三極管導通，驅動繼電器工作，提高了抗干擾能力，保證裝置運行可靠。
權利要求1．濾池自動反沖洗控制裝置，其特征在于設有1)主控制板，主控制板由單片機、濾池與水塔水位信號數據采集電路、石英晶體振蕩電路、擴展電路和驅動隔離電路組成，單片機的輸入口接濾池與水塔水位信號數據采集電路的信號輸出端，單片機的時鐘口接石英晶體振蕩電路，單片機的輸出控制口接擴展電路的輸入端；擴展電路的輸出端接驅動隔離電路的輸入端；2)繼電器板，繼電器板的繼電器驅動電路輸入端由接線插頭座與主控制板的驅動隔離電路輸出端連接，繼電器的控制觸點外接閥門；3)電源板，電源板與主控制板及繼電器板連接。
2．如權利要求1所述的濾池自動反沖洗控制裝置，其特征在于濾池與水塔水位信號數據采集電路的輸出采用光耦器件。
3．如權利要求1所述的濾池自動反沖洗控制裝置，其特征在于單片機的輸出口設有報警驅動電路。
4．如權利要求1所述的濾池自動反沖洗控制裝置，其特征在于擴展電路的輸出端接濾池清先指示電路。
專利摘要涉及一種用于給水系統具有從多個檢測元件來的多個輸入的自動控制器。設主控制板、繼電器板、電源板。主控制板的單片機輸入口接濾池與水塔水位信號數據采集電路輸出端,時鐘口接晶振,輸出口經擴展、驅動、隔離電路后接繼電器電路。采用單片機與擴展電路,電路簡潔,性能好;輸入出均用光耦器件與外圍電路隔離,抗干擾性強,系統運行可靠;沖洗效果好,節約清水,提高水質,延長濾料更換周期,一臺裝置控制多個濾池。
文檔編號B01D24/46GK2322673SQ9722908
公開日1999年6月9日 申請日期1997年10月27日 優先權日1997年10月27日
發明者蔡思偉 申請人:廈門市自來水公司