Gu1-8型全自动管理水塔机的制作方法
专利名称：Gu1-8型全自动管理水塔机的制作方法
技术领域：
本实用新型是用于全电脑全自动管理水塔机，属于自动控制机领域。
目前自来水公司、厂矿及其他单位用水大多数是电动机带动水泵把水抽进高水塔中，再由水塔供水。对这种电动水塔抽水系统已设计出全自动管理水塔机(专利号89 2 08550 9)。
这种全自动管理水塔机由于只在主机中使用了微电脑，而在付机中没有使用(出自于当时价格贵)，结果使这种机子结构复杂，使它商品化带来困难。
为使电动水塔抽水系统能得到结构简单，既然适用于小规模生产(全电脑A型全自动管理水塔机)，又能适用于大规模生产(GU1－8B型自动管理水塔机)，提出本实用新型。
本实用新型(全电脑型全自动管理水塔机包括全电脑A和全电脑B型两种)的特征是主机和从机都采用了微电脑，发挥了主从机之间的串行口通讯作用，使全机结构简化。特别是全电脑B型采用了8051，使结构更进一步简化，其特征适用于大批量生产。本实用新型由主机(1－1)，从机(1－2)，控制器(1－3)和检测器(1－4)四部分组成。
本实用新型是如下方式实现所提出的任务。
检测器对水位(水塔水位，水源水位，水泵中水位)进行检测，对设备运行状态(交流接触器、继电器、电动机，水泵，真空泵)进行检测，得到一系列信息。从机向控制器取得这些信息，进行信息处理，产生水位、状态、故障逻辑函数，并根据这些函数值产生两个命令，分别由从机JX和JY送出到控制器中，JX命令控制电动机D1(D1带动水泵)，JY命令控制电动机D2(D2带动真空泵)，只有自来水公司抽水才有)。JX为“1”命令，控制器接通电源。电动机D1先进行Y起动，然后转入△运行，带动水泵抽水，若JX为“0”命令，控制器断开电源(原来断开，继续断开，原来接通立即断开)，电动机D1停止，停止抽水。若JY为“1”命令，控制器接通电源，使电动机D2运转，带动真空泵运行；若JY为“0”命令，控制器断开电动机D2电源，使真空泵停。只有在水塔需要抽水，且抽水系统和水源没有任何故障，从机才会送出JX为“1”命令。这保证了电动抽水系统不带病全自动运行和停止。主机查询从机时，被寻址到的从机将处理好的信息发送给主机，主机分别显示这些从机信息。若信息为抽水设备和水源出现故障，则主机显示故障名称(十进制数表示)和产生故障的机号，同时声音报警。从而完成了本实用新型提出的任务。
以下结合附图对本实用新型作详细阐述。
图1为本实用新型原理方框图。
图2为全电脑A型全自动管理水塔机主机电路图。
图3为全电脑B型全自动管理水塔机主机电路图。
图4为全电脑A型全自动管理水塔机从机电路图。
图5为全电脑B型全自动管理水塔机从机电路图。
图6为水塔水位检测器电路图。
图7为水源水位检测器电路图。
图8为水泵水检测器电路图。
图9为控制器电路图。
图10为电动机故障检测器电路图。
图11为继电器、交流接触器状态检测器电路图。
图12为A4信号变换电路图。
图13为潜水泵和非潜水泵选择开关原理图。
图14为主机主程序流程图。
图15为从机主程序流程图。
图16为主机串行口通讯子程序流程图。
图17为从机中断服务程序流程图。
图1为本实用新型原理方框图。具有主机(1－1)，从机1－2(1)，1－2(2)、……1－2(8)，控制器1－3(1)、1－3(2)、……1－3(8)，检测器1－4(1)，1－4(2)……1－4(8)构成。
图2为全电脑A型全自动管理水塔机的主机电路图。8031(2－1)，74LS373(2－3)、2732(2－2)，石英晶振(2－15)或门(2－14)，电容(2－16)、(2－17)、(2－19)和电阻(2－18)构成信息处理电路。时基电路555(2－11)，电阻(2－8)和(2－12)，电容(2－10)和(2－7)，非门(2－13)，电池(2－9)构成掉电保护电路。或门(2－28)，和(2－12)，D触发器(2－25)，时基电路555(2－4)，喇叭电阻(2－23)、(2－26)、(2－27)、(2－29)和开关K1构成声报警电路。只要P1.7输出高电平，则喇叭发声报警。CD4015(2－30)、(2－31)和(2－32)，CD4511(2－33)、(2－34)和(2－35)，数码管(2－36)、(2－37)和(2－38)，非门(2－39)、(2－40)和(2－41)，8只相同电阻(2－44)，8只发光二极管(2－45)和3只相同稳压管(2－46)构成静态显示电路。水塔水位发光二极管(绿色)，A4亮表示有水进塔，暗表示无水进塔，而高中低危四只二极管发亮表示水塔水满；中、低、危亮。表示水塔为中水位，低危亮表示水塔处于低水位，需要抽水进塔；只有危亮表示水塔应在在抽水而没有抽水。水源水位类推。状态发光二极管“停”亮，表示电动机静止，亮表示电动机正在转动，Y发光二极管表示电动机正在Y型起动，△发光二极管亮表示电动机正在△运行。机号数码管(2－38)若显示1，表示数码管(2－36)和(2－37)显示的内容为1号从机的信息；故障数码管(2－36)和(2－37)显示00表示1号从机正常，而01、02……07……可由软件预先设计好为电动机电源欠压、过压、过载、断相，水泵缺水，真空泵故障等等。光电耦合器(2－4)和(2－5)构成抗干扰电路。开关K2，非门(2－6)，电阻(2－43)和电容(2－42)构成检查电路。当K2按下时，高电平经非门(2－6)产生低电平中断请求信号，8031(2－1)便通过串行口TXD和RXD立即向各从机发检查指令，通过主机查询从机获得各从机信息，并显示，供检查用。
图3为全电脑B型全自动管理水塔机主机电路图。由于采用了8051，使电路大大简化。8051(3－1)，或门(3－7)，电阻(3－8)和(3－37)，电容(3－4)、(3－5)和(3－9)，石英晶振(3－6)构成信息处理电路。时基电路555，非门(3－15)，电阻(3－1)和(3－16)，电容(3－12)、(3－13)和电池(3－14)构成了掉电保护电路。或门(3－27)、喇叭，D触发器(3－23)，时基电路555(3－24)，电阻(3－22)、(3－25)、(3－26)和(3－28)，电容(3－19)、(3－20)、(3－21)和开关K1构成了声报警电路。7只相同电阻(3－33)，75452(3－34)，7046(3－33)，三只数码管(3－29)，三只与非门(3－38)，12只数码管(3－36)和12只相同电阻(3－35)构动态显示电路。光电耦合器(3－2)和(3－3)构成抗干扰电路。开关K2电阻(3－17)，电容(3－18)和非门(3－10)构成检查电路。
图4为全电脑A型全自动管理水塔机从机电路图。8031(4－1)，74LS373(4－3)，2716(4－2)，或门(4－22)，电阻(4－17)，电容(4－18)、(4－19)和(4－20)构成了信息处理电路。MC1489(4－6)、(4－7)和(4－9)，74LS165(4－4)、(4－5)和(4－8)构成了信息采集电路。检测器检出了的信息A1、A2……W1……X1、X2、X15，m4、m3、m2、m1、汇集到三片MC1489，将12伏信息变换为＋5V信息输到三片74LS165上。当P1.1为高电平时，24位信息分别同时并入到三片74LS165中，P1，0，不断产生CP脉冲，P1，2接收信息，直到24位信息接收完。从机就这样向检测器获得信息。电阻(4－14)、(4－15)和(4－16)构成了从机号电路，(4－25)处划断为高电平，不划为低电平。光电耦合器(4－10)和(4－11)，电容(4－24)和(4－24)构成了抗干扰电路，从机通过串行口TXD和RXD与主机交换信息。MC1488(4－12)和(4－13)输出JX和JY至控制器，分别控制电动机D1和D2(一般抽水系统无D2)。
图5为全电脑B型全自动管理水塔机从机电路图。8051(5－1)，石英晶振(5－7)，电容(5－8)、(5－9)和(5－12)，电阻(5－11)和(5－18)构了信息处理电路。8051(5－1)的P0口、P1口和P2口均初始化为输入口，12V的信息经6片MC1489变换为＋5V，分别由P0口，P1，口和P2，口输入8051(5－1)的RAM中，从而从机获得检测器的信息。光电耦合器(5－3)和(5－4)，电容(5－13)和(5－14)构成了抗干扰电路，从机通过8051(5－1)串行口的RXD和TXD与主机交换信息。MC1488(4－12)和(4－13)分别输出JX和JY至控制器去控制电动机D1和D2。电阻(5－15)、(5－16)和(5－17)构成了从机号电路。m1、m2、m3、m4表示电源及真空泵故障。
检测器由水塔水位检测器，水源水位检测器，水泵水检测器，电动机故障检测器，继电器交流接触器和状态检测器构成。
图6为水塔水位检测器电路图。将水位分成高、中、低，水位低于低水位危险水位，应立即抽水，水位高于高水位时，应立即停止抽水。当a处有水时，Ai则为高电平，反之为低电平(i＝1，2，3，4)。
图7为水源水位检测器电路原理图。水源水位也分别高、中、低水位，当位低于低水位时，应立即停止抽水，此时视为水源水故障。当bj处有水，则Bj输入出高电平，反之为低电平(j＝1，2，3)。
图8为水泵水检测器电路图。当C1和C2处有水时，则C1和C2输出高电平，反之输出低电平。
图9为控制器电路图。从机接收检测器信息后，立即处理，只有抽水系统无任何故障，且水塔需要抽水时，从机才产生抽水控制信号(JX＝1)，否则JX＝0。JX＝1(高电平)，经电阻(9－1)使三极管(9－3)导通，W1为高电平，使双向可控硅(9－5)导通，继电器JC线有电流，常开触头JC1、JC3、JC5闭合，电动机D1接成Y型起动。此时W2为高电平(JC4闭合而得)，一方面经电阻(9－14)，给电容(9－21)充电，另一方面经非门(9－15)和电阻(9－16)使三极管(9－22)截止，保证了电容(9－21)充电。当电容(9－21)充电到高电平时，与非门(9－17)输出低电平，给非门(36－9)输出高电平，经电阻(9－19)使三极管(9－13)导通，它又使三极管(9－11)导通，继电器J线圈有电流通过而动作，J1断开J2闭合，结果使常开触头XC1、XC3和XC5闭合，而常开触头JC1、JC3、JC5、和JC4断开，电动机D1由Y起动转为△运行。此时W2变为低电平，经非门(9－15)，电阻(9－16)使三极管(9－22)导通，保证了电容(9－21)快速放电。此时虽然非门(9－20)输出低电平，但W3为高电平，维持了三极管(9－13)的继续导通，使电动机D1处于正常运行(△)状态。常闭触头XC4和JC4为互锁电路，常开触头JC2和XC2也为自锁电路。反之，若JX＝0(低电平即不需抽水，或需要抽水、但有故障)时，上述过程相反，所有继电器、交流接触器断开电源，电动机D1停机而停止抽水，还有阻容吸收电路(9－6)和(9－7)；防抖电路(9－4)电阻和(9－2)电容，限流电阻(9－12)、(9－14)、(9－18)和(9－19)，旁路电容(9－9)。
对于大型电动抽水系统(如自来水公司)，在起动抽水时，要利用真空泵。从机发送JY＝1时，高电平经电阻(9－23)使三极管(9－26)导通，使m1为高电平，使双向可控硅(9－27)导通，交流接触器YC线圈有电流，常开触头YC1、YC3、YC5闭合，电动机D2△运行，带动真空泵运行。当真空达到一定程度时，从机发出JY＝0，与上述相反，电动机D2停止，而真空泵停止抽气。
图10为电动机故障检测器电路，晶体管(10－1)、(10－2)、(10－3)、(10－4)、(10－5)、(10－7)分别与电阻(10－8)、(10－9)、(10－10)、(10－48)、(10－11)、(10－12)、(10－13)、(10－14)、(10－15)、(10－16)、(10－17)、(10－18)、(10－19)、(10－20)、(10－21)、(10－22)、(10－23)稳压管(10－24)、(10－25)、(10－26)、(10－27)、(10－28)、(10－29)、(10－30)构成晶体管开关电路，电动机电源线上接有三相等阻值的电阻(10－31)、(10－32)、(10－33)构成星形负载。断相时，零线电流经二极管(10－34)半波整流、电容(10－35)滤波后加于电阻(10－13)上。此时，调变阻器(10－13)使断相X15为高电平；非断相时，使断相X15为低电平。非门(10－36)和(10－47)起反相作用。又在电动机三根电源线上安上三只电压互感器L1、L2和L3，电动机电源接通时，它们产生三相交流电，经三相桥式整流(10－37)后，由电容(10－38)滤波，加于电阻(10－39)上。当电动机电源正常，电动机和水泵运转都正常时，调可变电阻(10－39)，使T点电压为定值(如＋12伏)，此时，调变阻器(10－8)、(10－10)、(10－12)、(10－13)、(10－15)、(10－21)，使欠压X1、过压X2、过载X4、短路路X6，空载X7都为低电平，当出现故障时，则对应的Xj(j＝1、2、15、4……7)输出为高电平。热敏电阻R2放于电动机挂钩的机壳孔中，当电动机温升正常时，温升故障X5为低电平，反之，超过了允许温升，X5为高电平。由于启动时不报过载、短路和过压，则用(W2)(起动时为高平)。或非门(10－38)，与门(10－39)、(10－41)、非门(10－40)去控制X2、X4、X6、而停机时不报欠压和空载。则用W1(停机时为低电平)、与门(10－37)，(10－43)去控制X1和X7。电阻(10－44)、(10－46)，非门(10－45)和电容(10－47)构成积分延时电路，完成电动机运动(Y型)到运行(△型)运行的控制。
图11为继电器，交流接触器状态检测器电路原理图。当继电器J和交流接触器线圈中有电流而吻合时，W2、W3、W4则输出高电平，反之则输出低电平。
图12为A4信号变换电路图。因为断电后，电动机仍有惯性，水塔进水不会断电同时断，则用W1控制。
图13为潜水泵和非潜水泵选择开关原理图。开关(13－1)向上为适用于潜水泵，因为水泵潜入水中，水泵水C1，C2与水源低水位信号A3一致。开关(1－13)向下则适用于非潜水泵。
图14、15、16、17流程图中的约定(1)系统中允许接入1－8台从机。
(2)地址编码FFH是对所有从机都适用的复位命令。
(3)从机发送给主机的工作模式00H 从机不需要发送信息给主机。
01H 从机需要发送信息给主机。
(4)主机发送给从机的命令02H 要求从机发送工作模式。
03H 要求从机接收检查。接此命令后，不任为何工作模式，都得发信息给主机，以作汇报，供检查用。
主机、从机命令状态格式D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
GUR＝1 非法命令GUX＝1 主机或从机发送信息准备就绪。
GUY＝1 主机或从机接收信息准备就绪。
权利要求1.全电脑全自动管理水塔机，其特征在于由一台主机，n台从机(1≤n≤8)。n只控制器和n只检测器四部分构成。这种机子有全电脑A型和全电脑B型。
2.如权利要求1的全电脑A型全自动管理水塔机。其特征是主机(1－1)由单片机8031(2－1)，地址锁存器74LS373(2－3)，程序储器2732(2－3)，光电耦合器(2－4)和(2－5)，非门(2－6)和(2－13)，时基电路555(2－11)、(2－24)，D触发器(2－25)或门(2－14)和(2－28)，石英晶振器(2－15)。电阻(2－8)、(2－12)、(2－18)、(2－23)、(2－29)、(2－26)、(2－27)和(2－43)，电容(2－7)、(2－10)、(2－19)、(2－17)、(2－16)、(2－21)、(2－20)、(2－42)，双四位串入／并出移位寄存器，CD4015(2－30)、(2－31)和(2－32)，BCD译码／锁存／7段驱动器CD4511(2－33)、(2－34)和(2－35)，数码管(2－36)、(2－37)和(2－38)，三只稳压管(2－46)，12只相同电阻(2－44)、12只发光二极管(2－45)，电池(2－9)和开关K1和K2，12只非门(2－40)、(2－41)、和(2－39)构成。
3.如权利要求1、2的全电脑B型全自动管理水塔机。其特征是主机(1－1)由单片机8051(3－1)，光电耦合器(3－2)和(3－3)，时基电路555(3－39)和(3－24)，双D触发器(3－23)，非门(3－10)和(3－15)，或门(3－7)和(3－27)，石英晶振器(3－6)，电阻(3－11)、(3－17)、(3－8)、(3－22)、(3－25)、(3－26)和(3－37)，7只相同电阻(3－33)，12只相同电阻(3－35)，12只发光二极管(3－36)，三只数码管(3－29)、(3－30)和(3－31)，三只与非门(3－38)，驱动器7406(3－34)，电容(3－12)、(3－13)、(3－18)、(3－9)、(3－4)、(3－5)、(3－19)和(3－21)构成。
4.如权利要求1、2、3的全电脑A型全自动管理水塔机。其特征是从机(1－2)由8031(4－1)、74LS373(4－3)，2716(4－2)，3片74LS165(4－4)、(4－5)和(4－8)，6片MC1489(4－6)、(4－7)和(4－9)，光电耦合器(4－10)和(4－11)，MC1488(4－13)和(4－12)，或门(4－22)，石英晶振(4－21)，电阻(4－14)、(4－15)、(4－16)和(4－17)，电容(4－18)、(4－19)、(4－20)、(4－23)和(4－24)构成。
5.如权利要求1、2、3、4的全电脑B型全自动管理水塔机。其特征是从机(1－2)由8051(5－1)，6片MC1489(5－2)，光电耦合器(5－3)和(5－4)MC1489(5－5)和(5－6)；或门(5－10)，石英晶振(5－7)，电阻(5－11)、(5－15)、(5－16)、(5－17)和(5－18)，电容(5－8)、(5－9)、(5－12)、(5－13)和(5－14)构成。
6.如权利要求1、2、3、4、5的全电脑型全自动管理水塔机，其特征是控制器(1－3)由双向可控硅(9－5)，交流接触器、YC、JC和XC，继电器丁，非门(9－15)和(9－20)，与非门(9－17)，三极管(9－3)、(9－11)、(9－13)、(9－22)和(9－26)，电阻(9－1)、(9－4)、(9－6)、(9－7)、(9－9)、(9－10)、(9－12)、(9－14)、(9－16)、(9－18)、(9－19)、(9－23)和(9－25)，电容(9－2)、(9－21)和(9－25)构成。
专利摘要本实用新型属全电脑全自动管理水塔机。它由一台主机，n台从机(1≤n≤8)，n台控制器和n只检测器构成。从机向检测器取得信息，并进行信息处理，产生新的信息和命令，命令发送给控制器，使电动抽水系统按需要处于停止、起动、运行三者之一。主机查询从机获得新的信息，并显示这些信息(水位、状态、故障)，若故障显示不为00(数字代表故障名称)时，则发声报警，以便电工迅速修复，投入新的运行。
文档编号E03B11/16GK2148099SQ9222465
公开日1993年12月1日 申请日期1992年6月3日 优先权日1992年6月3日
发明者梁建昌 申请人:梁建昌
技术领域：
本实用新型是用于全电脑全自动管理水塔机，属于自动控制机领域。
目前自来水公司、厂矿及其他单位用水大多数是电动机带动水泵把水抽进高水塔中，再由水塔供水。对这种电动水塔抽水系统已设计出全自动管理水塔机(专利号89 2 08550 9)。
这种全自动管理水塔机由于只在主机中使用了微电脑，而在付机中没有使用(出自于当时价格贵)，结果使这种机子结构复杂，使它商品化带来困难。
为使电动水塔抽水系统能得到结构简单，既然适用于小规模生产(全电脑A型全自动管理水塔机)，又能适用于大规模生产(GU1－8B型自动管理水塔机)，提出本实用新型。
本实用新型(全电脑型全自动管理水塔机包括全电脑A和全电脑B型两种)的特征是主机和从机都采用了微电脑，发挥了主从机之间的串行口通讯作用，使全机结构简化。特别是全电脑B型采用了8051，使结构更进一步简化，其特征适用于大批量生产。本实用新型由主机(1－1)，从机(1－2)，控制器(1－3)和检测器(1－4)四部分组成。
本实用新型是如下方式实现所提出的任务。
检测器对水位(水塔水位，水源水位，水泵中水位)进行检测，对设备运行状态(交流接触器、继电器、电动机，水泵，真空泵)进行检测，得到一系列信息。从机向控制器取得这些信息，进行信息处理，产生水位、状态、故障逻辑函数，并根据这些函数值产生两个命令，分别由从机JX和JY送出到控制器中，JX命令控制电动机D1(D1带动水泵)，JY命令控制电动机D2(D2带动真空泵)，只有自来水公司抽水才有)。JX为“1”命令，控制器接通电源。电动机D1先进行Y起动，然后转入△运行，带动水泵抽水，若JX为“0”命令，控制器断开电源(原来断开，继续断开，原来接通立即断开)，电动机D1停止，停止抽水。若JY为“1”命令，控制器接通电源，使电动机D2运转，带动真空泵运行；若JY为“0”命令，控制器断开电动机D2电源，使真空泵停。只有在水塔需要抽水，且抽水系统和水源没有任何故障，从机才会送出JX为“1”命令。这保证了电动抽水系统不带病全自动运行和停止。主机查询从机时，被寻址到的从机将处理好的信息发送给主机，主机分别显示这些从机信息。若信息为抽水设备和水源出现故障，则主机显示故障名称(十进制数表示)和产生故障的机号，同时声音报警。从而完成了本实用新型提出的任务。
以下结合附图对本实用新型作详细阐述。
图1为本实用新型原理方框图。
图2为全电脑A型全自动管理水塔机主机电路图。
图3为全电脑B型全自动管理水塔机主机电路图。
图4为全电脑A型全自动管理水塔机从机电路图。
图5为全电脑B型全自动管理水塔机从机电路图。
图6为水塔水位检测器电路图。
图7为水源水位检测器电路图。
图8为水泵水检测器电路图。
图9为控制器电路图。
图10为电动机故障检测器电路图。
图11为继电器、交流接触器状态检测器电路图。
图12为A4信号变换电路图。
图13为潜水泵和非潜水泵选择开关原理图。
图14为主机主程序流程图。
图15为从机主程序流程图。
图16为主机串行口通讯子程序流程图。
图17为从机中断服务程序流程图。
图1为本实用新型原理方框图。具有主机(1－1)，从机1－2(1)，1－2(2)、……1－2(8)，控制器1－3(1)、1－3(2)、……1－3(8)，检测器1－4(1)，1－4(2)……1－4(8)构成。
图2为全电脑A型全自动管理水塔机的主机电路图。8031(2－1)，74LS373(2－3)、2732(2－2)，石英晶振(2－15)或门(2－14)，电容(2－16)、(2－17)、(2－19)和电阻(2－18)构成信息处理电路。时基电路555(2－11)，电阻(2－8)和(2－12)，电容(2－10)和(2－7)，非门(2－13)，电池(2－9)构成掉电保护电路。或门(2－28)，和(2－12)，D触发器(2－25)，时基电路555(2－4)，喇叭电阻(2－23)、(2－26)、(2－27)、(2－29)和开关K1构成声报警电路。只要P1.7输出高电平，则喇叭发声报警。CD4015(2－30)、(2－31)和(2－32)，CD4511(2－33)、(2－34)和(2－35)，数码管(2－36)、(2－37)和(2－38)，非门(2－39)、(2－40)和(2－41)，8只相同电阻(2－44)，8只发光二极管(2－45)和3只相同稳压管(2－46)构成静态显示电路。水塔水位发光二极管(绿色)，A4亮表示有水进塔，暗表示无水进塔，而高中低危四只二极管发亮表示水塔水满；中、低、危亮。表示水塔为中水位，低危亮表示水塔处于低水位，需要抽水进塔；只有危亮表示水塔应在在抽水而没有抽水。水源水位类推。状态发光二极管“停”亮，表示电动机静止，亮表示电动机正在转动，Y发光二极管表示电动机正在Y型起动，△发光二极管亮表示电动机正在△运行。机号数码管(2－38)若显示1，表示数码管(2－36)和(2－37)显示的内容为1号从机的信息；故障数码管(2－36)和(2－37)显示00表示1号从机正常，而01、02……07……可由软件预先设计好为电动机电源欠压、过压、过载、断相，水泵缺水，真空泵故障等等。光电耦合器(2－4)和(2－5)构成抗干扰电路。开关K2，非门(2－6)，电阻(2－43)和电容(2－42)构成检查电路。当K2按下时，高电平经非门(2－6)产生低电平中断请求信号，8031(2－1)便通过串行口TXD和RXD立即向各从机发检查指令，通过主机查询从机获得各从机信息，并显示，供检查用。
图3为全电脑B型全自动管理水塔机主机电路图。由于采用了8051，使电路大大简化。8051(3－1)，或门(3－7)，电阻(3－8)和(3－37)，电容(3－4)、(3－5)和(3－9)，石英晶振(3－6)构成信息处理电路。时基电路555，非门(3－15)，电阻(3－1)和(3－16)，电容(3－12)、(3－13)和电池(3－14)构成了掉电保护电路。或门(3－27)、喇叭，D触发器(3－23)，时基电路555(3－24)，电阻(3－22)、(3－25)、(3－26)和(3－28)，电容(3－19)、(3－20)、(3－21)和开关K1构成了声报警电路。7只相同电阻(3－33)，75452(3－34)，7046(3－33)，三只数码管(3－29)，三只与非门(3－38)，12只数码管(3－36)和12只相同电阻(3－35)构动态显示电路。光电耦合器(3－2)和(3－3)构成抗干扰电路。开关K2电阻(3－17)，电容(3－18)和非门(3－10)构成检查电路。
图4为全电脑A型全自动管理水塔机从机电路图。8031(4－1)，74LS373(4－3)，2716(4－2)，或门(4－22)，电阻(4－17)，电容(4－18)、(4－19)和(4－20)构成了信息处理电路。MC1489(4－6)、(4－7)和(4－9)，74LS165(4－4)、(4－5)和(4－8)构成了信息采集电路。检测器检出了的信息A1、A2……W1……X1、X2、X15，m4、m3、m2、m1、汇集到三片MC1489，将12伏信息变换为＋5V信息输到三片74LS165上。当P1.1为高电平时，24位信息分别同时并入到三片74LS165中，P1，0，不断产生CP脉冲，P1，2接收信息，直到24位信息接收完。从机就这样向检测器获得信息。电阻(4－14)、(4－15)和(4－16)构成了从机号电路，(4－25)处划断为高电平，不划为低电平。光电耦合器(4－10)和(4－11)，电容(4－24)和(4－24)构成了抗干扰电路，从机通过串行口TXD和RXD与主机交换信息。MC1488(4－12)和(4－13)输出JX和JY至控制器，分别控制电动机D1和D2(一般抽水系统无D2)。
图5为全电脑B型全自动管理水塔机从机电路图。8051(5－1)，石英晶振(5－7)，电容(5－8)、(5－9)和(5－12)，电阻(5－11)和(5－18)构了信息处理电路。8051(5－1)的P0口、P1口和P2口均初始化为输入口，12V的信息经6片MC1489变换为＋5V，分别由P0口，P1，口和P2，口输入8051(5－1)的RAM中，从而从机获得检测器的信息。光电耦合器(5－3)和(5－4)，电容(5－13)和(5－14)构成了抗干扰电路，从机通过8051(5－1)串行口的RXD和TXD与主机交换信息。MC1488(4－12)和(4－13)分别输出JX和JY至控制器去控制电动机D1和D2。电阻(5－15)、(5－16)和(5－17)构成了从机号电路。m1、m2、m3、m4表示电源及真空泵故障。
检测器由水塔水位检测器，水源水位检测器，水泵水检测器，电动机故障检测器，继电器交流接触器和状态检测器构成。
图6为水塔水位检测器电路图。将水位分成高、中、低，水位低于低水位危险水位，应立即抽水，水位高于高水位时，应立即停止抽水。当a处有水时，Ai则为高电平，反之为低电平(i＝1，2，3，4)。
图7为水源水位检测器电路原理图。水源水位也分别高、中、低水位，当位低于低水位时，应立即停止抽水，此时视为水源水故障。当bj处有水，则Bj输入出高电平，反之为低电平(j＝1，2，3)。
图8为水泵水检测器电路图。当C1和C2处有水时，则C1和C2输出高电平，反之输出低电平。
图9为控制器电路图。从机接收检测器信息后，立即处理，只有抽水系统无任何故障，且水塔需要抽水时，从机才产生抽水控制信号(JX＝1)，否则JX＝0。JX＝1(高电平)，经电阻(9－1)使三极管(9－3)导通，W1为高电平，使双向可控硅(9－5)导通，继电器JC线有电流，常开触头JC1、JC3、JC5闭合，电动机D1接成Y型起动。此时W2为高电平(JC4闭合而得)，一方面经电阻(9－14)，给电容(9－21)充电，另一方面经非门(9－15)和电阻(9－16)使三极管(9－22)截止，保证了电容(9－21)充电。当电容(9－21)充电到高电平时，与非门(9－17)输出低电平，给非门(36－9)输出高电平，经电阻(9－19)使三极管(9－13)导通，它又使三极管(9－11)导通，继电器J线圈有电流通过而动作，J1断开J2闭合，结果使常开触头XC1、XC3和XC5闭合，而常开触头JC1、JC3、JC5、和JC4断开，电动机D1由Y起动转为△运行。此时W2变为低电平，经非门(9－15)，电阻(9－16)使三极管(9－22)导通，保证了电容(9－21)快速放电。此时虽然非门(9－20)输出低电平，但W3为高电平，维持了三极管(9－13)的继续导通，使电动机D1处于正常运行(△)状态。常闭触头XC4和JC4为互锁电路，常开触头JC2和XC2也为自锁电路。反之，若JX＝0(低电平即不需抽水，或需要抽水、但有故障)时，上述过程相反，所有继电器、交流接触器断开电源，电动机D1停机而停止抽水，还有阻容吸收电路(9－6)和(9－7)；防抖电路(9－4)电阻和(9－2)电容，限流电阻(9－12)、(9－14)、(9－18)和(9－19)，旁路电容(9－9)。
对于大型电动抽水系统(如自来水公司)，在起动抽水时，要利用真空泵。从机发送JY＝1时，高电平经电阻(9－23)使三极管(9－26)导通，使m1为高电平，使双向可控硅(9－27)导通，交流接触器YC线圈有电流，常开触头YC1、YC3、YC5闭合，电动机D2△运行，带动真空泵运行。当真空达到一定程度时，从机发出JY＝0，与上述相反，电动机D2停止，而真空泵停止抽气。
图10为电动机故障检测器电路，晶体管(10－1)、(10－2)、(10－3)、(10－4)、(10－5)、(10－7)分别与电阻(10－8)、(10－9)、(10－10)、(10－48)、(10－11)、(10－12)、(10－13)、(10－14)、(10－15)、(10－16)、(10－17)、(10－18)、(10－19)、(10－20)、(10－21)、(10－22)、(10－23)稳压管(10－24)、(10－25)、(10－26)、(10－27)、(10－28)、(10－29)、(10－30)构成晶体管开关电路，电动机电源线上接有三相等阻值的电阻(10－31)、(10－32)、(10－33)构成星形负载。断相时，零线电流经二极管(10－34)半波整流、电容(10－35)滤波后加于电阻(10－13)上。此时，调变阻器(10－13)使断相X15为高电平；非断相时，使断相X15为低电平。非门(10－36)和(10－47)起反相作用。又在电动机三根电源线上安上三只电压互感器L1、L2和L3，电动机电源接通时，它们产生三相交流电，经三相桥式整流(10－37)后，由电容(10－38)滤波，加于电阻(10－39)上。当电动机电源正常，电动机和水泵运转都正常时，调可变电阻(10－39)，使T点电压为定值(如＋12伏)，此时，调变阻器(10－8)、(10－10)、(10－12)、(10－13)、(10－15)、(10－21)，使欠压X1、过压X2、过载X4、短路路X6，空载X7都为低电平，当出现故障时，则对应的Xj(j＝1、2、15、4……7)输出为高电平。热敏电阻R2放于电动机挂钩的机壳孔中，当电动机温升正常时，温升故障X5为低电平，反之，超过了允许温升，X5为高电平。由于启动时不报过载、短路和过压，则用(W2)(起动时为高平)。或非门(10－38)，与门(10－39)、(10－41)、非门(10－40)去控制X2、X4、X6、而停机时不报欠压和空载。则用W1(停机时为低电平)、与门(10－37)，(10－43)去控制X1和X7。电阻(10－44)、(10－46)，非门(10－45)和电容(10－47)构成积分延时电路，完成电动机运动(Y型)到运行(△型)运行的控制。
图11为继电器，交流接触器状态检测器电路原理图。当继电器J和交流接触器线圈中有电流而吻合时，W2、W3、W4则输出高电平，反之则输出低电平。
图12为A4信号变换电路图。因为断电后，电动机仍有惯性，水塔进水不会断电同时断，则用W1控制。
图13为潜水泵和非潜水泵选择开关原理图。开关(13－1)向上为适用于潜水泵，因为水泵潜入水中，水泵水C1，C2与水源低水位信号A3一致。开关(1－13)向下则适用于非潜水泵。
图14、15、16、17流程图中的约定(1)系统中允许接入1－8台从机。
(2)地址编码FFH是对所有从机都适用的复位命令。
(3)从机发送给主机的工作模式00H 从机不需要发送信息给主机。
01H 从机需要发送信息给主机。
(4)主机发送给从机的命令02H 要求从机发送工作模式。
03H 要求从机接收检查。接此命令后，不任为何工作模式，都得发信息给主机，以作汇报，供检查用。
主机、从机命令状态格式D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
GUR＝1 非法命令GUX＝1 主机或从机发送信息准备就绪。
GUY＝1 主机或从机接收信息准备就绪。
权利要求1.全电脑全自动管理水塔机，其特征在于由一台主机，n台从机(1≤n≤8)。n只控制器和n只检测器四部分构成。这种机子有全电脑A型和全电脑B型。
2.如权利要求1的全电脑A型全自动管理水塔机。其特征是主机(1－1)由单片机8031(2－1)，地址锁存器74LS373(2－3)，程序储器2732(2－3)，光电耦合器(2－4)和(2－5)，非门(2－6)和(2－13)，时基电路555(2－11)、(2－24)，D触发器(2－25)或门(2－14)和(2－28)，石英晶振器(2－15)。电阻(2－8)、(2－12)、(2－18)、(2－23)、(2－29)、(2－26)、(2－27)和(2－43)，电容(2－7)、(2－10)、(2－19)、(2－17)、(2－16)、(2－21)、(2－20)、(2－42)，双四位串入／并出移位寄存器，CD4015(2－30)、(2－31)和(2－32)，BCD译码／锁存／7段驱动器CD4511(2－33)、(2－34)和(2－35)，数码管(2－36)、(2－37)和(2－38)，三只稳压管(2－46)，12只相同电阻(2－44)、12只发光二极管(2－45)，电池(2－9)和开关K1和K2，12只非门(2－40)、(2－41)、和(2－39)构成。
3.如权利要求1、2的全电脑B型全自动管理水塔机。其特征是主机(1－1)由单片机8051(3－1)，光电耦合器(3－2)和(3－3)，时基电路555(3－39)和(3－24)，双D触发器(3－23)，非门(3－10)和(3－15)，或门(3－7)和(3－27)，石英晶振器(3－6)，电阻(3－11)、(3－17)、(3－8)、(3－22)、(3－25)、(3－26)和(3－37)，7只相同电阻(3－33)，12只相同电阻(3－35)，12只发光二极管(3－36)，三只数码管(3－29)、(3－30)和(3－31)，三只与非门(3－38)，驱动器7406(3－34)，电容(3－12)、(3－13)、(3－18)、(3－9)、(3－4)、(3－5)、(3－19)和(3－21)构成。
4.如权利要求1、2、3的全电脑A型全自动管理水塔机。其特征是从机(1－2)由8031(4－1)、74LS373(4－3)，2716(4－2)，3片74LS165(4－4)、(4－5)和(4－8)，6片MC1489(4－6)、(4－7)和(4－9)，光电耦合器(4－10)和(4－11)，MC1488(4－13)和(4－12)，或门(4－22)，石英晶振(4－21)，电阻(4－14)、(4－15)、(4－16)和(4－17)，电容(4－18)、(4－19)、(4－20)、(4－23)和(4－24)构成。
5.如权利要求1、2、3、4的全电脑B型全自动管理水塔机。其特征是从机(1－2)由8051(5－1)，6片MC1489(5－2)，光电耦合器(5－3)和(5－4)MC1489(5－5)和(5－6)；或门(5－10)，石英晶振(5－7)，电阻(5－11)、(5－15)、(5－16)、(5－17)和(5－18)，电容(5－8)、(5－9)、(5－12)、(5－13)和(5－14)构成。
6.如权利要求1、2、3、4、5的全电脑型全自动管理水塔机，其特征是控制器(1－3)由双向可控硅(9－5)，交流接触器、YC、JC和XC，继电器丁，非门(9－15)和(9－20)，与非门(9－17)，三极管(9－3)、(9－11)、(9－13)、(9－22)和(9－26)，电阻(9－1)、(9－4)、(9－6)、(9－7)、(9－9)、(9－10)、(9－12)、(9－14)、(9－16)、(9－18)、(9－19)、(9－23)和(9－25)，电容(9－2)、(9－21)和(9－25)构成。
专利摘要本实用新型属全电脑全自动管理水塔机。它由一台主机，n台从机(1≤n≤8)，n台控制器和n只检测器构成。从机向检测器取得信息，并进行信息处理，产生新的信息和命令，命令发送给控制器，使电动抽水系统按需要处于停止、起动、运行三者之一。主机查询从机获得新的信息，并显示这些信息(水位、状态、故障)，若故障显示不为00(数字代表故障名称)时，则发声报警，以便电工迅速修复，投入新的运行。
文档编号E03B11/16GK2148099SQ9222465
公开日1993年12月1日 申请日期1992年6月3日 优先权日1992年6月3日
发明者梁建昌 申请人:梁建昌
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