Pressure Switch วงจรควบคุมปั๊มน้ำ

สวิตช์แรงดันเป็นอุปกรณ์ที่สามารถใช้ตรวจจับแรงดันน้ำในถังและสั่งงานมอเตอร์ปั๊มน้ำเมื่อแรงดันต่ำเกินไปหรือน้ำในถังต่ำกว่าระดับต่ำสุดที่ต้องการ

โพสต์ต่อไปนี้อธิบายวงจรควบคุมแรงดันน้ำสำหรับการบำรุงรักษาน้ำประปาด้วยแรงดันที่เหมาะสมที่สุดสำหรับทั้งอพาร์ตเมนต์

แนวคิดการออกแบบได้รับการร้องขอจากหนึ่งในผู้อ่านตัวยงของบล็อกนี้ Mr. Jorge Lazcano รายละเอียดสามารถศึกษาได้จากข้อมูลต่อไปนี้:

ข้อกำหนดหลัก: แผงวงจรสำหรับสลับและรวมการทำงานของปั๊ม 3 ตัว

ฉันกำลังติดตั้งเครื่องสูบน้ำที่มีความจุเท่ากัน 3 เครื่องพร้อมกันโดยมีจุดประสงค์เพื่อให้เกิดแรงดันกับอาคาร ปั๊มจะส่งน้ำไปยังถังแรงดันและจะมีสวิตช์แรงดัน 3 ตัวเพื่อควบคุมระบบ:

สวิตช์ความดันตัวที่ 1: นี่คือสวิตช์ความดัน 'ควบคุม' หรือ 'ชั้นนำ'
การตั้งค่า: เปิดที่ 30 PSI OFF ที่ 50 PSI

“โครงการวิศวกรรมสำหรับนักศึกษา ”

สวิตช์แรงดันตัวที่ 2: สิ่งนี้จะตรวจจับว่าปั๊มหนึ่งตัวไม่เพียงพอหรือไม่และจะแสดงให้แผงวงจรเปิดปั๊มตัวที่ 2
การตั้งค่า: เปิดที่ 28 PSI OFF ที่ 48 PSI

สวิตช์แรงดันตัวที่ 3: หากปั๊มสองตัวไม่สามารถจ่ายน้ำได้ตามต้องการนี่จะเป็นการระบุแผงวงจรที่ปั๊มตัวที่ 3 ต้องเปิด
การตั้งค่า: เปิดที่ 26 PSI OFF ที่ 46 PSI

เนื่องจากปริมาณการใช้น้ำแตกต่างกันไปตลอดทั้งวัน โดยปกติแล้วเครื่องสูบน้ำ 1 เครื่องจะเพียงพอต่อความต้องการน้ำเกือบตลอดวัน แต่จะมีช่วงเวลาที่ปั๊มหนึ่งไม่เพียงพอจากนั้นปั๊มตัวที่สองจะต้องเปิด และเมื่อความต้องการสูงสุดเกิดขึ้นจำเป็นต้องใช้ปั๊ม 3 ตัวรวมกัน

นอกจากนี้เพื่อป้องกันการสึกหรอของปั๊มใด ๆ มากเกินไปแผงวงจรจำเป็นต้องสลับไปยังปั๊มถัดไปตามลำดับ

ดังนั้นนี่จะเป็นลำดับของการดำเนินการ:
ความต้องการต่ำ:
PS 1: เปิดปั๊ม 1: เปิด (ปั๊ม 2 และ 3 พัก)
PS 1: ปิดปั๊ม 1: ปิด (ส่วนที่เหลือของปั๊มทั้งหมด)
รอบถัดไป:
PS 1: เปิดปั๊ม 2: เปิด (ปั๊ม 1 และ 3 พัก)
PS 1: ปิดปั๊ม 2: ปิด (ส่วนที่เหลือของปั๊มทั้งหมด)
รอบถัดไป:
PS 1: เปิดปั๊ม 3: เปิด (ปั๊ม 1 และ 2 พัก)
PS 1: ปิดปั๊ม 3: ปิด (ส่วนที่เหลือของปั๊มทั้งหมด)

MID DEMAND (เมื่อต้องการปั๊ม 2 ตัว):
PS 1 ยังคงเปิดอยู่ PS 2 เปิด: ปั๊ม 1 และ 2 เปิด (ปั๊ม 3 พัก)
จากนั้นวนซ้ำโดยเปิดปั๊มที่พักในรอบก่อนหน้า

MAX DEMAND (เมื่อต้องการปั๊ม 3 ตัว):
PS 1 ยังคงเปิดอยู่, PS 2 ยังคงอยู่, PS 3 เปิด: ปั๊ม 1, 2 และ 3 เปิด (ไม่มีปั๊มหยุดพัก)

กำลังไฟไปยังแผงวงจรอาจมีทั้งแบบ 115V หรือ 230V (เฟสเดียว - 60hz) ดังนั้นฉันต้องการให้แผงวงจรมีแหล่งจ่ายไฟของตัวเองพร้อมกับส่วนประกอบอื่น ๆ :

1. แหล่งจ่ายไฟของตัวเองอินพุต: 85-265VAC เอาต์พุต: 12VDC-1Amp.
2. รีเลย์ 3 ตัว (เพื่อเปิด / ปิดรีเลย์กำลัง 3 ตัวซึ่งจะควบคุมปั๊ม)
3. การตรวจจับการไหลที่การปล่อยระบบ (เพื่อปิดปั๊มหากไม่มีการไหลออกมาเพื่อป้องกันผ่านตัวแปลงสัญญาณการไหล)
4. ช่องเสียบอินพุต 3 ช่อง (สำหรับสวิตช์แรงดัน)
5. ความสามารถผ่านจัมเปอร์เพื่อสั่งให้ระบบใช้ปั๊ม 2 ใน 3 ตัวเมื่อต้องปิดปั๊มหนึ่งตัวเพื่อการบำรุงรักษา

คุณช่วยฉันออกแบบแผงวงจรสำหรับแอปพลิเคชันนี้ได้ไหม
ฉันหวังว่านี่จะไม่ซับซ้อนเกินไปสำหรับคุณ…ซึ่งฉันสงสัย

ขอบคุณล่วงหน้า.
จอร์จ

ก่อนที่เราจะแยกแผนภาพวงจรควบคุมแรงดันถังน้ำที่นำเสนอสิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าสวิตช์แรงดันทำงานอย่างไร

สวิตช์ความดัน

จริงๆแล้วมันเป็นอุปกรณ์ทางกลไฟฟ้าอย่างง่ายซึ่งเชื่อมต่อหน้าสัมผัสไฟฟ้าภายในเมื่อแรงดันน้ำที่หัวฉีดแรงดันสูงเกินจุดที่ตั้งไว้ หน้าสัมผัสภายในคลายหรือเปิดเมื่อความดันลดลงต่ำกว่าจุดที่ตั้งไว้ด้านล่างอื่นที่ระบุไว้

การปรับแรงดันถังน้ำให้เหมาะสมโดยใช้สวิตช์ความดัน

สวิตช์ความดันข้างต้นสามารถใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับความต้องการที่ระบุ คำบรรยายต่อไปนี้อธิบายขั้นตอนทั้งหมด

วงจรน้ำประปาที่จำเป็นสำหรับอพาร์ทเมนต์ที่มีแรงดันคงที่สามารถมองเห็นได้ในแผนภาพต่อไปนี้:

เป็นไปตามข้อกำหนดหลักในการปรับแรงดันน้ำประปาให้เหมาะสมในอัตราที่คงที่โดยการเปิดปั๊มน้ำเพิ่มเติมตามลำดับในช่วงแรงดันน้ำต่ำและในทางกลับกัน

จากแผนภาพเราสามารถเห็น 3 ขั้นตอนที่เหมือนกันซึ่งสวิตช์แรงดัน 3 ตัวถูกกำหนดค่าโดยมี 3 ที่เกี่ยวข้อง ขั้นตอนไดรเวอร์รีเลย์ และหน้าสัมผัสรีเลย์ที่ติดมากับปั๊มน้ำ 3 ตัวตามลำดับ

ในขั้นตอนไดรเวอร์รีเลย์เราได้ใช้ไฟล์ ทรานซิสเตอร์ PNP เนื่องจากโดยปกติการตอบสนองของสวิตช์แรงดันจะปิดระหว่างแรงดันต่ำและเปิดเมื่อความดันถึงระดับเกณฑ์สูงสุด

นี่หมายความว่าเมื่อแรงดันต่ำสวิตช์ภายในของอุปกรณ์แรงดันจะไม่เชื่อมต่อหรือปิด สิ่งนี้ช่วยให้ทรานซิสเตอร์ pnp เปิดสวิตช์ผ่านตัวต้านทานกราวด์ไบแอส 1 k รีเลย์ยังเปิดและสตาร์ทมอเตอร์ การทำงานพื้นฐานนี้เหมือนกันสำหรับปั๊มมอเตอร์ทั้ง 3 ขั้นตอน

ตอนนี้ตามข้อกำหนดสมมติว่าความดันต่ำมากซึ่งทำให้สวิตช์แรงดันทั้ง 3 ตัวตัดการเชื่อมต่อหน้าสัมผัสภายใน

ส่งผลให้มอเตอร์ปั๊มทั้ง 3 ตัวเปิดทำงานพร้อมกัน ด้วยเหตุนี้แรงดันน้ำจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและถึงจุดที่เหมาะสมที่ต้องการซึ่งทำให้สวิตช์ความดัน 3 และแรงดัน 2 เปิด ด้วยเหตุนี้จึงปิดมอเตอร์ปั๊มหมายเลข 3 และ 2 ที่ต่ออยู่

ณ จุดนี้มีเพียงมอเตอร์ 1 เท่านั้นที่จัดการน้ำประปาไปยังอพาร์ตเมนต์

ในกรณีที่ความต้องการน้ำในอาคารเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันทำให้แรงดันน้ำลดลงจนทำให้มอเตอร์ปั๊ม # 1 เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอต่อความต้องการ

สถานการณ์จะทำให้สวิตช์แรงดัน # 2 เริ่มทำงานซึ่งจะเริ่มต้นปั๊มมอเตอร์ # 2 เพื่อช่วยในการรับแรงดันน้ำที่ต้องการสูง

อย่างไรก็ตามในกรณีที่การใช้น้ำยังคงเพิ่มขึ้นและความต้องการยังไม่เป็นไปตามที่ปั๊ม 2 ตัวแรกสวิตช์แรงดัน 3 จะตรวจจับสิ่งนี้และเปิดใช้งานปั๊มมอเตอร์ # 3

สวิตช์เปิด / ปิดตามลำดับข้างต้นของปั๊มน้ำเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันถังน้ำเป็นไปตามข้อกำหนดพื้นฐานหลัก

การเปลี่ยนปั๊มมอเตอร์

ข้อกำหนดประการที่สองคือการสับปั๊มน้ำเข้าด้วยกันเพื่อให้แรงดันในการทำงานของปั๊มมอเตอร์ 1 ซึ่งส่วนใหญ่เปิดอยู่สามารถบรรเทาได้เป็นครั้งคราวโดยการแบ่งปันภาระกับมอเตอร์ 2

ทำให้มั่นใจได้ว่าอายุการใช้งานของมอเตอร์จะเพิ่มขึ้นโดยการลดผลกระทบจากการสึกหรอ

แผนภาพด้านบนแสดงให้เห็นว่าสามารถทำได้อย่างไรผ่านรีเลย์ DPDT แบบเปลี่ยนง่ายที่เชื่อมต่อระหว่างสวิตช์แรงดันที่เกี่ยวข้องและขั้นตอนของไดรเวอร์รีเลย์

ในแนวคิดนี้มีเพียงมอเตอร์สองตัวเท่านั้นที่ได้รับการพิจารณาสำหรับการเปลี่ยน แต่ไม่รวมมอเตอร์ตัวที่สามเพื่อหลีกเลี่ยงความซับซ้อนของการออกแบบยิ่งไปกว่านั้นการแบ่งปันมอเตอร์สองตัวดูเหมือนจะเพียงพอที่จะทำให้การสึกหรอต่ำกว่าระดับที่ไม่ปลอดภัย

รีเลย์การเปลี่ยนแปลง ทำงานพื้นฐานอย่างหนึ่ง สลับมอเตอร์ # 1 และมอเตอร์ # 2 ไดรเวอร์รีเลย์ข้ามสวิตช์ความดัน # 1 และ # 2 เวลาที่มอเตอร์แต่ละตัวทำงานอยู่สำหรับการจ่ายน้ำแรงดันจะถูกกำหนดโดยง่าย IC 4060 จับเวลา ดังวงจรที่นำเสนอด้านล่าง:

สามารถตั้งค่าการหน่วงเวลาหลังจากที่เริ่มต้นการเปลี่ยนแปลงได้โดยการปรับหม้อ 1 M ให้เหมาะสม ด้วยการลองผิดลองถูกความต้านทานของหม้อสามารถถูกแทนที่ด้วยตัวต้านทานค่าคงที่

แหล่งจ่ายไฟสำหรับทุกขั้นตอนอิเล็กทรอนิกส์สามารถหาได้จากอะแดปเตอร์แอมป์ 12 V 1 มาตรฐาน

รีเลย์ทั้งหมดเป็นรีเลย์ 12 V 30 แอมป์