一种新型防冻除冰控制器制造技术

本实用新型专利技术公开一种新型防冻除冰控制器，包括：控制模块、显示屏和键盘、总线接口、空气开关、启动/停止按键、潜水泵保护器和交流接触器，其中：所述显示屏和键盘与所述控制模块相连接；所述总线接口与所述控制模块相连接，用于实现与其它设备组网通信；所述交流接触器与所述控制模块相连接，所述控制模块通过所述交流接触器控制潜水泵的启动和停止；所述潜水泵保护器分别与所述控制模块、所述交流接触器、所述空气开关相连接，用于在潜水泵电机出现过载、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损时实现对潜水泵的保护。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及水电站领域，具体而言，涉及一种新型防冻除冰控制器。
技术介绍
近年来，我国的水电站建设取得了巨大成绩。然而在水电站的建设中，溢洪道闸门防冻除冰是高寒地区水电站设计的重点之一，高寒地区冬季溢洪道闸门的结冰问题，严重影响水利枢纽的正常运行。在高寒地区冰冻期，泄洪闸门前冰层厚度能达到在1～2米，冬季冰层产生的膨胀压力和水位变化时的剪切力会对闸门产生应力破坏，在极端情况下容易使闸门和闸墩产生永久破坏。目前高寒地区水电站多采用人工冰盖开槽法、压缩空气吹泡法、压力水射流法、门叶电热法来保证泄洪闸门越冬。人工冰盖开槽法是人工在冰盖开槽，需要在冰盖达到一定的厚度，可以承载人员在冰上作业，才开始对冰盖进行处理，因此在冰封初期冰层对闸门的应力影响是不能消除的，同时在解冻前期，同样也不能提供保护。另外，采取人工破冰，人员在整个冰封期每天需要大强度的重复性劳作，在极寒条件下，每日的结冰量很大，同时人工成本逐年上升，人员安全隐患较大。压缩空气吹泡法是使用空气压缩机并铺设空压管道至水面下2～5米，吹气嘴距离门叶大于3米。利用压缩空气在不同温度水层间形成对流环境，不断升起的气泡扰动水面，达到防止结冰的效果。为了适应水位的不断变化，保证喷嘴与水面的距离，管道设计复杂，所用设备较多，系统维护费用较大。压力水射流法原理是将水下温度相对较高的水通过潜水泵和管路加压喷射在闸门前，通过水流搅动水体，会在闸门前形成一条不结冰的区域。该方法运行可靠、除冰防冻效果好，耗能较低。但是，控制器大多采用PLC，程序编写复杂，线路设置复杂，不易扩展，系统通用性差，自动化程度低，可推广难度大，系统维护复杂。门叶电热法采用电热管、电热缆或电热板，三相负载分配相等，均匀地布置在门叶结构中间，门叶下游面全部采用保温板密封，通过电加热，使得闸门前水体温度大于冰点。该方法经济性较低，耗能较大。
技术实现思路
本技术提供一种新型防冻除冰控制器，用以克服现有技术中存在的至少一个问题。为达到上述目的，本技术提供了一种新型防冻除冰控制器，包括：控制模块、显示屏和键盘、总线接口、空气开关、启动/停止按键、潜水泵保护器和交流接触器，其中：所述显示屏和键盘与所述控制模块相连接；所述总线接口与所述控制模块相连接，用于实现与其它设备组网通信；所述交流接触器与所述控制模块相连接，所述控制模块通过所述交流接触器控制潜水泵的启动和停止；所述潜水泵保护器分别与所述控制模块、所述交流接触器、所述空气开关相连接，用于在潜水泵电机出现过载、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损时实现对潜水泵的保护。进一步地，还包括手动/自动选择开关，所述手动/自动选择开关与所述控制模块相连接，用于切换所述防冻除冰控制器的手动/自动工作模式。进一步地，所述总线接口为CAN总线接口。进一步地，所述控制模块的CPU采用意法半导体公司的STM32F103。本技术的控制器是新型溢洪道闸门防冻除冰装置的核心组成，完成潜水泵和结冰探测器的监控、管理以及报警，并与远程终端的组网通讯。控制器操作两台潜水泵交替工作，以保证潜水泵的不间断工作，并监测潜水泵运行状态以及水面结冰状态，以便在出现故障时发出报警信息，并与远程终端相互通讯。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一个实施例的新型溢洪道闸门防冻除冰装置示意图；图2为本技术一个实施例的新型溢洪道闸门防冻除冰装置俯视图；图3为本技术一个实施例的控制器模块示意图；图4为本技术一个实施例的结冰探测器示意图；图5为本技术一个实施例的喷水管剖面图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1为本技术一个实施例的新型溢洪道闸门防冻除冰装置示意图；图2为本技术一个实施例的新型溢洪道闸门防冻除冰装置俯视图；图中，101为控制器，102为控制电缆，103为悬索固定装置，104为连接水管，105为浮力装置，106为自动止回阀，107为潜水泵，108为桥墩，109为喷水管，110为闸门，111为桥面，112为结冰探测器；如图所示，新型溢洪道闸门防冻除冰装置是根据压力水射流法原理专门为溢洪道闸门冬季正常运行设计的一款新型防冻除冰装置。新型溢洪道闸门防冻除冰装置包括控制器、结冰探测器、潜水泵、自动止回阀、连接水管、喷水管、浮力装置、悬索固定装置。控制器完成潜水泵和结冰探测器的监控、管理以及报警，是新型溢洪道闸门防冻除冰装置的核心组成。结冰探测器的作用是探测浮潜装置附近水域是否结冰，并向控制器发送当前是否结冰的状态信息。潜水泵的作用是抽取水下温度较高的水，可以采用两个潜水泵交替工作，保证不间断运行。自动止回阀是防止当前潜水泵工作时倒流的水损坏停机潜水泵的叶片。连接水管将潜水泵和喷水管连接到一起。喷水管将潜水泵抽取上来的水在水面搅动水体。浮力装置使喷水管跟随水位变化始终漂浮在水面。悬索固定装置使喷水管和浮力装置始终工作在一定区域内。以下对新型溢洪道闸门防冻除冰装置的各组成部分分别进行介绍。(1)控制器控制器是新型溢洪道闸门防冻除冰装置的核心组成，完成潜水泵和结冰探测器的监控、管理以及报警，并与远程终端的组网通信。控制器操作两台潜水泵交替工作，以保证潜水泵的不间断工作，并监测潜水泵运行状态以及水面结冰状态，以便在出现故障时发出报警信息，并与远程终端相互通信。图3为一个实施例的控制器模块示意图；图中，201为控制模块，202为手动/自动选择开关，203为总线接口，204为空气开关，205为潜水泵保护器，206为启动/停止按键，207为交流接触器，208为显示器和键盘。如图所示，控制器包含控制模块、手动/自动选择开关、显示屏&键盘、CAN总线、空气开关、启动/停止按键、潜水泵保护器、交流接触器。控制模块的CPU选用意法半导体公司的STM32F103作为处理器。手动/自动选择开关是工作模式选择按钮，由用户控制，可选择手动模式或自动模式。显示屏&键盘模块用于查看数据和工作状态，键盘配合显示屏可以修改控制器的相应参数。CAN总线接口用于与其他设备的CAN总线组网通信。空气开关即可以由用户操作，手动切断控制箱内设备电源，也可以对控制箱内电气设备进行保护。启动/停止按键工作在手动模式下，由用户手动操作潜水泵的启、停机状态。潜水泵保护器用于给潜水泵电机全面的保护，在潜水泵电机出现过载、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损时，予以报警和保护的装置。交流接触器是一种中间控制元件，其优点是可频繁的通、断线路，以便控制模块可以控制潜水泵的启动和停止。由于液晶显示屏制作工艺限制，液晶显示屏无法工作在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防冻除冰控制器，其特征在于，包括：控制模块、显示屏和键盘、总线接口、空气开关、启动/停止按键、潜水泵保护器和交流接触器，其中：所述显示屏和键盘与所述控制模块相连接；所述总线接口与所述控制模块相连接，用于实现与其它设备组网通信；所述交流接触器与所述控制模块相连接，所述控制模块通过所述交流接触器控制潜水泵的启动和停止；所述潜水泵保护器分别与所述控制模块、所述交流接触器、所述空气开关相连接，用于在潜水泵电机出现过载、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损时实现对潜水泵的保护。

【技术特征摘要】
1.一种防冻除冰控制器，其特征在于，包括：控制模块、显示屏和键盘、总线接口、空气开关、启动/停止按键、潜水泵保护器和交流接触器，其中：所述显示屏和键盘与所述控制模块相连接；所述总线接口与所述控制模块相连接，用于实现与其它设备组网通信；所述交流接触器与所述控制模块相连接，所述控制模块通过所述交流接触器控制潜水泵的启动和停止；所述潜水泵保护器分别与所述控制模块、所述交流接触器、所述空气开关相连接，用于在潜水泵电机出现过载、缺相、堵转、短...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝恩斌，张强，高原，任丰瑞，聂学兵，朱凯鹰，
申请(专利权)人：哈尔滨今星微电子科技有限公司，黑龙江省电力有限公司牡丹江水力发电总厂，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23