扬水站自动监控系统技术方案

一种扬水站自动监控系统，解决现有扬水站自动监控设备自动化程度低，费用高，反馈信息不及时不利于管理的问题。扬水站自动监控系统以ＰＣ监控终端为主控装置，分为控制室部分和现场部分，控制室部分包括ＰＣ监控终端、ＰＬＣ芯片及其扩展模块；现场部分包括球液位检测装置、音视频监控装置。所述ＰＣ监控终端连接ＰＬＣ芯片和视频监控装置，接收并分析ＰＬＣ芯片和视频监控装置传递的数据信息。ＰＬＣ芯片与浮球液位检测装置电路连接，接收并处理浮球液位检测装置传递的液位信号；所述ＰＬＣ芯片还通过一自耦变压器还与扬水站电机开关控制电路连接。根据浮球液位检测装置传递的液位信号通过自耦变压器决定扬水站电机的开关。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及自动化控制领域，具体是一种扬水站自动监控系统。
技术介绍
信息技术是当今世界创新速度最快、通用性最广、渗透性最强的高技术之一。水利 是一个信息密集型行业，加快水利信息化建设是顺应全球信息化发展潮流、武装和改造传 统水利、发展民生水利、提高水利管理能力和水平、推动水利部门职能转变的迫切要求，是 实现传统水利向现代水利转变的重要举措。工程自动化监控是水利工程信息系统的重要组 成部分，是实时数据获取的唯一手段，是全面实现水利信息化的基础。 扬水站控制技术得到了越来越多研究机构的重视，对该技术的研究如火如荼。例 如位山灌区设计灌溉面积540万亩，是全国六个特大型灌区之一，也是山东省和黄河中下 游最大的引黄灌区。在1998年国家开始实施灌区续建配套与节水改造项目之前，主要由地 方投资、投劳建成，受地方财力所限，灌区工程建设初期建设水平较低、管理粗放、运行效率 不高，大大制约了灌区效益的发挥。在灌区工程建设资金投入紧张的前提下，结合灌区骨干 工程运行管理现状，利用较少的资金对现有控制性工程进行自动化改造，可显著提升工程 管理水平，提高工程运行效率和灌区效益，投资少、见效快，符合水利部对灌区改造的总体 要求，对全国同类灌区具有较好的借鉴价值和广阔的推广前景。 然而，现有的扬水站自动化设备的费用太高不适合小型扬水站的要求，相对也不 够灵活，所以现在扬水站基本以手动式电机驱动为主，要专门人员在电机房内看守机电机 和记录运行情况。这样既浪费人力物力又使在突发情况时容易遭成报警和纠正的不及时， 形成事故。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的缺点，本技术的目的在于提供一种可以对扬水 站各种信息进行自动采集分析，并且在出现情况时经行报警的扬水站自动监控系统。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是利用PC机和PLC芯片相结合， 来弥补PLC芯片的不足，用PC机去控制PLC芯片，这样可以利用PC机的高级处理能力实现 一些复杂的逻辑操作，同时可以对PLC芯片各种信息做记录、汇总，然后通过PC机进行信息 管理。而且为了保证设备的安全运转，可以对设备进行视频的监控，用PC机去显示现场的 视频。 扬水站自动监控系统使用以PC机为主体的PC监控终端为主控装置，分为控制室 部分和现场部分，控制室部分包括PC监控终端、电流表、PLC芯片及其扩展模块；现场部分 包括浮球液位检测装置、视频监控装置。所述PC监控终端连接PLC芯片和视频监控装置， 接收并分析PLC芯片和视频监控装置传递的数据信息。PLC芯片与浮球液位检测装置电路 连接，接收并处理浮球液位检测装置传递的液位信号；所述PLC芯片还通过一自耦变压器 与扬水站电机开关控制电路连接。根据浮球液位检测装置传递的液位信号通过自耦变压器决定扬水站电机的开关。 在PLC芯片的主模块的扩展接口上用平行数据线连接一将电流模拟量转变为数 字量的电流变送器，并通过其电路连接一模拟量扩展模块，实现对电流模拟量采集；所述模 拟量扩展模块电路连接一电流互感器。电流互感器与扬水站电机主电路连接，电流互感器 还连接一显示电流量的电流表，用于直观的显示通过电流互感器的电流量。 当电流互感器采集到扬水站电机电流量后，可采集扬水站电机电流量，并将大电 流变成PLC芯片能接受的小电流，并传送给模拟量扩展模块；模拟量扩展模块处理所获信 息，然后通过电流变送器的数模转换功能转换成PLC芯片所能识别的数字量信息；PLC芯片 处理所获信息后传送给PC监控终端。 所述浮球液位检测装置采用电磁触头式浮球，利用重力与浮力的原理设计而成， 浮球有干簧管结构，在外面有一个可以活动的浮球，球内有磁铁。当磁铁受浮力靠近干簧管 的时候，干簧管内的触头就接通或者断开。干簧管的原理是同磁极相排斥，异磁极相吸。液 位开关内干簧管的开关控制相应的操作机构。当浮球受到液体浮力作用而随液位上升或下 降，通过设置在体内的驱动机构驱动大容量微动开关输出开(通)或关(断)的信号。浮 球液位检测装置设置有正常水位状态开启的常开点，以及过低水位状态开启的常闭点；所 述常开点、常闭点电路连接到PLC芯片的输入端；所述常开点和常闭点设置均为多个液位 检测联动设置，只要任意一液位低于要求，都能打开/切断电路使电机开启/停止转动。 当扬水站电机进行启动时，电机的电流会从零增加到一个高电流，高电流大约能 达到正常值的1. 5倍，所以在对电机电流监视时要把这个过程屏蔽掉，电机启动后大约5秒 内电流就是个正常值，5秒后再对电流监视，所以就在电机启动后5秒再发送读取命令。电 机电流正常值应在100-150A之间，出现低电流主要是因为电机没有负载或负载过小所造 成的，出现高电流主要是因为电机缺相或负载过大等原因造成的，电流值有时可能达到电 流正常值的3倍。这两种情况对电机来说损坏十分大，所以在电机运行过程中一定要避免 这两种情况发生；另外在扬水过程中，可能会出现水位过低的现象，如果不及时发现，使扬 水站电机空转，会使其损坏。这样就需要在PC监控终端内设置液位高低的警戒值和电机电 流的大小的警戒值，并连接一报警模块，报警模块可在PC监控终端判断所获液位值低于液 位警戒值或者电机电流值超过电机电流警戒值时进行报警。所述报警模块内设置有报警所 需使用的MP3文件，当需要报警时该模块运行MP3文件进行报警。 所述视频监控装置包括摄像头、云台、解码器、采集卡，所述采集卡中设置有所述 云台的通信协议。视频监控装置接受PC监控终端所发送的指令，通过控制云台转动和摄像 头采集的视频数据进行编辑后回馈给PC监控终端。 在PLC芯片的输入端接入控制多台电机的启动和停止的多对按钮，在PLC芯片的 输入端和输出端设置有指示灯，在有输入的情况下，会在PLC的输入端有相应的指示灯亮， 如果有输出也会在输出端有相应的指示灯亮。 所述PC监控终端设置有数据储存装置、国际标准化接口 ，可以连接打印机等多种 外接设备。由于监控系统的24小时不间断运行的要求，使得系统应具备容灾能力，这种容 灾能力需要从机器设备、传输设备和不可预料三个方面来保证。所以在PC监控终端还连接 了数据备份和恢复模块和自动断电保护模块。 本技术的有益效果是安全性能提高。可以对设备运行情况进行严密监视，发现异常，立即报警或停机，把事故控制在最小的范围内，从而保障运行的可靠性；提高了经 济性，实施泵站监控后，可以根据泵的流量和扬程等历史参数，分析水情，合理分配供水时 间，从而提高泵站运行的经济性；改善工作环境，实施监控后，值班人员可以随时了解整个 系统的运行情况，从以往的人工操作、实地观察中解脱出来；提高管理水平，由于监控系统 对扬水泵站全年的运行情况都做了历史记录，管理人员可随时分析，采取措施改善管理。扬 水站自动控制与监控系统专为水利系统的扬水站而设计，应用工业控制技术和PC监控终 端技术相结合实现，系统相比传统的人工控制系统，提高了控制的智能程度，并且可以通过 网络实现远程监视和控制的功能。以下结合附图和实施例对本技术做进一步的说明 附图说明图1为本技术的结构示意图； 图2为模拟量扩展模块的连线方式图。具体实施方式如图1所示，扬水站自动监控系统以PC监控终端为主控装置，分为控制室部分和 现本文档来自技高网...

【技术保护点】
扬水站自动监控系统，其特征在于：其包括ＰＣ监控终端、ＰＬＣ芯片、浮球液位检测装置、视频监控装置；所述ＰＣ监控终端连接ＰＬＣ芯片和视频监控装置；所述ＰＬＣ芯片与浮球液位检测装置电路连接；所述ＰＬＣ芯片通过一自耦变压器与扬水站电机开关控制电路连接。

【技术特征摘要】
扬水站自动监控系统，其特征在于其包括PC监控终端、PLC芯片、浮球液位检测装置、视频监控装置；所述PC监控终端连接PLC芯片和视频监控装置；所述PLC芯片与浮球液位检测装置电路连接；所述PLC芯片通过一自耦变压器与扬水站电机开关控制电路连接。2. 根据权利要求1所述的扬水站自动监控系统，其特征是在PLC芯片主模块的扩展 接口上用平行数据线连接一将电流模拟量转变为数字量的电流变送器，并通过其电路连接 一实现对电流模拟量采集的模拟量扩展模块；所述模拟量扩展模块电路连接一可采集扬水 站电机电流量，并将大电流变成PLC芯片能接受的小电流的电流互感器；所述电流互感器 与扬水站电机电路连接，电流互感器还连接一显示电流量的电流表。3. 根据权利要求1或2所述的扬水站自动监控系统，其特征是所述浮球液位检测装 置设置有正常水位状态开启的常开点，以及过低水位状态开启的常闭点；所述常开点、常闭 点均电路连接到PLC芯片的输入端；所述常开点、常闭点设置成多个液位检测时只要任意 一液位低...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洪祥，陈怀军，冯润根，吴跃飞，杨清虎，
申请(专利权)人：徐洪祥，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]