泵站全线自动化控制系统的制作方法

本实用新型总体而言涉及泵站监测控制领域，具体而言，涉及一种泵站全线自动化控制系统。

背景技术：

随着全球经济的迅猛发展和物质生活水平的日益提高，以及中国城市化进程的加快，水务行业已经成为社会进步和经济发展的重要基础行业。泵站作为重要的水利工程设施，在水资源的合理调度和管理中起着不可替代的重要作用。泵站承担着区域性的防洪、灌溉、调水和抗旱减灾，以及工农业用水和城乡居民生活供水等方面的艰巨任务。然而目前泵站的日常监测和控制管理的任务非常繁重，很大程度上仍依赖人力，失误率高是不可避免的，也使得泵站运行成本居高不下。

因此，业界亟需一种低人力成本、高自动化且高可靠度的泵站全线自动化控制系统。

技术实现要素：

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种低人力成本、高自动化且高可靠度的泵站全线自动化控制系统。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种泵站全线自动化控制系统，所述泵站全线自动化控制系统包括：

上位机装置，所述上位机装置与控制装置通讯连接，用于向所述控制装置发出控制指令；

控制装置，所述控制装置与水泵装置相连，用于控制所述水泵装置的转速；

水泵装置，所述水泵装置用于输送水资源，所述水泵装置与电网相连，所述电网用于为所述水泵装置提供电能；

电能质量监测装置，所述电能质量监测装置与所述上位机装置通讯连接，用于监测所述电网的电能质量；

局部放电监测装置，所述局部放电监测装置与所述上位机装置通讯连接，用于监测所述水泵装置的局部放电值并诊断所述水泵装置的绝缘故障；

振动摆度监测装置，所述振动摆度监测装置与所述上位机装置通讯连接，用于监测所述水泵装置的振动量和摆度值。

根据本实用新型的一实施方式，还包括电磁阀，所述电磁阀设置一个以上，一个以上所述电磁阀设置于泵站管路的进口和/或出口，用于调节所述进口和/或出口的流量。

根据本实用新型的一实施方式，还包括环境监测装置，所述环境监测装置与所述控制装置信号相连，用于监测泵站的运行环境，所述控制装置根据所述环境监测装置的实时监测数据调控所述电磁阀的开度。

根据本实用新型的一实施方式，所述环境监测装置包括流量计、温度变送器、液位变送器和压力变送器，所述流量计、所述温度变送器、所述液位变送器和所述压力变送器分别与所述控制装置信号相连。

根据本实用新型的一实施方式，所述温度变送器与温度传感器信号相连，所述温度传感器用于测量泵站运行环境的温度；所述液位变送器与液位传感器信号相连，所述液位传感器用于测量泵站的液位；所述压力变送器与压力传感器信号相连，所述压力传感器用于测量泵站的压力。

根据本实用新型的一实施方式，所述控制装置通过变频器与所述水泵装置相连，所述变频器用于接收所述控制装置的指令并调节所述水泵装置的转速。

根据本实用新型的一实施方式，所述控制装置与人机交互装置通讯相连，所述人机交互装置用于显示所述控制装置接收到的实时监测数据，并接收外界输入的操作指令。

根据本实用新型的一实施方式，所述上位机装置通过调制解调器与所述控制装置通讯连接，所述调制解调器用于所述上位机装置与所述控制装置之间的信息交换，一个所述调制解调器与至少一个所述控制装置通讯连接。

根据本实用新型的一实施方式，还包括水质监测装置，所述水质监测装置与所述上位机装置通讯连接，用于监测泵站的实时水质。

根据本实用新型的一实施方式，所述控制装置为可编程逻辑控制器。

由上述技术方案可知，本实用新型的泵站全线自动化控制系统的优点和积极效果在于：

本实用新型中，控制装置对水泵进行调节控制，上位机装置与控制装置、电能质量监测装置、局部放电监测装置、振动摆度监测装置通讯连接，实现了对泵站的全线自动化实时监测和控制，有效减少人工投入，降低泵站工作人员的工作量，且监测控制全面可靠，泵站运营成本降低，泵站运行的安全可靠性和自动化程度提高，具有很高的经济性，极为适合在业界推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例泵站全线自动化控制系统的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、上位机装置；11、调制解调器；2、控制装置；21、变频器；22、人机交互装置；3、水泵装置；4、环境监测装置；41、流量计；42、温度变送器；43、液位变送器；44、压力变送器；5、电能质量监测装置；6、局部放电监测装置；7、振动摆度监测装置；8、水质监测装置；9、电磁阀。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

在对本实用新型的不同示例的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本实用新型的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本实用新型的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本实用新型范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“侧部”等来描述本实用新型的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如如附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本实用新型的范围内。

图1为本实用新型一实施例泵站全线自动化控制系统的结构示意图。

如图1所示，该实施例的泵站全线自动化控制系统包括：上位机装置1，上位机装置1与控制装置2通讯连接，用于向控制装置2发出控制指令；控制装置2，控制装置2与水泵装置3相连，用于控制水泵装置3的转速；水泵装置3，水泵装置3用于输送水资源，水泵装置3与电网相连，电网用于为水泵装置3提供电能；电能质量监测装置5，电能质量监测装置5与上位机装置1通讯连接，用于监测电网的电能质量；局部放电监测装置6，局部放电监测装置6与上位机装置1通讯连接，用于监测水泵装置3的局部放电值并诊断水泵装置3的绝缘故障；振动摆度监测装置7，振动摆度监测装置7与上位机装置1通讯连接，用于监测水泵装置3的振动量和摆度值。

该实施例中，上位机装置1设置一个，泵站中的水泵装置3可设置一个、两个或多个，每一水泵装置3对应配套设置一个控制装置2、一个电能质量监测装置5、一个局部放电监测装置6、一个振动摆度监测装置7和一个水质监测装置8。

该实施例中，上位机装置1可设置在远离水泵装置3运行现场的场所，上位机装置1可包括显示器、处理器、存储器、键盘和鼠标，处理器设有数据接口，处理器通过数据接口与控制装置2、电能质量监测装置5、局部放电监测装置6、振动摆度监测装置7、水质监测装置8通讯连接，处理器接收控制装置2、电能质量监测装置5、局部放电监测装置6、振动摆度监测装置7、水质监测装置8的实时监测数据并对此实时监测数据进行实时处理分析，以全面监测泵站的运行状态并对泵站的所有水泵装置3进行故障诊断和预测；显示器用于显示上述各装置传至上位机装置1的实时监测数据和处理器的分析图表，存储器用于存储上述各装置传至上位机装置1的实时监测数据和历史监测数据，键盘和鼠标用于输入控制指令，控制指令通过上位机装置1的数据接口发送至控制装置2。

该实施例中，泵站全线自动化控制系统还设置有一个以上电磁阀9，泵站中与水泵装置3相连通的管路的进口和/或出口处均可安装电磁阀9，以调节对应进口和/出口的流量或压力，或是实现换向、溢流等，同时也便于维护设备安全或进行设备检修；泵站全线自动化控制系统还包括环境监测装置4，用于监测泵站的运行环境，环境监测装置4与控制装置2信号相连，环境监测装置4包括有流量计41，流量计41可以是电磁流量计41，可安装于水泵装置3的管路中，用于计量相应管路的流量，流量计41与控制装置2的输入口信号相连，环境监测装置4还包括温度变送器42、温度传感器、液位变送器43、液位传感器、压力变送器44、压力传感器。

该实施例中，温度传感器可靠近水泵装置3设置，用于测量泵站运行环境的温度，温度传感器与温度变送器42信号相连，温度变送器42与控制装置2的输入口信号相连；液位传感器用于测量泵站的液位，液位传感器与液位变送器43信号相连，液位变送器43与控制装置2的输入口信号相连；压力传感器用于测量泵站的压力，压力传感器与压力变送器44信号相连，压力变送器44与控制装置2的输入口信号相连；前述所有传感器是用于将要测量的物理量例如温度、液位、压力等转换成初级电信号，前述所有变送器是将对应的初级电信号转换成标准电信号，以便于控制装置2读取，控制装置2根据接收到的环境监测装置4的实时监测数据调控电磁阀9的开度以实现调节。

该实施例中，控制装置2为可编程逻辑控制器，控制装置2具有多个输入口和多个输出口，上位机装置1通过调制解调器11与控制装置2通讯连接，调制解调器11用于将数字信号转换为模拟信号以及将模拟信号转换为数字信号，以便于上位机装置1与控制装置2之间的信号交流；控制装置2通过变频器21与水泵装置3相连，变频器21用于接收控制装置2的指令并调节水泵装置3的转速，水泵装置3包括水泵和电机，电机的输出轴传动连接水泵的轴以带动水泵工作，控制装置2与变频器21的输入端相连，变频器21的输出端与水泵装置3的电机相连，控制装置2接收环境监测装置4的实时监测数据，并根据环境监测装置4的实时监测数据向变频器21发出指令以控制变频器21的输出，从而控制与变频器21输出端相连的水泵装置3的转速。

该实施例中，控制装置2与人机交互装置22通讯相连，人机交互装置22可以是工业触摸屏，工业触摸屏强度高且具有一定耐腐蚀性，适于泵站的运行环境；人机交互装置22可通过ppi通讯协议与控制装置2通讯相连，以显示控制装置2接收到的上位机装置1的控制指令或其他信息，以及显示变频器21和水泵装置3的参数和状态信息，以及显示环境监测装置4的实时监测数据，并且接收外界输入的操作指令，操作人员可在人机交互装置22上输入对控制装置2的操作指令。

该实施例中，电能质量监测装置5用于监测电网的电能质量，例如监测电网的供电频率偏差、供电电压偏差、供电电压波动和闪变、供电三相电压允许不平衡度、电网谐波应用小波变换测量分析非平稳时变信号的谐波等，以确定合适的启停水泵装置3的时间，减小水泵装置3的启停对电网产生的冲击；水泵装置3长期运转易使其内部绝缘劣化，而局部放电是绝缘状态的重要表征，局部放电监测装置6用于监测水泵装置3的局部放电值，能够诊断水泵装置3的绝缘故障，实现预防和有效维护；可在水泵装置3上安装振动传感器和摆度传感器，分别测量水泵装置3的振动量和摆度值，振动传感器和摆度传感器与振动摆度监测装置7信号相连，以实现对水泵装置3的振动和摆度的实时动态监测；水质监测装置8与上位机装置1通讯连接，用于监测泵站的实时水质情况，以及时发现和处理污染，减小水质对水泵装置3及其他设备寿命的不良影响。本实施例中所述的通讯连接可以是通过modbus协议通讯。

本实用新型中，控制装置2对水泵进行调节控制，上位机装置1与控制装置2、电能质量监测装置5、局部放电监测装置6、振动摆度监测装置7通讯连接，实现了对泵站的全线自动化实时监测和控制，有效减少人工投入，降低泵站工作人员的工作量，且监测控制全面可靠，泵站运营成本降低，泵站运行的安全可靠性和自动化程度提高，具有很高的经济性，极为适合在业界推广使用。

本实用新型所属技术领域的普通技术人员应当理解，上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的，而非限制性的。而且，本实用新型所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案，或者进行其它改动，而都属于本实用新型的范围之内。