用于无人值守变电站给水系统的智能防漏告警系统的制作方法

本发明涉及变电站给水系统防漏水检测领域，特别是涉及一种用于无人值守变电站给水系统的智能防漏告警系统。

背景技术：

当变电站给水系统管道温度下降至0℃以下时，管道内水就会结冰膨胀，如果管道质量不达标或严重老化，管道就容易产生开裂，当气温回升，管道漏水便不可避免，尤其是墙壁内发生渗漏时难以察觉。此外，如果水龙头未关紧漏水会产生微漏水，长时间渗漏对墙壁、地板等会造成破坏。无人值守变电站数量多、路途远、巡视周期长，当给水系统发生漏水时运维人员难以及时发现，管道长时间漏水会造成水资源浪费，水费损失严重，且对周围环境产生不利影响，带来安全隐患。

目前市面上已出现了家用型智能防漏水保护器，具备漏水检测、就地声光告警、漏水保护闭锁等功能，但无人值守变电站智能防漏系统需求与家用型并不一致，因此研制一种具备多种工作模式与变电站给水系统的给水需求相对应、并具有远距离告警等功能的应用于无人值守变电站给水系统防漏智能检测装置十分必要。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于无人值守变电站给水系统的智能防漏告警系统，能够对无人值守变电站给水系统漏水情况进行检测，实现给水系统的防漏告警。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于无人值守变电站给水系统的智能防漏告警系统，主要包括智能防漏检测告警装置、安装在通水管道中的电磁阀、流量传感器；

所述智能防漏检测告警装置主要包括微控制器、与微控制器输出端相连的电磁阀驱动电路、LCD显示屏、告警电路、与微控制器输入端相连的管道水流量采集电路、电源电路、与微控制器相互连接的工作模式选择电路、阈值设定电路；

所述电磁阀驱动电路的输出端连接电磁阀，管道水流量采集电路的输入端连接流量传感器。

在本发明一个较佳实施例中，所述告警电路包括蜂鸣器告警电路、短信息告警电路。

进一步的，所述蜂鸣器告警电路包括电阻R2、三极管Q1、续流二极管D1、蜂鸣器H1，R2的一端与微控制器的一引脚连接、另一端与Q1的基极连接，续流二极管D1的正极、蜂鸣器的负极均与Q1的集电极相连，Q1的发射极接地，续流二极管D1的负极、蜂鸣器的正极与Vcc5V相连。

进一步的，所述短信息告警电路采用S140GSM/3G/4GLTE型短信息告警控制器，其信号输入端INPUT2与微控制器的一引脚连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述模式选择电路包括与微控制器相连的正常用水工作模式选择开关、防漏水工作模式选择开关。

在本发明一个较佳实施例中，所述阈值设定电路包括与微控制器相连的选定按键、上加按键、下减按键；

所述选定按键用来选定检测漏水时长和单次出水量两种阈值的其中一种；

所述上加按键用来对检测漏水时长与出水量的上调；

所述下减按键用来对检测漏水时长与出水量的下调。

在本发明一个较佳实施例中，所述LCD显示屏采用DMC20161型LCD液晶显示器。

在本发明一个较佳实施例中，所述电源电路包括电源降压电路、备用锂电池；

所述电源降压电路用于将220V交流电转换成12V与5V直流电，为智能防漏检测告警装置供电。

进一步的，所述智能防漏检测告警装置还包括与微控制器相互连接的时钟电路、复位电路。

在本发明一个较佳实施例中，所述电磁阀采用12V常闭型直动式电磁阀。

本发明的有益效果是：本发明通过设置两种工作模式及利用流量传感器采集通水管道水流量，可以检测无人值守变电站给水系统运行情况，在检测到变电站给水系统发生漏水时，通过在通水管道中设置的电磁阀能够自动关闭水通道阀门，并及时发出就地和远方告警信息，减少水资源浪费，提升无人值守变电站智能化和安全运行水平，提高了运维人员巡视效率。

附图说明

图1是本发明用于无人值守变电站给水系统的智能防漏告警系统一较佳实施例的结构框图；

图2是所述智能防漏检测告警装置的电路原理图；

图3是所述智能防漏告警系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种用于无人值守变电站给水系统的智能防漏告警系统，主要包括智能防漏检测告警装置、安装在通水管道中的电磁阀、流量传感器。

所述智能防漏检测告警装置主要包括微控制器、与微控制器输出端相连的电磁阀驱动电路、LCD显示屏、告警电路、与微控制器输入端相连的管道水流量采集电路、电源电路、与微控制器相互连接的工作模式选择电路、阈值设定电路、时钟电路、复位电路。所述电磁阀驱动电路的输出端连接电磁阀，管道水流量采集电路的输入端连接流量传感器。所述告警电路包括蜂鸣器告警电路、短信息告警电路。

下面结合图2对该系统中各电路模块及原理进行详细描述：

所述微控制器采用AT89S51型单片机作为CPU，该芯片成本低，功能强大，输入电压位为5V，其外围电路包括晶振X1、电容CX1、CX2，其组成时钟电路，为CPU提供时钟信号。

所述模式选择电路包括分别与微控制器的引脚P1.0与P1.2相连的正常用水工作模式选择开关、防漏水工作模式选择开关。

所述阈值设定电路包括分别与微控制器的引脚P1.3、P1.4与P1.6相连的选定按键、上加按键、下减按键。所述选定按键用来选定检测漏水时长和单次出水量两种阈值的其中一种，即设置两种工作模式下防漏装置告警条件。所述上加按键用来对检测漏水时长与出水量的上调；所述下减按键用来对检测漏水时长与出水量的下调。优选的，检测漏水时长可调节范围为10分钟—500分钟，出水量可调节范围为10升—990升。

所述复位电路包括电阻R1、电容C1、复位开关，复位开关的一端连接微处理器的引脚RST、另一端连接系统电压5V，作为输入电压，复位开关完成复位操作。

所述LCD显示屏采用DMC20161型LCD液晶显示器，根据模块要求与微处理器对接，完成显示功能。

所述蜂鸣器告警电路实现就地告警，其包括电阻R2、三极管Q1、续流二极管D1、蜂鸣器H1。R2的一端与微控制器的引脚P2.6连接、另一端与Q1的基极连接，续流二极管D1的正极、蜂鸣器的负极均与Q1的集电极相连，Q1的发射极接地，续流二极管D1的负极、蜂鸣器的正极与Vcc5V相连。

所述短信息告警电路采用S140GSM/3G/4GLTE型短信息告警控制器，内置SIM通信卡，外接12V电源，其信号输入端INPUT2与微控制器的引脚P2.2连接，由微控制器发出短信息触发信号实现远距离告警。

所述电磁阀驱动电路包括三极管Q2、Q3、电阻R3、电磁阀，三极管Q2的基极与微处理器的引脚P2.1相连，Q2的发射极与Q3的发射极相连并接地，Q2的集电极与Q3的基极通过电阻R3接入Vcc5V电源，Q3的集电极通过电磁阀与12V电源相连。当P2.1输出低电平时，三极管Q2未导通，则三极管Q3基极电压升至系统电压，三极管Q3导通，电磁阀(常闭型)通电开启水通道阀门，P2.1输出高电平时的工作原理与此相反。

优选的，与电磁阀驱动电路相连的电磁阀采用12V常闭型直动式电磁阀。

与所述管道水流量采集电路输入端连接的流量传感器采用选取叶轮式流量计，接入系统Vcc5V电源，输出PWM信号至微控制器引脚P2.0，实现水流量检测。

所述电源电路包括电源降压电路、备用锂电池；所述电源降压电路用于将220V交流电转换成12V与5V直流电，为智能防漏检测告警装置供电。在本实施例中，电源降压电路可采用电源适配器实现。备用锂电池选用YISENNENG12V聚合物锂电池，电池容量6800mah，其配套充电的电源适配器将220V交流电(开关电源提供)转换成12V与5V直流供给智能防漏检测告警装置并给锂电池充电，开关电源及备用锂电池共同组成双电源系统。

结合图3，所述智能防漏检测告警装置可选择两种工作模式，即正常用水工作模式和防漏水工作模式：正常用水工作模式设定为单次用水量超过500L或连续出水时间超过2小时，防漏装置自动闭锁水通道并发告警信息；防漏水工作模式设定为单次用水量超过50L或连续出水时间超过30分钟，防漏装置自动闭锁水通道并发告警信息。两种工作模式可根据实际用水情况灵活切换。

所述智能防漏告警系统的工作过程为：

正常情况下无人值守变电站用水几率及用水量均较少，将所述智能防漏检测告警装置切换至防漏水工作模式，当检测到单次用水量超过50L或连续出水时间超过30分钟时，智能防漏检测告警装置将认定给水系统发生漏水，微处理器启动电磁阀驱动电路以驱动电磁阀动作切断通水管道，同时发远程和就地告警信息给运维人员；在无人值守变电站因工作需要大量用水时，手动按下所述正常用水工作模式选择开关，将智能防漏检测告警装置切换至正常用水工作模式，当检测到单次用水量超过500L或连续出水时间超过2小时时，智能防漏检测告警装置将认定给水系统工作异常，微处理器启动电磁阀驱动电路以驱动电磁阀动作切断通水管道，同时发远程和就地告警信息给运维人员。运维人员在查找出装置告警原因后可通过复位开关重启，控制水通道开闭。

所述短信息告警控制器内插SIM卡，通过GSM短信控制报警器配置软件V1.5进行短信信息编制，并与指定手机进行通信。在系统检测到防漏达到告警条件时，通过短信息告警控制器发送短信息给指定手机，上报漏水情况信息，实现远程告警。同时驱动LCD液晶显示器和蜂鸣器，实现就地告警。

本发明通过设置两种工作模式及利用流量传感器采集通水管道水流量，可以检测无人值守变电站给水系统运行情况，在检测到变电站给水系统发生漏水时，通过在通水管道中设置的电磁阀能够自动关闭水通道阀门，并及时发出就地和远方告警信息，减少水资源浪费，提升无人值守变电站智能化和安全运行水平，提高了运维人员巡视效率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。