用于变电站的水位监控装置及其监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于变电站的水位监控装置及其监控系统，涉及水位的监控装置【技术领域】。所述装置包括模拟量输入单元、开关量输出单元、中央处理单元、供电单元、开关量输入单元、地址控制单元、无线信号收发单元和模拟量输出单元。所述监控装置不仅能够实时监测水位信息，控制水泵运行，还能够实时监测运行水泵的电流和电压值，及时发现水泵是否正常工作，具有使用安全和可靠的特点。
【专利说明】用于变电站的水位监控装置及其监控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水位的监控装置【技术领域】，尤其涉及一种用于变电站的水位监控装置及其监控系统。
【背景技术】
[0002]电力生产中，变电站深水井排水目前一般是人工排水，由于当前我国多为无人值守变电站，所以这种排水方式水位无科学分级，仅靠目测，发现水位越限不及时，报警不及时，排水准备时间长，车辆和设备以及其他人力物力消耗大，对电力生产造成的安全隐患大，危害大，而且排水记录项目简单，统计效果差，很难形成电力生产技术改造和升级的决策依据。此外还不能及时对水泵的电流和电压及时进行监控，具有很大的风险。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于变电站的水位监控装置及其监控系统，所述监控装置不仅能够实时监测水位信息，控制水泵运行，还能够实时监测运行水泵的电流和电压值，及时发现水泵是否正常工作，具有使用安全和可靠的特点。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种用于变电站的水位监控装置，其特征在于:包括模拟量输入单元、开关量输出单元、中央处理单元、供电单元、开关量输入单元、地址控制单元、无线信号收发单元和模拟量输出单元；模拟量输入单元与中央处理单元的输入端连接，用于将传感器采集的液位信息以及水泵的电压和电流信息进行转换，并将上述信息传送给中央处理单元进行处理；开关量输入单元与中央处理单元的输入端连接，用于采集水泵启停的开关量信号，并将该信号发送至中央处理单元；地址控制单元与中央处理器单元的地址设置端连接，用于对监控装置进行地址设置；模拟量输出单元与中央处理单元的输出端连接，用于对中央处理单元输出的液位、电压以及电流信号进行转换并输出给报警及显示单元进行显示；无线信号收发单元与中央处理器单元双向连接，用于上传或下传数据或控制命令；中央处理单元，用于对接收到的液位、电压以及电流信号进行处理，并根据上述数据对水泵进行控制；开关量输出单元的输入端与中央处理单元的输出端连接，用于将中央处理单元输出的开关量信息进行转换并输出给水泵，控制水泵的启停；供电单元，用于为监控装置中需要提供电源的单元提供输入电源；所述报警及显示单元与模拟量输出单元的输出端连接，用于显示数据和发出警报。
[0005]进一步的技术方案在于:所述模拟量输入单元包括电阻R7-R8、电容C3、二极管D1-D2，电阻R7、电容C3和二极管D2并联在模拟量输入单元的输入端，二极管Dl的正极与二极管D2的负极连接，二极管Dl负极接VCC，电阻R8的一端接二极管Dl和D2的结点，电阻R8的另一端为模拟量输入单元的输出端。
[0006]进一步的技术方案在于:所述开关量输出单元包括电阻R19、二极管D1、继电器JD和三极管Q4，继电器JD的线圈一端接电源，另一端接三极管Q4的集电极，续流二极管Dl与继电器JD的线圈并联，电阻R19的一端为开关量输出单元的输入端，电阻R19的另一端接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极接地；继电器JD的触点端位于水泵的电源输入端上。
[0007]进一步的技术方案在于:所述模拟量输出单元包括模数转换模块IC3、放大器Ul和三极管Ql，电源VCC分别经电阻R14、电阻R16和电阻R15接IC3的I脚、2脚和3脚，IC3的4脚悬空，IC3的8脚和6脚之间设有滑动变阻器Wl，IC3的5脚接地，IC3的7脚经电阻接放大器Ul的正向输入端，放大器Ul的正向输入端经电容Cl接地，三极管Ql的发射极与放大器Ul的反向输入端连接，放大器Ul的输出端经电阻R6接三极管Ql的基极，IC3的I脚、2脚和3脚为模拟量输出单元的输入端，三极管Ql的集电极为模拟量输出单元的输出端。
[0008]本实用新型还公开了一种水位监控系统，其特征在于:所述系统包括若干个上述水位监控装置、数据收发装置以及监控电脑，所述水位监控装置与数据收发装置之间通过无线网络进行数据交互，数据收发装置与监控电脑之间通过有线网络进行连接。
[0009]进一步的技术方案在于:所述有线网络为光纤或以太网。
[0010]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:模拟量输入单元负责监控液位和水泵运行的电压、电流量，并将上述信号发送至中央处理单元，中央处理单元根据液位信号通过开关量输出单元控制水泵的启停，并分别将电压、电流等信号通过无线收发单元发送至后监控电脑上；且通过模拟量输出单元将现场采集到的液位、电压、电流数据通过报警及显示单元显示出来，发现水泵出现意外情况还能及时报警。电源单元为整个系统提供电源，开关量输入单元现场采集水泵启停的开关量信号，并将信号发送至中央处理单元，中央处理单元通过无线信号收发单元将信号发送至监控电脑上。地址控制单元，可对不同的水位监控装置设定不同的地址码。所述监控装置不仅能够实时监控水位信息，还能够实时监控运行水泵的电流和电压值，及时发现水泵是否正常工作，具有使用安全和可靠的特点。
[0011]监控系统可以监控到水泵电压、启动电流值，电压缺相、电流过大发出相应报警信号。系统设置“启动水泵”、“停止水泵”按钮，并实现相关功能。通过水位监控装置，模拟显示水位柱形，越红线报警，按设定值启动、停止排水泵的工作，并发出相应报警信号。排水启动时，系统动画显示，可以检测自动排水装置的运行情况，失电报警。系统具有用户调试界面，用户通过密码口令后可以对水泵启动的定值等进行修改。
[0012]本实用新型解决了长期困扰变电站的积水问题，特别是操作班不易观察到的电缆沟(井)积水问题，避免了设备受潮发生接地短路的情况出现，为无人值班变电站运行提供了安全保障。该实用新型不需大规模放电缆，全部在原位置改建，节省设备、施工范围小，安全经济，实用性较强。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0014]图1是本实用新型的原理框图；
[0015]图2是图1中模拟量输入单元的原理图；
[0016]图3是图1中开关量输出单元的原理图；
[0017]图4是图1中中央处理单元的原理框图；
[0018]图5是图1中供电单元的原理框图；
[0019]图6是图1中开关量输入单元的原理框图；
[0020]图7是图1中地址控制单元的原理框图；
[0021]图8是图1中无线信号收发单元的原理框图；
[0022]图9是图1中模拟量输出单元的原理框图；
[0023]图10是监控系统的原理框图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0026]如图1所示，本实用新型公开了一种用于变电站的水位监控装置，包括模拟量输入单元、开关量输出单元、中央处理单元、供电单元、开关量输入单元、地址控制单元、无线信号收发单元和模拟量输出单元。
[0027]模拟量输入单元与中央处理单元的输入端连接，用于将传感器采集的液位信息以及水泵的电压和电流信息进行转换，并将上述信息传送给中央处理单元进行处理；开关量输入单元与中央处理单元的输入端连接，用于采集水泵启停的开关量信号，并将该信号发送至中央处理单元；地址控制单元与中央处理器单元的地址设置端连接，用于对监控装置进行地址设置；模拟量输出单元与中央处理单元的输出端连接，用于对中央处理单元输出的液位、电压以及电流信号进行转换并输出给报警及显示单元进行显示；无线信号收发单元与中央处理器单元双向连接，用于上传或下传数据或控制命令；中央处理单元，用于对接收到的液位、电压以及电流信号进行处理，并根据上述数据对水泵进行控制；开关量输出单元的输入端与中央处理单元的输出端连接，用于将中央处理单元输出的开关量信息进行转换并输出给水泵，控制水泵的启停；供电单元，用于为监控装置中需要提供电源的单元提供输入电源；所述报警及显示单元与模拟量输出单元的输出端连接，用于显示数据和发出警报。
[0028]如图2所示，所述模拟量输入单元包括电阻R7-R8、电容C3、二极管D1-D2，电阻R7、电容C3和二极管D2并联在模拟量输入单元的输入端，二极管Dl的正极与二极管D2的负极连接，二极管Dl负极接VCC，电阻R8的一端接二极管Dl和D2的结点，电阻R8的另一端为模拟量输入单元的输出端。
[0029]如图3所示，所述开关量输出单元包括电阻R19、二极管D1、继电器JD和三极管Q4，继电器JD的线圈一端接电源，另一端接三极管Q4的集电极，续流二极管Dl与继电器JD的线圈并联，电阻R19的一端为开关量输出单元的输入端，电阻R19的另一端接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极接地；继电器JD的触点端位于水泵的电源输入端上。
[0030]如图9所示，所述模拟量输出单元包括模数转换模块IC3、放大器Ul和三极管Q1，电源VCC分别经电阻R14、电阻R16和电阻R15接IC3的I脚、2脚和3脚，IC3的4脚悬空，IC3的8脚和6脚之间设有滑动变阻器Wl，IC3的5脚接地，IC3的7脚经电阻接放大器Ul的正向输入端，放大器Ul的正向输入端经电容Cl接地，三极管Ql的发射极与放大器Ul的反向输入端连接，放大器Ul的输出端经电阻R6接三极管Ql的基极，IC3的I脚、2脚和3脚为模拟量输出单元的输入端，三极管Ql的集电极为模拟量输出单元的输出端。
[0031]如图10所示，本实用新型还公开了一种用于变电站的水位监控系统，所述系统包括若干上述水位监控装置、数据收发装置以及监控电脑，所述水位监控装置与数据收发装置之间通过无线网络进行数据交互，数据收发装置与监控电脑之间通过有线网络进行连接，所述有线网络为光纤或以太网。
[0032]模拟量输入单元负责监控液位和水泵运行的电压、电流量，并将上述信号发送至中央处理单元，中央处理单元根据液位信号通过开关量输出单元控制水泵的启停，并分别将电压、电流等信号通过无线收发单元发送至后监控电脑上；且通过模拟量输出单元将现场采集到的液位、电压、电流数据通过报警及显示单元显示出来，发现水泵出现意外情况还能及时报警。电源单元为整个系统提供电源，开关量输入单元现场采集水泵启停的开关量信号，并将信号发送至中央处理单元，中央处理单元通过无线信号收发单元将信号发送至监控电脑上。地址控制单元，可对不同的水位监控装置设定不同的地址码。所述监控装置不仅能够实时监控水位信息，还能够实时监控运行水泵的电流和电压值，及时发现水泵是否正常工作,具有使用安全和可靠的特点。
[0033]监控系统可以监控到水泵电压、启动电流值，电压缺相、电流过大发出相应报警信号。系统设置“启动水泵”、“停止水泵”按钮，并实现相关功能。通过水位监控装置，模拟显示水位柱形，越红线报警，按设定值启动、停止排水泵的工作，并发出相应报警信号。排水启动时，系统动画显示，可以检测自动排水装置的运行情况，失电报警。系统具有用户调试界面，用户通过密码口令后可以对水泵启动的定值等进行修改。
[0034]本实用新型解决了长期困扰变电站的积水问题，特别是操作班不易观察到的电缆沟(井)积水问题，避免了设备受潮发生接地短路的情况出现，为无人值班变电站运行提供了安全保障。该实用新型不需大规模放电缆，全部在原位置改建，节省设备、施工范围小，安全经济，实用性较强。
【权利要求】
1.一种用于变电站的水位监控装置，其特征在于:包括模拟量输入单元、开关量输出单元、中央处理单元、供电单元、开关量输入单元、地址控制单元、无线信号收发单元和模拟量输出单元；模拟量输入单元与中央处理单元的输入端连接，用于将传感器采集的液位信息以及水泵的电压和电流信息进行转换，并将上述信息传送给中央处理单元进行处理；开关量输入单元与中央处理单元的输入端连接，用于采集水泵启停的开关量信号，并将该信号发送至中央处理单元；地址控制单元与中央处理器单元的地址设置端连接，用于对监控装置进行地址设置；模拟量输出单元与中央处理单元的输出端连接，用于对中央处理单元输出的液位、电压以及电流信号进行转换并输出给报警及显示单元进行显示；无线信号收发单元与中央处理器单元双向连接，用于上传或下传数据或控制命令；中央处理单元，用于对接收到的液位、电压以及电流信号进行处理，并根据上述数据对水泵进行控制；开关量输出单元的输入端与中央处理单元的输出端连接，用于将中央处理单元输出的开关量信息进行转换并输出给水泵，控制水泵的启停；供电单元，用于为监控装置中需要提供电源的单元提供输入电源；所述报警及显示单元与模拟量输出单元的输出端连接，用于显示数据和发出警报。
2.根据权利要求1所述的用于变电站的水位监控装置，其特征在于:所述模拟量输入单元包括电阻R7-R8、电容C3、二极管D1-D2，电阻R7、电容C3和二极管D2并联在模拟量输入单元的输入端，二极管Dl的正极与二极管D2的负极连接，二极管Dl负极接VCC，电阻R8的一端接二极管Dl和D2的结点，电阻R8的另一端为模拟量输入单元的输出端。
3.根据权利要求1所述的用于变电站的水位监控装置，其特征在于:所述开关量输出单元包括电阻R19、二极管D1、继电器JD和三极管Q4，继电器JD的线圈一端接电源，另一端接三极管Q4的集电极，续流二极管Dl与继电器JD的线圈并联，电阻R19的一端为开关量输出单元的输入端，电阻R19的另一端接三极管Q4的基极，三极管Q4的发射极接地；继电器JD的触点端位于水泵的电源输入端上。
4.根据权利要求1所述的用于变电站的水位监控装置，其特征在于:所述模拟量输出单元包括模数转换模块IC3、放大器Ul和三极管Q1，电源VCC分别经电阻R14、电阻R16和电阻R15接IC3的I脚、2脚和3脚，IC3的4脚悬空，IC3的8脚和6脚之间设有滑动变阻器Wl，IC3的5脚接地，IC3的7脚经电阻接放大器Ul的正向输入端，放大器Ul的正向输入端经电容Cl接地，三极管Ql的发射极与放大器Ul的反向输入端连接，放大器Ul的输出端经电阻R6接三极管Ql的基极，IC3的I脚、2脚和3脚为模拟量输出单元的输入端，三极管Ql的集电极为模拟量输出单元的输出端。
5.一种用于变电站的水位监控系统，其特征在于:所述系统包括若干个如权利要求1-4中任意一项所述的水位监控装置、数据收发装置以及监控电脑，所述水位监控装置与数据收发装置之间通过无线网络进行数据交互，数据收发装置与监控电脑之间通过有线网络进行连接。
6.根据权利要求1所述的用于变电站的水位监控系统，其特征在于:所述有线网络为光纤或以太网。
【文档编号】G05D9/12GK203982219SQ201420392718
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】陈超 申请人:国家电网公司, 国网河北省电力公司邯郸供电分公司, 国网河北邯郸县供电公司