一种水电站水位测量系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水电站水位测量系统，属于水位测量结构【技术领域】，其技术要点包括上游测量井、中游测量井和下游测量井，上游测量井、中游测量井输出端与第一光纤收发器输入端连接，下游测量井输出端与第二光纤收发器输出端连接，第二光纤收发器输出端与PLC控制器连接，PLC控制器输出端与显示装置和调速器连接；上游测量井、中游测量井和下游测量井的测井口上方安装有浮子式水位测量装置，浮子式水位测量装置包括测井基板和安装在测井基板上的支架，支架上设置有编码器，支架背后设置有线轮，线轮的边缘上缠绕有钢丝绳，钢丝绳一端连接浮子，钢丝绳另一端连接重锤；本实用新型旨在提供一种具有结构简单、安装方便的水电站水位测量系统；用于水电站水位测量。
【专利说明】_种水电站水位测量系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水电站测量【技术领域】，尤其是涉及一种水电站水位测量系统。
【背景技术】
[0002]水位测控装置是水电厂的重要测控设备，水电厂的上下游水位是防汛安全的重要数据，拦污栅压差影响机组出力、水工建筑安全，水头值影响调速器协联曲线，进而影响机组效率甚至安全稳定运行，因此水位测控装置需满足长期稳定可靠运行。
[0003]目前的水电厂水位测控装置普遍采用定制仪表采集前端水位传感器的格雷码值，换算栅差、水头等，输出开关信号报警，输出4-20ma信号至监控、远动、调速器。在运行维护中存在以下问题:采用电缆长距离输送格雷码信号，防雷、抗干扰能力差，仪表、传感器易损坏；4个24位格雷码传感器需100芯电缆维护困难；定制的仪表扩展性差，输入、输出校准，参数整定操作复杂；价格高，备品备件采购困难。因此开发基于通用硬件设备的水位测控装置意义重大。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种水电站水位测量系统，本实用新型采用多圈绝对值编码器采集水位，并以可编程控制器为控制核心，提高了系统的自动化程度，保证了系统运行的可靠性；系统测量装置设计采用浮子式水位测量装置，具有结构简单、安装方便、可靠性高、适应性强、灵活性好的特点。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种水电站水位测量系统，包括上游水位测量井、中游水位测量井和下游水位测量井，所述上游水位测量井、中游水位测量井输出端与第一光纤收发器输入端连接，所述下游水位测量井输出端与第二光纤收发器输出端连接，所述第二光纤收发器输出端与PLC控制器连接，所述PLC控制器输出端与显示装置和调速器连接；所述上游水位测量井、中游水位测量井和下游水位测量井的测井口上方安装有浮子式水位测量装置，所述浮子式水位测量装置包括测井基板和安装在测井基板上的支架，所述支架上设置有编码器，所述支架背后设置有线轮，所述线轮的边缘上缠绕有钢丝绳，所述钢丝绳一端连接浮子，钢丝绳另一端连接重锤。
[0006]上述的一种水电站水位测量系统中，所述编码器为圆柱形，且编码器中心轴位置引出信号输出线。
[0007]上述的一种水电站水位测量系统中，所述上游水位测量井、中游水位测量井通过RS485总线与第一光纤收发器连接。
[0008]上述的一种水电站水位测量系统中，所述编码器中心轴的信号输出线与PLC控制器连接。
[0009]上述的一种水电站水位测量系统中，所述编码器选用现场总线型输出的多圈绝对值编码器。
[0010]上述的一种水电站水位测量系统中，所述PLC控制器选择施耐德公司型号为M340的PLC控制器。
[0011]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0012]本实用新型采用多圈绝对值编码器采集水位，并以可编程控制器为控制核心，提高了系统的自动化程度，保证了系统运行的可靠性；系统测量装置设计采用浮子式水位测量装置。具有结构简单、安装方便、可靠性高、适应性强、灵活性好的特点。
[0013]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的系统总体结构框图；
[0015]图2为本实用新型的浮子式水位测量装置结构示意图；
[0016]图3为本实用新型的浮子式水位测量装置安装示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1和图2所示，一种水电站水位测量系统，包括上游水位测量井1、中游水位测量井2和下游水位测量井3，所述上游水位测量井I和中游水位测量井2输出端分别与第一光纤收发器4输入端连接，所述下游水位测量井3输出端与第二光纤收发器5输出端连接，所述第二光纤收发器5输出端与PLC控制器6连接，所述PLC控制器6输出端与显示装置7和调速器8连接；所述上游水位测量井1、中游水位测量井2和下游水位测量井3的测井口上方安装有浮子式水位测量装置，所述浮子式水位测量装置包括测井基板11和安装在测井基板11上的支架12，所述支架12上设置有编码器13，所述支架12背后设置有线轮14，所述线轮14的边缘上缠绕有钢丝绳15，所述钢丝绳15 —端连接浮子16，钢丝绳另一端连接重锤17。
[0018]本实施例中，所述编码器为圆柱形，且编码器中心轴位置引出信号输出线。所述上游水位测量井1、中游水位测量井2通过RS485总线与第一光纤收发器4连接。所述编码器中心轴的信号输出线与PLC控制器6连接。所述编码器选用现场总线型输出的多圈绝对值编码器。绝对值编码器由机械位置确定编码，每个编码唯一不重复，它不受停电、干扰的影响，无需记忆，无需找参考点，而且不用一直计数，什么时候需要知道位置，什么时候就去读取，这样，编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。多圈绝对值编码器另一个优点是由于测量范围大，实际使用往往富余较多，这样在安装调试时不必费劲找零点，将在测量范围内的某一中间位置作为起始点就可以了，从而大大简化了安装调试难度。
[0019]本实施例中，所述PLC控制器6选择施耐德公司型号为M340的PLC控制器。其(PU模块选用高性能、大内存的bmx P342020，带一个10m以太网、一个485串行口 ；输入、输出模块可根据现场实际需求灵活配置。
[0020]如图3所示，为浮子式水位测量装置安装示意图。水电站装设有上游、中游、下游三个水位测量井，测量井内的水位位置与水电站水库内的水位高度一致，得到测量井的水位高度就间接得出水电站水库的水位。本实用新型的测量井上配置浮子式水位测量装置，水位测量装置安装在测井口上方，测井基板设置在最底部并与井口相接，测井基板上部分为水位测量装置的重点测量部位，下部为分别悬挂在钢丝绳两端的重锤和浮子，其重点部位为支架上的编码器，测井基板用于支撑支架，重锤则通过测绳与浮子相连接，重锤与浮子之间的测绳缠绕在测井基板上部的线轮上。基于受力平衡原理，浮子的一部分潜入井中的水体中，将受到水的浮力，悬挂在测绳缠另一端的重锤所受的重力要和浮子所受的重力、浮力保持受力平衡。当测量井液位高度变化时，浮子位置将上升或者下降。与浮子连接的测绳则带动线轮做旋转运动，设置在线轮中心相对处的多圈绝对值编码器将线轮的旋转运动转换为脉冲信号，此脉冲信号就反映液位的变化信号，最终通过光纤收发器将脉冲信号发送到PLC控制器。采用光纤收发器提高了系统的防雷、抗干扰能力为提高系统的防雷、抗干扰能力。最后通过PLC控制器控制显示装置就可显示液位高度数据，同时PLC控制器输出4?20mA的水位信号至机组调速器电气调节装置开闸放掉水库的水或者关闭闸门蓄水，通过这种调节水电站水位可始终保持平稳状态。同时，计算机监控系统通过网络连接水位测控装置的PLC控制器，采集所有水位信息，故障报警信号等，并可远程监控和设置相关参数值。
[0021]综上所述，本系统的设计结构合理，采用多圈绝对值编码器采集水位，并以可编程控制器为控制核心，提高了系统的自动化程度，保证了系统运行的可靠性；系统测量装置设计采用浮子式水位测量装置，具有结构简单、安装方便、可靠性高、适应性强、灵活性好的特点。
[0022]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种水电站水位测量系统，其特征在于:包括上游水位测量井(I)、中游水位测量井(2)和下游水位测量井(3)，所述上游水位测量井(I)、中游水位测量井(2)输出端与第一光纤收发器(4)输入端连接，所述下游水位测量井(3)输出端与第二光纤收发器(5)输出端连接，所述第二光纤收发器(5)输出端与PLC控制器(6)连接，所述PLC控制器(6)输出端与显示装置(7)和调速器(8)连接；所述上游水位测量井(I)、中游水位测量井(2)和下游水位测量井(3)的测井口上方安装有浮子式水位测量装置，所述浮子式水位测量装置包括测井基板(11)和安装在测井基板(11)上的支架(12)，所述支架(12)上设置有编码器(13)，所述支架(12)背后设置有线轮(14)，所述线轮(14)的边缘上缠绕有钢丝绳(15)，所述钢丝绳(15) —端连接浮子(16)，钢丝绳另一端连接重锤(17)。
2.根据权利要求1所述的一种水电站水位测量系统，其特征在于:所述编码器为圆柱形，且编码器中心轴位置引出信号输出线(18)。
3.根据权利要求1所述的一种水电站水位测量系统，其特征在于:所述上游水位测量井(I)、中游水位测量井(2)通过RS485总线与第一光纤收发器(4)连接。
4.根据权利要求2所述的一种水电站水位测量系统，其特征在于:所述编码器中心轴的信号输出线与PLC控制器(6)连接。
5.根据权利要求1所述的一种水电站水位测量系统，其特征在于:所述编码器选用现场总线型输出的多圈绝对值编码器。
6.根据权利要求1所述的一种水电站水位测量系统，其特征在于:所述PLC控制器(6)选择施耐德公司型号为M340的PLC控制器。
【文档编号】G05B19/05GK204200214SQ201420670212
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月8日 优先权日:2014年11月8日
【发明者】吴会莲, 刘清凤, 王华春, 吴舒艺, 熊冰, 李德尹 申请人:广东梅雁吉祥水电股份有限公司