一种地下水回灌和回采自动控制系统的制作方法

本实用新型属于地下水工程技术领域，具体涉及一种地下水回灌和回采自动控制装系统，实现野外地下水回灌与回采装置实时动态控制、数据采集与分析以及远程控制。

背景技术：

地下水资源是工业生产和居民生活赖以生存的宝贵水资源，随着经济社会的快速发展，人们对地下水资源的过度开发导致地下水平衡失调，引起了一系列的地质生态环境问题。为此，机井单一取水工程建设逐渐转变为同井地下水回灌和回采双功能，然而目前尚缺乏这种不同模式下有效控制装置，需要根据回灌水源条件，自动开启回灌模式补充地下水和开启回采模式提供地下水，同时根据地下水回灌和回采装置实时运行状态监测，实现远程自动化控制和数据管理，积极推进地下水资源适宜开发，维持区域地下水平衡。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种地下水回灌和回采自动控制装系统，可实现地下水回灌和回采装置的自动化控制、监测与分析，可远程高效操控。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种地下水回灌和回采自动控制系统，包括微电脑控制单元、电源模块、故障报警模块、rs485通信电路、动力控制模块、数据采集模块、无线传输模块、远端控制单元、i/o输出驱动模块、人机交互界面，电源模块、故障报警模块、rs485通信电路、动力控制模块、数据采集模块、无线传输模块、i/o输出驱动模块、人机交互界面均与微电脑控制单元连接，微电脑控制单元通过无线传输模块与远端控制单元连接，微电脑控制单元通过rs485通信电路与外接电脑连接。

进一步地，所述微电脑控制单元采用高性能微型单片机制成，具有多种可扩展接口。

进一步地，所述动力控制模块包括电磁阀、回灌泵、回采泵、变频器，所述回灌泵与回灌压力和回灌流量限值相匹配。

进一步地，所述数据采集模块包括水位传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器。

进一步地，所述无线传输模块为高性能4g通信模块。

进一步地，所述i/o输出驱动模块包括开关量输出和信号转换器，信号转换器包括数模转换输出和模数转换输出。

进一步地，所述人机交互界面包括数据显示与查询、led显示器、参数设置、模式设置,参数设置包括回灌压力控制上限值、回灌压力控制下限值、回灌水位控制上限值、回灌水位控制下限值、回灌流量控制上限值、回灌流量控制下限值、变频器参数；模式设置包括自重力回灌模式、加压回灌模式、回采模式。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型地下水回灌和回采自动控制系统能同时实现地下水回灌和回采两种模式下现场自动控制和远程自动控制，实现地下水回灌和回采不同模式转换控制；可根据地下水水位、回灌压力、流量等实时监测数据分析，实现地下水回灌模式下自然重力回灌和加压回灌控制；实现野外地下水回灌与回采装置实时动态控制，可远程高效操控，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型地下水回灌和回采自动控制系统的结构框图。

图中，1、微电脑控制单元，2、电源模块，3、故障报警模块，4、rs485通信电路，5、动力控制模块，6、数据采集模块，7、无线传输模块，8、远端控制单元，9、i/o输出驱动模块，10、人机交互界面，51、电磁阀，52、回灌泵，53、回采泵，54、变频器，61、水位传感器，62、温度传感器，63、压力传感器，64、流量传感器，91、开关量输出，92、数模转换输出，93、模数转换输出，101、数据显示与查询，102、led显示器，103、参数设置，104、模式设置。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种地下水回灌和回采自动控制系统，包括微电脑控制单元1、电源模块2、故障报警模块3、rs485通信电路4、动力控制模块5、数据采集模块6、无线传输模块7、远端控制单元8、i/o输出驱动模块9、人机交互界面10。微电脑控制单元1采用高性能微型单片机制成，具有多种可扩展接口。电源模块2、故障报警模块3、rs485通信电路4、动力控制模块5、数据采集模块6、无线传输模块7、i/o输出驱动模块9、人机交互界面10均与微电脑控制单元1连接。微电脑控制单元1通过无线传输模块7与远端控制单元8连接，无线传输模块7可以为高性能4g通信模块。微电脑控制单元1通过rs485通信电路4与外接电脑连接。利用数据采集模块6获取装置初设参数，并与微电脑控制单元1连接，通过i/o输出驱动模块9与动力控制控制模块5进行装置运行状态动态识别，通过无线传输模块7将采集数据和故障信息传输至远端控制单元8，并可通过rs485通信电路4与外接电脑连接，同时，通过人接交互界面10显示数据和查询。

进一步地，动力控制模块5包括电磁阀51、回灌泵52、回采泵53、变频器54，所述回灌泵52与回灌压力和回灌流量限值相匹配。

进一步地，所述数据采集模块6包括水位传感器61、温度传感器62、压力传感器63、流量传感器64。

进一步地，所述i/o输出驱动模块9包括开关量输出91和信号转换器，信号转换器包括数模转换输出92和模数转换输出93，可双向转换。

进一步地，所述人机交互界面10包括数据显示与查询101、led显示器102、参数设置103、模式设置104。参数设置103包括回灌压力控制上限值、回灌压力控制下限值、回灌水位控制上限值、回灌水位控制下限值、回灌流量控制上限值、回灌流量控制下限值、变频器参数；所述模式设置104包括自重力回灌模式、加压回灌模式、回采模式。

本实用新型地下水回灌和回采自动控制系统的工作过程如下：

首先，启动电源模块2，启动微电脑控制单元1和故障报警模块3进行装置初始状态监测。监测正常后，通过远端控制单元8进行人机交互界面10设置，利用模式设置104启动回灌模式或者回采模式，同时进行参数设置103，利用管道上设置的压力传感器63、流量传感器64、温度传感器62以及井内水位传感器61监测有关数据，并通过无线传输模块7传输至远端控制单元，有关参数和监测数据也可通过led显示器102显示。当回灌压力大于回灌压力上限值时，通过微电脑控制单元1调整变频器54输出频率，进而减小回灌泵52功率，减小回灌流量，反之，增大回灌泵52功率，增大回灌流量；再次，通过回灌井内地下水位监测反馈信息，通过远端控制单元8利用微电脑控制单元1关闭回灌模式，并开启地下水回采模式，为用水户提供水源。完成地下水回灌或者回采后，通过人机交互界面10关闭地下水回灌和回采自动控制装置。

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

技术特征：

1.一种地下水回灌和回采自动控制系统，其特征在于，包括微电脑控制单元、电源模块、故障报警模块、rs485通信电路、动力控制模块、数据采集模块、无线传输模块、远端控制单元、i/o输出驱动模块、人机交互界面，电源模块、故障报警模块、rs485通信电路、动力控制模块、数据采集模块、无线传输模块、i/o输出驱动模块、人机交互界面均与微电脑控制单元连接，微电脑控制单元通过无线传输模块与远端控制单元连接，微电脑控制单元通过rs485通信电路与外接电脑连接。

2.如权利要求1所述的地下水回灌和回采自动控制系统，其特征在于，所述微电脑控制单元采用高性能微型单片机制成，具有多种可扩展接口。

3.如权利要求1所述的地下水回灌和回采自动控制系统，其特征在于，所述动力控制模块包括电磁阀、回灌泵、回采泵、变频器，所述回灌泵与回灌压力和回灌流量限值相匹配。

4.如权利要求1所述的地下水回灌和回采自动控制系统，其特征在于，所述数据采集模块包括水位传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器。

5.如权利要求1所述的地下水回灌和回采自动控制系统，其特征在于，所述无线传输模块为高性能4g通信模块。

6.如权利要求1所述的地下水回灌和回采自动控制系统，其特征在于，所述i/o输出驱动模块包括开关量输出和信号转换器，信号转换器包括数模转换输出和模数转换输出。

7.如权利要求1所述的地下水回灌和回采自动控制系统，其特征在于，所述人机交互界面包括数据显示与查询、led显示器、参数设置、模式设置。

8.如权利要求7所述的地下水回灌和回采自动控制系统，其特征在于，所述参数设置包括回灌压力控制上限值、回灌压力控制下限值、回灌水位控制上限值、回灌水位控制下限值、回灌流量控制上限值、回灌流量控制下限值、变频器参数。

9.如权利要求7所述的地下水回灌和回采自动控制系统，其特征在于，所述模式设置包括自重力回灌模式、加压回灌模式、回采模式。

技术总结
本实用新型涉及一种地下水回灌和回采自动控制系统，包括微电脑控制单元、电源模块、故障报警模块、RS485通信电路、动力控制模块、数据采集模块、无线传输模块、远端控制单元、I/O输出驱动模块、人机交互界面。微电脑控制单元通过RS485通信电路与外接电脑连接。利用数据采集模块获取装置初设参数，通过I/O输出驱动模块与动力控制控制模块进行装置运行状态动态识别，通过无线传输模块将采集数据和故障信息传输至远端控制单元，并可通过RS485通信电路与外接电脑连接，同时通过人机交互界面显示数据和查询。实现地下水回灌模式下自然重力回灌和加压回灌控制，实现野外地下水回灌与回采装置实时动态控制，可远程高效操控。

技术研发人员：仕玉治;陈华伟;常雅雯;吴振;宋艳
受保护的技术使用者：山东省水利科学研究院
技术研发日：2020.03.05
技术公布日：2020.08.04