Tyfke一体化控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到水电站信息传输与控制技术领域，具体地说，是一种TYFKE —体化控制系统。
【背景技术】
[0002]水电站是将水能转换为电能的综合工程设施。一般包括由挡水、泄水建筑物形成的水库和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等。水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。
[0003]现有技术的水电站在工作过程中需要人工值守，而有的水电站采用机器值守的效果并不是很理想，因此，需要一种采用智能控制设计理念、实现电站无人值守、少人值班的全自动化封闭式运行管理的、实用、安全、可靠的水电站智能监控系统。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种TYFKE —体化控制系统，该系统具有一键自动开/停机、调频/调功、自动网压跟踪、自动准同期、过流过压及低电压保护、失磁保护、通讯等功能，从而实用、安全、可靠的实现电站无人值守、少人值班的全自动化运行管理。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]一种TYFKE —体化控制系统，其关键在于:包括处理器，该处理器的输入端组通过信号调理模块连接有网端信号采集模块、机端信号采集模块、开关量输入模块、水位信号采集模块以及温度信号采集模块，所述处理器的输出端组通过开关量输出模块输出控制信号，实现对执行机构的控制，在所述处理器的输出端还连接有人机界面；其中，所述网端信号采集模块用于获取电网中电压信号与电流信号；所述机端信号采集模块用于获取发电机组的电压信号与电流信号；所述开关量输入模块用于获取所述执行机构的反馈信号；所述水位信号采集模块用于获取大坝处的水位信息；所述温度信号采集模块用于获取所述发电机组的温度信息；
[0007]所述信号调理模块设置有温度信号放大电路，该温度信号放大电路包括第一放大器U49与模拟选择开关U47，所述第一放大器U49的正相输入端串接电阻R136后连接所述温度信号米集模块的输出端，该第一放大器U49的反相输入端依次电阻R131、电阻R130与电阻R129后接正5V直流电源，所述第一放大器U49的输出端连接所述模拟选择开关U47的一个输入端，所述第一放大器U49的输出端与其反相输入端还串接有电阻R124，所述模拟选择开关U47的另一个输入端与连接所述温度信号采集模块的输出端，模拟选择开关U47的两个控制端分别与所述处理器的两个控制信号输出端相连，模拟选择开关U47的使能端接负5V直流电源；
[0008]所述模拟选择开关U47的第一输出端依次经过电阻R126与电阻R127后连接第二放大器U48A的正相输入端，第二放大器U48A的负向输入端串接电阻R133后接地，该第二放大器U48A的输出端串接电阻128后连接第三放大器U50的反相输入端，所述第二放大器U48A的输出端串接电容C134后连接电阻R126与电阻R127的公共端；
[0009]所述模拟选择开关U47的第二输出端依次经过电阻R145与电阻R146后连接第四放大器U48B的正相输入端，第四放大器U48B的负向输入端串接电阻R149后接地，该第四放大器U48B的输出端串接电阻147后连接第三放大器U50的正相输入端，所述第四放大器U48B的输出端串接电容C138后连接电阻R145与电阻R146的公共端；
[0010]所述第三放大器U50的输出端依次串联电阻R138与电阻R137后作为信号输出端，所述第三放大器U50的输出端与反相输入端之间还连接有电阻R132。
[0011]进一步的，所述执行机构包括发电机组启动开关、调速器、高低压开关、断路器以及喷针与导叶。
[0012]在实际使用过程中，本系统通过采集电网中电压信号与电流信号、发电机组的电压信号与电流信号、执行机构的反馈信号、大坝处的水位信息以及发电机组的温度信息，完成对水电站发电运行过程的监控，同时，可根据获取的信号发出开关量控制信号，对执行机构中的各个设备进行控制，所述人机界面用于显示电站运行过程中的电压、电流、频率、功率因数、有功功率、电度等信息；
[0013]当电站出现过速、过压、过流、失压、机组温度过高，及水机事故时，自动化系统会先跳开断路器，投折向器或水阻再关喷针或导叶，若主阀有电动机构的同时会关闭主阀；
[0014]当水位到达上上限时，若现在只开了一台机组，处理器会很好的先判断另一台机组是否满足开机条件，若满足，将自动开启另一台机组且并网发电带30%的负荷，此时程序会观察10分钟左右的水位是否有下跌；若水位仍在上涨则将负荷带到60%，以此类推；
[0015]并在人机界面上会显示相关的信号:如断路器合分，喷针或导叶全开全关，断路器已储能未储能等，所述信号调理模块在具有多个温度传感器的胸膛里，还可对信号进行选通，减少硬件电路结构，然后由所述温度信号放大电路进行差分放大后送入处理器进行处理，从而实现一键自动开/停机、调频/调功、自动网压跟踪、自动准同期、励磁、温度检测、过速保护、过流过压及低电压保护、失磁保护、通讯等功能。
[0016]作为更进一步的技术方案，所述处理器还可通过第一串口模块与后台计算机实现通讯互联；所述处理器还通过第二串口通讯模块配置有无线通讯模块，所述处理器可通过该无线通讯模块与网络服务器实现信息交互。
[0017]本系统可通过后台计算机对相关信号进行显示，同时还可见检测获得信号无限发送至网络服务器，能够便于对电站系统进行后台远程控制。
[0018]为了对温度信号采集模块提供稳定的工作电源，保证其测量精度，所述温度信号采集模块的电源输入端还连接有恒流源电路，该恒流源电路包括第五放大器U52、三极管Qll与三极管Q12，该第五放大器U52的正相输入端串接依次电阻R157与电阻R155后接直流正电源，所述第五放大器U52的反相输入端串接电阻R154后接直流正电源，所述第五放大器U52的输出端与所述三极管Q12的基极相连，三极管Q12的集电极连接所述第五放大器U52的反相输入端与电阻R154的公共端，三极管Q12的发射机与连接三极管Qll的基极，三极管Qll的集电极连接所述第五放大器U52的反相输入端与电阻R154的公共端，三极管Ql的发射极串接二极管D47后输出恒定电流。
[0019]作为优选，所述处理器采用STM32F407IGT6单片机，所述模拟选择开关U47采用⑶4052多路模拟选择开关芯片。
[0020]本实用新型的显著效果是:
[0021](I)能够实现一键开停机、智能停机、做到“无人值班、少人值守”；
[0022](2)内部采用核心处理器进行控制，操作简单、功能强大、运行可靠、维护方便、性价比尚;
[0023](3)集成了自动网压跟踪、自动准同期、励磁、温度检测、过速保护、过流过压及低电压保护、失磁保护、通讯等功能，控制电路简单，电路集成化程度高；
[0024](4)实现了远程无线通讯与控制，有助于实现电站的远程集中化管理，从而减少人力物力。
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型的系统框图；
[0026]图2是所述处理器的电路原理图；
[0027]图3是所述温度信号放大电路的一次放大电路原理图；
[0028]图4是所述温度信号放大电路的二次放大电路原理图；
[0029]图5是恒流源电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】以及工作原理作进一步详细说明。
[0031]如图1所示，一种TYFKE —体化控制系统，包括处理器，该处理器的输入端组通过信号调理模块连接有网端信号采集模块、机端信号采集模块、开关量输入模块、水位信号采集模块以及温度信号采集模块，所述处理器的输出端组通过开关量输出模块输出控制信号，实现对执行机构的控制，本例中，所述执行机构包括发电机组启动开关、调速器、高低压开关、断路器以及喷针与导叶；在所述处理器的输出端还连接有人机界面；其中，所述网端信号采集模块用于获取电网中电压信号与电流信号；所述机端信号采集模块用于获取发电机组的电压信号与电流信号；所述开关量输入模块用于获取所述执行机构的反馈信号；所述水位信号采集模块用于获取大坝处的水位信息；所述温度信号采集模块用于获取所述发电机组的温度信息；所述处理器还可通过第一串口模块与后台计算机实现通讯互联；所述处理器还通过第二串口通讯模块配置有无线通讯模块，所述处理器可通过该无线通讯模块与网络服务器实现信息交互；
[0032]所述处理器还配置有储存器模块，所述处理器、储存器均由图中所示电源模块供电。
[0033]参见附图2与附图3，所述处理器采用STM32F407IGT6单片机，所述模拟选择开关U47采用⑶4052多路模拟选择开关芯片。
[0034]如图3?图4所示，所述信号调理模块设置有温度信号放大电路，该温度信号放大电路包括第一放大器U49与