本實用新型涉及水電站技術領域,特別是涉及一種翻水泵站泵閘控制設備。
背景技術:
翻水泵站通過進水閘、泵組和出水閘共同作用實現(xiàn)將引水渠的水送入水庫,其工作過程是:開進水閘將引水渠的水放進入第一個翻水區(qū),然后啟動泵組翻水,將水翻送至第二個翻水區(qū);在第二個翻水區(qū)的水位接近預設的水位時關進水閘、關泵組同時開出水閘,將水送入水庫。
傳統(tǒng)的翻水泵站通常采用閘門和泵組單獨控制的方式,通過閘門控制室內的閘門控制系統(tǒng)控制進水閘或出水閘,通過泵組控制室內的泵組控制系統(tǒng)控制泵組。為完成翻水操作,工作人員在閘門控制室內完成進水閘開閘之后,需要盡快趕到泵組控制室以便及時控制泵組翻水,當泵組控制室和和閘門控制室距離較遠、或者遭遇惡劣天氣時,易出現(xiàn)不能及時完成翻水作業(yè)的情況,翻水控制效率低。
技術實現(xiàn)要素:
基于此,有必要針對上述問題,提供一種翻水控制效率高的翻水泵站泵閘控制設備。
一種翻水泵站泵閘控制設備,包括泵組控制裝置、泵組信息交換裝置、泵組觸控屏、進水閘控制裝置、進水閘信息交換裝置、進水閘觸控屏、出水閘控制裝置、出水閘信息交換裝置和出水閘觸控屏;
所述泵組信息交換裝置連接所述泵組控制裝置、所述泵組觸控屏、所述進水閘信息交換裝置和所述出水閘信息交換裝置,所述泵組控制裝置用于連接泵組管理設備;
所述進水閘信息交換裝置連接所述進水閘控制裝置、所述進水閘觸控屏和所述出水閘信息交換裝置,所述進水閘控制裝置用于連接進水閘管理設備;
所述出水閘信息交換裝置連接所述出水閘控制裝置和所述出水閘觸控屏,所述出水閘控制裝置用于連接出水閘管理設備。
上述翻水泵站泵閘控制設備,泵組控制裝置、泵組信息交換裝置和泵組觸控屏組成泵組控制屏,進水閘控制裝置、進水閘信息交換裝置和進水閘觸控屏組成進水閘控制屏,出水閘控制裝置、出水閘信息交換裝置和出水閘觸控屏組成出水閘控制屏。泵組控制屏的工作過程為:泵組控制裝置接收泵組管理設備的信號后輸出信息并通過泵組信息交換裝置輸出至泵組觸控屏進行顯示,以及通過泵組信息交換裝置輸出信息給進水閘信息交換裝置和出水閘信息交換裝置,以便可以通過進水閘觸控屏和出水閘觸控屏進行查看;以及泵組控制裝置接收作用于泵組觸控屏的觸控指令后輸出控制信號至泵組管理設備,以控制泵組的運行。進水閘控制屏和出水閘控制屏的工作過程與泵組控制屏的工作過程相同。泵組信息交換裝置、進水閘信息交換裝置和出水閘信息交換裝置之間形成環(huán)形通信網,使得泵組控制屏、進水閘控制屏和出水閘控制屏兩兩之間可以通信實現(xiàn)聯(lián)控。如此,泵組控制屏、進水閘控制屏和出水閘控制屏不僅可以分別對泵組、進水閘和出水閘進行管理控制形成獨立的控制系統(tǒng),同時還可以實現(xiàn)切換控制。工作人員使用泵組觸控屏、進水閘控制屏和出水閘控制屏中的任意一個,即可在泵組、進水閘和出水閘之間切換控制,無需在不同控制室之間奔波,翻水操作效率高。
附圖說明
圖1為一實施例中翻水泵站泵閘控制設備的結構框圖;
圖2為另一實施例中翻水泵站泵閘控制設備的結構圖。
具體實施方式
參考圖1,一實施例中的翻水泵站泵閘控制設備,包括泵組控制裝置111、泵組信息交換裝置113、泵組觸控屏115、進水閘控制裝置121、進水閘信息交換裝置123、進水閘觸控屏125、出水閘控制裝置131、出水閘信息交換裝置133和出水閘觸控屏135。
泵組信息交換裝置113連接泵組控制裝置111、泵組觸控屏115、進水閘信息交換裝置123和出水閘信息交換裝置133,泵組控制裝置111用于連接泵組管理設備。其中,泵組管理設備指泵組控制室內多個器件組成的泵組控制系統(tǒng),包括保護裝置210(參考圖2)、水位傳感器220(參考圖2)、泵組開關柜和變頻器柜等。通過連接泵組管理設備,泵組控制裝置111可以接收泵組管理設備的信號以獲取泵組的運行信息,或者發(fā)送信號至泵組管理設備以控制泵組運行,從而實現(xiàn)對泵組的控制管理;泵組控制裝置111可以輸出信息至泵組觸控屏115進行顯示,或者接收作用于泵組觸控屏115的觸控指令并執(zhí)行對應操作;泵組控制裝置111還可以輸出信息至泵組信息交換裝置113,通過泵組信息交換裝置113實現(xiàn)與進水閘信息交換裝置123和出水閘信息交換裝置133的信息交換。
進水閘信息交換裝置123連接進水閘控制裝置121、進水閘觸控屏125和出水閘信息交換裝置133,進水閘控制裝置121用于連接進水閘管理設備。其中,進水閘管理設備指閘門控制室內多個器件組成的用于對進水閘進行控制管理的閘門控制系統(tǒng),包括進水閘荷重開度儀230(參考圖2)等。通過連接進水閘管理設備,進水閘控制裝置121可以接收進水閘管理設備的信號以獲取進水閘的運行信息,或者發(fā)送信號至進水閘管理設備以控制閘門開閉,從而實現(xiàn)對進水閘的控制管理;進水閘控制裝置121可以輸出信息至進水閘觸控屏125進行顯示,或者接收作用于進水閘觸控屏125的觸控指令并執(zhí)行對應操作;進水閘控制裝置121還可以輸出信息至進水閘信息交換裝置123,通過進水閘信息交換裝置123實現(xiàn)與泵組信息交換裝置113和出水閘信息交換裝置133的信息交換。
出水閘信息交換裝置133連接出水閘控制裝置131和出水閘觸控屏135,出水閘控制裝置131用于連接出水閘管理設備。其中,出水閘管理設備指閘門控制室內多個器件組成的用于對出水閘進行控制管理的閘門控制系統(tǒng),包括出水閘荷重開度儀240等。通過連接出水閘管理設備,出水閘控制裝置131可以接收出水閘管理設備的信號以獲取出水閘的運行信息,或者發(fā)送信號至出水閘管理設備以控制閘門開閉,從而實現(xiàn)對出水閘的控制管理;出水閘控制裝置131可以輸出信息至出水閘觸控屏135進行顯示,或者接收作用于出水閘觸控屏135的觸控指令并執(zhí)行對應操作;出水閘控制裝置131還可以輸出信息至出水閘信息交換裝置133,通過出水閘信息交換裝置133實現(xiàn)與泵組信息交換裝置113和進水閘信息交換裝置123的信息交換。
上述翻水泵站泵閘控制設備,泵組控制裝置111、泵組信息交換裝置113和泵組觸控屏115組成泵組控制屏11,進水閘控制裝置121、進水閘信息交換裝置123和進水閘觸控屏125組成進水閘控制屏12,出水閘控制裝置131、出水閘信息交換裝置133和出水閘觸控屏135組成出水閘控制屏13。泵組控制屏11的工作過程為:泵組控制裝置111接收泵組管理設備的信號后輸出信息并通過泵組信息交換裝置113輸出至泵組觸控屏115進行顯示,以及通過泵組信息交換裝置113輸出信息給進水閘信息交換裝置123和出水閘信息交換裝置133,以便可以通過進水閘觸控屏125和出水閘觸控屏135進行查看;以及泵組控制裝置111接收作用于泵組觸控屏115的觸控指令后輸出控制信號至泵組管理設備,以控制泵組的運行。進水閘控制屏12和出水閘控制屏13的工作過程與泵組控制屏11的工作過程相同。泵組信息交換裝置113、進水閘信息交換裝置123和出水閘信息交換裝置133之間形成環(huán)形通信網,使得泵組控制屏11、進水閘控制屏12和出水閘控制屏13兩兩之間可以通信實現(xiàn)聯(lián)控。如此,泵組控制屏11、進水閘控制屏12和出水閘控制屏13不僅可以分別對泵組、進水閘和出水閘進行管理控制形成獨立的控制系統(tǒng),同時還可以實現(xiàn)切換控制。工作人員使用泵組觸控屏115、進水閘觸控屏125和出水閘觸控屏135中的任意一個,即可在泵組、進水閘和出水閘之間切換控制,無需在不同控制室之間奔波,翻水操作效率高。
例如,一應用例中,泵組觸控屏115與泵組控制裝置111通過TPC協(xié)議與泵組信息交換裝置113通訊,進水閘觸控屏125與進水閘控制裝置121通過TPC協(xié)議與進水閘信息交換裝置123通訊,出水閘觸控屏135與出水閘控制裝置131通過TPC協(xié)議與出水閘信息交換裝置133通訊,泵組信息交換裝置113、進水閘信息交換裝置123和出水閘信息交換裝置133之間數(shù)據實現(xiàn)互通。通過觸控屏編程軟件,給泵組觸控屏115編寫泵組控制畫面、進水閘控制畫面和出水閘控制畫面,泵組控制畫面設置為默認畫面,進水閘控制畫面和出水閘控制畫面設置為兩個切換畫面,將默認畫面設置為泵組觸控屏115的主控設備畫面。同理對進水閘觸控屏125和出水閘觸控屏135進行畫面設置,得到:泵組觸控屏115的默認畫面設置為泵組控制畫面,進水閘觸控屏125的默認畫面設置為進水閘控制畫面,出水閘觸控屏135的默認畫面設置為出水閘控制畫面。各觸控屏(泵組觸控屏115、進水閘觸控屏125和出水閘觸控屏135)都可以通過IP尋址泵組控制裝置111、進水閘控制裝置121和出水閘控制裝置131,切換默認畫面至其他對應的控制畫面。具體地,對觸控屏進行畫面設置可采用現(xiàn)有公知的技術實現(xiàn)。
在一實施例中,泵組控制裝置111為泵組PLC(Programmable Logic Controller可編程邏輯控制器)。PLC的硬件結構基本上與微型計算機相同,功能強大。通過采用泵組PLC作為泵組控制裝置111,結構簡單且控制處理效率高。
在一實施例中,參考圖2,泵組PLC包括中央處理器CPU1、網絡通信模塊ETH1、串口通訊模塊COM1和輸入輸出模塊,中央處理器CPU1連接網絡通信模塊ETH1、串口通訊模塊COM1和輸入輸出模塊,網絡通信模塊ETH1連接泵組信息交換裝置113,串口通訊模塊COM1連接泵組管理設備的保護裝置210,輸入輸出模塊連接泵組管理設備的水位傳感器220、泵組開關柜(圖未示)和變頻器柜(圖未示)。本實施例中,串口通訊模塊COM1通過串口線連接泵組管理設備的保護裝置210。本實施例中,網絡通信模塊ETH1為以太網通信模塊。
保護裝置210可以將泵組的保護數(shù)據輸出至串口通訊模塊COM1,串口通訊模塊COM1將保護數(shù)據轉發(fā)至中央處理器CPU1;中央處理器CPU1通過網絡通信模塊ETH1連接泵組信息交換裝置113;輸入輸出模塊接收水位傳感器220的水位信號、以及接收泵組開關柜、變頻器柜輸出的信號并交給中央處理器CPU1處理,以及接收中央處理器CPU1的控制指令后輸出控制信號至泵組開關柜和變頻器柜,從而實現(xiàn)開/停泵組、調節(jié)電機轉速等功能。
本實施例中,輸入輸出模塊包括DI(開關量輸入)模塊DI1、DO(開關量輸出)模塊DO1、AI(模擬量輸入)模塊AI1和AO(模擬量輸出)模塊AO1。DI模塊DI1、DO模塊DO1、AI模塊AI1和AO模塊AO1均連接中央處理器CPU1,DI模塊DI1和DO模塊DO1還連接泵組開關柜和變頻器柜,AI模塊AI1還連接水位傳感器220和變頻器柜,AO模塊AO1還連接變頻器柜。泵組的泵組開關柜的相關信號接入到泵組PLC的DI模塊DI1和DO模塊DO1;泵組PLC如有模擬量信號開出或者需要模擬量信號控制電機轉速,可以通過泵組PLC的AI模塊AI1和AO模塊AO1實現(xiàn),例如:AI模塊AI1接收電機的實際轉速對應的模擬量并輸出至中央處理器CPU1,中央處理器CPU1根據實際轉速對應的模擬量和預設模擬量輸出模擬量數(shù)值至AO模塊AO1,AO模塊AO1將模擬量數(shù)值輸出至變頻器柜以調節(jié)電機轉速。
本實施例中,AI模塊AI1通過屏蔽線連接水位傳感器220。通過采用屏蔽線連接水位傳感器220,可減少對AI模塊AI1接收的水位信號的干擾,信號傳輸準確度高。
本實施例中,泵組PLC還包括PLC底板和電源模塊PWR1,電源模塊PWR1連接底板,中央處理器CPU1、網絡通信模塊ETH1、串口通訊模塊COM1、DI模塊DI1、DO模塊DO1、AI模塊AI1和AO模塊AO1均嵌于PLC底板。電源模塊PWR1用于給PLC底板供電,從而給中央處理器CPU1、DI模塊DI1、DO模塊DO1、AI模塊AI1和AO模塊AO1供電。
在一實施例中,泵組觸控屏115通過雙絞線連接泵組信息交換裝置113。雙絞線可以有效降低信號干擾的程度,泵組觸控屏115通過雙絞線連接泵組信息交換裝置113,可以提高信號傳輸?shù)臏蚀_度。
在一實施例中,進水閘控制裝置121為進水閘PLC。進水閘PLC的結構與泵組PLC的結構類似,在此不做贅述。參考圖2,其中PWR2為進水閘PLC的電源模塊;ETH2為進水閘PLC的網絡通信模塊,用于連接進水閘信息交換裝置123;CPU2為進水閘PLC的中央處理器;COM2為進水閘PLC的串口通訊模塊,用于連接進水閘管理設備的進水閘荷重開度儀230;DI2為進水閘PLC的開關量輸入模塊,DO2為進水閘PLC的開關量輸出模塊。
在一實施例中,出水閘控制裝置131為出水閘PLC。出水閘PLC的結構與泵組PLC的結構類似,在此不做贅述。參考圖2,其中PWR3為出水閘PLC的電源模塊;ETH3為出水閘PLC的的網絡通信模塊,用于連接出水閘信息交換裝置133;CPU3為出水閘PLC的中央處理器;COM3為出水閘PLC的的串口通訊模塊,用于連接出水閘管理設備的出水閘荷重開度儀240;DI3為出水閘PLC的開關量輸入模塊,DO3為出水閘PLC的開關量輸出模塊。
在一實施例中,泵組信息交換裝置113、進水閘信息交換裝置123和出水閘信息交換裝置133均為光電以太網交換機??梢岳斫猓谄渌麑嵤├?,還可以采用其他類型的信息交換裝置。
泵組信息交換裝置113、進水閘信息交換裝置123和出水閘信息交換裝置133均使用光電以太網交換機,三個光電以太網交換機組成環(huán)形網絡,泵組控制裝置111、泵組觸控屏115、進水閘控制裝置121、進水閘觸控屏125、出水閘控制裝置131和出水閘觸控屏135散布在環(huán)形網絡的節(jié)點上,各占用1個環(huán)形網絡內的IP地址。通過設置為環(huán)形網絡,在實現(xiàn)數(shù)據互通的同時,可以保證在某個節(jié)點網線斷裂的情況下,整個網絡依舊可以正常使用,加強整體的數(shù)據交互能力。
本實施例中,光電以太網交換機為工業(yè)網管型交換機。具體地,工業(yè)網管型交換機含2個以上的光口和8個以上的電口,且具有優(yōu)秀的散熱和防塵功能,有利于長時間實現(xiàn)監(jiān)控。通過采用工業(yè)網管型交換機,可提高數(shù)據共享功能。
在一實施例中,泵組信息交換裝置113、進水閘信息交換裝置123和出水閘信息交換裝置133之間通過多模光纖連接。翻水泵站一般是方圓2公里以內的區(qū)域范圍,一般適用多模光纖;同時多模光纖容許不同模式的光于一根光纖上傳輸,通過采用多模光纖,可以提高信號傳輸模式的多樣性。
在一實施例中,上述翻水泵站泵閘控制設備還包括上位機130和顯示器150,上位機130連接泵組信息交換裝置113和顯示器150。上位機130通過泵組信息交換裝置113、進水閘信息交換裝置123和出水閘信息交換裝置133組成的環(huán)形網絡與泵組控制屏11、進水閘控制屏12和出水閘控制屏13進行通訊,例如接收泵組信息交換裝置113的信息后輸出至顯示器150進行顯示,或輸出控制信號至泵組信息交換裝置113控制泵組進行開/停泵等。通過設置上位機130和顯示器150,可以實現(xiàn)對泵組、進水閘和出水閘的遠程監(jiān)控,提高翻水泵站管理的便利性。
上位機130上安裝組態(tài)軟件,通過組態(tài)軟件與泵組控制屏11、進水閘控制屏12和出水閘控制屏13進行通訊??梢岳斫?,在其他實施例中,上位機130可以不連接泵組信息交換裝置113,而是連接進水閘信息交換裝置123或出水閘信息交換裝置133。
在一實施例中,上述翻水泵站泵閘控制設備還包括連接上位機130的報警裝置(圖未示)。上位機130可以在待檢測的數(shù)據超出預設閾值時輸出報警信號至報警裝置進行報警,方便工作人員及時知曉。
將上述翻水泵站泵閘控制設備應用到翻水泵站時,可以通過對泵組控制裝置111、泵組觸控屏115等進行編程,使得翻水泵站泵閘控制設備完成需要實現(xiàn)的功能。例如,一具體應用例中,泵組PLC為上層PLC,進水閘PLC和出水閘PLC為下層PLC,下層PLC可以通過TCP通訊接收來自上層PLC的控制指令。通過采用現(xiàn)有公知的技術編寫一鍵翻水作業(yè)流程并燒錄至泵組PLC,一鍵翻水作業(yè)流程為:發(fā)送指令至進水閘PLC,命令進水閘開閘將引水渠的水放進入第一翻水區(qū);然后泵組PLC啟動泵組翻水,將水翻送至第二翻水區(qū);在第二翻水區(qū)內的水位到達目標水位時發(fā)送指令至進水閘PLC,以控制進水閘關閉,泵組PLC控制泵組停止,同時發(fā)送指令至出水閘PLC,以打開出水閘將水送入水庫。水位傳感器220的水位信號通過AI模塊AI1輸入泵組PLC,將水位編入一鍵翻水作業(yè)的程序中,通過設置目標水位,當引水渠水位過高或者水庫水位過低時,自啟動一鍵翻水作業(yè)流程,實現(xiàn)自動翻水。泵組PLC通過與保護裝置210通訊,接收泵組的保護數(shù)據,并將保護數(shù)據編入一鍵翻水作業(yè)流程,以閉鎖非正常情況啟動。通過對進水閘PLC編程,實現(xiàn)開/關/停閘一鍵控制。進水閘PLC通過與進水閘荷重開度儀230通訊,接收進水閘的開度和荷重等相關數(shù)據,并將數(shù)據編入閘門控制流程邏輯,以閉鎖非正常情況啟動,同理,通過對出水閘PLC編程,實現(xiàn)開/關/停閘一鍵控制。
以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合,為使描述簡潔,未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述,然而,只要這些技術特征的組合不存在矛盾,都應當認為是本說明書記載的范圍。
以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式,其描述較為具體和詳細,但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是,對于本領域的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型構思的前提下,還可以做出若干變形和改進,這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此,本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。