水電站水力參數(shù)云采集終端的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水電站水力參數(shù)云采集終端，它包括外部機殼和內(nèi)部機芯電路，所述的機殼上設(shè)置有以太網(wǎng)接口、USB接口、RS485接口、人機接口、數(shù)據(jù)輸入接口以及告警指示燈，所述的內(nèi)部機芯電路的處理器分別與通訊模塊、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、報警輸出模塊、存儲模塊和電源模塊連接，模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊分別與信號隔離電路連接，信號隔離電路分別與數(shù)據(jù)輸入接口、USB接口、RS485接口和人機接口連接，通訊模塊與以太網(wǎng)接口連接。該終端可以移動使用，小巧便攜，采用無線傳輸，能夠?qū)崟r傳輸數(shù)據(jù)，能夠完成水力參數(shù)采集，能夠在參數(shù)異常時進行報警。
【專利說明】
水電站水力參數(shù)云采集終端
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于智能儀器儀表領(lǐng)域，涉及一種水電站水力參數(shù)云采集終端。【背景技術(shù)】
[0002]水電是一種清潔的能源，水電站提供電力能源，促進地區(qū)國民經(jīng)濟發(fā)展，改善人民的物質(zhì)與文化生活條件；當(dāng)水電站水庫具有防洪功能時，可減輕或防止下游有關(guān)地區(qū)的洪澇災(zāi)害，有利社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展;在偏僻地區(qū)建設(shè)水電站，可促進當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟開發(fā)等。
[0003]水力發(fā)電的是利用上游來水形成一定的庫容，形成水位落差，配合水輪發(fā)電機產(chǎn)生電力，也就是利用水的位能轉(zhuǎn)為水輪的機械能，再以機械能推動發(fā)電機，而得到電力。水電站的裝機容量、出力和發(fā)電量等是水電站重要的指標(biāo)。
[0004]要保證指標(biāo)的達(dá)成，要求對水電站周邊環(huán)境情況進行全面掌握，對其上游、下游、 調(diào)壓井、取水口、尾水等涉及環(huán)境、氣象、水情、庫容、水位、水壓、流量以及上游電站出力等水力參數(shù)進行采集，掌握并預(yù)測上游、下游、調(diào)壓井、取水口中、尾水的情況，以保證水電站水情測報、安全運行、自動化控制、生產(chǎn)調(diào)度計劃制定以及生態(tài)保護等方面有重要的意義。
[0005]水電站水力參數(shù)的檢測仍采用傳統(tǒng)手段，不能滿足水電站的大壩閘門、調(diào)壓井、取水口、尾水閘門等自動化、信息化要求，主要存在以下幾方面的問題:
[0006]( 1)普遍依賴于人工巡視，人為觀察水標(biāo)尺水位刻度，來判斷水位上漲及來水情況，存在誤差大、與運行人員經(jīng)驗、責(zé)任心有關(guān)等因素。
[0007](2)缺乏對水力參數(shù)的采集、存儲、處理、分析、預(yù)測的手段。
[0008](3)不具備將納入周邊環(huán)境信息、水情信息、關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的特征參數(shù)進行組合分析、 判斷的能力，無法提供安全生產(chǎn)、運行指導(dǎo)意見。
[0009]( 4)不具備遠(yuǎn)程化、智能化、信息化的特征?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0010]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水電站水力參數(shù)云采集終端，該終端可以移動使用，小巧便攜，采用無線傳輸，能夠?qū)崟r傳輸數(shù)據(jù)，能夠完成水力參數(shù)采集，能夠在參數(shù)異常時進行報警。
[0011]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:水電廠水力參數(shù)云采集終端， 它包括外部機殼和內(nèi)部機芯電路，所述的機殼上設(shè)置有以太網(wǎng)接口、USB接口、RS485接口、 人機接口、數(shù)據(jù)輸入接口以及告警指示燈，所述的內(nèi)部機芯電路包括處理器、通訊模塊、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、報警輸出模塊、存儲模塊、信號隔離電路和電源模塊，處理器分別與通訊模塊、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、 報警輸出模塊、存儲模塊和電源模塊連接，模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊分別與信號隔離電路連接，信號隔離電路與數(shù)據(jù)輸入接口、USB接口、RS485接口和人機接口連接，通訊模塊與以太網(wǎng)接口連接。
[0012]所述的電源模塊采用市電、蓄電池、鋰電池和太陽能電池中的一種或多種的組合進行供電。
[0013]所述的通訊模塊為有線通信模塊和無線通信模塊的組合。
[0014]該云采集終端通過線纜與感知元件連接，感知元件采集水力參數(shù)傳輸?shù)浇K端。
[0015]所述的感知元件包括水位變送器、流量變送器和閘門開度編碼器。
[0016]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供了一種水電站水力參數(shù)云采集終端， 該終端可以移動使用，小巧便攜，采用無線傳輸，能夠?qū)崟r傳輸數(shù)據(jù)，能夠完成水力參數(shù)采集，能夠在參數(shù)異常時進行報警，適用于戶內(nèi)與戶外，具有分散分布、防潮、防避雷、防浪涌的特點，供電方式有市電、蓄電池、鋰電池、太陽能之一或組合，滿足不同安裝位置與電源冗余的需要，冗余電源互為備用，具備斷電檢測，當(dāng)某一路失電，自動切換到備用電源，保證裝置連續(xù)供電。【附圖說明】
[0017]圖1為采集終端結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為采集終端內(nèi)部機芯電路圖；
[0019]圖中，1-機殼，2-人機接口，3-告警指示燈，4- RS485接口，5-數(shù)據(jù)輸入接口，6-太網(wǎng)接口，7- USB接口?！揪唧w實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖進一步詳細(xì)描述本實用新型的技術(shù)方案，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。
[0021]如圖1和圖2所示，水電站水力參數(shù)云采集終端，它包括外部機殼1和內(nèi)部機芯電路，所述的機殼上設(shè)置有以太網(wǎng)接口 6、USB接口 7、RS485接口 4、人機接口 2、數(shù)據(jù)輸入接口 5 以及告警指示燈3,所述的內(nèi)部機芯電路包括處理器、通訊模塊、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、報警輸出模塊、存儲模塊、信號隔離電路和電源模塊，處理器分別與通訊模塊、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、報警輸出模塊、存儲模塊和電源模塊連接，模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊分別與信號隔離電路連接，信號隔離電路與數(shù)據(jù)輸入接口 5、USB接口 7、RS485接口 4和人機接口 2連接，通訊模塊與以太網(wǎng)接口 6連接。
[0022]所述的電源模塊采用市電、蓄電池、鋰電池和太陽能電池中的一種或多種的組合進行供電。
[0023]所述的通訊模塊為有線通信模塊和無線通信模塊的組合。
[0024]該云采集終端通過線纜與感知元件連接，感知元件采集水力參數(shù)傳輸?shù)浇K端。所述的感知元件包括水位變送器、流量變送器和閘門開度編碼器。感知元件采集的水位、流量、閘門開度等狀態(tài)通過光電隔離或AD信號轉(zhuǎn)換后輸入到采集終端的處理器，不同信號的測量回路相互獨立，互判互校，采集終端對信號進行存儲。
[0025]本實用新型的采集終端通過網(wǎng)絡(luò)與水電站其他關(guān)聯(lián)系統(tǒng)、采集終端之間的聯(lián)系， 如水情測報、大壩、調(diào)壓井、取水口、尾水閘門等自動化系統(tǒng)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、互動協(xié)同。
[0026]采集終端通過信號輸入和(或)通信網(wǎng)絡(luò)獲取上游電站發(fā)電狀態(tài)、閘門開度、庫區(qū)水位、流量、機組運行情況，完成工況識別(如開機、停機、空載、甩負(fù)荷)，故障識別(水位越限、事故停機)，結(jié)合工況實現(xiàn)越限報警、狀態(tài)上送等操作。
[0027]當(dāng)前實時水位、關(guān)聯(lián)系統(tǒng)特征參數(shù)、邊界條件、歷史數(shù)據(jù)、離散信號、歷年的枯水、 平水和豐水?dāng)?shù)據(jù)之間進行比較，掌握并預(yù)測上游、下游、調(diào)壓井、取水口中、尾水的情況，為大壩、取水口、調(diào)壓井、尾水閘安全運行，生產(chǎn)調(diào)度計劃制定、環(huán)境保護提供參考。
[0028]終端上電或接入后，自動進行初始化與數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)分類等預(yù)處理，按設(shè)定自動完成數(shù)據(jù)存儲。通過無線(GPRS或CDMA)網(wǎng)絡(luò)上送采集的信號及采集終端自診斷信號到水電站的數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)上送采用定時與斷點續(xù)傳。通過數(shù)據(jù)中心可實現(xiàn)采集終端的遠(yuǎn)程維護、參數(shù)配置。
[0029]當(dāng)采集的信號突變、信號越限及采集終端發(fā)生故障時觸發(fā)報警輸出4,終端告警燈亮，并形成報警記錄，通過通信接口 8以無線信號方式向水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)和(或)數(shù)據(jù)中心上送報警記錄。
[0030]本實用新型的采集終端向水電站的計算機監(jiān)控系統(tǒng)或數(shù)據(jù)中心進行數(shù)據(jù)上送時， 采用定時與斷點續(xù)傳方式。用戶可自行設(shè)定數(shù)據(jù)上傳時間，定時上傳數(shù)據(jù)文件，避免占用業(yè)務(wù)網(wǎng)資源。
【主權(quán)項】
1.水電站水力參數(shù)云采集終端，其特征在于:它包括外部機殼(1)和內(nèi)部機芯電路，所 述的機殼(1)上設(shè)置有以太網(wǎng)接口( 6)、USB接口( 7)、RS485接口(4)、人機接口( 2)、數(shù)據(jù)輸入 接口(5)以及告警指示燈(3)，所述的內(nèi)部機芯電路包括處理器、通訊模塊、模擬量輸入模 塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、報警輸出模塊、存儲模塊、信號隔離電路和電源模 塊，處理器分別與通訊模塊、模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、報警輸出 模塊、存儲模塊和電源模塊連接，模擬量輸入模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊分別 與信號隔離電路連接，信號隔離電路與數(shù)據(jù)輸入接口( 5)、USB接口( 7 )、RS485接口( 4)和人 機接口( 2 )連接，通訊模塊與以太網(wǎng)接口( 6 )連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電站水力參數(shù)云采集終端，其特征在于:所述的電源模塊采 用市電、蓄電池、鋰電池和太陽能電池中的一種或多種的組合進行供電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電站水力參數(shù)云采集終端，其特征在于:所述的通訊模塊為 有線通信模塊和無線通信模塊的組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電站水力參數(shù)云采集終端，其特征在于:該云采集終端通過 線纜與感知元件連接，感知元件采集水力參數(shù)傳輸?shù)浇K端。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水電站水力參數(shù)云采集終端，其特征在于:所述的感知元件包 括水位變送器、流量變送器和閘門開度編碼器。
【文檔編號】G05B19/048GK205679966SQ201521024907
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2015年12月11日 公開號201521024907.8, CN 201521024907, CN 205679966 U, CN 205679966U, CN-U-205679966, CN201521024907, CN201521024907.8, CN205679966 U, CN205679966U
【發(fā)明人】唐洪, 王劍鋒, 王春林
【申請人】四川誼田集群科技有限公司