[发明专利]一种水位测控系统及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水位测控系统及其测试方法。

背景技术

水位测控系统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。

目前水电厂的水位测控系统在运行维护中存在以下问题：故障率高；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15位BCD码传感器需60多芯电缆维护困难；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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电路结构简单，易于实现的水位测控系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种水位测控系统，包括PLC控制器、第一至第二光纤收发器、第一至第N水位检测装置以及与PLC控制器连接的人机交互模块和无线通信模块，所述PLC控制器经RS485接口连接至第二光纤收发器，所述第二光纤收发器经光纤连接至第一光纤收发器，所述第一光纤收发器与所述第一至第N水位检测装置连接；所述第一至第N水位检测装置间隔设置于水坝上下游的水位测量竖井处；所述第一至第N水位检测装置包括设置于水位测量竖井上的测井基板，设置于该测井基板上的圆形支撑板及与该圆形支撑板垂直固定连接的支架，所述圆形支撑板上设置有若干超声波传感器，所述支架上设置有转轮及用于检测转轮转动圈数的光电编码器，所述转轮绕设有钢丝绳，该钢丝绳两端经测井基板上的孔洞伸入水位测量竖井，且该钢丝绳两端分别连接有浮子和重锤；所述若干超声波传感器和光电编码器均连接至一MCU。

在本发明实施例中，所述MCU还连接有GPS定位模块，所述MCU和GPS定位模块均设置于所述光电编码器上。

在本发明实施例中，所述无线通信模块经无线网络连接至机组调速器、远动RTU装置和设置于水坝控制室的声光告警模块。

在本发明实施例中，所述测井基板上还设置有若干太阳能电池板，该太阳能电池板连接至所述MCU。

在本发明实施例中，所述人机交互模块采用LCD触摸屏。

本发明还提供了一种采用上述所述的水位测控系统的测试方法，包括如下步骤，

S1：通过人机交互模块设定测量参数，并传输给水位检测装置的MCU，初始化系统；

S2：通过超声波传感器检测所述水位检测装置是否放置平整，直至各超声波传感器检测的水位数据误差小于设定阈值，开始水位测量；

S3：通过GPS定位模块确定水位测量竖井的经纬度，并根据该经纬度确定水位测量竖井所处海拔高度；

S4：通过光电编码器测量水位测量竖井中的水位高度，并与超声波传感器测量的水位高度进行比较，若误差小于设定水位误差阈值，则通过光纤收发器将海拔高度数据及水位高度数据传输给PLC控制器；

S5：PLC控制器根据各水位检测装置测量的水位高度数据及海拔高度数据，与预警值进行比较，若超出预警值，则通知管理人员，并发出报警信号，否则，继续检测。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明能够采集上下游测量竖井的水位信息，并进行水位报警，且采用光纤及RS485提高了数据传输的精确性，且具有水位报警功能及能源自供给功能，具有高可靠性和精确性；

2、本发明采用多个超声波传感器与光电编码器比较测量，提高了水位测量精度。

附图说明

图1是本发明一种水位测控系统框图。

图2是本发明水位检测装置电路框图。

图3是本发明水位检测装置结构示意图1。

图4是本发明水位检测装置结构示意图2。

图中，1为测井基板 2为水位测量竖井 3为圆形支撑板 4为支架 5为光电编码器 6为转轮 7为钢丝绳 8为浮子 9为重锤 10为MCU  11为超声波传感器 12为太阳能电池板。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。