[实用新型]水库远程自动化测控设备

说明书

本实用新型涉及的是一种水库远程自动化测控设备，尤其是一种基于5GHz 跳频扩频工业无线技术的水库、水电站闸门可编程控制工作方式及控制系统。属于工业自动化技术领域。

背景技术

目前，水库、水电站闸门工业测控系统主要采用现地控制与远程控制互为备份的控制方式，如水电站进水口、水轮机出水口的闸门，进水口拦污栅。设备主要以工业控制计算机为核心，现地电气控制设备采用继电器逻辑控制与PLC 控制相结合。控制中心与现地测控屏之间主要为现场总线方式或基于工业以太网络的有线通信方式，支持同轴电缆、双绞线和光纤等多种电缆作为传输介质，虽然具有稳定性强，速度快，安全性高等优点，也存在着布线复杂，施工不易，成本较高，维护不便等缺陷。

尤其在水电自动化工业领域中, 由于很多地域环境复杂，条件恶劣，有线通信电缆布线困难，维护成本高，有线通信的稳定性与安全性无法得到有效保证。

另外，水库、水电站闸门工业测控系统在需要改变控制方式时，主要通过控制中心调度人员下达指令，由现地工作人员手动操作现场设备的切换开关实现。但当现地工作人员夜间休息或短暂外出不在现场，又需紧急对闸门进行远程控制时，控制中心计算机无法强制切换控制模式转换开关，实现远程控制，对水库、水电站的安全泄洪造成了一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型目的是针对在闸门控制中心与现地测控屏之间在地理上被河流，峡谷隔断，很难实现有线通信时，实用新型了一套基于工业无线跳频扩频技术的可编程控制工作方式及自动化系统。本实用新型提供了一种中小水库、水电站远程自动化测控设备，将工业无线网络技术应用于可编程控制（PLC）及继电器逻辑控制设备的远程控制，同时提供了远程强制切换控制方式的解决方案，实现了对闸门的远程无线控制、现地PLC 自动控制及常规继电器手动控制三种控制方式组成的冗余控制结构。系统正常运行时，三种控制方式的切换由现地工作人员操作控制方式切换开关实现。但当现地工作人员暂时离开岗位或夜间休息，控制方式又处于现地继电器手动或现地PLC 自动控制方式时，监控中心上位机

可远程强制切换工作方式为远方自动控制方式，由监控中心上位机直接控制现地设备的运行。

ST 分别通过混合连接器(IP65) 接入工业以太网，并连接所对应的通信处理器模块，进而与现地测控单元实现互联通信。

所述现地测控单元包括PLC 控制电路、LCD 触摸显示屏、电动机控制回路、液压启闭机、继电器逻辑控制电路、闸门开度传感器、闸门荷重传感器、无线客户端ST 和24VDC 直流电源；液压启闭机的输出端分别接PLC 控制电路以及继电器逻辑控制电路的一个输入端， PLC 控制电路的一个输入/ 输出端分别与继电器逻辑控制电路的一个输出/ 输入端连接，闸门开度传感器与闸门荷重传感器的输出端分别接PLC 控制电路的一个输入端，电动机控制回路的输出端接液压启闭机的输入端， PLC 控制电路和继电器逻辑控制电路的一个输出端分别接电动机控制回路的输入端，PLC 另外一个输出/ 输入端分别接LCD 触摸显示

屏的输入输/ 出端，PLC 控制电路通过通信处理器模块CP341-1 接入工业以太网与无线客户端模块ST 连接，24VDC 直流电源分别接PLC 控制电路、LCD 触摸显示屏、电动机控制回路、继电器逻辑控制回路以及、无线客户端模块ST 的输入端。

 本实用新型的有益效果包括如下方面：

1、实用新型提供了一种基于5GHz 跳频扩频工业无线通信网络平台，突破地域限制，将工业无线网络技术应用于闸门监控系统的远程控制，为闸门控制现场由于地域环境复杂，条件恶劣，有线通信布线困难甚至无法布线时提供了有效地解决方案，且布线容易，成本低廉，维护简单。

 2、本实用新型定义了一套专门用于远程控制的应用层通讯协议，在远程控制闸门运行时，上位机发出的控制指令经过现地测控单元两次验证无误后才最终确认并执行，保证了本实用新型中通过无线工业网络实现的远程控制的可靠性。

3、本实用新型中提供了对闸门的远程无线控制、现地PLC 自动控制及常规继电器手动控制三种控制方式组成的冗余控制结构。通常情况下，控制方式的切换由现地工作人员手动操作完成，但在遇到紧急情况或夜间现场无人值守时，上位计算机可远程强制切换控制方式，实现对现地设备的随时远程遥控。

图1 为本实用新型设备组成示意图。

图2 水库闸门控制程序流程图。

具体实施方式