CN107450616A - 超声波液位检测全自动排水排涝控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波液位检测全自动排水排涝控制系统。所述超声波液位传感器根据发射和接收超声波之间的间隔时间获得并且输出液位高度信号。所述水泵控制单元获取上述液位高度信号，并且根据上述液位高度信号通过各个低压继电器相互独立地对应控制各个水泵，使得各个水泵相互独立地投产或者退出运行。本发明公开的超声波液位检测全自动排水排涝控制系统，实现多泵均等使用，提供完善的常态保护和应急响应功能，减少人为操作及干预，避免由于人为因素所导致的安全隐患。

Description

超声波液位检测全自动排水排涝控制系统

技术领域

本发明属于排水控制系统技术领域，具体涉及一种超声波液位检测全自动排水排涝控制系统。

背景技术

排水系统应用在社会的各个方面，通过水泵将储存或累积在某个位置内超过安全水位的水输送到其他位置或者排放到规定处。随着城市发展和城镇化进程的加快，以及工业的迅猛发展，各种行业的排水需求以及城市的内涝顽疾，均需要一个系统而完善的排水系统来解决。特别是城市排涝，对城市交通正常运转、保障人民生命财产安全有严重的影响。排水用电气控制系统是排水系统中必不可少的重要环节。

采用水泵强排的应用场合通常包括：工厂的污水处理系统、城市低洼易涝地方的排涝、建筑物地下室的排水、大型的排涝泵站等。目前这些地方采用的排水泵控制系统有如下缺点：

其一，控制方式落后，采用人工观测及操作，人为主观因素强，易造成疏忽大意，反应滞后等问题。

其二，有些场合采用一用一备的控制方式，而备用泵长期闲置不启动，疏于保养，一旦使用时根本无法正常运转。

其三，大部分水位检测场合，比如住宅小区或商场大厦的地下室集水井的排水控制，将电缆浮球直接投入水池实现水位检测，而电缆浮球极易缠绕在水泵或其他异物上，造成误动作。同时，上述水位监测方式还存在控制方式单一固定、不够智能化等问题。

其四，多水泵场合，在没有采用自动联动设计的情况下，容易出现数量不足影响排水效率，或者数量过多造成电能浪费。

发明内容

本发明针对现有技术的状况，克服上述缺陷，提供一种超声波液位检测全自动排水排涝控制系统。

本发明采用以下技术方案，所述超声波液位检测全自动排水排涝控制系统包括泵组、液位检测模块、可编程控制器和低压控制器，所述泵组包括多个水泵，所述液位检测模块包括超声波液位传感器，所述可编程控制器包括水泵控制单元，所述低压控制器包括多个低压继电器，其中：

所述超声波液位传感器根据发射和接收超声波之间的间隔时间获得并且输出液位高度信号；

所述水泵控制单元获取上述液位高度信号，并且根据上述液位高度信号通过各个低压继电器相互独立地对应控制各个水泵，使得各个水泵相互独立地投产或者退出运行。

根据上述技术方案，所述可编程控制器还包括报警输出单元，所述超声波液位检测全自动排水排涝控制系统还包括显示仪表，所述显示仪表包括告警指示灯、告警蜂鸣器和告警显示器；当所述水泵控制单元获取的上述液位高度信号高于预设的最高限位或者上述液位高度信号低于预设的最低限位时，所述水泵控制单元向报警输出单元输出报警信号；所述报警输出单元同时电连接告警指示灯和告警蜂鸣器，所述报警输出单元获取上述报警信号，并且根据上述报警信号同时触发告警指示灯、告警蜂鸣器和告警显示器。

根据上述技术方案，所述可编程控制器还包括故障检测单元，所以故障检测单元实时感知各个水泵的运行状态；当故障检测单元感知并且判断任一一个水泵出现故障时，所述故障检测单元向水泵控制单元输出对应水泵的故障信号；所述水泵控制单元获取上述特定水泵故障信号，并且根据上述特定水泵故障信号自动将对应水泵进行锁定、隔离、切除。

根据上述技术方案，当所述泵组仍有后备的水泵未被启用时，所述水泵控制单元通过该后备水泵对应的低压继电器触发该后备水泵。

根据上述技术方案，当任一一个水泵的持续运行时间超过预设的运行时间阈值或者任一一个水泵的持续运行时间超过预设的闲置时间阈值时，所述水泵控制单元自动将该水泵进行锁定、隔离、切除。

本发明公开的超声波液位检测全自动排水排涝控制系统，其有益效果在于，实现多泵均等使用，提供完善的常态保护和应急响应功能，减少人为操作及干预，避免由于人为因素所导致的安全隐患。

附图说明

图1是本发明优选实施例的部分接线原理图。

图2是本发明优选实施例的部分接线原理图。

图3是本发明优选实施例的部分接线原理图。

图4是本发明优选实施例的部分接线原理图。

图5是本发明优选实施例的部分接线原理图。

图6是本发明优选实施例的系统框图。

附图标记包括：10-泵组；11-第一水泵；12-第二水泵；13-第三水泵；20-液位检测模块；21-超声波液位传感器；22-激光液位传感器；23-光纤液位传感器；30-可编程控制器；31-水泵控制单元；32-报警输出单元；33-故障检测单元；40-低压控制器；41-第一低压继电器；42-第二低压继电器；43-第三低压继电器；50-显示仪表；51-告警指示灯；52-告警蜂鸣器；53-告警显示器。

具体实施方式

本发明公开了一种超声波液位检测全自动排水排涝控制系统，下面结合优选实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。

参见附图的图1至图5，示出了所述超声波液位检测全自动排水排涝控制系统的接线线路。优选地，所述超声波液位检测全自动排水排涝控制系统包括泵组10、液位检测模块20、可编程控制器30和低压控制器40，所述泵组10包括多个水泵（本优选实施例以第一至第三水泵11,12,13作为示例），所述液位检测模块20包括超声波液位传感器21，所述可编程控制器30包括水泵控制单元31，所述低压控制器40包括多个低压继电器41（所述低压继电器41的数量与泵组10的水泵数量一致，本优选实施例以第一至第三低压继电器41,42,43作为示例）。

优选地，所述超声波液位传感器21根据发射和接收超声波之间的间隔时间获得并且输出液位高度信号。

优选地，所述水泵控制单元31获取上述液位高度信号，并且根据上述液位高度信号通过第一至第三低压继电器41,42,43相互独立地对应控制第一至第三水泵11,12,13，使得第一至第三水泵11,12,13相互独立地投产或者退出运行。

进一步地，所述可编程控制器30还包括报警输出单元32，所述超声波液位检测全自动排水排涝控制系统还包括显示仪表50，所述显示仪表50包括告警指示灯51、告警蜂鸣器52和告警显示器53。其中，当所述水泵控制单元31获取的上述液位高度信号高于预设的最高限位或者低于预设的最低限位时，所述水泵控制单元31向报警输出单元32输出报警信号；所述报警输出单元32同时电连接告警指示灯51和告警蜂鸣器52，所述报警输出单元32获取上述报警信号，并且根据上述报警信号同时触发告警指示灯51、告警蜂鸣器52和告警显示器53。

进一步地，所述可编程控制器30还包括故障检测单元33，所以故障检测单元33实时感知各个水泵（第一至第三水泵11,12,13）的运行状态。当故障检测单元33感知并且判断任一一个水泵出现故障时（例如，堵塞），所述故障检测单元33向水泵控制单元31输出对应水泵的故障信号。所述水泵控制单元31获取上述特定水泵故障信号，并且根据上述特定水泵故障信号自动将对应水泵进行锁定、隔离、切除。当所述泵组10仍有后备的水泵未被启用时，所述水泵控制单元31立即通过该后备水泵对应的低压继电器触发该后备水泵。

可选地，上述优选地超声波液位传感器21还可替换为其它类型的液位传感器，例如激光液位传感器22或者光纤液位传感器23。由激光液位传感器22或者光纤液位传感器23输出上述液位高度信号。

进一步地，所述水泵控制单元31还可形成各个水泵（第一至第三水泵11,12,13）的持续运行时间或者持续关闭时间。当任一一个水泵的持续运行时间超过预设的运行时间阈值或者任一一个水泵的持续运行时间超过预设的闲置时间阈值时，所述水泵控制单元31自动将该水泵进行锁定、隔离、切除。当所述泵组10仍有后备的水泵未被启动时，所述水泵控制单元31立即通过该后备水泵对应的低压继电器触发该后备水泵。

值得一提的是，所述泵组10的各个水泵互为后备。当液位高度持续上升时，所述水泵控制单元31持续投入泵组10的各个水泵，直至所有水泵全部投入运行。当液位高度持续下降时，所述水泵控制单元31持续退出泵组10的各个水泵，直至所有水泵全部退出运行。

本领域技术人员应注意，上述优选实施例中泵组10的水泵数量和低压控制器40的低压继电器数量均为3个，上述数量仅为示意，不应认为泵组10和/或低压控制器40的数量仅局限于上述数量，可视现场条件合理增减。

本发明所公开的超声波液位检测全自动排水排涝控制系统，具有以下有益效果：

其一，水位检测传感器优选采用超声波传感器，超声波被发射至水位表面并且被水面反射，根据超声波返回时间换算得到液位高度。同时，传感器安装于水池上方，避免遮挡，防止被异物干扰，提高测量精度和稳定性。

其二，多泵控制采用互为备用方式，根据水位高度自动加减水泵。当水位过高时可自动加泵直到所有水泵投入运行进行满负荷排水。当水位降低时自动减少水泵的投产数量，到达水位下限时水泵自动停机。

其三，如果水泵长期不被启动，当超过预设的闲置时间阈值时，系统可自动启动并且短暂运转水泵，防止水泵锈死。

其四，当某个水泵长时间运转超过预设的运行时间阈值时，系统可自动将运转时间最短的水泵替换运转时间最长的水泵，实现水泵自动轮换。

其五，当系统检测到正在运行中的水泵发生故障时，可自动锁定、隔离、切除并且替换该水泵，同时自动报警。

对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种超声波液位检测全自动排水排涝控制系统，其特征在于，包括泵组、液位检测模块、可编程控制器和低压控制器，所述泵组包括多个水泵，所述液位检测模块包括超声波液位传感器，所述可编程控制器包括水泵控制单元，所述低压控制器包括多个低压继电器，其中：

所述超声波液位传感器根据发射和接收超声波之间的间隔时间获得并且输出液位高度信号；

所述水泵控制单元获取上述液位高度信号，并且根据上述液位高度信号通过各个低压继电器相互独立地对应控制各个水泵，使得各个水泵相互独立地投产或者退出运行。

2.根据权利要求1所述的超声波液位检测全自动排水排涝控制系统，其特征在于，所述可编程控制器还包括报警输出单元，所述超声波液位检测全自动排水排涝控制系统还包括显示仪表，所述显示仪表包括告警指示灯、告警蜂鸣器和告警显示器；当所述水泵控制单元获取的上述液位高度信号高于预设的最高限位或者上述液位高度信号低于预设的最低限位时，所述水泵控制单元向报警输出单元输出报警信号；所述报警输出单元同时电连接告警指示灯和告警蜂鸣器，所述报警输出单元获取上述报警信号，并且根据上述报警信号同时触发告警指示灯、告警蜂鸣器和告警显示器。

3.根据权利要求1所述的超声波液位检测全自动排水排涝控制系统，其特征在于，所述可编程控制器还包括故障检测单元，所以故障检测单元实时感知各个水泵的运行状态；当故障检测单元感知并且判断任一一个水泵出现故障时，所述故障检测单元向水泵控制单元输出对应水泵的故障信号；所述水泵控制单元获取上述特定水泵故障信号，并且根据上述特定水泵故障信号自动将对应水泵进行锁定、隔离、切除。

4.根据权利要求3所述的超声波液位检测全自动排水排涝控制系统，其特征在于，当所述泵组仍有后备的水泵未被启用时，所述水泵控制单元通过该后备水泵对应的低压继电器触发该后备水泵。

5.根据权利要求1所述的超声波液位检测全自动排水排涝控制系统，其特征在于，当任一一个水泵的持续运行时间超过预设的运行时间阈值或者任一一个水泵的持续运行时间超过预设的闲置时间阈值时，所述水泵控制单元自动将该水泵进行锁定、隔离、切除。

6.根据权利要求5所述的超声波液位检测全自动排水排涝控制系统，其特征在于，当所述泵组仍有后备的水泵未被启动时，所述水泵控制单元通过该后备水泵对应的低压继电器触发该后备水泵。