CN205229781U - 一种用于分散水源井泵站的自动化监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于分散水源井泵站的自动化监控系统，包括主站系统和至少一个子站系统，主站系统和子站系统之间通过无线通讯网络进行通讯，子站系统包括子站控制器模块、子站无线通讯模块、泵站控制柜以及管路传感器，子站控制器模块通讯连接子站无线通讯模块用于实现各子站系统与主站系统之间的信息交互，控制器模块控制连接泵站控制柜和管路传感器；泵站控制柜采集连接泵站中各水泵、阀门的运行状态、电量信息，管路传感器包括压力传感器和流量传感器。本实用新型中通过加装S7-200PLC作为子站，连接各个泵站控制柜和管路传感器，实现对泵站水泵、阀门等设备的远程控制及其运行状态、电量、水压、流量等的远程控制、数据采集以及通讯。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化领域，尤其涉及一种用于分散水源井泵站的自动化监控系统。
背景技术
随着生产的发展，各类泵在城市供水、煤矿、农业灌溉、化工等领域的应用越来越广泛，数量也不断增加。传统的方式是依靠人力对泵房进行管理控制，这样有很多的局限性。首先，泵房多数都是大功率泵房，一般功率较大，而且各个水源之间相距在几公里到几十公里以上。泵房的分散使得巡检人员的劳动强度大，效率低下。在泵房出现故障时不能及时发现，同时一些疑难故障不好分析具体的故障点，这样故障不能及时修复，给生产生活造成巨大的损失。其次，也有的水源井距水厂或控制中心相对比较近的，过去多采用远距有线控制方案，常常存在控制电缆敷设困难，既便敷设了，由于一般控制线路多采用220V电压，由于线路长、线损大，造成了浪费资源、使用成本高等难题，另外水源地各井位具有地理上分散、空间远距离，控制电缆距离长加上风吹日晒、城市开发施工等极易导致电缆绝缘老化、损坏、迁移等问题。再者，对于发电厂、工矿企业的自备水源井群，未完全开工时，水量的使用又会极大降低，此时泵房若仍然按全工时的需求工作，则会使大量的水资源浪费，同时也消耗了大量的电能。
现有技术中，提出了采用建设基于无线通讯的自动化监控系统的方式来解决这一问题。申请号为201120087274.0的专利文献《一种基于GPRS连接的水泵上位机监控系统》公开了这样的一种技术方案：子站中，数据采集装置通过硬线连接可编程逻辑控制器PLC，可编程控制器PLC通过通讯线连接通用分组无线服务终端GPRSDTU模块；通过分组无线服务终端GPRSDTU模块设置固定IP地址。主站中，上位机PC通过网络线与网络交换机HUB连接，上位机经网络交换机进入互联网。上述技术方案可以解决水泵监控成本高、效率低下的问题，然而其仅是对水泵的监控，随着技术的发展，现在供水系统中多为集中水泵的泵房，传统的监控系统已经不再适用，需要进行改进，提出一种新的技术方案，以实现对泵房的监控。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于分散水源井泵站的自动化监控系统，用以提供一种基于无线通信的用于泵站的自动化监控系统。
为实现上述目的，本实用新型的方案包括：
一种用于分散水源井泵站的自动化监控系统，包括主站系统和至少一个子站系统，主站系统和子站系统之间通过无线通讯网络进行通讯，所述子站系统包括子站控制器模块、子站无线通讯模块、泵站控制柜以及管路传感器，所述子站控制器模块通讯连接子站无线通讯模块用于实现各子站系统与主站系统之间的信息交互，控制器模块控制连接泵站控制柜和管路传感器；所述泵站控制柜采集连接泵站中各水泵、阀门的运行状态、电量信息，所述管路传感器包括压力传感器和流量传感器。
进一步的，所述主站系统包括上位机模块、主站控制器模块以及主站无线通讯模块，所述主站控制器模块通讯连接无线通讯模块进行信息交互，所述上位机模块控制连接主站控制器模块实现二者之间信息的交互。
优选的，所述上位机模块是工业用计算机。
进一步的，所述主站控制器模块和子站控制器模块均是S7-200可编程逻辑控制器，所述主站无线通讯模块和各子站无线通讯模块之间基于GPRS无线网络进行通讯。
本实用新型提供的一种用于分散水源井泵站的自动化监控系统，通过加装S7-200PLC模块作为子站，通过其自身的模拟量接口和开关量接口连接各个泵站控制柜和管路传感器，实现对泵站水泵、阀门等设备的远程控制及其运行状态、电量、水压、流量等数据的采集、远控以及通讯。
在主站系统中采用S7-200PLC作为主站模块，这样可以将主站设置在工业现场，更加适合工业现场的恶劣环境，使得自动化监控系统更加稳定。
同时，在主站系统和子站系统之间通过基于GPRS网络的无线通讯模块来进行通讯，可以有效的解决该自动化监控系统中通讯线缆敷设困难的问题，大大的减小了通讯线缆的敷设难度。由于省去了大量的通讯线缆，这样可以有效的避免资源浪费，降低系统的建设成本。
此外，由于主站与各子站之间省去了通讯线缆，避免了因通讯电缆因老化、损坏等问题而导致的通讯故障。
附图说明
图1是自动化监控系统的配置示意图；
图2是PLC及其扩展模块的I/O连接图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1所示为本实用新型一种分散水源井泵站自动化监控系统的系统配置原理图，该自动化监控系统主要由主站控制系统1和子站控制系统2两大部分组成。
主站控制系统1由主站管理计算机3、S7-200可编程控制器4、无线通讯模块5组成；主站管理计算机通过通讯电缆与S7-200PLC连接，在这里二者之间的通讯采用的是PPI通讯协议，而S7-200PLC与无线通讯模块之间的通讯采用的是Modbus通讯协议，二者通过Modbus通讯线实现有线连接。
所述子站控制系统2根据水源泵站数量而设置相应数量的子站系统，在本实施例中有10-19共10个子站系统组成，每个子站均由S7-200可编程控制器6、无线通讯模块7、泵站控制柜8、管路传感器9等组成。在每个子站控制系统中，S7-200PLC通过Modbus通讯电缆与无线通讯模块连接，并且通过其本身自带或者扩展模块上的I/O模拟量接口、开关量接口连接对应泵站的泵站控制柜和各管路的管路传感器，以实现对泵站水泵、阀门等设备的远程控制及其运行状态、电量、水压、流量等数据的采集、远控、通讯。具体的，如图2所示，S7-200PLC本体的开关量输出点Q0.0连接运行命令，Q0.1控制阀门开，Q0.2控制阀门关，Q0.3控制阀门故障时的复位，Q0.4控制主电源的合闸，Q0.5控制主电源的分断，而I0.0则输入本地监控信号，I0.1输入断路器脱扣信号，I0.2输入运行返回信号，I0.3则输入故障返回信号，I0.4输入出口总阀开的到位信号，I0.5输入出口总阀关的到位信号。与S7-200PLC本体连接的模拟量输出模块EM231的第一路模拟量输出连接压力变送器的信号，第二路模拟量输出连接流量计的信号，第三路模拟量输出连接电流变送器的信号，第四路模拟量输出信号连接电压变送器的信号。
作为其他实施方式，作为主站的S7-200PLC在与主站管理计算机进行通讯连接时，也可以采用其他通讯协议，比如MPI或者自由口通讯协议；作为子站的S7-200PLC在于无线通讯模块连接时也可以采用其他通讯协议。
作为其他实施方式，上述实施例中所采用的无线传输模块还可以是专用于与S7-200PLC配套使用的无线通讯模块MD720-3。
主站系统和子站系统之间通过基于GPRS网络的无线通讯模块实现通讯。
各个子站系统中，在S7-200PLC中设置有唯一的通讯地址，在这里子站系统10到19的地址分别设置为10、11、12、13……19。各子站系统的S7-200PLC与泵站控制器进行通讯采集数据，在这里以子站系统10为例，在该子站系统中，S7-200PLC其自身(在有扩展模块时也包括扩展模块)的I/O口包括模拟量输入输出口和数字量输入输出口，与泵站所配备的泵站控制柜以及管路上的管路传感器连接，分别采集泵站在运行过程中所产生的模拟量和数字量，并对这些数据进行处理；处理完成的数据通过无线通讯模块传输到主站S7-200PLC中，作为主站的S7-200PLC将从底层各子站采集到的信息进行集中处理，进而传递给主站管理计算机中；主站管理计算机作为上位机模块，对主站S7-200PLC送来的数据进行处理后，实现对整个分散水源井泵站自动化监控系统的显示，包括报表、实时动态画面、历史数据、报警信息等，实现人机交互功能。
作为其他实施方式，各个子站系统的唯一通讯地址，还可以设置在无线通讯模块中，各个子站系统的无线通讯模块中设置有整个自动化系统的唯一的IP地址。
以上给出了本实用新型具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。在本实用新型给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本实用新型中的相应技术手段基本相同、实现的实用新型目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种用于分散水源井泵站的自动化监控系统，包括主站系统和至少一个子站系统，主站系统和子站系统之间通过无线通讯网络进行通讯，其特征在于，所述子站系统包括子站控制器模块、子站无线通讯模块、泵站控制柜以及管路传感器，所述子站控制器模块通讯连接子站无线通讯模块用于实现各子站系统与主站系统之间的信息交互，控制器模块控制连接泵站控制柜和管路传感器；所述泵站控制柜采集连接泵站中各水泵、阀门的运行状态、电量信息，所述管路传感器包括压力传感器和流量传感器。
2.根据权利要求1所述一种用于分散水源井泵站的自动化监控系统，其特征在于，所述主站系统包括上位机模块、主站控制器模块以及主站无线通讯模块，所述主站控制器模块通讯连接无线通讯模块进行信息交互，所述上位机模块控制连接主站控制器模块实现二者之间信息的交互。
3.根据权利要求2所述一种用于分散水源井泵站的自动化监控系统，其特征在于，所述上位机模块是工业用计算机。
4.根据权利要求2所述一种用于分散水源井泵站的自动化监控系统，其特征在于，所述主站控制器模块和子站控制器模块均是S7-200可编程逻辑控制器，所述主站无线通讯模块和各子站无线通讯模块之间基于GPRS无线网络进行通讯。
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|---|---|---|---|---|
| CN107272495A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-10-20 | 铜陵科达车辆装备有限责任公司 | 液压站远程控制器 |
| CN107780919A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-03-09 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 远程气井控制柜及其远程控制方法 |
| CN107885172A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-04-06 | 中广核工程有限公司 | 一种核电站联合水泵房的监控系统及方法 |
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