CN205679966U - 水电站水力参数云采集终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水电站水力参数云采集终端，它包括外部机壳和内部机芯电路，所述的机壳上设置有以太网接口、USB接口、RS485接口、人机接口、数据输入接口以及告警指示灯，所述的内部机芯电路的处理器分别与通讯模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、报警输出模块、存储模块和电源模块连接，模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块分别与信号隔离电路连接，信号隔离电路分别与数据输入接口、USB接口、RS485接口和人机接口连接，通讯模块与以太网接口连接。该终端可以移动使用，小巧便携，采用无线传输，能够实时传输数据，能够完成水力参数采集，能够在参数异常时进行报警。

Description

水电站水力参数云采集终端

技术领域

本实用新型属于智能仪器仪表领域，涉及一种水电站水力参数云采集终端。

背景技术

水电是一种清洁的能源，水电站提供电力能源，促进地区国民经济发展，改善人民的物质与文化生活条件；当水电站水库具有防洪功能时，可减轻或防止下游有关地区的洪涝灾害，有利社会经济的稳定发展；在偏僻地区建设水电站，可促进当地的经济开发等。

水力发电的是利用上游来水形成一定的库容，形成水位落差，配合水轮发电机产生电力，也就是利用水的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。水电站的装机容量、出力和发电量等是水电站重要的指标。

要保证指标的达成，要求对水电站周边环境情况进行全面掌握，对其上游、下游、调压井、取水口、尾水等涉及环境、气象、水情、库容、水位、水压、流量以及上游电站出力等水力参数进行采集，掌握并预测上游、下游、调压井、取水口中、尾水的情况，以保证水电站水情测报、安全运行、自动化控制、生产调度计划制定以及生态保护等方面有重要的意义。

水电站水力参数的检测仍采用传统手段，不能满足水电站的大坝闸门、调压井、取水口、尾水闸门等自动化、信息化要求，主要存在以下几方面的问题：

（1）普遍依赖于人工巡视，人为观察水标尺水位刻度，来判断水位上涨及来水情况，存在误差大、与运行人员经验、责任心有关等因素。

（2）缺乏对水力参数的采集、存储、处理、分析、预测的手段。

（3）不具备将纳入周边环境信息、水情信息、关联系统的特征参数进行组合分析、判断的能力，无法提供安全生产、运行指导意见。

（4）不具备远程化、智能化、信息化的特征。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水电站水力参数云采集终端，该终端可以移动使用，小巧便携，采用无线传输，能够实时传输数据，能够完成水力参数采集，能够在参数异常时进行报警。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：水电厂水力参数云采集终端，它包括外部机壳和内部机芯电路，所述的机壳上设置有以太网接口、USB接口、RS485接口、人机接口、数据输入接口以及告警指示灯，所述的内部机芯电路包括处理器、通讯模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、报警输出模块、存储模块、信号隔离电路和电源模块，处理器分别与通讯模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、报警输出模块、存储模块和电源模块连接，模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块分别与信号隔离电路连接，信号隔离电路与数据输入接口、USB接口、RS485接口和人机接口连接，通讯模块与以太网接口连接。

所述的电源模块采用市电、蓄电池、锂电池和太阳能电池中的一种或多种的组合进行供电。

所述的通讯模块为有线通信模块和无线通信模块的组合。

该云采集终端通过线缆与感知元件连接，感知元件采集水力参数传输到终端。

所述的感知元件包括水位变送器、流量变送器和闸门开度编码器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种水电站水力参数云采集终端，该终端可以移动使用，小巧便携，采用无线传输，能够实时传输数据，能够完成水力参数采集，能够在参数异常时进行报警，适用于户内与户外，具有分散分布、防潮、防避雷、防浪涌的特点，供电方式有市电、蓄电池、锂电池、太阳能之一或组合，满足不同安装位置与电源冗余的需要，冗余电源互为备用，具备断电检测，当某一路失电，自动切换到备用电源，保证装置连续供电。

附图说明

图1为采集终端结构示意图；

图2为采集终端内部机芯电路图；

图中，1-机壳，2-人机接口，3-告警指示灯，4- RS485接口，5-数据输入接口，6-太网接口，7- USB接口。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1和图2所示，水电站水力参数云采集终端，它包括外部机壳1和内部机芯电路，所述的机壳上设置有以太网接口6、USB接口7、RS485接口4、人机接口2、数据输入接口5以及告警指示灯3，所述的内部机芯电路包括处理器、通讯模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、报警输出模块、存储模块、信号隔离电路和电源模块，处理器分别与通讯模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、报警输出模块、存储模块和电源模块连接，模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块分别与信号隔离电路连接，信号隔离电路与数据输入接口5、USB接口7、RS485接口4和人机接口2连接，通讯模块与以太网接口6连接。

所述的电源模块采用市电、蓄电池、锂电池和太阳能电池中的一种或多种的组合进行供电。

所述的通讯模块为有线通信模块和无线通信模块的组合。

该云采集终端通过线缆与感知元件连接，感知元件采集水力参数传输到终端。所述的感知元件包括水位变送器、流量变送器和闸门开度编码器。感知元件采集的水位、流量、闸门开度等状态通过光电隔离或AD信号转换后输入到采集终端的处理器，不同信号的测量回路相互独立，互判互校，采集终端对信号进行存储。

本实用新型的采集终端通过网络与水电站其他关联系统、采集终端之间的联系，如水情测报、大坝、调压井、取水口、尾水闸门等自动化系统、计算机监控系统等，实现数据共享、互动协同。

采集终端通过信号输入和（或）通信网络获取上游电站发电状态、闸门开度、库区水位、流量、机组运行情况，完成工况识别（如开机、停机、空载、甩负荷），故障识别（水位越限、事故停机），结合工况实现越限报警、状态上送等操作。

当前实时水位、关联系统特征参数、边界条件、历史数据、离散信号、历年的枯水、平水和丰水数据之间进行比较，掌握并预测上游、下游、调压井、取水口中、尾水的情况，为大坝、取水口、调压井、尾水闸安全运行，生产调度计划制定、环境保护提供参考。

终端上电或接入后，自动进行初始化与数据的采集、数据分类等预处理，按设定自动完成数据存储。通过无线(GPRS或CDMA)网络上送采集的信号及采集终端自诊断信号到水电站的数据中心，数据上送采用定时与断点续传。通过数据中心可实现采集终端的远程维护、参数配置。

当采集的信号突变、信号越限及采集终端发生故障时触发报警输出4，终端告警灯亮，并形成报警记录，通过通信接口8以无线信号方式向水电站计算机监控系统和（或）数据中心上送报警记录。

本实用新型的采集终端向水电站的计算机监控系统或数据中心进行数据上送时，采用定时与断点续传方式。用户可自行设定数据上传时间，定时上传数据文件，避免占用业务网资源。

Claims (5)

1.水电站水力参数云采集终端，其特征在于：它包括外部机壳（1）和内部机芯电路，所述的机壳（1）上设置有以太网接口（6）、USB接口（7）、RS485接口（4）、人机接口（2）、数据输入接口（5）以及告警指示灯（3），所述的内部机芯电路包括处理器、通讯模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、报警输出模块、存储模块、信号隔离电路和电源模块，处理器分别与通讯模块、模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块、报警输出模块、存储模块和电源模块连接，模拟量输入模块、开关量输入模块、开关量输出模块分别与信号隔离电路连接，信号隔离电路与数据输入接口（5）、 USB接口（7）、RS485接口（4）和人机接口（2）连接，通讯模块与以太网接口（6）连接。

2.根据权利要求1所述的水电站水力参数云采集终端，其特征在于：所述的电源模块采用市电、蓄电池、锂电池和太阳能电池中的一种或多种的组合进行供电。

3.根据权利要求1所述的水电站水力参数云采集终端，其特征在于：所述的通讯模块为有线通信模块和无线通信模块的组合。

4.根据权利要求1所述的水电站水力参数云采集终端，其特征在于：该云采集终端通过线缆与感知元件连接，感知元件采集水力参数传输到终端。

5.根据权利要求4所述的水电站水力参数云采集终端，其特征在于：所述的感知元件包括水位变送器、流量变送器和闸门开度编码器。