CN213897020U - 一种模块化的水利闸泵控制终端系统 - Google Patents

Abstract

一种模块化的水利闸泵控制终端系统，包括：处理模块，所述处理模块连接至存储模块、电源模块、显示模块、开关量采集模块、CAN总线模块、RS模块；所述存储模块为存储芯片或硬盘，用于存储数据；所述电源模块连接至电网中，用于供电；所述显示模块为屏幕，用于显示数据信息；所述开关量采集模块为闸门开度采集系统；所述CAN总线模块为现场总线型闸泵测控系统。本实用新型中的水利闸泵控制终端系统，提供了一种模块化的水利闸泵控制终端系统，硬件电路设计选用模块化设计，各个模块可以根据现场需求选择不同的接口路数，真正做到配置的精细化定制。

Description

一种模块化的水利闸泵控制终端系统

技术领域

本实用新型属于水利闸泵控制系统领域，具体涉及一种模块化的水利闸泵控制终端系统。

背景技术

在现代化的水利综合管理工事中，需要对一定范围内的所有河道进行管理、如水流量调控、闸口开启、关闭等，因此，在一些河道与河道的交汇处，或者河道与支流的汇合处，需要设置闸门，用以控制河道中的水流量。

目前，河道中的闸门一般包括框体架构，该框体架构中设有可升降的闸板，闸板的升降通过闸门动力单元来实现，如配套的丝杠升降系统与驱动电机、配套的绳索升降系统与驱动电机、配套的液压驱动系统等。闸门动力单元一般还连接有手动控制单元与远程控制单元，如手控盒、远程控制终端等，分别用于实现手动控制功能和远程自动控制功能。闸门上的闸门动力单元、手动控制单元、远程控制单元形成一套闸泵测控系统，用于控制闸泵、闸板的运行。

目前市场上比较通用的水利闸泵控制终端系统是可编程逻辑控制器（PLC），因为PLC是通用的工业控制产品，针对某个具体的水利控制项目，往往很难选择到一款PLC或者相关配置能完全贴合实际需求，要么配置不足，不能完全适应功能需求，要么配置冗余过剩，造成部分浪费，这对工程项目的设备选型造成困扰。

因此，基于以上还存在的一些问题，本申请对现有技术中的水利闸泵控制终端系统进行了进一步是设计和改进。

实用新型内容

针对以上现有技术中的不足，本实用新型中提供了一种模块化的水利闸泵控制终端系统，硬件电路设计选用模块化设计，各个模块可以根据现场需求选择不同的接口路数，真正做到配置的精细化定制。并且本申请中的闸门开度采集系统，可以采集光电信号，获得闸板开度信息；在闸板开启和关闭时，可以根据闸板运行状态进行左右纠偏处理；同时状态信息的显示和操控方便；本申请中的现场总线型闸泵测控系统，使用工业通讯总线代替传统控制方式中硬接线，使得控制现场敷设电缆数量减少；通过现场总线实现各采集终端之间的信息交互，大大提高了数据通讯效率，且简化了现场布线工作，缩短系统建设周期。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决。

一种模块化的水利闸泵控制终端系统，包括：处理模块，所述处理模块连接至存储模块、电源模块、显示模块、开关量采集模块、CAN总线模块、RS模块；所述存储模块为存储芯片或硬盘，用于存储数据；所述电源模块连接至电网中，用于供电；所述显示模块为屏幕，用于显示数据信息；所述开关量采集模块为闸门开度采集系统，所述闸门开度采集系统包括：闸门，所述闸门上设有可升降的闸板，所述闸门的两侧设有驱动闸板上下移动的升降装置；所述闸门上还设有检测闸板开度的光电传感器；所述闸门上的升降装置连接至手控盒，所述手控盒连接至开度采集模块；光电传感器连接至开度采集模块；所述开度采集模块包括编码器，所述编码器连接至从机控制板，所述从机控制板连接至主机控制板；所述主机控制板连接至触屏控制模块和无线通讯模块；所述CAN总线模块为现场总线型闸泵测控系统，所述现场总线型闸泵测控系统包括闸门，所述闸门用于控制水流量；所述闸门上设有闸门动力单元、闸门手动控制箱、闸门远程控制单元；所述的闸门动力单元、闸门手动控制箱、闸门远程控制单元均连接至与其匹配的数据采集终端，所述的数据采集终端连接至支线；所述支线连接至总线，所述总线连接至远程控制端；所述RS485模块用于数据通信和信号转换。

本申请中开度采集模块中，可以连接至若干个闸门，可以采集多路光电传感器的开度信号，编码器进行编码并提供数据处理功能，并且也能将编码信号转化成工程实际需要的闸门开度信号，用于控制闸板升降。此外，本申请中的光电传感器还可以根据闸板的上下移动来判断闸板的升降状态，也即判断出闸门的启门状态和闭门状态，然后根据启闭状态更精准地提供闸门纠偏控制输出，通过升降装置进行调节，进而更能满足工程实际需求。此外，本申请中的触屏控制模块更加方便信息显示和数据输入，和无线通讯模块方便连接至其他的智能设备进行交互操作，如智能手机、平板等。

现有技术中，闸泵测控系统的各个部分之间的信号交互采用开关量、模拟量、数字量等形式，造成信号类型众多，现场布线复杂，不利于前期项目施工和后期运行维护。本申请中的现场总线型闸泵测控系统，使用工业通讯总线代替传统控制方式中硬接线，使得控制现场敷设电缆数量减少。并且设有数据采集终端，数据采集终端用来采集各自部分的数据信号，可以为行业中常用的数据采集传感器，可以采集闸门的状态信息等，然后通过支线和总线实现各采集终端之间的信息交互，此做法大大提高数据通讯效率和简化现场布线工作，缩短系统建设周期。

一种优选的实施方式中，所述编码器为SSI编码器，所述从机控制板和主机控制板均为SSI板；所述从机控制板和主机控制板之间通过CAN总线连接。

一种优选的实施方式中，所述触屏控制模块为触摸屏，所述无线通讯模块为蓝牙模块、4G模块、5G模块中的至少一种。

一种优选的实施方式中，所述闸门包括两侧对称设置的立柱，所述升降装置为设于该立柱中的丝杠装置，所述丝杠装置的顶端为驱动电机，所述闸板的两侧装配在该丝杠装置上。驱动电机连接至控制板，可以被远程控制，操作方便。

一种优选的实施方式中，所述闸门包括两侧对称设置的立柱，所述升降装置为设于该立柱中的液压升降装置或链轮升降装置。

一种优选的实施方式中，所述的闸门动力单元、闸门手动控制箱、闸门远程控制单元均连接至与其匹配的数据采集终端，所述的数据采集终端连接至支线；若干条所述的支线连接至总线，所述总线连接至远程控制端。该技术方案中，适用于大范围区域中的多个闸门之间的布线连接。

一种优选的实施方式中，所述的总线为CAN总线，所述的支线为从CAN总线中分支出来的支线，布线方式简单，简化现场布线工作，缩短系统建设周期。

一种优选的实施方式中，所述总线连接至公共信息单元，所述公共信息单元通过网络连接至远程控制端。公共信息单元可以为信息显示装置、信息播报设备等，用于显示系统中的一些运行数据，远程控制端可以为控制电脑、移动式终端设备等。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：提供了一种模块化的水利闸泵控制终端系统，硬件电路设计选用模块化设计，各个模块可以根据现场需求选择不同的接口路数，真正做到配置的精细化定制。

附图说明

图1为本实用新型中的模块连接示意图。

图2为本实用新型中的一种实施方式中的闸门的示意图。

图3为本实用新型中的开度采集系统的模块示意图。

图4为本实用新型中的现场总线型闸泵测控系统的连接布线示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

以下实施方式中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的原件，以下通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语：中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、顺时针、逆时针等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语：第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所示技术特征的数量。本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语：安装、相连、连接等应做广义理解，本领域的普通技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用性中的具体含义。

参照图1和图4，本实用新型中涉及的1、一种模块化的水利闸泵控制终端系统，包括：处理模块，所述处理模块连接至存储模块、电源模块、显示模块、开关量采集模块、CAN总线模块、RS485模块；所述存储模块为存储芯片或硬盘，用于存储数据；所述电源模块连接至电网中，用于供电；所述显示模块为屏幕，用于显示数据信息；所述开关量采集模块为闸门开度采集系统；所述CAN总线模块为现场总线型闸泵测控系统；所述RS485模块用于数据通信和信号转换。本申请中，模块之间通过结构连接使用，可以根据实际需要选择合适的模块进行组合。

具体的，本申请中，所述闸门开度采集系统包括：闸门4，所述闸门4上设有可升降的闸板82，所述闸门4的两侧设有驱动闸板82上下移动的升降装置；所述闸门4上还设有检测闸板82开度的光电传感器88；所述闸门4上的升降装置连接至手控盒84，所述手控盒84连接至开度采集模块；光电传感器88连接至开度采集模块；所述开度采集模块包括编码器852，所述编码器852连接至从机控制板851，所述从机控制板851连接至主机控制板85；所述主机控制板85连接至触屏控制模块和无线通讯模块。

本申请中，所述闸门4包括两侧对称设置的立柱，所述升降装置为设于该立柱中的丝杠装置83，所述丝杠装置83的顶端为驱动电机81，所述闸板82的两侧装配在该丝杠装置83上。驱动电机81连接至控制板，可以被远程控制，操作方便。此外，本申请中的升降装置也可以为设于该立柱中的液压升降装置或链轮升降装置，可以为常规的现有技术。

具体的，本申请中，所述编码器852为SSI编码器，所述从机控制板851和主机控制板85均为SSI板。所述从机控制板851和主机控制板85之间通过CAN总线连接，连接方式简单，避免了复杂的信号线连接方式。

本申请中，所述触屏控制模块为触摸屏，方便信息显示和数据输入；所述无线通讯模块为蓝牙模块、4G模块、5G模块中的至少一种，方便连接至其他的智能设备进行交互操作，如智能手机、平板等。

本申请中开度采集模块中，可以连接至若干个闸门4，可以采集多路光电传感器88的开度信号，编码器852进行编码并提供数据处理功能，并且也能将编码信号转化成工程实际需要的闸门开度信号，用于控制闸板升降。

相较于市面上的开度仪表，本申请中的开度采集系统有以下优点：1）可采集多路编码器信号，并提供一键多路参数同时设置功能；2）根据水利行业闸门控制需要，闸门只有在启闭时即动态状况下，才需要进行左右纠偏，另外闸门启门和闭门时往往纠偏逻辑是相反的，故开度仪表需要闸门启闭信号输入，本申请中的开度采集系统可以采集闸门启闭状态，并根据启闭状态更精准地提供闸门纠偏控制输出，进而更能满足工程实际需求；3）配备液晶触摸屏，更方便信息显示和数据输入，另外利用蓝牙技术，亦可用手机APP对模块进行参数设置。而市面的开度仪表采用面板按键结合数码管显示屏，操作十分繁琐且落后。

具体的，本申请中，所述现场总线型闸泵测控系统包括：闸门4，所述闸门4用于控制水流量；所述闸门4上设有闸门动力单元5、闸门手动控制箱6、闸门远程控制单元7；所述的闸门动力单元5、闸门手动控制箱6、闸门远程控制单元7均连接至与其匹配的数据采集终端，所述的数据采集终端连接至支线2；所述支线2连接至总线1，所述总线1连接至远程控制端3。

本申请中的现场总线型闸泵测控系统，适用于大范围区域中的多个闸门之间的布线连接，具体如下：所述的现场总线型闸泵测控系统包括若干个闸门4，每个所述的闸门4上均设有闸门动力单元5、闸门手动控制箱6、闸门远程控制单元7；所述的闸门动力单元5、闸门手动控制箱6、闸门远程控制单元7均连接至与其匹配的数据采集终端，所述的数据采集终端连接至支线2；若干条所述的支线2连接至总线1，所述总线1连接至远程控制端3。

此外，本申请中，所述的总线1为CAN总线，所述的支线2为从CAN总线中分支出来的支线，布线方式简单，简化现场布线工作，缩短系统建设周期。所述总线1连接至公共信息单元，所述公共信息单元通过网络连接至远程控制端3；公共信息单元可以为信息显示装置、信息播报设备等，用于显示系统中的一些运行数据，远程控制端可以为控制电脑、移动式终端设备等。

现有技术中，闸泵测控系统的各个部分之间的信号交互采用开关量、模拟量、数字量等形式，造成信号类型众多，现场布线复杂，不利于前期项目施工和后期运行维护。

本申请中，闸门、闸泵、闸板等结构均为现有技术中的常规结构，其中的传动方式与装置、电动控制方式与装置、手动控制方式与装置、电连接结构、数据采集终端等也均为现有技术中的常规设计。

本申请中的现场总线型闸泵测控系统，创新点在于：使用工业通讯总线代替传统控制方式中硬接线，使得控制现场敷设电缆数量减少。并且设有数据采集终端，数据采集终端用来采集各自部分的数据信号，可以为行业中常用的数据采集传感器，可以采集闸门的状态信息等，然后通过支线和总线实现各采集终端之间的信息交互，此做法大大提高数据通讯效率和简化现场布线工作，缩短系统建设周期。

本申请中的现场总线型闸泵测控系统，使用工业通讯总线代替传统控制方式中硬接线，使得控制现场敷设电缆数量减少；通过现场总线实现各采集终端之间的信息交互，大大提高了数据通讯效率，且简化了现场布线工作，缩短系统建设周期。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种模块化的水利闸泵控制终端系统，其特征在于，包括：

处理模块，所述处理模块连接至存储模块、电源模块、显示模块、开关量采集模块、CAN总线模块、RS485模块；

所述存储模块为存储芯片或硬盘，用于存储数据；

所述电源模块连接至电网中，用于供电；

所述显示模块为屏幕，用于显示数据信息；

所述开关量采集模块为闸门开度采集系统，所述闸门开度采集系统包括：

闸门（4），所述闸门（4）上设有可升降的闸板（82），所述闸门（4）的两侧设有驱动闸板（82）上下移动的升降装置；所述闸门（4）上还设有检测闸板（82）开度的光电传感器（88）；所述闸门（4）上的升降装置连接至手控盒（84），所述手控盒（84）连接至开度采集模块；光电传感器（88）连接至开度采集模块；所述开度采集模块包括编码器（852），所述编码器（852）连接至从机控制板（851），所述从机控制板（851）连接至主机控制板（85）；所述主机控制板（85）连接至触屏控制模块和无线通讯模块；

所述CAN总线模块为现场总线型闸泵测控系统，所述现场总线型闸泵测控系统包括闸门（4），所述闸门（4）用于控制水流量；所述闸门（4）上设有闸门动力单元（5）、闸门手动控制箱（6）、闸门远程控制单元（7）；所述的闸门动力单元（5）、闸门手动控制箱（6）、闸门远程控制单元（7）均连接至与其匹配的数据采集终端，所述的数据采集终端连接至支线（2）；所述支线（2）连接至总线（1），所述总线（1）连接至远程控制端（3）；

所述RS485模块用于数据通信和信号转换；

若干条所述的支线（2）连接至总线（1）；

所述的总线（1）为CAN总线，所述的支线（2）为从CAN总线中分支出来的支线。

2.根据权利要求1所述的一种模块化的水利闸泵控制终端系统，其特征在于，所述编码器（852）为SSI编码器，所述从机控制板（851）和主机控制板（85）均为SSI板；所述从机控制板（851）和主机控制板（85）之间通过CAN总线连接。

3.根据权利要求1所述的一种模块化的水利闸泵控制终端系统，其特征在于，所述触屏控制模块为触摸屏，所述无线通讯模块为蓝牙模块、4G模块、5G模块中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种模块化的水利闸泵控制终端系统，其特征在于，所述闸门（4）包括两侧对称设置的立柱，所述升降装置为设于该立柱中的丝杠装置（83），所述丝杠装置（83）的顶端为驱动电机（81），所述闸板（82）的两侧装配在该丝杠装置（83）上。

5.根据权利要求1所述的一种模块化的水利闸泵控制终端系统，其特征在于，所述闸门（4）包括两侧对称设置的立柱，所述升降装置为设于该立柱中的液压升降装置或链轮升降装置。

6.根据权利要求1所述的一种模块化的水利闸泵控制终端系统，其特征在于，所述总线（1）连接至公共信息单元，所述公共信息单元通过网络连接至远程控制端（3）。

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