CN115288993A - 水电站检修排水控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种水电站检修排水控制装置，涉及水电站检修技术领域，该水电站检修排水控制装置包括电源模块、开关量信号输入模块、模拟量信号输入模块、测温电阻信号输入模块、故障诊断分析模块、控制模块。相较于现有技术，本发明通过开关信号、模拟信号、测温电阻信号多个信号作为启停控制条件，避免了控制条件单一提升了控制可靠性，同时通过故障诊断分析模块来对检修排水泵进行故障分析，并通过诊断分析信息来作为轮换控制条件，从而实现检修排水泵的启停、轮换控制及故障诊断。

Description

水电站检修排水控制装置

技术领域

本发明涉及水电站检修技术领域，具体而言，涉及一种水电站检修排水控制装置。

背景技术

水电站检修排水的特征是排水量大，为减少机组检修时间，排水时间应尽量短，如果排水时间过长，可能出现水淹厂房的危险。因此，水电站检修排水***的安全、可靠自动化运行对水电站安全、经济运行非常重要。当前，水电站检修排水控制多采用PLC实现检修排水泵启停及轮换的自动控制。但是，随着技术的进步，当前常用的水电站检修排水控制方式已不能适应智能水电站的设计要求。主要存在以下不足：检修水泵启停以水位开关量作为控制条件，检修水泵轮换以运行时间为控制条件，控制条件单一。同时现有技术中缺少对检修排水泵的故障诊断分析功能。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种水电站检修排水控制装置，其能够通过多个控制条件，实现检修排水泵的启停、轮换控制及故障诊断。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种水电站检修排水控制装置，包括：

用于实现供电的电源模块；

用于获取开关信号的开关量信号输入模块；

用于获取模拟信号的模拟量信号输入模块；

用于获取测温电阻信号的测温电阻信号输入模块；

与所述开关量信号输入模块和所述模拟量信号输入模块通信连接的故障诊断分析模块，所述故障诊断分析模块用于依据所述开关信号和所述模拟信号对检修排水泵进行故障诊断分析，并生成诊断分析信息；

与所述开关量信号输入模块、所述模拟量信号输入模块以及所述测温电阻信号输入模块通信连接的控制模块，所述控制模块用于依据所述开关信号、所述模拟信号和所述测温电阻信号来控制所述检修排水泵的启停，所述控制模块还用于依据所述诊断分析信息来控制所述检修排水泵的轮换。

在可选的实施方式中，所述开关信号包括检修集水井的水位开关量信号、所述检修排水泵的出口流量开关量信号以及所述检修排水泵的主电源回路开关量信号，所述开关量信号输入模块用于获取所述水位开关量信号、所述出口流量开关量信号以及所述主电源回路开关量信号，并采用信号滤波和隔离措施。

在可选的实施方式中，所述模拟信号包括检修集水井的水位模拟量信号、所述检修排水泵的出口流量模拟量信号、所述检修排水泵的振动摆度模拟量信号以及所述检修排水泵的主电源回路模拟量信号，所述模拟量信号输入模块用于获取所述水位模拟量信号、所述出口流量模拟量信号、所述振动摆度模拟量信号以及所述主电源回路模拟量信号，并采用信号滤波和隔离措施。

在可选的实施方式中，所述故障诊断分析模块内置有故障诊断模型，且所述故障诊断分析模块以所述出口流量开关量信号、所述出口流量模拟量信号、所述振动摆度模拟量信号、所述测温电阻信号、所述主电源回路开关量信号、所述主电源回路模拟量信号作为模型输入信息，以实现对所述检修排水泵的故障诊断分析。

在可选的实施方式中，所述控制模块内置有控制逻辑程序，且所述控制模块以所述水位开关量信号作为启停判断条件、并以所述水位模拟量信号作为启停辅助判断条件；所述控制模块还以所述出口流量开关量信号作为反馈控制条件，并以所述出口流量模拟量信号作为辅助反馈控制条件；所述控制模块还以所述主电源回路开关量信号作为反馈控制条件，并以所述主电源回路模拟量信号作为辅助反馈控制条件；所述控制模块还以所述诊断分析信息作为轮换判断条件，以实现对所述检修排水泵的启停及轮换控制。

在可选的实施方式中，所述测温电阻信号输入模块用于获取所述检修排水泵的测温电阻信号，并采用信号滤波和隔离措施。

在可选的实施方式中，所述水电站检修排水控制装置还包括通信模块，所述通信模块具备用于与水电站监控***通信连接的信号接口，所述通信模块与所述控制模块通信和所述故障诊断分析模块通信连接。

在可选的实施方式中，所述水电站检修排水控制装置还包括图像采集模块，所述图像采集模块用于获取所述检修排水泵的图像信息。

在可选的实施方式中，所述电源模块采用AC/DC220V交直流双路电源输入，以将AC/DC220V转换为DC12V。

在可选的实施方式中，所述水电站检修排水控制装置还包括开关量信号输出模块，所述开关量信号输出模块与所述控制模块通信连接，并采用继电器隔离输出，以控制所述检修排水泵的主电源回路。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本发明实施例提供的水电站检修排水控制装置，通过设置开关量信号输入模块和模拟量信号输入模块分别获取开关信号和模拟信号，通过测温电阻信号输入模块来获取测温电阻信号，同时通过设置故障诊断分析模块来依据开关信号、模拟信号对检修排水泵进行故障诊断分析，并生成了诊断分析信息，通过控制模块依据开关信号、模拟信号和测温电阻信号来控制检修排水泵的启停，控制模块还用于依据诊断分析信息来控制检修排水泵的轮换。相较于现有技术，本发明通过开关信号、模拟信号、测温电阻信号多个信号作为启停控制条件，避免了控制条件单一提升了控制可靠性，同时通过故障诊断分析模块来对检修排水泵进行故障分析，并通过诊断分析信息来作为轮换控制条件，从而实现检修排水泵的启停、轮换控制及故障诊断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明提供的水电站检修排水控制装置的结构框图。

图标：100-水电站检修排水控制装置；110-电源模块；120-开关量信号输入模块；130-模拟量信号输入模块；140-测温电阻信号输入模块；150-故障诊断分析模块；160-控制模块；170-通信模块；180-开关量信号输出模块；190-图像采集模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

具体实施例

参见图1，本实施例提供了一种水电站检修排水控制装置100，用于实现水电站检修排水的自动控制，其通过开关信号、模拟信号、测温电阻信号多个信号作为启停控制条件，避免了控制条件单一提升了控制可靠性，同时通过故障诊断分析模块150来对检修排水泵进行故障分析，并通过诊断分析信息来作为轮换控制条件，从而实现检修排水泵的启停、轮换控制及故障诊断。

本实施例提供的水电站检修排水控制装置100，包括电源模块110、开关量信号输入模块120、模拟量信号输入模块130、测温电阻信号输入模块140、故障诊断分析模块150、控制模块160、通信模块170、开关量信号输出模块180和图像采集模块190，电源模块110用于实现供电，开关量信号输入模块120用于获取开关信号，模拟量信号输入模块130用于获取模拟信号，测温电阻信号输入模块140用于获取测温电阻信号，故障诊断分析模块150与开关量信号输入模块120和模拟量信号输入模块130通信连接，且故障诊断分析模块用于依据开关信号和模拟信号对检修排水泵进行故障诊断分析，并生成诊断分析信息；控制模块160与开关量信号输入模块120、模拟量信号输入模块130以及测温电阻信号输入模块通信连接，控制模块160用于依据开关信号、模拟信号和测温电阻信号来控制检修排水泵的启停，同时控制模块160还用于依据诊断分析信息来控制检修排水泵的轮换。开关量信号输出模块180与控制模块160通信连接，用于输出用于实现检修排水泵启停的信号，以控制检修排水泵。通信模块170与控制模块160和故障诊断分析模块150通信连接，图像采集模块190与通信模块170通信连接。

在本实施例中，电源模块110采用AC/DC220V交直流双路电源输入，以将AC/DC220V转换为DC12V，同时电源模块110同时与控制模块160、开关量信号输入模块120、模拟量信号输入模块130、测温电阻信号输入模块、故障诊断分析模块150、通信模块170、开关量信号输出模块180以及图像采集模块190电连接，从而实现了对各个模块的供电。

在本实施例中，开关信号包括检修集水井的水位开关量信号、检修排水泵的出口流量开关量信号以及检修排水泵的主电源回路开关量信号，开关量信号输入模块120用于获取水位开关量信号、出口流量开关量信号以及主电源回路开关量信号，并采用信号滤波和隔离措施。具体地，开关量信号输入模块120与检修集水井的水位开关通信连接，从而能够获取到用于表征水位开关开闭状态的水位开关量信号，同时开关量信号输入模块120还与检修排水泵的出口流量开关通信连接，从而能够获取到用于表征出口流量开关开闭状态的出口流量开关量信号，同时开关量信号输入模块120还与检修排水泵的主电源回路的接触器通信连接，从而能够获取到用于表征回路通断的主电源回路开关量信号。同时，开关量信号输入模块120的输入信号采用信号滤波和隔离措施，能够保证信号的准确性，同时隔离外部故障。

在本实施例中，模拟信号包括检修集水井的水位模拟量信号、检修排水泵的出口流量模拟量信号、检修排水泵的振动摆度模拟量信号以及检修排水泵的主电源回路模拟量信号，模拟量信号输入模块130用于获取水位模拟量信号、出口流量模拟量信号、振动摆度模拟量信号以及主电源回路模拟量信号，并采用信号滤波和隔离措施。具体地，模拟量信号输入模块130与检修集水井的水位传感器通信连接，从而能够获取到用于表征水位的水位模拟量信号，同时模拟量信号输入模块130还与检修排水泵出口处的流量传感器通信连接，从而能够获取到用于表征流量的流量模拟信号，同时模拟量信号输入模块130还与设置在检修排水泵上的力学传感器通信连接，从而能够获取到用于表征检修排水泵力学性能的振动摆度模拟量信号。同时，模拟信号输入模块的输入信号采用信号滤波和隔离措施，能够保证信号的准确性，同时隔离外部故障。

在本实施例中，测温电阻信号输入模块用于获取检修排水泵的测温电阻信号，并采用信号滤波和隔离措施，能够保证信号的准确性，同时隔离外部故障。

在本实施例中，开关量信号输出模块180与控制模块160通信连接，并采用大容量继电器隔离输出，以控制检修排水泵的主电源回路。

在本实施例中，故障诊断分析模块150内置有故障诊断模型，且故障诊断分析模块150以出口流量开关量信号、出口流量模拟量信号、振动摆度模拟量信号、测温电阻信号、主电源回路开关量信号、主电源回路模拟量信号作为模型输入信息，以实现对检修排水泵的故障诊断分析。具体地，故障诊断分析模块150存储有检修排水泵的故障诊断模型，以检修排水泵出口流量开关量及模拟量信号、检修排水泵振动摆度模拟量信号、检修排水泵测温电阻信号、检修排水泵主电源回路开关量及模拟量信号作为模型输入信息，实现检修排水泵的故障诊断分析，作为轮换控制的条件及检修维护的依据。

在本实施例中，制模块内置有控制逻辑程序，且控制模块160以水位开关量信号作为启停判断条件、并以水位模拟量信号作为启停辅助判断条件；控制模块160还以出口流量开关量信号作为反馈控制条件，并以出口流量模拟量信号作为辅助反馈控制条件；控制模块160还以主电源回路开关量信号作为反馈控制条件，并以主电源回路模拟量信号作为辅助反馈控制条件；控制模块160还以诊断分析信息作为轮换判断条件，以实现对检修排水泵的启停及轮换控制。具体地，控制模块160存储有检修排水控制逻辑，以检修集水井水位开关量信号作为启停判断条件、模拟量信号作为启停辅助判断条件，以检修排水泵出口流量开关量信号作为反馈控制条件、模拟量信号作为辅助反馈控制条件，以主电源回路开关量信号作为反馈控制条件、模拟量信号作为辅助反馈控制条件，以故障诊断分析模块150信息作为轮换判断条件，实现检修排水泵的启停及轮换控制。

在本实施例中，图像采集模块190具备定时拍照和触发拍照的功能，并与设置在检修集水井中的摄像装置通信连接，从而能够获取检修排水泵的图像信息，更加准确地掌控检修排水泵的实际情况。

在本实施例中，通信模块170具备用于与水电站监控***通信连接的信号接口，该信号接口可以是以太网、RS485、WiFi等接口形式，通信模块170与控制模块160通信和故障诊断分析模块150通信连接，用于将检修排水控制信息、检修排水泵故障诊断分析信息、图像信息上传给水电站监控***。

本实施例提供的水电站检修排水控制装置100，通过设置开关量信号输入模块120和模拟量信号输入模块130分别获取开关信号和模拟信号，通过测温电阻信号输入模块140来获取测温电阻信号，同时通过设置故障诊断分析模块150来依据开关信号、模拟信号对检修排水泵进行故障诊断分析，并生成了诊断分析信息，通过控制模块160依据开关信号、模拟信号和测温电阻信号来控制检修排水泵的启停，控制模块160还用于依据诊断分析信息来控制检修排水泵的轮换。同时增加了图像作为辅助判断的手段。本实施例通过开关信号、模拟信号、测温电阻信号多个信号作为启停控制条件，避免了控制条件单一提升了控制可靠性，同时通过故障诊断分析模块150来对检修排水泵进行故障分析，从而实现了对检修排水泵的故障诊断分析功能，同时增加图像作为辅助判断手段，并通过诊断分析信息来作为轮换控制条件，从而实现检修排水泵的启停、轮换控制及故障诊断，控制效果更好。

综上所述，本实施例提供的水电站检修排水控制装置100，通过采集检修集水井水位开关量及模拟量信号、检修排水泵出口流量开关量及模拟量信号、检修排水泵振动摆度模拟量信号、检修排水泵测温电阻信号、检修排水泵主电源回路开关量及模拟量信号、图像信号等多种信号，既能实现检修排水泵的启停、轮换控制，又具备对检修排水泵的故障诊断分析，同时可以采集图像信号作为运行人员的辅助判断手段。本装置具有以太网、RS485、WiFi等多种通信接口，可直接与电站监控***后台通信连接，将检修排水控制信息、检修排水泵故障诊断分析信息、图像信息及时上报。相较于当前检修排水的简易控制方式，本装置更能适用智能水电站的发展方向。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种水电站检修排水控制装置，其特征在于，包括：

用于实现供电的电源模块；

用于获取开关信号的开关量信号输入模块；

用于获取模拟信号的模拟量信号输入模块；

用于获取测温电阻信号的测温电阻信号输入模块；

与所述开关量信号输入模块和所述模拟量信号输入模块通信连接的故障诊断分析模块，所述故障诊断分析模块用于依据所述开关信号和所述模拟信号对检修排水泵进行故障诊断分析，并生成诊断分析信息；

与所述开关量信号输入模块、所述模拟量信号输入模块以及所述测温电阻信号输入模块通信连接的控制模块，所述控制模块用于依据所述开关信号、所述模拟信号和所述测温电阻信号来控制所述检修排水泵的启停，所述控制模块还用于依据所述诊断分析信息来控制所述检修排水泵的轮换。

2.根据权利要求1所述的水电站检修排水控制装置，其特征在于，所述开关信号包括检修集水井的水位开关量信号、所述检修排水泵的出口流量开关量信号以及所述检修排水泵的主电源回路开关量信号，所述开关量信号输入模块用于获取所述水位开关量信号、所述出口流量开关量信号以及所述主电源回路开关量信号，并采用信号滤波和隔离措施。

3.根据权利要求2所述的水电站检修排水控制装置，其特征在于，所述模拟信号包括检修集水井的水位模拟量信号、所述检修排水泵的出口流量模拟量信号、所述检修排水泵的振动摆度模拟量信号以及所述检修排水泵的主电源回路模拟量信号，所述模拟量信号输入模块用于获取所述水位模拟量信号、所述出口流量模拟量信号、所述振动摆度模拟量信号以及所述主电源回路模拟量信号，并采用信号滤波和隔离措施。

4.根据权利要求3所述的水电站检修排水控制装置，其特征在于，所述故障诊断分析模块内置有故障诊断模型，且所述故障诊断分析模块以所述出口流量开关量信号、所述出口流量模拟量信号、所述振动摆度模拟量信号、所述测温电阻信号、所述主电源回路开关量信号、所述主电源回路模拟量信号作为模型输入信息，以实现对所述检修排水泵的故障诊断分析。

5.根据权利要求3所述的水电站检修排水控制装置，其特征在于，所述控制模块内置有控制逻辑程序，且所述控制模块以所述水位开关量信号作为启停判断条件、并以所述水位模拟量信号作为启停辅助判断条件；所述控制模块还以所述出口流量开关量信号作为反馈控制条件，并以所述出口流量模拟量信号作为辅助反馈控制条件；所述控制模块还以所述主电源回路开关量信号作为反馈控制条件，并以所述主电源回路模拟量信号作为辅助反馈控制条件；所述控制模块还以所述诊断分析信息作为轮换判断条件，以实现对所述检修排水泵的启停及轮换控制。

6.根据权利要求1所述的水电站检修排水控制装置，其特征在于，所述测温电阻信号输入模块用于获取所述检修排水泵的测温电阻信号，并采用信号滤波和隔离措施。

7.根据权利要求1所述的水电站检修排水控制装置，其特征在于，所述水电站检修排水控制装置还包括通信模块，所述通信模块具备用于与水电站监控***通信连接的信号接口，所述通信模块与所述控制模块通信和所述故障诊断分析模块通信连接。

8.根据权利要求1所述的水电站检修排水控制装置，其特征在于，所述水电站检修排水控制装置还包括图像采集模块，所述图像采集模块用于获取所述检修排水泵的图像信息。

9.根据权利要求1所述的水电站检修排水控制装置，其特征在于，所述电源模块采用AC/DC220V交直流双路电源输入，以将AC/DC220V转换为DC12V。

10.根据权利要求1所述的水电站检修排水控制装置，其特征在于，所述水电站检修排水控制装置还包括开关量信号输出模块，所述开关量信号输出模块与所述控制模块通信连接，并采用继电器隔离输出，以控制所述检修排水泵的主电源回路。

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