專利名稱：污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機自動控制領域，具體為一種污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)。
(二)技術背景污水泵站的污水池內(nèi)都配備有3～5臺水泵及1臺格柵機。以往都需要人工值守，因污水進水量時時改變，需要根據(jù)污水池的水位，決定開啟水泵的臺數(shù)，污水池內(nèi)的格柵機也需要定時開動。如下暴雨時，污水流量可猛增數(shù)倍，若不能及時開泵，污水會溢出，造成事故。反之污水流量減小、污水池內(nèi)水位下降時不及時關泵，若水位降至低于泵的吸水口，抽水管干抽，將造成電流過大、燒壞水泵。城市中配有多個污水泵站，為其管理各個泵站均需要配備管理人員，且需要全天值守，工作量大。且難以集中掌控所有泵站的運行。特別是污水泵站內(nèi)環(huán)境惡劣、臭味刺鼻，不適合人在內(nèi)長時間工作值班。
另外污水泵站各臺泵的運行時間、耗電量等數(shù)據(jù)也無法記錄、存儲、查詢、統(tǒng)計。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是設計一種污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)，可根據(jù)污水池水位自動開啟一臺或多臺水泵，也可定時開動格柵機，還可存儲記錄泵站內(nèi)各設備的運行情況并實時傳送到系統(tǒng)監(jiān)控中心，監(jiān)控中心可以監(jiān)視和控制所有的污水泵站。
本發(fā)明設計的污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)的污水泵站包括安裝于污水池內(nèi)的3～5臺水泵及1臺格柵機，還包括可編程序控制器和液位計，液位計經(jīng)模擬量輸入模塊接入可編程序控制器，可編程序控制器經(jīng)輸出模塊與各臺水泵的電動閥和格柵機的電動開關連接。各水泵出水口安裝流量計，流量計經(jīng)模擬量輸入模塊接入可編程序控制器。
可編程序控制器實時讀取液位數(shù)據(jù)，在到達設定的4～6個液位時，根據(jù)不同的液位，可編程序控制器啟動或關閉一臺或多臺水泵?？删幊绦蚩刂破鞲鶕?jù)設定的時間，定時啟動格柵機，并在其往返運行一周后關閉格柵機。
各臺水泵和格柵機還接有手動控制開關，需要時可進行手工啟閉，不受液位的影響?？蓴嚅_該泵站的水泵和格柵機與服務端計算機的連接直接用各設備所接的手動控制開關進行手工啟閉，在維修時即可使用。手動控制開關還有與服務端計算機連接的電控機構，在服務端計算機屏幕的操作窗口上設有各臺設備的手動啟閉按鈕，可以通過點擊按鈕操縱設備手動控制開關的電控機構開或關。
手動啟閉時運行狀態(tài)也在服務端計算機屏幕顯示。
在各臺泵和格柵機啟動關閉時，可編程序控制器自動記錄存儲各泵和格柵機的啟動與關閉時刻。各臺泵接有電量變換器，經(jīng)模擬量輸入模塊連接可編程序控制器。各臺泵的運行電流、電壓數(shù)據(jù)送入可編程序控制器存儲。
可編程序控制器與服務端計算機相連接，泵站各臺設備的運行數(shù)據(jù)傳送到服務端計算機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、并可完成數(shù)據(jù)報表。通過服務端計算機可自動修改可編程序控制器內(nèi)的水泵啟動關閉液位、格柵機定量啟動時間等參數(shù)。服務端計算機根據(jù)各臺水泵的運行電流、電壓、時間計算其耗電量，根據(jù)格柵機的運行時間及功率計算其耗電量，從而得到該泵站每天的總耗電量。
可編程序控制器有水泵啟動監(jiān)控軟件，根據(jù)液位計信號，按順序啟動其連接的各臺水泵，啟動順序定時輪換，以使各臺泵的總運行時間相近。當需要同時啟動多臺泵時，可編程序控制器采取延時錯位啟動，以防止多臺泵同時啟動時電流過大導致跳閘而影響設備的正常使用。當某臺泵發(fā)生故障啟動失敗時，可編程序控制器發(fā)送啟動指令后未能接受到該泵的電流電壓運行數(shù)據(jù)、即及時按順序啟動下一臺泵。
服務端計算機根據(jù)所記錄存儲的各臺設備運行數(shù)據(jù)，統(tǒng)計設備的運行時間，根據(jù)設定的維修周期，到達維修時間即給出維修提示。
服務端計算機與泵站監(jiān)控系統(tǒng)計算機，即客戶端計算機遠程連接，可通過互聯(lián)網(wǎng)、或局域網(wǎng)、或無線信號連接。各泵站的服務端計算機均將其所管理設備運行數(shù)據(jù)遠程傳送到泵站監(jiān)控系統(tǒng)計算機，管理人員可遠程實時監(jiān)測各泵站運行情況、遠程控制各泵站的設備的啟閉。
出現(xiàn)停電情況時，可編程序控制器保存檢測的數(shù)據(jù)，服務端計算機保存各設備啟動的設置數(shù)據(jù)，系統(tǒng)監(jiān)控計算機保存各泵站運行數(shù)據(jù)。
當水泵出現(xiàn)過載，或達到將低于水泵吸水口的危險液位，或電壓、電流過低或過高，或某臺設備不能正常啟動等異常情況時，服務端計算機自動及時向監(jiān)控系統(tǒng)計算機報警，監(jiān)控系統(tǒng)計算機安裝有聲光報警設施，接到報警后聲光報警。
在泵站內(nèi)部裝有攝像頭，與服務端計算機連接，服務端計算機將泵站內(nèi)各設備的狀態(tài)圖像傳送給監(jiān)控系統(tǒng)計算機，即監(jiān)控中心可選擇觀看到各泵站設備的狀態(tài)圖像。
本發(fā)明污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點為1、自動控制污水泵站各排污設備(多臺水泵和格柵機)的運轉，整個過程無須人工的干預，根據(jù)污水量的當前狀況、自動按照設計的參數(shù)運行，自動記錄存儲各臺設備運行的原始數(shù)據(jù)，并進行信息處理，提供各種報表和運行曲線圖；2、也可進行手動控制操縱，服務端計算機同樣也可記錄手動控制時各臺設備的運行數(shù)據(jù)；3、泵站監(jiān)控系統(tǒng)計算機與各服務端計算機遠程連接，系統(tǒng)計算機可設置于任何方便的控制地點，如控制室，辦公室；不受距離影響、集中遠程實時監(jiān)控系統(tǒng)的多個泵站，實時掌握各泵站各臺設備運行狀態(tài)，提高了污水泵站運行自動化和管理效率；4、泵站監(jiān)控系統(tǒng)能夠生成和記錄各泵站實時瞬時流量，電流，電壓，液位，并繪制出曲線，和生成相應的年月日報表。


圖1為本污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)實施例結構框圖；圖2為本污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)實施例某個泵站的設備連接示意圖。
具體實施方式
本污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)實施例的污水泵站如圖1、2所示，一個污水泵站包括安裝于有進水口2和出水口7的污水池內(nèi)的3臺水泵1及1臺格柵機3，還包括服務端計算機、可編程序控制器和液位計4、流量計6。水泵1為潛水泵。液位計3為超聲波液位計，流量計6的傳感器5安裝于各臺水泵1的出水口，可用一拖三的流量計。液位計4和流量計6經(jīng)模擬量輸入模塊將液位信號、各水泵1的出水流量信號送入可編程序控制器，可編程序控制器經(jīng)輸出模塊與各臺水泵1的控制柜內(nèi)電動閥和格柵機3控制柜內(nèi)的電動開關連接。各臺水泵1接有電量變換器，各泵的電量變換器和格柵機3的電動開關經(jīng)模擬量輸入模塊連接可編程序控制器?？删幊绦蚩刂破髋c服務端計算機相連接。服務端計算機接有調(diào)制解調(diào)器，通過互聯(lián)網(wǎng)與泵站監(jiān)控系統(tǒng)計算機遠程連接。
可編程序控制器存儲有開泵液位參數(shù)A、B、C和關泵液位參數(shù)a、b、c，C＞c＞B＞b＞A＞a，可編程序控制器實時讀取并存儲液位計數(shù)據(jù)，當達到A液位，可編程序控制器啟動一臺水泵，達到B液位，保持兩臺水泵啟動狀態(tài)，達到C液位，三臺水泵同時啟動。液位降至c液位，關閉三臺啟動狀態(tài)的泵中的一臺，保持兩臺水泵啟動狀態(tài)，液位降至b液位，再關閉一臺啟動狀態(tài)的泵，留下一臺水泵為啟動狀態(tài)，液位降至a液位，關閉最后一臺啟動狀態(tài)的泵?？删幊绦蚩刂破饔兴脝庸芾碥浖瑢⒃摫谜緝?nèi)的水泵按I、II、III順序編號，根據(jù)液位計信號，按泵的編號順序啟動，啟動順序每天輪換。即第一天，當達到A液位時，先啟動I號泵，當達到B液位時，再啟動II號泵，當達到C液位時，啟動III號泵。第二天改變啟動順序，當達到A液位時，先啟動II號泵，當達到B液位時，再啟動III號泵，當達到C液位時，啟動I號泵。
可編程序控制器根據(jù)設定的時間，定時啟動格柵機，并在其往返運行一周后關閉格柵機。
各臺水泵和格柵機還接有手動控制開關，可斷開該泵站的水泵和格柵機與服務端計算機的連接直接用手動控制開關進行手工啟閉，此時手動啟閉時設備運行狀態(tài)不在服務端計算機屏幕顯示。手動控制開關另有與服務端計算機連接的電控機構，服務端計算機屏幕的操作窗口上還設有各臺設備的手動啟閉按鈕，可通過手動控制開關或服務端計算機的按鈕進行手工啟閉，此時設備運行狀態(tài)也在服務端計算機屏幕顯示。
當進水量大污水池內(nèi)水位迅速上升需要同時啟動多臺泵時，可編程序控制器采取延時錯位啟動，即一臺泵啟動后延時一分鐘再啟動第二臺泵，以避免啟動時電流過大的沖擊。
在各臺泵和格柵機啟動關閉時，可編程序控制器自動記錄存儲各泵和格柵機的啟動與關閉時刻?？删幊绦蚩刂破鬟€記錄存儲各臺泵的運行電流、電壓數(shù)據(jù)。
通過服務端計算機或監(jiān)控系統(tǒng)計算機可自動修改設置各個泵站的可編程序控制器內(nèi)的水泵啟動關閉液位、格柵機定量啟動時間等參數(shù)。
可編程序控制器將泵站各臺設備的運行數(shù)據(jù)傳送到服務端計算機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、并可完成各類數(shù)據(jù)報表，如按時間繪制瞬時進水流量，液位變化曲線，各臺泵的電流，電壓變化曲線，生成相應的年月日各臺設備運行報表等。服務端計算機或監(jiān)控系統(tǒng)計算機還根據(jù)各個泵站的各臺水泵的運行電流、電壓、時間計算其耗電量，根據(jù)格柵機的運行時間及功率計算其耗電量，從而得到各泵站每天的總耗電量。服務端計算機根據(jù)所記錄存儲的各個泵站的各臺設備運行數(shù)據(jù)，統(tǒng)計設備的運行時間，根據(jù)設定的維修周期，到達維修時間即給出維修提示，并將維修提示傳送給監(jiān)控系統(tǒng)計算機。
當某臺泵發(fā)生故障啟動失敗時，可編程序控制器未接受到該泵的電流電壓運行數(shù)據(jù)、即及時按順序啟動下一臺泵。并同時將設備故障信息傳送給服務端計算機，服務端計算機向監(jiān)控系統(tǒng)計算機傳送設備故障信息并報警。
可編程序控制器內(nèi)還存儲有危險液位參數(shù)D，到達D液位即水池液面即將低于水泵吸水口，此時服務端計算機自動向監(jiān)控系統(tǒng)計算機報警。
服務端計算機實時讀取各臺設備的電壓、電流數(shù)據(jù)，當有異常，即出現(xiàn)過載，或者電壓電流過低或過高，自動向監(jiān)控系統(tǒng)計算機報警。
監(jiān)控系統(tǒng)計算機安裝有聲光報警設施，接到服務端計算機的報警信號可給出聲光報警。
在泵站內(nèi)部裝有攝像頭，與服務端計算機連接，服務端計算機將泵站內(nèi)各設備的狀態(tài)圖像傳送給監(jiān)控系統(tǒng)計算機。
當泵站出現(xiàn)停電情況時，可編程序控制器保存檢測的數(shù)據(jù)，服務端計算機保存各設備啟動的設置數(shù)據(jù)；當監(jiān)控系統(tǒng)計算機停電時，其保存各泵站運行數(shù)據(jù)。
權利要求
1一種污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)，其污水泵站包括安裝于污水池內(nèi)的3～5臺水泵及格柵機，其特征在于還包括可編程序控制器和液位計(4)，液位計(4)經(jīng)模擬量輸入模塊接入可編程序控制器，可編程序控制器經(jīng)輸出模塊與各臺水泵(1)的電動閥和格柵機(3)的電動開關連接；可編程序控制器實時讀取并存儲液位計(4)數(shù)據(jù)，在到達設定的4～6個液位時，根據(jù)不同的液位設定，可編程序控制器啟動或關閉一臺或多臺水泵(1)；可編程序控制器根據(jù)設定的時間，定時啟動格柵機(3)，并在其往返運行一周后關閉格柵機(3)；在各臺泵(1)和格柵機(3)啟動、關閉時，可編程序控制器自動記錄存儲各泵(1)和格柵機(3)的啟動與關閉時刻；各臺泵(1)接有電量變換器，經(jīng)模擬量輸入模塊連接可編程序控制器；各臺泵(1)的運行電流、電壓數(shù)據(jù)送入可編程序控制器存儲。
2.根據(jù)權利要求1所述的污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述可編程序控制器存儲有水泵啟動管理軟件，根據(jù)液位計(4)信號，按順序啟動其連接的各臺水泵(1)，啟動順序定時輪換。
3.根據(jù)權利要求1所述的污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述可編程序控制器延時錯位依次啟動多臺泵(1)。
4.根據(jù)權利要求1所述的污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于各臺水泵(1)出水口安裝有流量計(6)的傳感器(5)，流量計(6)經(jīng)模擬量輸入模塊接入可編程序控制器，可編程序控制器實時讀取并存儲各流量計數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于污水泵站內(nèi)還安裝有服務端計算機，所述可編程序控制器與服務端計算機相連接，可編程序控制器將泵站各臺設備的運行數(shù)據(jù)傳送到服務端計算機存儲；服務端計算機修改、設置泵站可編程序控制器內(nèi)的水泵啟動關閉液位、格柵機定量啟動時間參數(shù)。
6.根據(jù)權利要求5所述的污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于各臺水泵(1)和格柵機(3)還接有手動控制開關，斷開該泵站的水泵和格柵機與服務端計算機的連接、用手動控制開關直接進行手工啟閉；和/或所述各臺水泵和格柵機所接手動控制開關有與服務端計算機連接的電控機構，通過服務端計算機手動控制電控機構的啟閉，此時手動啟閉時設備運行狀態(tài)仍在服務端計算機屏幕顯示。
7.根據(jù)權利要求5所述的污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于各污水泵站的服務端計算機與泵站監(jiān)控系統(tǒng)計算機通過互聯(lián)網(wǎng)、或局域網(wǎng)、或無線信號遠程連接，監(jiān)控系統(tǒng)計算機遠程監(jiān)測并存儲各泵站設備運行數(shù)據(jù)，和/或控制各泵站內(nèi)各臺設備的運行，和/或修改、設置泵站可編程序控制器內(nèi)的水泵啟動關閉液位、格柵機定量啟動時間參數(shù)。
8.根據(jù)權利要求5所述的污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于服務端計算機或監(jiān)控系統(tǒng)計算機根據(jù)所記錄存儲的各臺設備運行數(shù)據(jù)，統(tǒng)計設備的運行時間，根據(jù)設定的維修周期，到達維修時間即給出維修提示。
9.根據(jù)權利要求5所述的污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于泵站可編程序控制器內(nèi)還存儲有水池液面即將低于水泵吸水口的危險液位參數(shù)D，到達D液位服務端計算機自動向監(jiān)控系統(tǒng)計算機報警。
10.根據(jù)權利要求5所述的污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于在泵站內(nèi)部裝有攝像頭，與服務端計算機連接，服務端計算機將泵站內(nèi)各設備的狀態(tài)圖像傳送給監(jiān)控系統(tǒng)計算機。
全文摘要
本污水泵站監(jiān)控系統(tǒng)的污水泵站的液位計經(jīng)模擬量輸入模塊接入可編程序控制器PLC，PLC經(jīng)輸出模塊與各臺水泵的電動閥和格柵機的電動開關連接。各水泵出水口安裝與PLC連接的流量計。PLC實時讀取液位數(shù)據(jù)，在到達設定不同液位啟動或關閉一臺或多臺水泵。PLC按順序啟動各水泵，啟動順序定時輪換。需同時啟動多臺泵時，PLC延時錯位順序啟動。PLC根據(jù)設定的時間，定時啟閉格柵機。PLC與服務端計算機相連接，向其傳送各設備運行數(shù)據(jù)。各設備可進行手工啟閉，不受液位影響。服務端計算機與泵站監(jiān)控系統(tǒng)計算機遠程連接，傳送泵站設備運行數(shù)據(jù)，發(fā)生異常向其報警。本系統(tǒng)泵站無需值守，自動運行，記錄存儲設備運行數(shù)據(jù)，生成相關圖表，并可遠程實時監(jiān)控多個泵站。
文檔編號G05B19/418GK101021725SQ20071004872
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月23日 優(yōu)先權日2007年3月23日
發(fā)明者陳金龍 申請人:陳金龍, 李納璺, 陳岳林