一种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了城市排涝泵站监测装置技术领域的一种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置及方法，感知装置包括箱体以及安装在箱体内部的电源及控制器组件，控制器组件包括通过导线依次连接的调理电路、485通讯模块Ⅰ、ADC转换模块、ARM处理器以及485通讯模块Ⅱ，在箱体外部设有水位测量组件，水位测量组件通过线路连接至信号进线口中并与箱体内部的调理电路相连接，485通讯模块Ⅱ通过线路与箱体右侧的电机控制组件相连接，通过本发明专利技术的感知装置及方法获取用于监控报警的具有高可信度的水位值，提高了水位值的可靠性与可信度，可避免水位监测传感器故障导致的排涝泵站电机误启动，提高排涝泵站工作的稳定性，适用于城市排涝泵站的水位监控。于城市排涝泵站的水位监控。于城市排涝泵站的水位监控。

【技术实现步骤摘要】
一种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置及方法


[0001]本专利技术涉及城市排涝泵站监测装置
，特别涉及一种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置以及方法。

技术介绍

[0002]目前城市排涝泵站已经实现水位测量、超限报警、自动开机等自动化功能，但进水池水位监测普遍采用单水位计测量装置，即采用单个水位传感器测量进水池水位，这种传统的测量方式在传感器发生漂移或者故障时，存在测量的水位值可信度不高、故障时难以发现等问题；并且城市排涝泵站进水池水位具有变化快、变化范围大的特点，若该水位传感器出现问题，可能导致排涝泵站误启动，尤其在暴雨天气，若不能及时开机，极可能导致泵站被淹没，甚至城市发生洪涝被淹，对工程生产、交通出行以及人员安全造成危害。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置，快速准确地给出当前排涝泵站进水池的可信水位值，便于控制排涝泵站电机启停和异常报警。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：一种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置，包括箱体以及安装在箱体内部的电源及控制器组件，所述控制器组件包括通过导线依次连接的调理电路、485通讯模块Ⅰ、ADC转换模块、ARM处理器以及485通讯模块Ⅱ，在所述箱体外部设有水位测量组件，所述水位测量组件通过线路连接至信号进线口中并与所述箱体内部的调理电路相连接，所述485通讯模块Ⅱ通过线路与箱体右侧的电机控制组件相连接。
[0005]进一步地，所述水位测量组件安装在所述箱体的左侧，包括互为异构冗余的压力式水位计、超声波水位计、基于视觉识别的远传型磁翻板水位计。
[0006]进一步地，所述电机控制组件包括PLC可编程逻辑控制器、电机软启动器和声光报警器，所述PLC可编程逻辑控制器通过线路连接至485信号出线口中与箱体内部控制器组件的485通讯模块Ⅱ相连接，所述PLC可编程逻辑控制器与电机软启动器通过线路连接，所述声光报警器通过线路连接至485信号出线口中与箱体内的控制器相连接。
[0007]进一步地，所述PLC可编程逻辑控制器与电机软启动器之间还设有断路器，所述电机软启动器通过线路连接有电机，所述PLC可编程逻辑控制器通过线路连接至大屏监控显示器。
[0008]进一步地，所述箱体的底部两端设有固定架，箱体整体固定安装在固定架上，所述箱体侧面还设有便于抓握的把手。
[0009]进一步地，所述箱体内部中间设有走线槽，所述电源及控制器组件分别安装在走线槽的左右两侧。
[0010]本专利技术还公布了该种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置的感知方法，具体包括如下步骤：
[0011]步骤1：安装水位监测装置，连接线路，分别获取进水池中压力式水位计的读数H1、超声波水位计的读数为H2、视觉识别的远传型磁翻板水位计的读数为H3；
[0012]步骤2：通过控制器组件将得到的三个水位值H1、H2、H3进行3比2智能表决，分别求取H1、H2、H3之间的偏差的绝对值，得到三个水位计之间的偏差，分别为：ΔH12＝|H1
‑
H2|，ΔH13＝|H1
‑
H3|，ΔH23＝|H2
‑
H3|，若ΔHij≤δ1，表示水位值正常，δ1＜ΔHij＜δ2，表示需要向值班员示警，可安排值班人员到泵站现场检查，ΔHij≥δ2，表示弃用该数值，值班人员到泵站现场检查，调试、更换设备；
[0013]步骤3：通过控制器组件将步骤2的三种情况转换为数字表示，正常水位数值标为1，警示水位数值标为2，弃用水位数值标为0，通过枚举法得到27种组合，每一种组合都可得到两个或3个可信的水位值，对得到的水位值进行算术平均计算，得到的结果作为本次测量结果值。
[0014]进一步地，步骤1中所述的读数H3的测量步骤为：将摄像头对准插入进水池的标尺，通过计算机视觉及图像处理技术，经过图像预处理提高标尺的对比度、识别、过滤误识别，正确检测标尺和水体水平面的刻度值，确定水位值H3。
[0015]进一步地，步骤2中所述的δ1与δ2为水位计测量值之间的偏差限值，δ1为偏差的最小值，δ2为偏差的最大值。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0017]第一，通过采用三个异构的互为冗余的水位计，分别为压力式水位计、超声波水位计以及基于视觉识别的远传型磁翻板水位计，避免现有技术中使用同种水位计出现共同故障的问题，即使其中一个水位计出现故障，两外两个具有不同结构、设计的水位计可以继续提供可靠的水位值，避免水位监控异常。
[0018]第二，水位计采集到的水位值通过控制器组件中的ARM处理器，进行3比2的表决机制，最终得出具有高可信度的水位值，水位结果通过485通讯模块Ⅱ传递至PLC可编程逻辑控制器以及声光报警器，在实现泵站水泵启停控制的同时，进行声光示警。同时PLC可编程逻辑控制器将报警信号传递给大屏监控显示器，将报警信息显示在监控室大屏上，便于发现传感器故障及其他异常情况，有效避免排涝泵站机组的误启动或者误停机，保证泵站运行的稳定性和高效性，适于在城市排涝泵站的水位监控中应用。
[0019]第三，本专利技术的感知装置中使用的电源采用电池和市电冗余两种供电方式，在市电供应正常时电池处于浮充电状态，市电供应发生故障时，电源可切换成备用电池供电，浮充电状态的电池可以保证备用电池能够提供足够的电能支持设备正常运行，保证水位计测量、计算的准确性以及稳定性。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0021]图2为本专利技术中箱体的结构示意图。
[0022]图3为本专利技术中箱体的侧面结构视图。
[0023]图4为本专利技术中控制器的软件结构图。
[0024]图5为本专利技术的感知装置使用状态示意图。
[0025]图6为本专利技术的感知方法表决机制示意图。
[0026]上图中，1压力式水位计，2超声波水位计，3基于视觉识别的远传型磁翻板水位计，4电源，5固定架，6箱体，7把手，8 485信号出线口，9PLC可编程逻辑控制器，10断路器，11电机软启动器，12电机，13信号进线口，14调理电路，15 485通讯模块Ⅰ，16ADC转换模块，17ARM处理器，18 485通讯模块Ⅱ，19声光报警器，20走线槽，21大屏监控显示器。
具体实施方式
[0027]如图1～5所示的一种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置，包括箱体6以及安装在箱体6内部的电源4及控制器组件，控制器组件包括通过导线依次连接的调理电路14、485通讯模块Ⅰ15、ADC转换模块16、ARM处理器17以及485通讯模块Ⅱ18，在箱体6外部设有水位测量组件，水位测量组件通过线路连接至信号进线口13中并与箱体6内部的调理电路14相连接，485通讯模块Ⅱ18通过线路与箱体6右侧的电机控制组件相连接。
[0028]水位测量组件安装在箱体6的左侧，包括互为异构冗余的压力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置，包括箱体以及安装在箱体内部的电源及控制器组件，其特征在于：所述控制器组件包括通过导线依次连接的调理电路、485通讯模块Ⅰ、ADC转换模块、ARM处理器以及485通讯模块Ⅱ，在所述箱体外部设有水位测量组件，所述水位测量组件通过线路连接至信号进线口中并与所述箱体内部的调理电路相连接，所述485通讯模块Ⅱ通过线路与箱体右侧的电机控制组件相连接。2.根据权利要求1所述的一种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置，其特征在于：所述水位测量组件安装在所述箱体的左侧，包括互为异构冗余的压力式水位计、超声波水位计、基于视觉识别的远传型磁翻板水位计。3.根据权利要求1所述的一种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置，其特征在于：所述电机控制组件包括PLC可编程逻辑控制器、电机软启动器和声光报警器，所述PLC可编程逻辑控制器通过线路连接至485信号出线口中与箱体内部控制器组件的485通讯模块Ⅱ相连接，所述PLC可编程逻辑控制器与电机软启动器通过线路连接，所述声光报警器通过线路连接至485信号出线口中与箱体内的控制器相连接。4.根据权利要求3所述的一种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置，其特征在于：所述PLC可编程逻辑控制器与电机软启动器之间还设有断路器，所述电机软启动器通过线路连接有电机，所述PLC可编程逻辑控制器通过线路连接至大屏监控显示器。5.根据权利要求1所述的一种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置，其特征在于：所述箱体的底部两端设有固定架，箱体整体固定安装在固定架上，所述箱体侧面还设有便于抓握的把手。6.根据权利要求1所述的一种城市排涝泵站进水池水位异构冗余智能感知装置，其特征在于：所述箱体内部中间设有走线槽，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐鸿卢，薛美玲，沈宏平，孙毅，邵知宇，徐进，冯宛露，束长宝，丁卫星，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：