一种排水泵站控制系统的制作方法

1.本技术涉及城市排水的领域，尤其是涉及一种排水泵站控制系统。


背景技术：

2.目前，人们生活产生的生活废水、工业生产中产生的工业废水以及连雨天堆积的雨水都在影响着人们的生活，所以污水是否能够及时处理受到人们的广泛关注，为此市政建立了多个排污水泵站，对污水进行排泄，现在排水泵站已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
3.在每个排水泵站中均设置有多个排水泵，利用排水泵对污水进行排泄。当污水池内的污水液位达到报警值时，值班人员手动随机启动排水泵或人工启动使用频率最高的排水泵，对污水池内的污水进行排泄，当一台排水泵不满足排水需求时，需要启动多台排水泵进行排污。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为人工随机或者按使用率最高的方式启动排水泵，可能导致排污水泵站中各排水泵运行时间不均，使某些排水泵运行时间过长，容易导致排水泵损坏，甚至导致排污水泵站无法工作。


技术实现要素：

5.为了均衡排水泵的运行时间，延长排水泵的使用寿命，本技术提供了一种排水泵站控制系统。
6.本技术提供的一种排水泵站控制系统采用如下的技术方案：
7.一种排水泵站控制系统，包括控制器a1、模拟量转换模块da、水位检测计bl、电源模块和排水泵组；
8.所述排水泵组包括多台排水泵m和多个变频器vf，所述多台排水泵m与所述多个变频器vf一一对应，且所述排水泵m连接于一一对应的所述变频器vf的输出端；
9.所述水位检测计bl的输出端连接于所述模拟量转换模块da的输入端，所述模拟量转换模块da的输出端连接于所述控制器a1的输入端；
10.还包括用于存储每个排水泵运行时间的存储器，所述存储器与所述控制器a1电连接。
11.通过采用上述技术方案，水位检测计bl将检测到的水位信号传输给模拟量转换模块da，拟量转换模块da将检测到的水位信号进行转换并传输给控制器，控制器根据接收到的信号控制变频器vf启动，变频器vf控制排水泵m启动，同时控制器控制存储器存储每台排水泵m的运行时间，控制器根据每台排水泵m的运行时间控制排水泵m启动，从而使排水泵m的运行时间均衡，进而延长排水泵m的使用寿命。
12.可选的，还包括交换机sw以及远程控制终端，所述交换机sw的第一信号端连接于所述控制器a1的信号端，所述交换机sw的第二信号端连接于所述远程控制终端的信号端。
13.通过采用上述技术方案，工作人员操作远程控制终端发送控制指令，控制指令通
过交换机sw传输给控制器，从而能够对排水泵站进行远程控制，更加方便快捷，同时控制器向远程控制终端反馈控制信号，使工作人员能够清楚了解泵站各个器件的运行情况。
14.可选的，所述电源模块包括断路器qf1、第一供电端a、以及第二供电端b，所述断路器qf1的输入端用于连接外部输入电源，所述断路器qf1的输出端连接于第一供电端a的一端，所述第一供电端a的另一端连接于第二供电端b，所述第一供电端a与所述第二供电端b之间连接有断路器qf2，所述断路器qf2用于控制第三供电端b的通断。
15.通过采用上述技术方案，断路器qf1用于控制总电源对排水泵站供电的通断，第一供电端a为泵站提供三相交流电源，第二供电端b为泵站提供220v交流电源，断路器qf2用于控制第一供电端a与第二供电端b的通断。
16.可选的，所述电源模块还包括第一工业电源u1和第二工业电源u2，所述第一工业电源u1的电源输入端与所述第二工业电源u2的电源输入端均与第二供电端b连接，所述第一工业电源u1的输出端与水位检测计bl的电源端电连接，所述第二工业电源u2的输出端分别与控制器的电源输入端、电磁继电器k的电源输入端、模拟量转换模块da的电源输入端电连接。
17.通过采用上述技术方案，第一工业电源u1为水位检测计提供电源，第二工业电源u2为控制器、电磁继电器、模拟量转换模块提供24v直流电源，利用第一工业电源u1和第二工业电源u2分别供电，使水位检测计与控制器a1互不干扰，从而保证了控制系统的安全稳定运行。
18.可选的，还包括不间断电源ups，所述不间断电源ups的输入端与外部输入电源连接，所述不间断电源ups的输出端与断路器qf1的输入端连接。
19.通过采用上述技术方案，当总电源出现故障或市电停电时，不间断电源ups可以为配电柜提供电源，保证配电柜一直处于运行状态。
20.可选的，所述断路器qf1的输出端与第一供电端a之间连接有电能表pj，所述电能表pj的电源输入端与断路器qf1的输出端连接，所述电能表pj的输出端与断路器第一供电端a连接，所述电能表pj的信号端与所述控制器a1连接。
21.通过采用上述技术方案，电能表pj的输入端连接于断路器qf1，在闭合断路器qf1为控制系统进行供电时，电能表pj能够检测控制系统消耗的电能，从而更好的对系统用电量进行统计。
22.可选的，还包括报警器和/或安防摄像头，所述报警器的信号端与控制器的输入端连接，所述安防摄像头的信号端与交换机sw的第三信号端连接。
23.通过采用上述技术方案，可以对泵站实施监控，当无关人员误入泵站时，对值班人员进行提醒，避免无关人员误操作，以此减小事故发生的可能性。
24.可选的，还包括格栅，所述格栅的电源输入端与第一供电端a连接，所述格栅的信号端连接于所述控制器a1的输入端。
25.通过采用上述技术方案，当污水流进污水池时，控制器控制格栅挡在进水口处，将污水内的垃圾抵挡在污水池外部，减少垃圾进入泵房的可能性，从而避免在排污水的过程中，垃圾进入排水泵中，造成排水泵堵塞，影响排污效率，降低排水泵的使用寿命。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
27.1.在对污水池内的污水进行排泄的过程中，控制器控制排水泵启动，并将每台排
水泵的运行时间存储在存储器中，控制器同时控制触摸屏显示每台排水泵的运行时间，可以让工作人员更加直观的了解到每台排水泵的运行时间，在每启动一台排水泵之前，控制器调取存储器内数据并进行计算，控制器控制运行时间较少的排水泵启动，以此来均衡排水泵的使用时间，延长排水泵的使用寿命；
28.2.触摸屏与交换机连接，交换机还与控制器连接，工作人员利用触摸屏发送控制指令，再经过交换机传输至控制器，达到手动控制的效果，并且触摸屏还可以经由交换机接收控制器的运行情况；
29.3.电能表输入端连接于断路器，闭合断路器为系统供电后，电能表能检测到系统消耗的电能，从而更好的对系统用电量进行统计。
附图说明
30.图1是本实施例中排水泵站控制系统的结构框图。
31.图2是本实施例中电源模块的电路接线图。
32.图3是本实施例中第一工业电源和第二工业电源的接线图。
33.图4是本实施例中不间断电源ups接线图。
34.图5是本实施例中控制器的接线图。
35.图6是本实施例中第一泵组的接线图。
36.图7是本实施例中触摸屏与交换机的接线图。
37.附图标记说明：1、电源模块；2、排水泵组；3、存储器；4、远程控制终端；5、格栅。
具体实施方式
38.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-7及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
39.本技术实施例公开一种排水泵站控制系统。参照图1和图2，一种排水泵站控制系统包括电源模块1、断路器qf1、断路器qf2、断路器qf3和电能表pj。
40.本实施例中，外部输入电源是提供l1、l2、l3三条火线和零线n的三相四线交流电源，断路器qf1的一端连接外部输入电源，断路器qf1的另一端连接于电能表pj的输入端，电能表pj的输出端连接有第一供电端a，第一供电端a的火线l11和零线n连接于断路器qf2的一端，断路器qf2的另一端连接有第二供电端b。断路器qf3的一端连接于第二供电端的火线q1，断路器qf3的另一端连接有照明灯h1，照明灯h1的一端连接于第二供电端b的零线n1。
41.在电能表pj和断路器qf1之间串联有熔断器fu1，当电路短路时，熔断器fu1因为电路中的电流过大自行熔断，从而将用电器与外部输入电源断开，进而保护用电器。
42.参照图3，电源模块1包括第一工业电源u1和第二工业电源u2。第一工业电源u1和第二工业电源u2的输入端连接于第二供电端b，第一工业电源u1和第二工业电源u2均能将220v的交流电转换为24v的直流电，第一工业电源u1的输出端包括正极端v1 端、正极端v2 端、负极端v1-端和负极端v2-端，第二工业电源u2的输出端包括正极端v3 端、正极端v4 端、负极端v3-端和负极端v4-端，第一工业电源u1的任意一个正极和任意一个负极搭配使用，均能输出24v直流电，第二工业电源u1与第一工业电源u1的使用方式相同。
43.参照图4，控制系统还包括不间断电源ups，不间断电源ups的输入端连接于外部输入电源，不间断电源ups的输出端连接于断路器qf1。当外部输入电源断电时，ups不间断电源可以代替外部输入电源为控制系统继续供电，使控制系统一直处于工作状态。
44.参照图2和图3，第一工业电源u1可选型号为nw.mdr-60-24单组输出导轨式工业电源，第二工业电源u2可选型号为nw.mdr-60-24单组输出导轨式工业电源，本实施例中的断路器qf可选型号均为nxb632pc6a。
45.电能表pj用于记录本系统用电情况，第一供电端a为本系统提供三相交流电源，第二供电端b为本系统提供220v两相交流电源，第一工业电源u1和第二工业电源u2均为本系统提供直流电且直流电的电压为24v。
46.本系统还设置有pe接地线，所有带有接地端子的电气元器件以及配电柜均连接于pe接地线，pe接地线用于接地保护，当电气元器件被电流击穿且电气元器件存在剩余电流时，pe接地线可将剩余电流导入大地，从而保护电气元器件，进而提高本系统的安全性。
47.参照图3、图5和图6，作为本实施例中的可选方式，一种排水泵站控制系统还包括排水泵组2、水位检测计bl、模拟量转换模块da和控制器a1。
48.本实施例中，排水泵组2包括第一排水泵组、第二排水泵组、第三排水泵组、第四排水泵组、第五排水泵组、第六排水泵组，第一排水泵组包括第一变频器vf1、排水泵m1，第二排水泵组包括第二变频器vf2、排水泵m2，第三排水泵组包括第三变频器vf3、排水泵m3，第四排水泵组包括第四变频器vf4、排水泵m4，第五排水泵组包括第五变频器vf5、排水泵m5，第六排水泵组包括第六变频器vf6、排水泵m6，六台排水泵m均为三相交流电供电。
49.水位检测计bl包括第一水位检测计bl1和第二水位检测计bl2，第一水位检测计bl1的电源输入端和第二水位检测计bl2的电源输入端均与第一工业电源u1的输出端连接。第一水位检测计bl1的输出端连接于模拟量转换模块da的输入端，第二水位检测计bl2的输出端连接于模拟量转换模块da的输入端。第一水位检测计bl1用于检测污水池水位，第二水位检测计bl2用于检测泵房水位，并且两者均通过模拟量转换模块da向控制器a1传输电信号，控制器a1根据接收的电信号输出控制信号，从而控制排水泵m的启动数量，再利用变频器vf控制排水泵m的运行频率。
50.本实施例中，模拟量转换模块da可选型号为nhr-m21-27/27-0/0-d，且模拟量转换模块da的电源输入端连接于第二工业电源u2的正极端v3 端和负极端v3-端。
51.参照图1，控制器a1还连接有存储器3，每当控制器a1控制排水泵m启动时，存储器3自动存储每台排水泵m的运行时间，控制器a1可选型号为s7-200smart型号的plc，也可以是单片机。
52.参照图1和图3,本实施例选用型号为s7-200smart的plc作为控制器，第二工业电源u2的正极端v3 端与控制器a1的l 端相连，第二工业电源u2的负极端v3-端与控制器a1的m端电连接，第二工业电源u2为控制器a1提供24v直流电源，由于本系统需要的输入/输出端口较多，故添加扩展模块以满足使用需求，扩展模块可选型号为em223。
53.参照图5和图6，排水泵控制系统还包括电磁继电器k,电磁继电器k的电源输入端连接于第二工业电源u2的正极端v3 端和负极端v3-端，电磁继电器k的输出端连接于变频器vf的输入端。
54.进一步地，以第一排水泵组为例，第一变频器vf1的第一信号端dx 连接于控制器
的485a，第一变频器vf1的第二信号端dx-连接于控制器的485b，第一变频器vf1的控制端连接于电磁继电器k1的输出端，电磁继电器k1的输入端连接于控制器a1的输出端。每一台排水泵m还包括远程通信端,排水泵m的远程通信端与控制器的输入端连接，当排水泵m1无法与控制器a1进行通信和/或排水泵m1损坏无法向控制器a1反馈时，控制器相对应的输入端检测不到信号，随即发出报警，对工作人员发出警示。第二排水泵组、第三排水泵组、第四排水泵组、第五排水泵组、第六排水泵组的连接方式均与第一排水泵组连接方式相同。
55.举例说明，第二水位检测计bl2检测到泵房内水位处于报警水位时，第二水位检测器bl2向控制器a1传输信号，控制器a1接收信号后调取存储器3内每台排水泵m的运行时间，假设第一排水泵组运行时间最短，控制器a1向第一排水泵组发送控制信号，并控制电磁继电器k1通电，然后电磁继电器k1控制变频器vf1启动，变频器vf1控制排水泵m1启动。当第一排水泵组不满足排水需求时，控制器a1再次调取存储器3内其余排水泵组的运行时间，进行比较，如果第三排水泵组运行时间最短，控制器a1向第三排水泵组发送控制信号，控制排水泵m3启动，六组泵组根据运行时间，有多种运行组合情况，不再一一赘述。当排水泵组2的排水量大于排水需求时，控制器a1控制运行时间最长的泵组停止，当关闭一组泵组之后，排水泵组2的排水量依旧大于排水需求，控制器a1再次调取存储器3内的剩余排水泵组2的运行时间，进行比较，如果第四排水泵组运行时间最长，控制器a1控制第四排水泵组停止运行，直至排水泵组2全部停止运行。
56.当六组排水泵组2的运行时间相同时，控制器a1控制第一排水泵组启动，当第一排水泵组不满足排水需求时，控制器a1控制第二排水泵组启动，以此类推，直至六组排水泵组2全部启动为止。
57.参照图1，一种排水泵站控制系统还包括用于将垃圾阻挡在污水池内的格栅5，格栅5的电源端连接于第二供电端b，格栅5的控制端连接于控制器a1的输出端。
58.第二水位检测计bl2将水位信号传输给模拟量转换模块da，并由模拟量转换模块da将水位转换为模拟量信号并传输给控制器a1，控制器a1检测到泵房水位处于报警水位时，控制器a1控制排水泵组2启动，并同时控制格栅5启动，实现对污水的粗过滤，当排水泵组2停止运行时，控制器a1控制格栅5继续运行一段时间，以便格栅5收集污水中更多的垃圾，从而减少垃圾堆积的可能性，进而提高排水泵的使用寿命。
59.参照图1和图7，作为本实施例中的一种可选方式，一种排水泵站控制系统还包括远程控制终端4、交换机sw、红外传感器、安防摄像头，本实施例中远程控制终端4为触摸屏hmi，触摸屏hmi可选型号为tpc1021et,交换机sw可选型号为s100，交换机sw的第一连接端连接于控制器a1的通信端口int1，交换机sw的第二连接端连接于触摸屏的xeth端口，交换机sw的第三连接端连接于安防摄像头的连接端口，安防摄像头用于监视泵站，并通过交换机sw将监视画面传输给触摸屏hmi。
60.红外传感器固定在泵房的房门上，并且红外传感器的控制端与控制器a1的输入端电连接，当泵房内的排水泵组2处于运行状态，且有人闯入泵房内时，红外检测器向控制器a1传输控制信号，控制器a1通过交换机sw向触摸屏hmi发送电信号，触摸屏hmi上显示红外传感器传输的电信号从而提醒工作人员。
61.本技术实施例一种排水泵站控制系统的实施原理为：首先第一水位检测计bl1通过模拟量转换模块da向控制器a1内发送电信号，控制器a1控制闸门打开，然后污水流进泵
房内，第二水位检测计bl2将检测的数据通过模拟量转换模块da传输给控制器a1，控制器a1调取存储器3内每个排水泵组2的运行时间，根据运行时间最短的原则控制排水泵组2启动，同时控制器a1控制格栅5启动，当泵房内水位持续上升，一组排水泵组2满足不了使用需求时，控制器a1再次调取存储器3内剩余排水泵组2的运行时间，控制器a1控制运行时间最短的排水泵组2启动，以此类推，直至六组排水泵组2全部启动和/或污水水位处于最低液位为止。
62.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。