一种新型水箱水位及补水电磁阀远程监控系统及监控方法

摘要

本发明涉及一种新型水箱水位及补水电磁阀远程监控系统及监控方法，该系统包括主装置、就地装置、电磁阀和水位计，所述的主装置与就地装置无线通信，所述的就地装置分别与电磁阀和水位计连接，所述的电磁阀安装在水箱进水口处的进水管道上，所述的水位计设置在水箱上。与现有技术相比，本发明具有远程监控、功能强大等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其是涉及一种新型水箱水位及补水电磁阀远程 监控系统及监控方法。

背景技术

目前，随着特高压及超高压技术的发展，换流站在电网中占据着越来越重要 的地位。可控硅换流阀在换流站中承担交-直流转换功能，是换流站的核心设备。 由于其在运行过程中将产生大量的热。特别是可控硅元件其运行温度不能高于 80℃，所以需要用水来冷却，由于冷却水要与阀体内部的发热元件直接接触，且换 流阀属于高压电气设备，所以冷却水的温度、流量、电导率、氧气含量以及悬浮物 含量必须控制在规定的范围之内。因此，换流站存在一套冷却水循环系统，能将可 控硅元件的热量带走，从而保证可控硅阀可靠地运行。换流站的水源，通常是由外 界供给，为了保证供水的稳定性，站内会配有一个较大的工业水箱，以保证站内设 备水源供给的可靠性。但这种水箱通常处于站内较为偏僻的角落，若补水出现故障， 则会导致换流阀的安全稳定运行，影响直流供电，或者造成水源的重大浪费。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种远程监控、功 能强大的新型水箱水位及补水电磁阀远程监控系统及监控方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种新型水箱水位及补水电磁阀远程监控系统，包括主装置、就地装置、电磁 阀和水位计，所述的主装置与就地装置无线通信，所述的就地装置分别与电磁阀和 水位计连接，所述的电磁阀安装在水箱进水口处的进水管道上，所述的水位计设置 在水箱上。

所述的就地装置包括第一处理器、第一无线通信模块、蜂鸣器、LCD显示器、 键盘和电磁阀驱动模块，所述的第一无线通信模块通过串口与第一处理器连接，所 述的电磁阀和水位计通过电压电流转换模块与第一处理器的AD转换器连接，所述 的蜂鸣器、LCD显示器、键盘和电磁阀驱动模块通过IO接口与处理器连接。

所述的主装置包括第二处理器和第二无线通信模块，所述的第二无线通信模块 通过串口与第二处理器连接，所述的第二无线通信模块与第一无线通信模块通信。

所述的第一处理器和第二处理器为MCU，其上均设有定时器。

所述的水箱进水口处的进水管道包括并联的自动进水管道和手动进水管道，所 述的电磁阀安装在自动进水管道上，所述的手动进水管道上设有手动阀。

所述的远程监控系统还包括电源转换装置，所述的电源转换装置包括5V直流 电源和24V直流电源，所述的5V直流电源分别与主装置和就地装置连接，所述的 24V直流电源分别与电磁阀和水位计连接。

所述的水位计通过信号信号采集模块将4～20mA标准电流信号转换为1～5V的 标准电压信号传送给第一处理器。

所述的第二无线通信模块与第一无线通信模块采用RF无线通信、WIFI无线 通信、ZigBee无线通信或蓝牙的方式进行信号传输，且其频段为433MHz。

一种新型水箱水位及补水电磁阀远程监控系统的监控方法，该方法包括主装置 控制流程和就地装置控制流程，所述的主装置控制流程包括以下步骤：

11)设置主装置通信频率；

12)主装置初始化；

13)读取主装置按钮状态，更新主装置寄存器状态及其对应的输出信号；

14)向就地装置发送请求帧数据；

15)判断是否接收到就地装置的返回帧数据，若是，则更新主装置寄存器状态 信息，进行步骤16)，若否，则直接进行步骤16)；

16)通过LCD显示器实时显示，并返回步骤13)继续下一次的数据通信，直 到不再有数据更新。

所述的就地装置控制流程包括以下步骤：

21)设置就地装置通信频率；

22)就地装置初始化；

23)接收转换后的水位计的水位数据，并判断水位是否超过报警值，若是，则 蜂鸣器报警，并更新就地装置寄存器状态，进行步骤24)，若否，则进行步骤24)；

24)读取就地装置按钮状态，更新就地装置寄存器状态及其对应的输出信号， 并判断是否接收到主装置发来的请求帧数据，若是，则发送返回帧数据并更新就地 装置寄存器状态，进行步骤25)，若否，则更新就地装置寄存器状态，进行步骤25)；

25)判断就地装置的控制模式是否为自动控制模式，若是，则根据水位计的水 位数据，自动控制电磁阀，进行步骤26)，若否，则判断是否为手动控制模式，若 是，则根据键盘上的按钮指令控制电磁阀，并进行步骤26)，若否，则为远程控制 模式，由主装置发送来的请求帧数据控制电磁阀，并进行步骤26)；

26)通过LCD显示器实时显示，并返回步骤23)继续下一次的数据采集，直 到不再有数据更新。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、远程监控：目前换流站工业水箱均是根据水位自动补水的，但缺少水位显 示及远程监控的功能，本发明可以有效保障换流站工业水箱供水的稳定性及可靠 性，使之具有水箱水位的数字显示功能及远程监控功能。

二、功能强大：本发明的功能主要包括：水箱水位补水模式切换：手动、自动、 远控，水位及告警信息的数字化显示，水位及告警信息的远程显示，低水位告警及 复归，高水位告警及复归，补水时间过长告警及复归等，能够有效保障换流站工业 水箱供水的稳定性及可靠性。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为主装置和就地装置的结构示意图。

图3为主装置监控流程图。

图4为就地装置监控流程图。

其中，1、主装置，11、第二处理器，12、第二无线通信模块，2、就地装置， 21、第一处理器，22、第一无线通信模块，23、蜂鸣器，24、LCD显示器，25、 键盘，26、电磁阀驱动模块，3、电磁阀，4、水位计。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例：

如图1所示，一种新型水箱水位及补水电磁阀远程监控系统，包括主装置1、 就地装置2、电磁阀3和水位计4，主装置1与就地装置2无线通信，就地装置2 分别与电磁阀3和水位计4连接，电磁阀3安装在水箱进水口处的进水管道上，水 位计4设置在水箱上，水箱进水口处的进水管道包括并联的自动进水管道和手动进 水管道，电磁阀3安装在自动进水管道上，手动进水管道上设有手动阀，远程监控 系统还包括电源转换装置，电源转换装置包括5V直流电源和24V直流电源，5V 直流电源分别与主装置1和就地装置2连接，24V直流电源分别与电磁阀3和水位 计4连接。

如图2所示，就地装置2包括第一处理器21、第一无线通信模块22、蜂鸣器 23、LCD显示器24、键盘25和电磁阀驱动模块26，第一无线通信模块22通过串 口与第一处理器21连接，电磁阀3和水位计4通过电压电流转换模块与第一处理 器21的AD转换器连接，蜂鸣器23、LCD显示器24、键盘25和电磁阀驱动模块 26通过IO接口与处理器21连接。

主装置1包括第二处理器11和第二无线通信模块12，第二无线通信模块22 通过串口与第二处理器11连接，第二无线通信模块12与第一无线通信模块22通 信，第一处理器21和第二处理器11为MCU，其上均设有定时器。

水位计4通过信号信号采集模块将4～20mA标准电流信号转换为1～5V的标准 电压信号传送给第一处理器21。

第二无线通信模块12与第一无线通信模块22采用RF无线通信、WIFI无线 通信、ZigBee无线通信或蓝牙的方式进行信号传输，且其频段为433MHz。

一种新型水箱水位及补水电磁阀远程监控方法，该方法包括主装置控制流程和 就地装置控制流程，如图3所示，主装置控制流程包括以下步骤：

11)设置主装置通信频率；

12)主装置初始化；

13)读取主装置按钮状态，更新主装置寄存器状态及其对应的输出信号；

14)向就地装置发送请求帧数据；

15)判断是否接收到就地装置的返回帧数据，若是，则更新主装置寄存器状态 信息，进行步骤16)，若否，则直接进行步骤16)；

16)通过LCD显示器实时显示，并返回步骤13)继续下一次的数据通信，直 到不再有数据更新。

如图4所示，就地装置控制流程包括以下步骤：

21)设置就地装置通信频率；

22)就地装置初始化；

23)接收转换后的水位计的水位数据，并判断水位是否超过报警值，若是，则 蜂鸣器报警，并更新就地装置寄存器状态，进行步骤24)，若否，则进行步骤24)；

24)读取就地装置按钮状态，更新就地装置寄存器状态及其对应的输出信号， 并判断是否接收到主装置发来的请求帧数据，若是，则发送返回帧数据并更新就地 装置寄存器状态，进行步骤25)，若否，则更新就地装置寄存器状态，进行步骤25)；

25)判断就地装置的控制模式是否为自动控制模式，若是，则根据水位计的水 位数据，自动控制电磁阀，进行步骤26)，若否，则判断是否为手动控制模式，若 是，则根据键盘上的按钮指令控制电磁阀，并进行步骤26)，若否，则为远程控制 模式，由主装置发送来的请求帧数据控制电磁阀，并进行步骤26)；

26)通过LCD显示器实时显示，并返回步骤23)继续下一次的数据采集，直 到不再有数据更新。