一种水电站集水井水位检测控制系统及方法与流程

本发明涉及水电站运行，具体涉及一种水电站集水井水位检测控制系统及方法。

背景技术：

1、目前，在水电站的排水系统中，进行水位测量和控制的方法是采用二路水位传感器和三路浮球开关。二路水位传感器中，其中一路送于现地plc进行水位测量后控制排水泵的启停控制，另一路直接送至监控系统进行监视；三路浮球开关分别是停泵水位、启泵水位、超高报警水位。由于排水控制泵房和集水井不在一个高程，这二路水位传感器和三路浮球开关都是通过人工测量敷设长度定位后，再捆绑在一根钢丝绳上，从泵房垂钓于集水井中。任何一路有故障损坏，都需要人工去将钢丝绳拉起来进行拆除更换，由于泵房与集水井高程不同，钢丝绳的长度达到40多米长，而且一根钢丝绳上捆绑五个设备，依靠人力拉放钢丝绳，非常吃力及效率低下。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种水电站集水井水位检测控制系统及方法，本发明可通过一台电机既能分别收放五根钢丝绳，也可以同时收放五根钢丝绳中的任意两根、三根或四根钢丝绳，以解决泵房及集水井水位检测和控制效率较低的问题。

2、本发明的第一方面，提供一种水电站集水井水位检测控制系统，包括电机和与电机驱动连接的转轴，所述转轴上间隔的连接多个主动齿轮，每个所述主动齿轮处均设置一组检测装置，所述检测装置包括安装箱，所述安装箱底部设有开口，所述转轴穿过所述安装箱的侧壁，每个所述安装箱内均转动安装有一组卷扬轴，所述卷扬轴上卷绕有钢丝绳，所述钢丝绳的自由端连接水位传感器和/或浮球开关，所述卷扬轴上设有从动齿轮，所述安装箱内还安装有一推拉机构，所述推拉机构驱动地连接有一传动轴，所述传动轴滑动安装在所述安装箱侧壁上，所述传动轴上转动安装一传动齿轮；所述卷扬轴上设置有固定齿圈，所述传动轴上固定设置与所述固定齿圈适配的锁紧齿环，所述推拉机构用于推动或收缩所述传动轴，以使所述传动轴在以下两种状态之间进行切换：

3、状态一：所述传动齿轮与主动齿轮和从动齿轮同时啮合，同时所述固定齿圈与所述锁紧齿环脱离；

4、状态二：所述锁紧齿环与所述固定齿圈啮合，同时所述传动齿轮与所述主动齿轮脱离。

5、优选的，所述推拉机构为油缸。

6、优选的，还包括控制系统，所述控制系统包括多个分别与每个油缸连接的控制器，还包括与每个所述控制器电连接的操作箱，以及与转轴连接的编码器，所述操作箱设有触摸屏，所述编码器与所述操作箱连接。

7、优选的，所述推拉机构为凸轮机构，所述安装箱侧壁上设有安装板，所述安装板上固定安装一伺服电机，所述伺服电机的输出轴上连接一凸轮，且所述传动轴与所述安装箱的外侧壁之间固定连接一弹簧，所述凸轮与所述传动轴的端部抵触连接，所述凸轮每转动一圈时，使得所述传动轴在所述两种状态之间切换一次。

8、本发明的第二方面，提供一种水电站集水井水位检测控制方法，采用上述任意一项所述的一种水电站集水井水位检测控制系统，包括：

9、s1：在检查井内安装所述水电站集水井水位检测控制系统，将电机固定安装在检查井外的平地上，将转轴沿着检查井壁布置，使钢丝绳可在检查井内自由升降；

10、s2：在转轴上五组检测装置，分别进行编号，其中在两组检测装置的钢丝绳上连接水位传感器，在三组检测装置的钢丝绳端部连接浮球开关；

11、s3：根据水位传感器和浮球开关的信号，确定需要升降检测装置编号，确定电机的转动方向，控制电机转动后再控制推拉机构动作，使所述主动轴在所述两种状态之间进行切换，进而完成部分检测装置的钢丝绳的升降。

12、优选的，根据编码器采集的电机的转动数据，统计钢丝绳的长度，确定钢丝绳需要上升或下降的长度后，计算出电机的转动圈数，进而精确控制电机转动。

13、相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

14、本发明通过一台电机能够精准控制多根钢丝绳的收放，既可以单独控制一根钢丝绳也可以同时控制多根钢丝绳升降，检测方式得到根本的改进，控制和操作方式也由人工改变为自动控制，检测效率得到极大提升。

技术特征：

1.一种水电站集水井水位检测控制系统，其特征在于：包括电机和与电机驱动连接的转轴，所述转轴上间隔的连接多个主动齿轮，每个所述主动齿轮处均设置一组检测装置，所述检测装置包括安装箱，所述安装箱底部设有开口，所述转轴穿过所述安装箱的侧壁，每个所述安装箱内均转动安装有一组卷扬轴，所述卷扬轴上卷绕有钢丝绳，所述钢丝绳的自由端连接水位传感器和/或浮球开关，所述卷扬轴上设有从动齿轮，所述安装箱内还安装有一推拉机构，所述推拉机构驱动地连接有一传动轴，所述传动轴滑动安装在所述安装箱侧壁上，所述传动轴上转动安装一传动齿轮；所述卷扬轴上设置有固定齿圈，所述传动轴上固定设置与所述固定齿圈适配的锁紧齿环，所述推拉机构用于推动或收缩所述传动轴，以使所述传动轴在以下两种状态之间进行切换：

2.根据权利要求1所述的一种水电站集水井水位检测控制系统，其特征在于：所述推拉机构为油缸。

3.根据权利要求2所述的一种水电站集水井水位检测控制系统，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括多个分别与每个油缸连接的控制器，还包括与每个所述控制器电连接的操作箱，以及与转轴连接的编码器，所述操作箱设有触摸屏，所述编码器与所述操作箱连接。

4.根据权利要求1所述的一种水电站集水井水位检测控制系统，其特征在于：所述推拉机构为凸轮机构，所述安装箱侧壁上设有安装板，所述安装板上固定安装一伺服电机，所述伺服电机的输出轴上连接一凸轮，且所述传动轴与所述安装箱的外侧壁之间固定连接一弹簧，所述凸轮与所述传动轴的端部抵触连接，所述凸轮每转动一圈时，使得所述传动轴在所述两种状态之间切换一次。

5.一种水电站集水井水位检测控制方法，其特征在于，采用权利要求1-4任意一项所述的一种水电站集水井水位检测控制系统，包括：

6.根据权利要求5所述的一种水电站集水井水位检测控制方法，其特征在于：根据编码器采集的电机的转动数据，统计钢丝绳的长度，确定钢丝绳需要上升或下降的长度后，计算出电机的转动圈数，进而精确控制电机转动。

技术总结本发明提出了一种水电站集水井水位检测控制系统及方法，该系统包括电机和转轴，转轴上间隔的连接多个主动齿轮，每个主动齿轮处均设置一组检测装置，检测装置包括安装箱，每个安装箱内均转动安装有一组卷扬轴，卷扬轴上卷绕有钢丝绳，钢丝绳的自由端连接水位传感器和/或浮球开关，卷扬轴上设有从动齿轮，安装箱内还安装有一推拉机构，推拉机构驱动地连接有一传动轴，传动轴滑动安装在安装箱侧壁上，传动轴上转动安装一传动齿轮；转轴上设置有固定齿圈，传动轴上固定设置与固定齿圈适配的锁紧齿环，推拉机构用于推动或收缩传动轴，以使传动轴在以下两种啮合状态之间进行切换。本发明通过一台电机能够精准控制多根钢丝绳的收放，既可以单独控制一根钢丝绳也可以同时控制多根钢丝绳升降，检测方式得到根本的改进，控制和操作方式也由人工改变为自动控制，检测效率得到极大提升。技术研发人员：郭穗,严玉明,张晨阳受保护的技术使用者：中国长江电力股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15