申请日2010.02.09
公开(公告)日2010.07.14
IPC分类号G01F25/00; G05B23/02
摘要
本发明公开的污水液位传感器故障即时诊断告警切换控制装置，包括微处理器，数据存储器，D/A转换器，信号处理转换控制环节，放大隔离输出环节及报警输出，微处理器的I/O数据口与数据存储器的串行口、D/A转换器的数据口及信号处理转换控制环节的数据口相连，微处理器的I/O输出口经放大器A与报警输出相连，D/A转换器的模拟输出口与放大隔离输出环节的输入端和信号处理转换控制环节的控制信号输入端相连。该装置能对污水液位传感器故障进行即时诊断并示警，可有效预警由液位传感器故障和不正常工作引起的泵站排水系统自动控制功能紊乱故障，同时进行切换控制，避免此类故障引起的污水外溢，甚至机泵损坏等事故发生，且有助于故障的及时排除。
摘要附图
权利要求书
1.污水液位传感器故障即时诊断告警切换控制装置，其特征是包括微处理器(1)，数据存储器(2)，D/A转换器(3)，信号处理转换控制环节(4)，放大隔离输出环节(5)及报警输出(6)，微处理器(1)的I/O数据口与数据存储器(2)的串行口、D/A转换器(3)的数据口及信号处理转换控制环节(4)的数据口相连，微处理器(1)的I/O输出口经放大器(A)与报警输出(6)相连，D/A转换器(3)的模拟输出口与放大隔离输出环节(5)的输入端和信号处理转换控制环节(4)的控制信号输入端相连。
2.根据权利要求1所述的污水液位传感器故障即时诊断告警切换控制装置，其特征是信号处理转换控制环节(4)包括A/D转换器(7)，I/O扩展器(8)，两个地址锁存器(9)，a个第一信号隔离转换器(10)，b个第二信号隔离转换器(11)，c个光电隔离转换器(12)，d个控制输出处理转换器(13)，a、b、c、d分别为正整数，A/D转换器(7)的数据口和I/O扩展(8)的数据口分别与第一、第二地址锁存器(9)的数据口相连，第一信号隔离转换器(10)的输出端和第二信号隔离转换器(11)的输出端分别与AD转换器(7)的模拟输入口相连，光电隔离转换器(12)的输出端与IO扩展器(8)的输入口相连，控制输出处理转换器(13)的输入端与IO扩展器(8)的输出口相连，上述的第一信号隔离转换器(10)由互感器(T1)、电阻(R5)、电容(C1、C2)、运放(A3)组成，第二信号隔离转换器(11)由电阻(R6、R7)、电容(C3、C4)、运放(A4)组成，光电隔离转换器(12)由电阻(R1)、二极管(D1)、光耦(V1)组成，控制输出处理转换器(13)由运放(A5)、二极管(D3)组成。
说明书
污水液位传感器故障即时诊断告警切换控制装置
技术领域
本发明涉及一种污水液位传感器故障即时诊断告警切换控制装置。
背景技术
传感采集的数据通常是控制系统的控制依据。在污水泵站排水系统中，液位传感器作为决策信息的首要来源，对控制运行精度和关键液位的检测均起着至关重要的作用。然而由于其自身长期暴露于污水环境，易污损及老化损坏，一旦污水液位传感器出现故障或不正常工作，将直接导致泵站污水排放系统自动控制功能紊乱、系统瘫痪，可能引起重大污水溢出，甚至危及机泵损坏等事故。由于目前还没有预测和及时发现传感器故障的方法和装置，所以通常对这类故障的排查只能依赖人工推断分析及测试对比试验，工作量大;同时，传统控制系统由于缺乏对其进行实时诊断预警、切换控制，因此传感器故障造成的损失惊人，这已引起工程技术人员及用户的高度重视，这也严重影响了人们对自动化系统的接受程度。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水液位传感器故障即时诊断告警切换控制装置，以实现及时诊断和发现泵站污水排放系统中液位传感器的故障，并及时告警和切换控制，终止被控设备的误动作运行。
本发明的污水液位传感器故障即时诊断告警切换控制装置，包括微处理器，数据存储器，D/A转换器，信号处理转换控制环节，放大隔离输出环节及报警输出，微处理器的I/O数据口与数据存储器的串行口、D/A转换器的数据口及信号处理转换控制环节的数据口相连，微处理器的I/O输出口经放大器A与报警输出相连，D/A转换器的模拟输出口与放大隔离输出环节的输入端和信号处理转换控制环节的控制信号输入端相连。
工作时，将污水液位传感器故障即时诊断告警切换控制装置的信号处理转换控制环节的状态信号输入口与污水泵站排水系统主回路的状态信号输出端相连，主回路的状态信号输出端包括液位传感器的信号输出端，电流信号输出端，电压信号输出端等，将信号处理转换控制环节的控制输出端与污水泵站排水系统的直流控制回路相连，放大隔离输出环节的控制输出端与污水泵站排水系统的继电控制回路相连。微处理器周期性扫描A/D转换器的模拟输入口，采集各污水液位传感器的标准电信号，由A/D转换器将采样的模拟信号转换成相应测试点的数字信号，随后该微处理器对采集的数字信号进行诊断分析，如果发生故障，微处理器一方面给出示警信号控制灯光及声音报警，另一方面检测主回路的其他状态信号，并据此信号进行切换控制：首先微处理器经D/A转换器发出切换命令，通过放大隔离输出环节控制继电回路的切换;同时D/A转换器输出的切换控制信号经信号处理转换控制环节对直流回路进行切换控制，以避免因液位传感器故障引起机泵等动力设备误动作而造成的事故，诊断结果将存储于数据存储器，为排除故障提供信息。
通常液位传感器故障主要可归结为两类，第一类某种原因使得采样的值不随工况状态变化始终固定在某一个值;第二类某种原因使得采样值发生随机跳变。本装置将液位传感器的上述两种故障实现自主诊断。诊断方法如下：将当前的采样值与上次采样值作减法，判定差值是否在合理范围，如低于合理范围，计数器计数，否则清零，当计得的值到达阈值，则认定为第一类故障发生，否则正常;如差值高于合理范围，计数器计数，同时看其后M个周期内(M值视工况而定)，是否仍高于合理范围，若再度出现则判定为第二类故障发生，否则正常。
本发明的优点在于：能对污水液位传感器故障进行即时诊断并示警，可有效预警由液位传感器故障和不正常工作引起的泵站排水系统自动控制功能紊乱故障，同时进行切换控制，避免此类故障引起的污水外溢，甚至机泵损坏等事故发生，且有助于故障的及时排除。