专利名称：供水监测控制装置、系统及变频柜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力电子技术，特别涉及一种用于矿井井下的供水监测控制装
置、系统及变频柜，属于电气工程领域。
背景技术：
在矿场中，作业井和工业广场的生活区都需要用水，其井下的生产用水和工广的 生活用水是由水源井中的深井泵所供给的，所述深井泵从水源井泵水到蓄水池储存，再由 蓄水池通过供水管路供井下的生产用水和工广的生活用水。具体地，所述蓄水池由两个圆 柱形水池组成，每个圆柱形水池的体积为400m3，由于需要在蓄水池侧壁上开设出水口和排 水口，所述出水口的出水用于供井下生产用水和工广生活用水，水位高出所述排水口的水 能从所述排水口及时排出，以尽量避免蓄水池内由于水位过高而产生的水压对所述蓄水池 内壁所造成的损坏，因此整个蓄水池的实用蓄水体积约为160m3。进一步地，一般采用45KW 的深井泵，所述45KW深井泵的流量是90mVh，在泵水的过程中一般是两台所述45KW深井泵 24小时连续不间断运转，从而可知单台每天供水量是2160m3，如果假设平均每小时井下的 生产用水量是60m 其每天用水量是1440m 除去每天工广生活用水量约170m 每天约有 500m3的水会从排水口白白流掉，造成了水资源的浪费。 由于蓄水池无任何监测设施，只能由人工定期观察，而实际井下生产用水量每小 时不可能等量的，随着工程的进度快慢，每小时的用水量时多时少，在蓄水池储满即水位到 所述排水口的情况下也最多只能供井下两小时的生产用水，如果蓄水池水位快速下降至所 述出水口以下，势必会导致供水管路进入空气， 一旦进入空气就不能顺利进行生产供水，其 工程也必须暂停，需排净空气方可恢复工程，极大地影响了生产效率。
发明内容本实用新型的目的是提供一种供水监测控制装置、系统及变频柜，可有效地避免
水资源的浪费，以及有效地避免空气进入供水管路对生产带来的影响，提高了生产效率。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种供水监测控制装置，包括 用于采集蓄水池水位信息的采集模块；用于发送所述蓄水池水位信息的发送模
块；用于根据所述蓄水池水位信息发出控制信息的控制模块，所述控制信息用于控制变频
柜根据蓄水池的水位变化连续工作；所述采集模块与所述发送模块连接，所述发送模块与
所述控制模块连接。 为实现上述目的，本实用新型提供了一种变频柜，包括切换模块、第一控制模块、 第二控制模块和手动控制模块， 所述第一控制模块通过切换模块与供水监测控制装置的控制模块连接，用于接收 所述控制模块发送的控制信息，并根据对应蓄水池水位不断变化的所述控制信息连续变频 工作； 所述第二控制模块通过切换模块与供水监测控制装置的发送模块连接，用于接收
4所述蓄水池水位信息，并根据所述蓄水池水位信息获取供水管道压力，通过所述供水管道 压力与预设压力的比较自动控制输出的频率； 所述手动控制模块与切换模块连接，用于手动调节速度按钮输出对应的频率； 所述切换模块用于切换所述第一控制模块与所述控制模块的通路、所述第二控制
模块与所述发送模块的通路或手动控制模块来控制所述变频柜的频率输出。
为实现上述目的，本实用新型还提供了一种供水监测控制系统，包括 供水监测控制装置，包括用于采集蓄水池水位信息的采集模块；用于发送所述
蓄水池水位信息的发送模块；用于根据所述蓄水池水位信息发出控制信息的控制模块；所
述采集模块、所述控制模块与所述发送模块分别连接； 变频柜，包括切换模块、第一控制模块、第二控制模块和手动控制模块，所述第一 控制模块通过切换模块与所述供水监测控制装置的控制模块连接，用于接收所述控制信 息，并根据对应蓄水池水位不断变化的所述控制信息连续变频工作；所述第二控制模块通 过切换模块与所述供水监测控制装置的发送模块连接，用于接收所述蓄水池水位信息，并 根据所述蓄水池水位信息获取供水管道压力，通过所述供水管道压力与预设压力的比较自 动控制输出的频率；所述手动控制模块与切换模块连接，用于手动调节速度按钮输出对应 的频率；所述切换模块用于切换所述第一控制模块与所述控制模块的通路、所述第二控制
模块与所述发送模块的通路或手动控制模块来控制所述变频柜的频率输出。 由上述技术方案可知，本实用新型的供水监测控制装置及系统，提供了一种供水
监测控制方式，可由供水监测控制装置的采集模块采集蓄水池水位信息，通过发送模块发
送至控制模块，再由控制模块控制变频柜根据蓄水池的水位变化连续工作，还可由变频柜
的第二控制模块根据所述蓄水池水位信息获取供水管道压力，通过所述供水管道压力与预
设压力的比较自动控制输出的频率，进一步还可由变频柜通过手动控制模块手动调节速度
按钮输出对应的频率；本实用新型的供水监测控制装置及系统可实时监测蓄水池的水位，
适时适量地供水，不会再出现蓄水池中的水从排水口溢流的现象，有效地避免水资源的浪
费，而且由于适时适量地供水，只需一台水泵就可以达到供水的目的，相比现有技术需两台
水泵进行供水，节省了电能。
图1为本实用新型的供水监测控制装置结构示意图； 图2为本实用新型的变频柜的结构示意图； 图3为本实用新型的供水监测控制系统结构示意图。
具体实施方式下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 本实用新型以下所提供的实施例，通过在蓄水池附近设置的供水监测控制装置实
时监测蓄水池的水位状况，并根据所述蓄水池的水位状况实时控制水源井附近设置的变频
柜连续输出频率，进一步再由变频柜的连续输出频率控制水泵连续工作，以达到蓄水池供
矿井井下生产用水和工广生活用水的目的； 或者，变频柜根据蓄水池的水位状况所产生的压力和变频柜自身设定的预设压力比较，自动控制变频柜连续输出频率，进一步再由变频柜的连续输出频率控制水泵连续工 作，以达到蓄水池供矿井井下用水和工广用水的目的； 再或者，通过手动调节速度按钮手动控制变频柜的连续输出频率，进一步再由变 频柜的连续输出频率控制水泵连续工作，以达到蓄水池供矿井井下用水和工广用水的目 的。 图1为本实用新型的供水监测控制装置结构示意图。如图1所示，本实用新型的 供水监测控制装置包括采集模块11、发送模块12和控制模块13，所述采集模块11可以为 液位传感器，其中，采集模块11采集蓄水池水位信息，通过发送模块12发送所述蓄水池水 位信息至控制模块13，控制模块13用于根据所述蓄水池水位信息发出控制信息以控制变 频柜随蓄水池的水位变化连续工作。具体地，当采集模块11实时采集到蓄水池的水位迅速 下降的蓄水池水位信息，将所述水位迅速下降的蓄水池水位信息通过发送模块12发送至 控制模块13，控制模块13根据所述迅速下降蓄水池水位信息，发送所述使变频柜输出频率 上升的控制信息至变频柜；当采集模块11实时采集到蓄水池的水位基本不变的蓄水池水 位信息，将所述水位基本不变的蓄水池水位信息通过发送模块12发送至控制模块13，控制 模块13根据所述水位基本不变的蓄水池水位信息，发送所述使变频柜保持当前频率的控 制信息至变频柜；当采集模块11实时采集到蓄水池的水位迅速上升的蓄水池水位信息，将 所述水位迅速上升的蓄水池水位信息通过发送模块12发送至控制模块13，控制模块13根 据所述迅速上升蓄水池水位信息，发送所述使变频柜输出频率下降的控制信息至变频柜。 进一步地，控制模块13包括第一接收子模块131、生成子模块132和发送子模块 133。其中，采集模块11采集蓄水池水位信息，并通过发送模块12将所述蓄水池水位信息发 送至控制模块13的第一接收子模块131，第一接收子模块131接收所述蓄水池水位信息并 通过生成子模块132生成控制信息，最后由发送子模块133所述控制信息至变频柜，由所述 控制信息控制变频柜随蓄水池的水位变化连续工作。具体地，当采集模块11实时采集到蓄 水池的水位迅速下降的蓄水池水位信息，将所述水位迅速下降的蓄水池水位信息通过发送 模块12发送至控制模块13的第一接收子模块131，第一接收子模块131接收所述迅速下降 蓄水池水位信息并通过生成子模块132生成使变频柜输出频率上升的控制信息，由发送子 模块133发送所述使变频柜输出频率上升的控制信息至变频柜；当采集模块11实时采集到 蓄水池的水位基本不变的蓄水池水位信息，将所述水位基本不变的蓄水池水位信息通过发 送模块12发送至控制模块13的第一接收子模块131，第一接收子模块131接收所述水位基 本不变的蓄水池水位信息并通过生成子模块132生成使变频柜保持当前频率的控制信息， 由发送子模块133发送所述使变频柜保持当前频率的控制信息至变频柜；当采集模块11实 时采集到蓄水池的水位迅速上升的蓄水池水位信息，将所述水位迅速上升的蓄水池水位信 息通过发送模块12发送至控制模块13的第一接收子模块131，第一接收子模块131接收所 述迅速上升蓄水池水位信息并通过生成子模块132生成使变频柜输出频率下降的控制信 息，由发送子模块133发送所述使变频柜输出频率下降的控制信息至变频柜。 除上述技术方案能实现本实用新型所要解决的技术问题外，本实用新型的供水监 测控制装置还可以包括显示模块14来实现本实用新型所要解决的技术问题，其中显示模 块14由获取子模块141和显示子模块142组成。其中，获取子模块141接收所述蓄水池水 位信息，并根据所述蓄水池水位信息获取当前蓄水池中的水容量、蓄水池内壁压力和供水管道压力，显示子模块142显示当前蓄水池中的水容量、蓄水池内壁压力和供水管道压力 等数值。 进一步地，本实用新型的供水监测控制装置还可以包括报警模块15来实现本实 用新型所要解决的技术问题，其中报警模块15由第二接收子模块151和报警子模块152组 成。其中，第二接收子模块151用于接收所述蓄水池水位信息，报警子模块152根据所述蓄 水池水位信息判断所述蓄水池水位是否处于危险状态，若是，则根据所述危险状态进行报 警，包括若所述蓄水池水位信息中的水位达到高于出水口的最低限值或低于出水口位置， 判断结果为空气进入危险状态；若所述蓄水池水位信息中的水位到达高于排水口的最高限 值，判断结果为水压过大危险状态。 本实施例提供的供水监测控制装置，通过采集模块采集蓄水池水位信息，并通过 发送模块发送所述蓄水池水位信息控制模块，最终由控制模块根据所述蓄水池水位信息生 成控制信息以控制变频柜随蓄水池的水位变化连续地输出频率以驱动水泵向蓄水池汲水， 达到了避免水资源的浪费的目的，而且有效地避免空气进入供水管路对生产带来的麻烦， 提高了生产效率。 图2为本实用新型的变频柜的结构示意图。变频柜有三种控制模式，分别为供水 监测控制装置控制模式、自动控制模式以及手动控制模式。如图2所示，本实用新型的变频 柜包括切换模块21、第一控制模块22、第二控制模块23和手动控制模块24。 其中，第一控制模块22通过切换模块21与供水监测控制装置的控制模块13连
接，用于接收所述控制信息，并根据对应蓄水池水位不断变化的所述控制信息连续变频工 作，具体工作过程如上述实施例所述； 手动控制模块24与切换模块21连接，用于手动调节速度按钮输出对应的频率，具 体地，在操作过程中，将手动/自动选择开关置于手动位，按手动启动按钮，这时手动指示 灯亮启，变频柜开始运行，调节速度调节按钮，输出对应速度的频率，按手动停止按钮则停 止输出频率； 第二控制模块23通过切换模块21与供水监测控制装置的发送模块12连接，用于 接收所述蓄水池水位信息，并根据所述蓄水池水位信息获取供水管道压力，通过所述供水 管道压力与预设压力的比较自动控制输出的频率，所述预设压力的操作过程可以为，首先 按左右方向的按钮以选中预设压力选项，再按上下方向的按钮进行预设压力的设定，直到 所需要的预设压力，最后按确认键完成预设压力的设定。进一步地，在操作过程中，将手动 /自动选择开关置于自动位，这时自动指示灯亮启，变频柜根据压力表预设压力与管道压力 的比较，决定变频柜的输出频率的状态，如果预设压力低于管道压力，则变频柜停止输出， 如果预设压力高于管道压力，则变频柜启动输出，随着管道压力上升到接近预设压力时，降 低变频柜输出的频率，当管道压力达到预设压力，则变频输出稳定在一稳定的频率。当管道 用水量增加，频率增加，用水量减少，频率降低，始终维持着供水管道压力等于预设压力的 状态。 切换模块21切换第一控制模块22与控制模块13的通路、第二控制模块23与发 送模块12的通路或手动控制模块24，以控制所述变频柜的频率输出。 本实施例所提供的变频柜，通过切换模块在监测控制装置控制模式、自动控制模 式以及手动控制模式之间切换，有效地利用了变频柜的结构特点输出频率以控制水泵对蓄水池汲水，避免水资源的浪费的目的。 进一步地，变频柜可以包括整定模块，用于在所述变频柜工作前整定其显示供水 管道压力的仪表。具体为，在将变频柜安装到现场并确认外部正常后，首次启动自动控制模 式前需要先进行压力仪表的自动整定，整定后的变频柜才能保证预设压力保持稳定，自动 整定步骤如下步骤1、手动/自动选择开关置于自动位；步骤2、向压力仪表中设定一整定 值， 一般为实际预设压力的70%;步骤3、按整定启动键3秒以上，则自动整定指示灯将开始 闪烁，自动整定开始，自动整定指示灯停止闪烁后，自动整定完成，在自整定过程中，如果需 要停止，可按住整定启动键5秒以上停止自动整定。这里需要注意的是变频柜长时间运行 后，如果运行不够稳定，则可执行反馈自动整定，在反馈自动整定过程中不能切断电源，不 能断开传感器回路，也不能停止变频的运行，否则需要重新执行反馈自动整定。 图3为本实用新型的供水监测控制系统结构示意图。如图3所示，供水监测控制 系统包括供水监测控制装置1和变频柜2。 其中，供水监测控制装置1采集蓄水池水位信息，发送所述蓄水池水位信息，并根 据所述蓄水池水位信息发出控制信息； 变频柜2接收所述控制信息，并根据对应蓄水池水位不断变化的所述控制信息连 续变频工作，或接收所述蓄水池水位信息，并根据所述蓄水池水位信息获取供水管道压力， 通过所述供水管道压力与预设压力的比较自动控制输出的频率，或手动调节速度按钮输出 对应的频率； 需要说明的是，该供水监测控制系统的供水监测控制装置1和变频柜2可以包括 上述两个实施例中的模块和子模块，具体工作过程如上述两个实施例中的具体描述所述， 在此不再赘述。 本实施例提供的供水监测控制系统，通过供水监测控制装置根据采集到的蓄水池
水位信息发出向变频柜发出控制信息，使变频柜对应蓄水池水位不断变化的所述控制信息
连续变频工作；或变频柜接收所述蓄水池水位信息，自动控制频率的输出；或变频柜通过
手动调节速度按钮输出对应的频率；以控制水泵向蓄水池汲水，可有效地避免水资源的浪
费，以及有效地避免空气进入供水管路对生产带来的麻烦，提高了生产效率。 进一步地，在供水监测控制装置和变频柜相距距离较远的情况下，可以通过信号
调制解调技术来提高信号的功率，以避免信号在传输过程中的失真。本实用新型供水监测
控制系统还包括动力载波发送装置和动力载波接收装置，所述动力载波发送装置设置在
所述供水监测控制装置附近并与其连接，所述动力载波接收装置设置在所述变频柜附近并
与其连接； 在变频柜处于供水监测控制装置控制模式时，动力载波发送装置载波调制所述供 水监测控制装置发出的控制信息，并发送被调制后的控制信息；动力载波接收装置接收所 述被调制后的控制信息，并解调成所述控制信息； 在变频柜处于自动控制模式时，动力载波发送装置载波调制所述供水监测控制装 置发出的蓄水池水位信息并发送被调制后的蓄水池水位信息；动力载波接收装置接收所述 被调制后的蓄水池水位信息并解调成所述蓄水池水位信息。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限 制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理
8解其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替 换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
权利要求一种供水监测控制装置，其特征在于，包括用于采集蓄水池水位信息的采集模块；用于发送所述蓄水池水位信息的发送模块；用于根据所述蓄水池水位信息发出控制信息的控制模块，所述控制信息用于控制变频柜根据蓄水池的水位变化连续工作；所述采集模块与所述发送模块连接，所述发送模块与所述控制模块连接。
2. 根据权利要求1所述的供水监测控制装置，其特征在于，所述控制模块包括 用于接收所述蓄水池水位信息的第一接收子模块； 用于根据所述蓄水池水位信息生成所述控制信息的生成子模块；用于发出所述控制信息的发送子模块，所述生成子模块和所述接收子模块连接、所述 发送子模块分别连接。
3. 根据权利要求2所述的供水监测控制装置，其特征在于，还包括用于接收所述蓄水池水位信息，并根据所述蓄水池水位信息显示当前蓄水池中的水容 量、蓄水池内壁压力以及供水管道压力的显示模块。
4. 根据权利要求3所述的供水监测控制装置，其特征在于，所述显示模块包括 用于接收所述蓄水池水位信息，并根据所述蓄水池水位信息获取当前蓄水池中的水容量、蓄水池内壁压力和供水管道压力的获取模块；用于显示当前蓄水池中的水容量、蓄水池内壁压力和供水管道压力的显示子模块，所 述显示子模块和所述获取模块连接。
5. 根据权利要求4所述的供水监测控制装置，其特征在于，还包括 用于根据所述蓄水池水位信息发出报警信息的报警模块。
6. 根据权利要求5所述的供水监测控制装置，其特征在于，所述报警模块包括 用于接收所述蓄水池水位信息的第二接收子模块；用于根据所述蓄水池水位信息判断所述蓄水池水位是否处于危险状态，若是，则根据 所述危险状态进行报警的报警子模块，所述报警子模块与所述第二接收子模块连接。
7. —种变频柜，其特征在于，包括切换模块、第一控制模块、第二控制模块和手动控 制模块，所述第一控制模块通过切换模块与供水监测控制装置的控制模块连接，用于接收所 述控制模块发送的控制信息，并根据对应蓄水池水位不断变化的所述控制信息连续变频工 作；所述第二控制模块通过切换模块与供水监测控制装置的发送模块连接，用于接收所述 蓄水池水位信息，并根据所述蓄水池水位信息获取供水管道压力，通过所述供水管道压力 与预设压力的比较自动控制输出的频率；所述手动控制模块与切换模块连接，用于手动调节速度按钮输出对应的频率； 所述切换模块用于切换所述第一控制模块与所述控制模块的通路、所述第二控制模块 与所述发送模块的通路或手动控制模块来控制所述变频柜的频率输出。
8. 根据权利要求7所述的变频柜，其特征在于，所述变频柜还包括整定模块，用于在所 述变频柜工作前整定其显示供水管道压力的仪表。
9. 一种供水监测控制系统，其特征在于，包括供水监测控制装置，用于采集蓄水池水位信息，发送所述蓄水池水位信息，并根据所述蓄水池水位信息发出控制信息；变频柜，用于接收所述控制信息，并根据对应蓄水池水位不断变化的所述控制信息连 续变频工作，或接收所述蓄水池水位信息，并根据所述蓄水池水位信息获取供水管道压力， 通过所述供水管道压力与预设压力的比较自动控制输出的频率，或手动调节速度按钮输出 对应的频率。
10.根据权利要求9所述的供水监测控制系统，其特征在于，还包括动力载波发送装置和动力载波接收装置，所述动力载波发送装置设置在所述供水监测 控制装置附近并与其连接，用于载波调制所述供水监测控制装置发出的蓄水池水位信息或 所述供水监测控制装置发出的控制信息，并发送被调制后的蓄水池水位信息或控制信息； 所述动力载波接收装置设置在所述变频柜附近并与其连接，用于接收所述被调制后的蓄水 池水位信息或控制信息，并解调成所述蓄水池水位信息或控制信息。
专利摘要本实用新型公开了一种供水监测控制装置、系统及变频柜，所述装置包括用于采集蓄水池水位信息的采集模块；用于发送所述蓄水池水位信息的发送模块；用于根据所述蓄水池水位信息发出控制信息的控制模块，所述控制信息用于控制变频柜根据蓄水池的水位变化连续工作；所述采集模块与所述发送模块连接，所述发送模块与所述控制模块连接。本实用新型的供水监测控制装置及系统可实时监测蓄水池的水位，适时适量地供水，不会再出现蓄水池中的水从排水口溢流的现象，有效地避免了水资源的浪费，而且由于适时适量地供水，只需一台水泵就可以达到供水的目的，相比现有技术需两台水泵进行供水，节省了电能。
文档编号G08C15/04GK201464926SQ20092010613
公开日2010年5月12日 申请日期2009年3月11日 优先权日2009年3月11日
发明者宁传文, 武晓明, 王勇, 路家伟, 陈锡堂 申请人:淮南矿业(集团)有限责任公司