ELD-4型自動(dòng)化水文纜道測(cè)流系統(tǒng)簡(jiǎn)介

□劉根華

ELD-4型自動(dòng)化水文纜道測(cè)流系統(tǒng)由鄭州星睿水利設(shè)備有限公司生產(chǎn)，2007年在石家莊水文局小覺(jué)水文站建成并投入使用。本套系統(tǒng)是目前河北省最先進(jìn)的一套測(cè)流系統(tǒng)，最大測(cè)洪能力為1500m3/s，它采用人機(jī)界面（彩色觸摸屏幕）顯示，PLC可編程序控制器控制，可調(diào)節(jié)變頻器控制速度，配有監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，與水文之星軟件配合可快速生成測(cè)流成果報(bào)表，真正做到了辦公自動(dòng)化、“無(wú)紙化”、遠(yuǎn)程化。

1.系統(tǒng)的特點(diǎn)

ELD-4型自動(dòng)化水文纜道測(cè)流系統(tǒng)包括控制臺(tái)、計(jì)算機(jī)及“水文之星”軟件、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)四部分，其特點(diǎn)如下：

一是用觸摸屏幕取代原控制臺(tái)上的起點(diǎn)距顯示、水深顯示、流速顯示儀表，取代各種信號(hào)指示燈，顯示比較直觀；用觸摸屏取代原控制臺(tái)上的各種機(jī)械按鈕，操作簡(jiǎn)單工作可靠；用觸摸屏的標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口與可編程控制器設(shè)備相連，電路連接簡(jiǎn)單方便。由此可達(dá)到降低故障率，增加設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。

二是Internet是目前數(shù)字化、信息化時(shí)代的媒介，通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)不但實(shí)現(xiàn)了將測(cè)站的適時(shí)圖像和鉛魚測(cè)量數(shù)據(jù)的傳送，而且還實(shí)現(xiàn)了對(duì)攝像機(jī)和鉛魚測(cè)量的遠(yuǎn)程控制及兩地適時(shí)通話功能。只要有Internet的地方就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)控。

三是可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，運(yùn)用PLC實(shí)現(xiàn)針對(duì)每個(gè)不同水文站的不同具體情況，現(xiàn)場(chǎng)個(gè)性化的程序設(shè)計(jì)，更能適應(yīng)不同水文站的不同測(cè)驗(yàn)要求。

四是本系統(tǒng)應(yīng)用變頻器，在鉛魚的升降運(yùn)行控制中采取了有關(guān)措施，有效的防止了鉛魚下降過(guò)程中的下滑現(xiàn)象（不管減速機(jī)是蝸輪蝸桿型還是擺線針輪型），達(dá)到對(duì)鉛魚精確的定位控制；在鉛魚的水平運(yùn)行控制中，可以防止過(guò)位現(xiàn)象。

五是實(shí)現(xiàn)了對(duì)鉛魚測(cè)量的運(yùn)行控制，水文要素的自動(dòng)采集、信號(hào)傳輸、信息處理、計(jì)算、存儲(chǔ)、輸出。

2.系統(tǒng)的使用及操作

本控制系統(tǒng)具有手動(dòng)控制、半自動(dòng)控制、自動(dòng)控制，用大屏幕觸摸屏顯示所測(cè)量的水深、流速、河道斷面及操作狀態(tài)，并可在觸摸屏設(shè)定各種參數(shù)，以及對(duì)變量和所需數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)修改，通過(guò)控制臺(tái)簡(jiǎn)單的操作即可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)起點(diǎn)距、水深、流速進(jìn)行精確測(cè)量和顯示，控制臺(tái)內(nèi)可以保存100次的測(cè)量結(jié)果。

2.1 準(zhǔn)備工作

一是安裝水下信號(hào)發(fā)射器。將水下無(wú)線信號(hào)發(fā)射器安裝于鉛魚上部的信號(hào)發(fā)射器倉(cāng)內(nèi)，信號(hào)發(fā)射器要與鉛魚體接觸良好（最好用導(dǎo)線連接），水面信號(hào)（紅色）安裝于與流速儀同高度；流速信號(hào)（白色）接流速儀絕緣柱；河底信號(hào)（黑色）接河底開關(guān)信號(hào)的一端，河底開關(guān)信號(hào)的另一端接鉛魚體；纜道發(fā)射信號(hào)（藍(lán)色）接鉛魚懸吊索（絕緣瓷）的上端。

二是安裝流速儀。將水下無(wú)線信號(hào)發(fā)射器的白色信號(hào)線接流速儀絕緣柱、流速儀非絕緣柱與鉛魚體連接。流速儀絕緣柱連接完畢，應(yīng)使用絕緣布包好，預(yù)防水、泥沙進(jìn)入造成信號(hào)短路。信號(hào)（首次安裝時(shí)）要測(cè)試信號(hào)傳輸是否正常。

2.2 觸摸屏介紹

一是手動(dòng)操作，可手動(dòng)、半自動(dòng)控制鉛魚運(yùn)行、測(cè)深、測(cè)速。二是自動(dòng)測(cè)量，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)控制鉛魚的運(yùn)行及測(cè)深、測(cè)速。三是垂線設(shè)置，設(shè)置測(cè)深及測(cè)速的垂線，便于在自動(dòng)測(cè)量時(shí)鉛魚運(yùn)行到達(dá)所選擇的垂線時(shí)，自動(dòng)停止、自動(dòng)到測(cè)點(diǎn)測(cè)速。四是斷面設(shè)定，用于借用斷面。系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前起點(diǎn)距、所設(shè)定的斷面、水尺的零點(diǎn)高程及水尺讀數(shù)，自動(dòng)計(jì)算出相應(yīng)的水深。五是參數(shù)設(shè)置，設(shè)置系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)。如修正系數(shù)、測(cè)驗(yàn)方法、測(cè)點(diǎn)位置、流速儀等相關(guān)參數(shù)。六是歷史記錄，記錄一次測(cè)流時(shí)所測(cè)的測(cè)量數(shù)據(jù)，共可保存100條記錄。第n次測(cè)流前，先清除所有記錄。七是留言板，操作人員可以在上面寫留言以便于交、接班等。

2.3 控制說(shuō)明

一是手動(dòng)控制，按“上升”、“下降”、“前進(jìn)”、“后退”、“停止”按鈕，來(lái)控制鉛魚的運(yùn)行。二是半自動(dòng)控制，設(shè)置好水平目標(biāo)位后，按“水平目標(biāo)位”，鉛魚自動(dòng)向前行走，至水平目標(biāo)位時(shí)，鉛魚自動(dòng)停止。確定好水深以后，輸入相對(duì)，按“垂直目標(biāo)位”，鉛魚自動(dòng)下降，至相對(duì)位置時(shí)，鉛魚自動(dòng)停止。三是測(cè)深控制，分為測(cè)量水深和借用水深。測(cè)量水深：將鉛魚提升至水面以上，按“下降”，鉛魚下降，鉛魚入水后，蜂鳴器響一聲，河底信號(hào)傳來(lái)后，鉛魚停止下降，系統(tǒng)計(jì)算出測(cè)量水深。借用水深：鉛魚運(yùn)行至水平目標(biāo)位后，按讀數(shù)前的按鈕，系統(tǒng)根據(jù)水尺讀數(shù)、零點(diǎn)高程、起點(diǎn)距及斷面信息計(jì)算出當(dāng)前起點(diǎn)距的借用水深。四是測(cè)速控制，鉛魚至測(cè)點(diǎn)以后，按“測(cè)速”，開始測(cè)速。在測(cè)速狀態(tài)，測(cè)速按鈕一直閃動(dòng)。傳來(lái)第一個(gè)信號(hào)以后，開始計(jì)時(shí)，時(shí)間超過(guò)歷時(shí)后，再傳來(lái)一個(gè)流速信號(hào)以后，測(cè)速結(jié)束，蜂鳴器連響3聲。五是數(shù)據(jù)保存，當(dāng)測(cè)深完畢或測(cè)速完畢以后，要保存當(dāng)前測(cè)深、測(cè)速數(shù)據(jù)，按 “數(shù)據(jù)保存”，系統(tǒng)彈出數(shù)據(jù)保存窗口。保存測(cè)深數(shù)據(jù)按“測(cè)深保存”，保存測(cè)速數(shù)據(jù)按“測(cè)速保存”。保存以后，按“關(guān)閉本窗口”。六是起點(diǎn)距復(fù)位控制，當(dāng)起點(diǎn)距與實(shí)際斷面的起點(diǎn)距有出入時(shí)，將鉛魚運(yùn)行至鉛魚基準(zhǔn)位，按“起點(diǎn)距復(fù)位”，系統(tǒng)起點(diǎn)距恢復(fù)至鉛魚基準(zhǔn)位。七是自動(dòng)控制，按自動(dòng)以后，系統(tǒng)按照設(shè)定的測(cè)深、測(cè)速垂線，自動(dòng)運(yùn)行鉛魚到垂線位置，先測(cè)深再測(cè)速，一直進(jìn)行下去，測(cè)流完畢以后，蜂鳴器連響，以示測(cè)流結(jié)束。八是停止自動(dòng)控制，要停止系統(tǒng)的自動(dòng)控制，按“停止自動(dòng)”。

3.測(cè)流注意事項(xiàng)

鉛魚運(yùn)行過(guò)程中，不能測(cè)速；在測(cè)速過(guò)程中，鉛魚不能運(yùn)行；在測(cè)速過(guò)程中,入水指示為綠色時(shí)，信號(hào)數(shù)、測(cè)速時(shí)間復(fù)位，應(yīng)重新開始測(cè)速；在河底指示為紅色時(shí)，鉛魚不能下降；在入水指示為紅色時(shí)，鉛魚不能水平行走；在鉛魚超出上限位、下限位、遠(yuǎn)限位、近限位時(shí)，鉛魚停止，如要在超出限位運(yùn)行鉛魚，必須在“參數(shù)設(shè)定”畫面中，使限位無(wú)效；岸邊必須輸入正確，使從水文之星看到的測(cè)流數(shù)據(jù)中起點(diǎn)距按大小順序顯示；在“手動(dòng)測(cè)量”或“自動(dòng)測(cè)量”畫面時(shí)，如在流速儀編號(hào)上按，可以在所存儲(chǔ)的5架流速儀間逐架更換；水深、信號(hào)可以人工輸入；在測(cè)流的過(guò)程中，不能修改參數(shù)設(shè)置；在 “手動(dòng)測(cè)量”或“自動(dòng)測(cè)量”畫面時(shí)，入水指示、流速指示、河底指示均是經(jīng)系統(tǒng)處理過(guò)的，在監(jiān)控畫面上可以看到信號(hào)接收器提供的真實(shí)信號(hào)狀態(tài)；歷史記錄及記錄數(shù)是可以修改的，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改；留言板上的內(nèi)容在系統(tǒng)斷電以后，是不能保存的。

4.設(shè)備維護(hù)

控制臺(tái)在日常保養(yǎng)中應(yīng)在停電狀態(tài)下進(jìn)行，在非汛期或控制臺(tái)長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)每30d對(duì)控制臺(tái)上電1次，上電運(yùn)行至少30min。控制臺(tái)內(nèi)部在使用半年后應(yīng)對(duì)接線端子進(jìn)行檢查。在使用中如有異常情況，如變頻器保護(hù)、觸摸屏提示無(wú)響應(yīng)等情況，請(qǐng)根據(jù)使用說(shuō)明采取相應(yīng)措施，平時(shí)要注意絞車筒上的鋼絲繩應(yīng)整齊纏繞。

5.建議

一是進(jìn)一步熟悉系統(tǒng)功能設(shè)置，熟練掌握操作要領(lǐng)，同時(shí)，根據(jù)測(cè)站特點(diǎn)和系統(tǒng)功能，開發(fā)相關(guān)軟件。二是利用有限的河道漲水時(shí)機(jī)，增加對(duì)比觀測(cè)的次數(shù)，詳細(xì)記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)，繼續(xù)做好監(jiān)測(cè)對(duì)比分析，提出相應(yīng)分析成果。三是嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，加強(qiáng)系統(tǒng)日常檢查和維護(hù)，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。四是加裝穩(wěn)壓電源系統(tǒng)，避免因?yàn)楣╇娤到y(tǒng)故障造成系統(tǒng)的不正常運(yùn)行。”五是架設(shè)專用光纜通道，提高遠(yuǎn)程控制網(wǎng)速和傳輸信息質(zhì)量，保證上下信息暢通。□