HY-3型全自動水文纜道控制臺的應(yīng)用與實踐

管新國，魏慶杰

(河北省承德水文水資源勘測局，河北 承德 067000)

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HY-3型全自動水文纜道控制臺的應(yīng)用與實踐

管新國，魏慶杰

(河北省承德水文水資源勘測局，河北 承德 067000)

當(dāng)前在水文流量測驗工作中，纜道控制臺的使用越來越廣泛，控制臺集多種功能于一體，同時還運用了先進的通信技術(shù)進行信號傳輸，自動化程度相當(dāng)高，但是對于使用人員的技術(shù)素質(zhì)要求也較高。為此文章詳細(xì)介紹了一種全新的水文纜道控制臺的主要參數(shù)設(shè)置及說明、操作指南及注意事項，全自動測流的功能實現(xiàn)及主要創(chuàng)新點，以期可以更好的為水文測驗工作提供支持。

水文纜道；全自動測流；纜道信號；控制臺

0 前 言

流速儀法作為常規(guī)測流、率定校測其它測流方法在水文測驗中占據(jù)著不可替代的位置。但長期以來由于技術(shù)不夠成熟、用戶與生產(chǎn)單位缺乏有效溝通等原因，致使全自動水文纜道一直沒有發(fā)展起來。承德水文局測站職工經(jīng)過多年實踐，自主研發(fā)的HY-3型全自動水文纜道控制臺，兩年內(nèi)應(yīng)用于河北、遼寧、山西、內(nèi)蒙等各個省份。文章在推廣應(yīng)用過程中的一些使用心得體會，希望與大家分享。

1 概 述

HY-3型全自動水文纜道控制由承德水文水資源勘測局和承德隆熙水文科技發(fā)展有限公司聯(lián)合開發(fā)，獨家生產(chǎn)。由工業(yè)可編程控制器PLC，變頻器、配電箱組成。其主要功能是控制水文絞車運行，把測流儀器送到斷面指定位置，接收并處理好水文纜道測驗信號，全自動完成流量測驗任務(wù)。

隨機配備的全自動水文纜道測流軟件系統(tǒng)是智能化人機交互系統(tǒng)，是整個系統(tǒng)的重要組成部分。本軟件系統(tǒng)是由長期在基層測站，有著豐富實踐經(jīng)驗的人員，根據(jù)測站人員技術(shù)水平，使用習(xí)慣而設(shè)計的簡單易懂、功能豐富，容錯能力強，全智能化人機交互系統(tǒng)。全自動水文纜道控制臺見圖1。

圖1 全自動水文纜道控制臺

2 主要參數(shù)設(shè)置說明

參數(shù)設(shè)置是保證程序正確運行的基礎(chǔ)，將鼠標(biāo)移到各個參數(shù)值上，都有對本參數(shù)詳細(xì)的說明，且大部分參數(shù)設(shè)置以后不用更改，現(xiàn)就部分有特點的參數(shù)介紹如下：

圖2 全自動水文纜道系統(tǒng)主控程序界面

1)流速儀信號濾波時間：默認(rèn)填20，用來去除接觸絲式流速儀的信號抖動。流速越大，此數(shù)值應(yīng)該越小。數(shù)值太小，可能會因接觸絲的抖動而多計信號，數(shù)值太大而又流速較快時，會把真信號當(dāng)成抖動而濾掉。 一般最大不要超過500ms，如果設(shè)置500ms還有流速假信號，則應(yīng)檢修你的流速儀。

2)電機運行最大速度：分7個檔，填1-7，全自動測流時電機開動的最大速度 。這個比較好理解，汽車設(shè)計時速一般都能達到240KM/H，正常行駛還不都控制在120以內(nèi)。但要注意手動開車時不受此參數(shù)限制(包括點擊電腦上的加速按鈕)，你還是隨時可以把電機開到設(shè)計時速。

3)水平(垂直)預(yù)停車距離：一般可設(shè)置0.8-1.5m。指在全自動測流時，相距預(yù)停車起點距多遠開始減速。當(dāng)電機運行最大速度設(shè)置較高時，此參數(shù)也要設(shè)置較大，否則會由于減速電流太大而使變頻器保護。發(fā)生變頻器保護后，重啟變頻器即可。智能化停車曲線會根據(jù)速度限制及到達預(yù)定起占距的距離給出電機運行速度，直到鉛魚到達指定位置，速度變?yōu)?，停機。比手動開車更平穩(wěn)、更準(zhǔn)確，對操作工人的經(jīng)驗要求更低。

4)在手動測流時可以單獨勾選以下幾項：河底自動停車、測點深自動停車、起點距自動停車、出水面后XXm自動停車，測速完成后自動記錄等功能，這些在全自動測流時全部自動轉(zhuǎn)為勾選項，在選擇手動測流時可以根據(jù)用戶的不同需求和習(xí)慣單獨勾選。

5)語音播報：系統(tǒng)設(shè)置了全程語音播報及提醒功能，主要有河底信號、水面信號、出水信號、起點距位置、到達預(yù)定起點距的倒計數(shù)。用戶可以根據(jù)習(xí)慣單獨設(shè)置想要的語音提醒。

3 操作指南

點擊實時測流按鈕，即進入實時測流控制界面：

圖3 實時測流控制界面

3.1 全自動、半自動、全手動測流無縫連接

在整個測流過程中，可以隨時在全自動、半自動、全手動測流之間任意切換，不會影響測流成果的記錄，也沒有復(fù)雜的設(shè)置過程，只需一鍵切換。例如用全自動測流到第3條垂線，流速儀發(fā)生故障，立即轉(zhuǎn)為全手動測流，將鉛魚開回岸邊，調(diào)換流速儀后即可接著進行測流。施測一個點后，還可以再次轉(zhuǎn)為全自動或半自動測流。

使用半自動或全自動測流時，需要在流量記載表C列，規(guī)劃好測驗起點距。還可以將規(guī)劃好的起點距的流量記載表保存為不同的測驗的模板，按需要進行調(diào)用。注意只輸入規(guī)劃好的測速起點距，水邊起點距暫時不用輸入，等自動測流完成后再補充。

半自動測流每條垂線完成后，提示是否重測本條垂線，還是繼續(xù)下一條，按Y下一條，按N則重測本條。其實就是要求測工實時注意每條垂線的測驗情況，遇有異常立即重測本條垂線。當(dāng)使用全自動測流時，整個測流過程全部由計算機控制，10條垂線大約在15-30min完成。

全自動測流時要注意以下幾點：

1)全自動運行須將手動調(diào)速按鈕調(diào)到0位置。

2)在自動運行過程中,你可以隨時操作手動按鈕來操控電機,改變電機的運行狀態(tài),但要取消自動運行,則點全手動運行。

3)全自動運行像定速巡航的汽車一樣,受很多條件制約，可能存在著未知的安全問題,需確保全程監(jiān)視鉛魚的運行狀態(tài),保證能在出現(xiàn)異常狀況時隨時手動停車。

4)全自動測量多股水流時，請確保鉛魚提升高度可以順利通過中間提壩等障礙物。

5)全自動測流目前只能進行一點法測驗(每條垂線測1個測點，可以是水面，也可是半深0.5或標(biāo)準(zhǔn)的0.6等任意確定位置)，如要多點法全自動測驗需要另外定制系統(tǒng)。

3.2 成果輸出及打印

所有測驗數(shù)據(jù)通過無線串口直接傳入計算機，并自動記錄到流量記載表。記載表表樣及流量成果同手工計算完全一致，并完全符合國家整編規(guī)范，直接打印即可用于整編。(記載表表樣同手工相一致，使測站人員很快接受本系統(tǒng))。

每次流量成果自動保存入數(shù)據(jù)庫，日后隨時查閱，并可成批量進行流量記載表的打印。也可單獨輸出為文本文件，同其它整編系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。

點擊菜單上方的流量計算，則即刻計算出流量成果。成果完全符合國家整編規(guī)范，點打印預(yù)覽可以查看成果并打印輸出，右側(cè)的斷面水深流速對比圖可用右鍵菜單打印輸出，十分方便。

4 結(jié) 語

通過對HY-3型全自動水文纜道控制臺的推廣及應(yīng)用，感覺該系統(tǒng)除了簡便、快捷、易于操作，還具有以下幾個特點：

1)可以使用計算機和手動按鈕同時控制水文絞車的運行，且手動優(yōu)先，不用任何切換鍵而直接響應(yīng)計算機按鈕或手動按鍵。

2)上升、下降、前進、后退各個按鍵隨意按，軟件智能控制切換絞車運行狀態(tài)，高速運轉(zhuǎn)情況下按下另一鍵，會先將速度緩慢變?yōu)?，停止0.2s后再切換到另一個運行狀態(tài)，不會給機械設(shè)備造成任何損壞或故障。大大提高了設(shè)備的可操作性，減少了設(shè)備故障率。當(dāng)然，本控制臺依然可以先按停止按鈕再按其它按鍵，保持原有好習(xí)慣，目的是再操作別家控制箱時防止燃燒。

3)水面、河底、流速信號全程中文語音提示。起點距運行時可以每整m播報或每5m播報起點距。選擇全部播報時，到達預(yù)定起點距還可以從距離1m開始倒記數(shù)播報。給用戶用全新的感覺。

4)可以使用借用斷面，快速完成測流，一次測流可以用多個流速儀，可以完成多點法、多斷面、測深不測速等多種復(fù)雜情況。

5)測驗完成后仍可以用強制從當(dāng)前行開始的勾選來補測任意一條垂線，也可以刪除一條垂線或插入一條垂線，非常人性化。

[1]戴建國.水文纜道信號傳輸?shù)难芯縖J].水文,2011，21(04)：47-51.

[2]肖虎程，余德華.基于DSP的水文纜道信號傳輸技術(shù)開發(fā)應(yīng)用[J].人民長江,2008，39(20)：47-49.

[3]馮正濤，陳新化.智能水文纜道測驗系統(tǒng)在重慶中小河流水文監(jiān)測中的應(yīng)用[J].科技展望 2015(02)：150.

[4]俞錫根， 胡琳.水文纜道創(chuàng)新設(shè)計及應(yīng)用[J].南水北調(diào)與水利科技，2014,06(74)：70-73.

[5]李維華，吉辛望，鄭玉峰.水文纜道設(shè)計過程及要點[J].水利信息化，2011,06(48)：44-47，64

[6]游巍亭，常喜蘭，李曉華.EKL-3A型全自動水文纜道測驗系統(tǒng)的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào),2010,06(48)：43-48.

Application and Practice of HY-3 Automatic Hydrological Cableway Console

GUAN Xin-guo and WEI Qing-jie

(Chengde Hydrology and Water Resources Survey Bureau，Chengde 067000，China)

The cableway console is used widely in current work of the hydrological flow test, the console combines many functions in one, meanwhile, the advanced communication technology is applied to transmit the signals with high automation, however, there are still high demands for the technical staff using the technique. For this, the paper described in details the major design parameters,specification,operating guide and attention about how to use the brand new hydrological cableway console, the function of automatic flow and major innovation points so as to provide support for hydrological test work.

hydrological cable; automatic flow; cable signal; console

1007-7596(2017)03-0113-03

2017-02-25

管新國(1968-)，男，河北承德人，工程師，從事水文測驗、防汛報汛、水資源保護工作；魏慶杰(1970-)，女，遼寧海城人，高級工程師，從事水文測驗、防汛報汛、水資源保護工作。

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