ELD-4型自動化水文纜道測流系統簡介

□劉根華

ELD-4型自動化水文纜道測流系統由鄭州星睿水利設備有限公司生產，2007年在石家莊水文局小覺水文站建成并投入使用。本套系統是目前河北省最先進的一套測流系統，最大測洪能力為1500m3/s，它采用人機界面（彩色觸摸屏幕）顯示，PLC可編程序控制器控制，可調節變頻器控制速度，配有監控系統，可以實現遠程控制，與水文之星軟件配合可快速生成測流成果報表，真正做到了辦公自動化、“無紙化”、遠程化。

1.系統的特點

ELD-4型自動化水文纜道測流系統包括控制臺、計算機及“水文之星”軟件、遠程控制系統和監控系統四部分，其特點如下：

一是用觸摸屏幕取代原控制臺上的起點距顯示、水深顯示、流速顯示儀表，取代各種信號指示燈，顯示比較直觀；用觸摸屏取代原控制臺上的各種機械按鈕，操作簡單工作可靠；用觸摸屏的標準RS-232接口與可編程控制器設備相連，電路連接簡單方便。由此可達到降低故障率，增加設備運行穩定性和可靠性。

二是Internet是目前數字化、信息化時代的媒介，通過Internet網絡不但實現了將測站的適時圖像和鉛魚測量數據的傳送，而且還實現了對攝像機和鉛魚測量的遠程控制及兩地適時通話功能。只要有Internet的地方就可以實現遠程測控。

三是可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計，運用PLC實現針對每個不同水文站的不同具體情況，現場個性化的程序設計，更能適應不同水文站的不同測驗要求。

四是本系統應用變頻器，在鉛魚的升降運行控制中采取了有關措施，有效的防止了鉛魚下降過程中的下滑現象（不管減速機是蝸輪蝸桿型還是擺線針輪型），達到對鉛魚精確的定位控制；在鉛魚的水平運行控制中，可以防止過位現象。

五是實現了對鉛魚測量的運行控制，水文要素的自動采集、信號傳輸、信息處理、計算、存儲、輸出。

2.系統的使用及操作

本控制系統具有手動控制、半自動控制、自動控制，用大屏幕觸摸屏顯示所測量的水深、流速、河道斷面及操作狀態，并可在觸摸屏設定各種參數，以及對變量和所需數據的數據修改，通過控制臺簡單的操作即可自動實現對起點距、水深、流速進行精確測量和顯示，控制臺內可以保存100次的測量結果。

2.1 準備工作

一是安裝水下信號發射器。將水下無線信號發射器安裝于鉛魚上部的信號發射器倉內，信號發射器要與鉛魚體接觸良好（最好用導線連接），水面信號（紅色）安裝于與流速儀同高度；流速信號（白色）接流速儀絕緣柱；河底信號（黑色）接河底開關信號的一端，河底開關信號的另一端接鉛魚體；纜道發射信號（藍色）接鉛魚懸吊索（絕緣瓷）的上端。

二是安裝流速儀。將水下無線信號發射器的白色信號線接流速儀絕緣柱、流速儀非絕緣柱與鉛魚體連接。流速儀絕緣柱連接完畢，應使用絕緣布包好，預防水、泥沙進入造成信號短路。信號（首次安裝時）要測試信號傳輸是否正常。

2.2 觸摸屏介紹

一是手動操作，可手動、半自動控制鉛魚運行、測深、測速。二是自動測量，可以實現手動、半自動、自動控制鉛魚的運行及測深、測速。三是垂線設置，設置測深及測速的垂線，便于在自動測量時鉛魚運行到達所選擇的垂線時，自動停止、自動到測點測速。四是斷面設定，用于借用斷面。系統根據當前起點距、所設定的斷面、水尺的零點高程及水尺讀數，自動計算出相應的水深。五是參數設置，設置系統相關參數。如修正系數、測驗方法、測點位置、流速儀等相關參數。六是歷史記錄，記錄一次測流時所測的測量數據，共可保存100條記錄。第n次測流前，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 控制說明

一是手動控制，按“上升”、“下降”、“前進”、“后退”、“停止”按鈕，來控制鉛魚的運行。二是半自動控制，設置好水平目標位后，按“水平目標位”，鉛魚自動向前行走，至水平目標位時，鉛魚自動停止。確定好水深以后，輸入相對，按“垂直目標位”，鉛魚自動下降，至相對位置時，鉛魚自動停止。三是測深控制，分為測量水深和借用水深。測量水深：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，河底信號傳來后，鉛魚停止下降，系統計算出測量水深。借用水深：鉛魚運行至水平目標位后，按讀數前的按鈕，系統根據水尺讀數、零點高程、起點距及斷面信息計算出當前起點距的借用水深。四是測速控制，鉛魚至測點以后，按“測速”，開始測速。在測速狀態，測速按鈕一直閃動。傳來第一個信號以后，開始計時，時間超過歷時后，再傳來一個流速信號以后，測速結束，蜂鳴器連響3聲。五是數據保存，當測深完畢或測速完畢以后，要保存當前測深、測速數據，按 “數據保存”，系統彈出數據保存窗口。保存測深數據按“測深保存”，保存測速數據按“測速保存”。保存以后，按“關閉本窗口”。六是起點距復位控制，當起點距與實際斷面的起點距有出入時，將鉛魚運行至鉛魚基準位，按“起點距復位”，系統起點距恢復至鉛魚基準位。七是自動控制，按自動以后，系統按照設定的測深、測速垂線，自動運行鉛魚到垂線位置，先測深再測速，一直進行下去，測流完畢以后，蜂鳴器連響，以示測流結束。八是停止自動控制，要停止系統的自動控制，按“停止自動”。

3.測流注意事項

鉛魚運行過程中，不能測速；在測速過程中，鉛魚不能運行；在測速過程中,入水指示為綠色時，信號數、測速時間復位，應重新開始測速；在河底指示為紅色時，鉛魚不能下降；在入水指示為紅色時，鉛魚不能水平行走；在鉛魚超出上限位、下限位、遠限位、近限位時，鉛魚停止，如要在超出限位運行鉛魚，必須在“參數設定”畫面中，使限位無效；岸邊必須輸入正確，使從水文之星看到的測流數據中起點距按大小順序顯示；在“手動測量”或“自動測量”畫面時，如在流速儀編號上按，可以在所存儲的5架流速儀間逐架更換；水深、信號可以人工輸入；在測流的過程中，不能修改參數設置；在 “手動測量”或“自動測量”畫面時，入水指示、流速指示、河底指示均是經系統處理過的，在監控畫面上可以看到信號接收器提供的真實信號狀態；歷史記錄及記錄數是可以修改的，可以根據實際情況進行修改；留言板上的內容在系統斷電以后，是不能保存的。

4.設備維護

控制臺在日常保養中應在停電狀態下進行，在非汛期或控制臺長期不用時，應每30d對控制臺上電1次，上電運行至少30min。控制臺內部在使用半年后應對接線端子進行檢查。在使用中如有異常情況，如變頻器保護、觸摸屏提示無響應等情況，請根據使用說明采取相應措施，平時要注意絞車筒上的鋼絲繩應整齊纏繞。

5.建議

一是進一步熟悉系統功能設置，熟練掌握操作要領，同時，根據測站特點和系統功能，開發相關軟件。二是利用有限的河道漲水時機，增加對比觀測的次數，詳細記錄觀測數據，繼續做好監測對比分析，提出相應分析成果。三是嚴格遵守安全操作規程，加強系統日常檢查和維護，確保系統正常運行。四是加裝穩壓電源系統，避免因為供電系統故障造成系統的不正常運行。”五是架設專用光纜通道，提高遠程控制網速和傳輸信息質量，保證上下信息暢通。□