ELD-4型自动化水文缆道测流系统简介

□刘根华

ELD-4型自动化水文缆道测流系统由郑州星睿水利设备有限公司生产，2007年在石家庄水文局小觉水文站建成并投入使用。本套系统是目前河北省最先进的一套测流系统，最大测洪能力为1500m3/s，它采用人机界面（彩色触摸屏幕）显示，PLC可编程序控制器控制，可调节变频器控制速度，配有监控系统，可以实现远程控制，与水文之星软件配合可快速生成测流成果报表，真正做到了办公自动化、“无纸化”、远程化。

1.系统的特点

ELD-4型自动化水文缆道测流系统包括控制台、计算机及“水文之星”软件、远程控制系统和监控系统四部分，其特点如下：

一是用触摸屏幕取代原控制台上的起点距显示、水深显示、流速显示仪表，取代各种信号指示灯，显示比较直观；用触摸屏取代原控制台上的各种机械按钮，操作简单工作可靠；用触摸屏的标准RS-232接口与可编程控制器设备相连，电路连接简单方便。由此可达到降低故障率，增加设备运行稳定性和可靠性。

二是Internet是目前数字化、信息化时代的媒介，通过Internet网络不但实现了将测站的适时图像和铅鱼测量数据的传送，而且还实现了对摄像机和铅鱼测量的远程控制及两地适时通话功能。只要有Internet的地方就可以实现远程测控。

三是可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，运用PLC实现针对每个不同水文站的不同具体情况，现场个性化的程序设计，更能适应不同水文站的不同测验要求。

四是本系统应用变频器，在铅鱼的升降运行控制中采取了有关措施，有效的防止了铅鱼下降过程中的下滑现象（不管减速机是蜗轮蜗杆型还是摆线针轮型），达到对铅鱼精确的定位控制；在铅鱼的水平运行控制中，可以防止过位现象。

五是实现了对铅鱼测量的运行控制，水文要素的自动采集、信号传输、信息处理、计算、存储、输出。

2.系统的使用及操作

本控制系统具有手动控制、半自动控制、自动控制，用大屏幕触摸屏显示所测量的水深、流速、河道断面及操作状态，并可在触摸屏设定各种参数，以及对变量和所需数据的数据修改，通过控制台简单的操作即可自动实现对起点距、水深、流速进行精确测量和显示，控制台内可以保存100次的测量结果。

2.1 准备工作

一是安装水下信号发射器。将水下无线信号发射器安装于铅鱼上部的信号发射器仓内，信号发射器要与铅鱼体接触良好（最好用导线连接），水面信号（红色）安装于与流速仪同高度；流速信号（白色）接流速仪绝缘柱；河底信号（黑色）接河底开关信号的一端，河底开关信号的另一端接铅鱼体；缆道发射信号（蓝色）接铅鱼悬吊索（绝缘瓷）的上端。

二是安装流速仪。将水下无线信号发射器的白色信号线接流速仪绝缘柱、流速仪非绝缘柱与铅鱼体连接。流速仪绝缘柱连接完毕，应使用绝缘布包好，预防水、泥沙进入造成信号短路。信号（首次安装时）要测试信号传输是否正常。

2.2 触摸屏介绍

一是手动操作，可手动、半自动控制铅鱼运行、测深、测速。二是自动测量，可以实现手动、半自动、自动控制铅鱼的运行及测深、测速。三是垂线设置，设置测深及测速的垂线，便于在自动测量时铅鱼运行到达所选择的垂线时，自动停止、自动到测点测速。四是断面设定，用于借用断面。系统根据当前起点距、所设定的断面、水尺的零点高程及水尺读数，自动计算出相应的水深。五是参数设置，设置系统相关参数。如修正系数、测验方法、测点位置、流速仪等相关参数。六是历史记录，记录一次测流时所测的测量数据，共可保存100条记录。第n次测流前，先清除所有记录。七是留言板，操作人员可以在上面写留言以便于交、接班等。

2.3 控制说明

一是手动控制，按“上升”、“下降”、“前进”、“后退”、“停止”按钮，来控制铅鱼的运行。二是半自动控制，设置好水平目标位后，按“水平目标位”，铅鱼自动向前行走，至水平目标位时，铅鱼自动停止。确定好水深以后，输入相对，按“垂直目标位”，铅鱼自动下降，至相对位置时，铅鱼自动停止。三是测深控制，分为测量水深和借用水深。测量水深：将铅鱼提升至水面以上，按“下降”，铅鱼下降，铅鱼入水后，蜂鸣器响一声，河底信号传来后，铅鱼停止下降，系统计算出测量水深。借用水深：铅鱼运行至水平目标位后，按读数前的按钮，系统根据水尺读数、零点高程、起点距及断面信息计算出当前起点距的借用水深。四是测速控制，铅鱼至测点以后，按“测速”，开始测速。在测速状态，测速按钮一直闪动。传来第一个信号以后，开始计时，时间超过历时后，再传来一个流速信号以后，测速结束，蜂鸣器连响3声。五是数据保存，当测深完毕或测速完毕以后，要保存当前测深、测速数据，按 “数据保存”，系统弹出数据保存窗口。保存测深数据按“测深保存”，保存测速数据按“测速保存”。保存以后，按“关闭本窗口”。六是起点距复位控制，当起点距与实际断面的起点距有出入时，将铅鱼运行至铅鱼基准位，按“起点距复位”，系统起点距恢复至铅鱼基准位。七是自动控制，按自动以后，系统按照设定的测深、测速垂线，自动运行铅鱼到垂线位置，先测深再测速，一直进行下去，测流完毕以后，蜂鸣器连响，以示测流结束。八是停止自动控制，要停止系统的自动控制，按“停止自动”。

3.测流注意事项

铅鱼运行过程中，不能测速；在测速过程中，铅鱼不能运行；在测速过程中,入水指示为绿色时，信号数、测速时间复位，应重新开始测速；在河底指示为红色时，铅鱼不能下降；在入水指示为红色时，铅鱼不能水平行走；在铅鱼超出上限位、下限位、远限位、近限位时，铅鱼停止，如要在超出限位运行铅鱼，必须在“参数设定”画面中，使限位无效；岸边必须输入正确，使从水文之星看到的测流数据中起点距按大小顺序显示；在“手动测量”或“自动测量”画面时，如在流速仪编号上按，可以在所存储的5架流速仪间逐架更换；水深、信号可以人工输入；在测流的过程中，不能修改参数设置；在 “手动测量”或“自动测量”画面时，入水指示、流速指示、河底指示均是经系统处理过的，在监控画面上可以看到信号接收器提供的真实信号状态；历史记录及记录数是可以修改的，可以根据实际情况进行修改；留言板上的内容在系统断电以后，是不能保存的。

4.设备维护

控制台在日常保养中应在停电状态下进行，在非汛期或控制台长期不用时，应每30d对控制台上电1次，上电运行至少30min。控制台内部在使用半年后应对接线端子进行检查。在使用中如有异常情况，如变频器保护、触摸屏提示无响应等情况，请根据使用说明采取相应措施，平时要注意绞车筒上的钢丝绳应整齐缠绕。

5.建议

一是进一步熟悉系统功能设置，熟练掌握操作要领，同时，根据测站特点和系统功能，开发相关软件。二是利用有限的河道涨水时机，增加对比观测的次数，详细记录观测数据，继续做好监测对比分析，提出相应分析成果。三是严格遵守安全操作规程，加强系统日常检查和维护，确保系统正常运行。四是加装稳压电源系统，避免因为供电系统故障造成系统的不正常运行。”五是架设专用光缆通道，提高远程控制网速和传输信息质量，保证上下信息畅通。□