水文缆道自动PLC测控台说明书.docx

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水文缆道自动PLC测控台说明书

水文缆道自动（PLC）测控台

使用说明书

淮阴诚信机械厂

一．概述2

二．主要技术指标4

三．缆道控制台工作原理5

四．

缆道控制台的安装与连线8

五．缆道控制台的使用方法15

六．设备维护16

注意：

在安装调试和操作系统前，应先阅读缆道测距定位仪使用说明书和缆道流速测算仪使用说明书后，再阅读本使用说明书。

水文缆道自动（PLC）测控台

使用说明书

1.概述

本水文缆道自动测控台（以下简称缆道测控台），如封面图所示。

主要由水文绞车交流变频无级调速控制、PLC可编程控制系统、智能缆道测距和无线测流等部分组成,可实现对测流铅鱼的出车、回车、下降、提升的无级变速控制和自动减速停车控制，出车、回车和下降、提升的位置测量、显示，以及在全断面范围内的流速测量和计算等功能，本控制台设有测点自动减速停车、水面信号复位和河底信号返弹停车功能。

图1水文缆道测验示意图

该设备具有技术先进、运行可靠稳定、操作简便等特点，是完全符合水利部水文缆道建设规划的新型水文缆道综合测量设备之一，能广泛适用于我国水文缆道、测船站的现代化测流建设。

2.主要技术指标

2.1绞车控制：

2.1.1供电电源：

380V±10%50Hz

2.1.2驱动电机：

0.5kW～15kW普通三相交流电机

2.1.3行车速度：

0～1.0m/s（特殊要求可达2m/s）

2.1.4电机变频频率：

0～50Hz，带显示

2.1.5减速止动时间：

<1s

2.1.6限位控制：

河底、测点停车控制

2.1.7测点定位自动减速停车控制,准确可靠.

2.2缆道测距仪

2.2.1起点距测验（带缆道弧度修正）

光电增量编码传感器

计数显示：

-99.9～999.9m分辨率：

0.1m

修正系数：

0.004～1.000

自动停车准确度：

≤±0.1m

2.2.2缆道测深（入水深）

光电增量编码传感器

计数显示：

-9.99--99.99m分辨率：

0.01m

修正系数：

0.004～1.000

自动停车准确度：

≤±0.02m

显示：

16×2大字符LCD液晶显示

通信接口:

RS485

2.3水文流速测算仪

适应范围：

各种转子式流速仪（不受所有接触丝抖动影响）

适应信号：

3000HZ的音频信号或直流短路信号

灵敏度：

音频信号优于2mV

显示：

16×2大字符LCD液晶显示

显示参数：

当前流速仪K值、历时T、信号数N、流速V

设置参数：

仪器型号、K、C值、历时和手动、自动测算等标志.

通信接口:

RS485

3.缆道测控装置工作原理

缆道测控装置缆道测控装置工作原理。

缆道测控装置工作原理如图3,主要由交流无级变频控制系统、手动操作系统、起点距入水深控制系统、光电传感器和水文流速测算仪等部分组成，配合水文缆道站的水文绞车装置、测流铅鱼装置和水面、河底信号装置，共同构成水文缆道半自动测量系统，各部分工作原理分述如下：

图3缆道测控装置工作原理图

3.1交流变频调速控制系统工作原理

交流变频调速控制系统工作原理如图4所示，主要功能有：

系统总电源控制铅鱼（或吊箱）实行出车、回车、下降、提升等方向的无级调速控制,能执行河底信号及各测点的仃车信号,可同时控制两台电机的运行等。

3.1.1交流变频器是整个系统的核心，对循回电机和起重电机的各种动作控制，由交流变频器的输出来完成。

图4交流变频调速控制原理图

3.1.2电源保护及启、闭控制电路主要是对整个系统的安全运行提供一个可靠的电源保障，它不仅为人身安全提供保障，而且对设备的短路故障提供了断电保护。

3.1.3控制台的出车、回车、下降、提升及仃车控制，是利用PLC可编程控制器提供变频器的运行命令。

出车和下降控制为变频器提供正转运行命令，仃车控制则可以随时终止各个方向的运行命令并使电机立即停止运转。

3.1.4河底信号及测点到达信号是用来停止铅鱼下降运行的。

当铅鱼到达河底时，由装在铅鱼上的信号发生器给出河底信号，该信号反馈至变频器，变频器接收到该信号即立刻停止铅鱼运行；测点到达信号是指当铅鱼运行到测流垂线上的测点时由测深计数器给出的信号，该信号同样反馈给变频器，可使铅鱼迅速停止在该测点上。

3.1.5频率给定器是用来控制变频器输出至电机的运行频率的，它可给出从速度0到变频器设定的最高运行频率（可在0~600Hz范围内在变频器上进行人工设定）。

本变频器最高运行频率设定为0-50Hz。

4.缆道测距仪工作原理

详见缆道测距仪使用说明书。

5.水文流速测算仪工作原理

详见水文流速测算仪使用说明书。

6.缆道控制台的安装与连线

缆道测控装置仅是水文缆道测流装置的一部分，必须与水文测站的水文缆道设施连为一体方可运行。

由于本装置是集380V强电控制与电子仪器弱电电源混为一体，安装接线一定要有专业工程师在熟悉水文缆道特性的基础上，详细阅读本说明书后进行，非专业电器人员不得进行接线，避免设备及人身事故。

6.1安装环境

项目

条件

场所

室内

周围温度

－10~+50℃

相对湿度

20~95％

环境

无腐蚀性气体、可燃性气体、油雾、蒸汽、滴水。

固定

底脚螺丝应与地面可靠固定。

电源

380V10-20kW以上的三相四线制电源。

6.2安装配线要求

6.2.1动力线四芯橡皮电缆，截面积：

1mm2（铜芯）／1.5kW

6.2.2交流电机连接线：

三芯橡皮电缆，截面积：

1mm2（铜芯）／1.5kW

6.2.3流速信号线及河底信号线配线：

截面积＞1mm2铜芯线。

6.2.4光电传感器信号线：

:

四芯屏蔽线电缆，截面积＞1mm2铜芯线。

6.2.5电源保险丝管：

每千瓦功率用3A保险丝管。

6.3测控装置的安装

缆道测控装置集操作系统与控制系统于一体。

安装位置的选择除符合上述安装环境外，还应考虑水文缆道测验的可视操作位置。

6．4.测控装置的联线

测控装置的联线主要是指外部联线（如图7所示），所有内部联线在出厂时均已接好，仅在维修时，需要检查。

图7测控装置的外部联线图

接线顺序最好按如下进行：

6．4.1供电电源的联线

测控装置安装完后，先将外部三相四线制电源线接到交流380V输入端，试作接通电源，合上控制台面板右下方的空气开关，电压表应有相应电压指示，按动控制台面板中右下角的电源按钮，按钮灯亮，测距仪、测算仪均应上电，有数据显示，表示上电正常，然后可按上电的反向顺序关闭电源，切断供电，准备进行其它线联接。

6．4.2循回电机、起重电机的联接

将水文绞车房的水文绞车循回电机和起重电机的三芯电缆线引到控制台处，正确联接，检查无误后，点动出车、回车和下降、上升按钮，检查电机转动方向是否正确。

若转动方向与要求方向相反时，可任意调换U、V、W三相线的任意两相，电机转动方向就会反相。

接线正确后切断电源，准备其它联线。

6．4.3起点距入水深传感器的安装

起点距和入水深测量的感应传感器为增量光电传感器，分别安装在绞车的循回轮和起重轮主轴端。

安装要求,光电传感器的中轴与两轮的主轴同步运转为妥。

由于各种型号绞车不同，安装位置和方式均有不同，但与主轴同步旋转的要求是一致的。

6．4.4起点距入水深传感器的联线

用4芯屏蔽电缆按要求接好传感器端的七芯插头，小心将电缆引至控制台，按图10要求联接即可（线的颜色仅供参考），并将电缆屏蔽线接地。

试车时若发现起点距或入水深计数方向与实际方向相反，可调换起点距中A、B线端或入水深的A、B线端，即可得到计数方向与实际方向一致。

6．4.5流速信号的联线

在控制台端，将缆道起重索引进的信号线和水下极板引线分别接在一信号开关闸的中线上，开关闸的一端并联接地，不测流时，将缆道和水下极板线接地，避免雷击损伤仪器。

开关闸的另一端分别接在控制台的流速信号端，原则上无正负之分，试测时，可试换方向，按流速信号较好时的位置固定。

6．4.6RS485接口信号线的联线

按图11要求接好RS485接口信号线，特别注意A.B的联线.调试时,如通讯不通,可试换方向.（线的颜色仅供参考）

6．5.测控装置的内部联线

控制台的内部联线主要指测距仪、测算仪与控制台的输出端联线，为维修时参考使用。

缆道测距定位仪与测控装置的联线

主要是指缆道测距定位仪与测控装置的2区接线架的联线，出厂时已全部接好，此处给予的接线图供维修参考，联线如图12所示：

图12缆道测距定位仪接线图

流速测算仪与控制台的联线

主要是指流速测算仪与控制台的2区接线架的联线，出厂时已全部接好，此处给出的接线图仅供维修时参考使用，联线如图13所示。

图13流速测算仪接线图

6．5.1缆道综合信号源的安装与联线：

由于本缆道测控装置在实施缆道测流时，采用我国独特水文缆道无线测流方式。

用水下铅鱼上的机械转子流速仪中的转数开关信号来控制水下综合信号源产生和转数开关信号相同的交流音频信号3000HZ,通过起重索和水下极板引线（也称地线）传递到室内测控装置中的流速测算仪中，其安装方法如图14所示.安装时，一定要将水下综合信号源紧固在缆道绝缘子以下，使信号源外壳与铅鱼外壳直接联接，作为水下极板的地线回路。

7.仪器的检测与安装

7.1仪器的检测

拿到仪器应先在室内熟悉并检测水下交流综合信号源先将短筒体旋开，检测电池电压应大于等于7.２Ｖ（否则应用充电器对电池充电四小时）

7.2缆道综合信号源的安装

首先将筒身旋紧，以防进水，将筒身放于尾翼上适当位置，在水平尾翼上打四个直径为4.5mm的孔，用来固定抱筘并固定筒身，在垂直尾翼上与流速仪水平的位置上打两个孔，用来固定水面信号板，检测时的接法，将地线和水面信号地接在一起并固定于抱筘螺丝上。

再分别将水面信号线接至水面信号板；将流速信号线接至流速仪；河底信号线接到河底托板信号源上；发送线接到铅鱼绝缘子以上的钢丝绳上。

注意：

要将钢丝绳上的铁锈刮尽，几根走线要尽量贴近铅鱼鱼身或钢丝绳，以免引出线挂住水草。

图14.缆道综合信号源安装图

7.3接收器的安装

首先从起重钢丝绳滑轮上引一根导线作为信号接收线，以电源地线作为信号地线，构成输入回路，按前面接线指示接好电源、输入、输出各线（注意由于流速仪信号输出为光耦输出，所以有正、负极性分别），连接好后，就可以试信号了。

如果信号差，可在水面放置一金属极板作为信号地线。

7．4.使用及注意事项

仪器安装好后，即可检测水面信号、流速信号、河底信号是否都能及时收回。

如果发现信号较弱或输出信号的音响不清脆，可检测信号源电池电压是否正常、钢丝绳处接线是否良好、灵敏度电位器是否旋到最大等。

注意：

每次测量完后，要将信号的电池地线与线路地线两线分开，即可将电源断开，以防电池作无为消耗。

需要测量时再接上。

8.缆道测控装置的使用方法

8.1开机操作

在联线正确无误后，将调速旋扭旋至左边最低端（即零频端）打开测控装置面板上右下方的电源空气开关，电压表电压指示正确后（无电流）按动面板左下角电源按钮，使“电源”和“停车”指示灯亮，并同时流速测算仪和缆道测距仪处于正常工作状态。

人工操作

8.2.1上升操作

先按下“提”按钮，按钮灯亮，电机不转，将调速旋钮按顺时针方向转动，启动铅鱼上升，到预定位置时，将调速旋钮迅速反时针旋转至零频处，使铅鱼停止上升或自动停在第一第二停车点上（注意行程安全）。

8.2.2出车操作

在停车状态时，按动“去”按钮，按钮灯亮，电机不转，缓慢调整调速旋钮顺时针方向转动，至预定速度止，铅鱼开始出车运行。

到达预定位置时，快速反时针转动调速旋钮至终端，铅鱼立即停车。

8.2.3下降操作：

按下“下”按钮，按钮灯亮，电机不转，缓慢将调速旋钮按顺时针方向转动，绞车缓慢启动，铅鱼向下运行，最后将旋钮转到要求速度位置，观看铅鱼到达水面时，迅速操作测深计数器的复零按钮，使计数显示复零后再计数，在达到预定测点深位置时，迅速将调速旋钮按反时针方向转到零频处，使其立即停车，等待测速。

8.2.4回车操作

在停车状态时，按动“来”按钮，按钮灯亮，电机不转，缓慢调整调速旋钮顺时针方向转动，到预定速度止，铅鱼开始回车运行。

到达预定位置时，快速反时针转动调速旋钮至零频处，铅鱼立即停止回车运行。

8.2.5停机操作

测量完后，待铅鱼停到预定位置，先按面板左下角电源按钮，关闭控制台电源，最后关闭右下边空气开关，待电压表上电压指示为0后，操作人员方可离去。

8.2.6河底信号停车方式

当铅鱼向河底下降过程中触及河底时，河底信号发生器将产生一个开关闭合信号，控制系统接收到信号后，将自动使铅鱼立即停止下降并迅速将铅鱼提升（下降及提升速度均为调速旋钮给定速度）至河底信号断开瞬间时止。

8.2.7测点信号停车方式

在铅鱼的运行过程中，当控制系统接收到来自水文缆道测距仪给出的垂线到达信号或测点到达信号时都会立即自动停车（垂线信号及测点信号的产生详见“缆道测距仪使用说明书）。

9.设备维护

9.1设备在汛期结束后如果长期不使用时，仍需每月至少通电一次。

通电后按动按钮，并检查铅鱼运动方向是否正确。

9.2设备停止使用后仍应随时保持设备的清洁。

9.3应避免阳光直射到所有液晶显示屏。