云南省水文水资源局楚雄分局 云南楚雄 675000
摘要：缆道测流系统是信息化技术在水文测验领域的创新应用手段之一，EKL-1水文缆道控制装置在缆道测流中的运行，已适应了复杂多变的测流工作。为减轻测流工作量，提高了测验效率，本文简述该系统的组成、功能及应用，说明了使用该系统的优点，同时也提出了具体应用注意事项和该系统的某些不足，为实际工作应用该系统提供参考。
关键词：EKL-1水文缆道；测控装置；缆道测流；交流变频；应用
0 引言
随着计算机工业控制技术的不断发展和计算机监控技术日趋完善，水文部门自80年代引进可控硅技术后，也逐步引进运用交流变频技术。其中EKL-1水文缆道测控装置系统作为水文流量测验的驱动系统，因其具有良好的操控性和测量精度，在水文测验中广为应用。笔者将EKL-1水文缆道测控装置系统在水文测站的运用经验归纳，供同行参考运用。
1设备应用
长期以来大多数测站测流控制系统安装可控硅测流控制台，但根据多年的实际操作过程中发现，在进行缆道测流过程中极易出现故障，维护也极不方便，加之流量测验工作繁重，因此在中小河流改造的水文站中安装了EKL-1水文缆道测控装置系统。
2系统组成
EKL-1型水文缆道测控装置，主要由水文绞车交流变频无级调速控制、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，出车、回车位置测量、显示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停车功能和河底信号停车功能。
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图1
3 系统功能
3.1 主要技术指标
3.1.1 绞车控制
供电电源：380V±10% 50Hz或220V±10% 50Hz
驱动电机：0.5kW～20kW 普通三相交流电机
行车速度：0～1.0m/s（特殊要求可达2m/s）
电机变频频率：0～50Hz，带显示
减速止动时间：< 1s
限位控制：河底信号停车控制、测点定位自动停车控制
3.1.2缆道测距仪
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：0.004～4.000，显 示：16×2大字符LCD液晶显示。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：0.004～4.000显 示：16×2大字符LCD液晶显示。
3.1.3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：1000HZ的音频信号或直流短路信号，灵敏度：音频信号优于5mV，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（所设参数不受掉电影响）。
3.2 系统使用
3.2.1 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）打开缆道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，并同时启动流速测算仪和缆道测距仪处于正常工作状态。
3.2.2 绞车操作
3.2.2.1 上升操作
先按下“上升”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。
3.2.2.2 出车操作
在停车状态时，按动“出车” 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。
3.2.2.3 下降操作
按下“下降”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。
3.2.2.4 回车操作
在停车状态时，按动“回车” 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。
3.2.2.5 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。
3.2.2.6 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。
3.2.2.7 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“水文缆道测距仪使用说明书）。
4 系统试运行及应用情况
目前国内已有水文局及一些外单位使用，实践证明，以交流变频调速技术来实现水文测量铅鱼的拖动，是一种性能价格比较高的方案，系统采用直流电机作为拖动装置，具有启动容易、调速方便、力距大、机械特性硬等优点，得到测站的广泛使用。由于晶闸管直流调速设备部件多为分离元件，故障率较高，维护不易，还存在三相整流不易调整平衡，电机运行抖动的特点，将其中的晶闸管触发电路改成集成触发模块后，调速平衡，故障率大大减少。目前在缆道和测船站，水文测量工作都需要在铅鱼安装测量传感器件来完成，铅鱼的电气拖动及控制是进行水文测量的基础。自安装调试完毕，投入试运行以来，人工操作面板反应灵敏、起点距和入水深计数轮组成的位置传感器读数稳定，采集模块各项功能工作情况正常。
5 系统应用发展和展望
在计算机技术普遍应用于水文测量的今天，随着电力电子技术的迅速发展和成熟，交流调速技术及其应用发展很快，鉴于交流电机比直流电机结构简单、成本低廉、工作可靠、维护方便、转动惯量小、效率高，国内一些行业已开始将传统的直流传动装置改成交流调速传动。新一代具有矢量控制技术（磁场定向控制技术）的交流变频器已经可以分解交流电机的定子电流，用于分别控制磁通和转距，获得与直流电机相仿的高动态性能；而且由于变频器应用大量最新电子技术，使它对外界电网的干扰较小，控制可靠，扩展功能方便。在这种情况下，就考虑以高性能交流变频器为核心，设计出具有良好调速性能，操作方便，能接受计算机控制的交流电机变频调速系统，以取代晶闸管直流调速设备和其它拖动方式作为测站铅鱼的动力拖动装置。
6 结语
水文站缆道测流控制使用进口交流变频调速控制系统作为系统核心，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停车信号，可同时控制两台电机的运行，不仅提高了设备控制的可靠性及稳定性，而且对设备的维护也十分的方便，大大的提高了工作效率，明显提高了水文站的综合自动化水平。
参考文献：
[1]电气可编程序控制器原理及应用［M］.2007：110-189.