EKL-1水文缆道控制台说明书.doc

EKL-1型水文缆道测流综合控制台使用说明书EKL-1型水文缆道测流综合控制台使用说明书中华人民共和国水利部南京水利水文自动化研究所 联系电话：0252891884 传真：025289188417目 录 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 七设备清单 17注意：在安装调试和操作系统前，应先阅读ELZ2型缆道测距定位仪使用说明书和LJX-2型缆道流速测算仪使用说明书后，再阅读本使用说明书。EKL-1型水文缆道测流综合控制台使用说明书一、 概述EKL-1型水文缆道测流综合控制台（以下简称缆道控制台），如图2所示。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。 图 1 水文缆道测验示意图 图 2 EKL-1水文缆道测验综合控制台 该设备具有技术先进、运行可靠、操作简便、故障率低等特点，是完全符合水利部水文缆道整改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站的新建与改造工程。二、 主要技术指标1. 绞车控制：a. 供电电源：380V10% 50Hz或 220V10% 50Hzb. 驱动电机：0.5kW20kW 普通三相交流电机c. 行车速度：01.0m/s（特殊要求可达2m/s）d. 电机变频频率：050Hz，带显示e. 减速止动时间： 1sf. 限位控制：河底信号停车控制g. 测点定位自动停车控制2. 缆道测距仪a. 起点距测验（带缆道弧度修正）l 光电增量编码传感器l 计数显示：-99.9999.9m 分辨率：0.1ml 修正系数：0.0044.000l 显 示：162大字符LCD液晶显示b. 缆道测深（入水深）l 光电增量编码传感器l 计数显示：-9.99-99.99m 分辨率：0.01ml 修正系数：0.0044.000l 显 示：162大字符LCD液晶显示3. 水文流速测算仪l 适应范围：各种转子式流速仪（不受所有接触丝抖动影响）l 适应信号：1000HZ的音频信号或直流短路信号l 灵 敏 度：音频信号优于5mVl 显 示：162大字符LCD液晶显示l 显示参数：当前流速仪K值、历时T、信号数N、流速Vl 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）三、 缆道控制台工作原理缆道控制台工作原理：如图3所示，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：485 总线起点距入水深控制显示流速测算装置起点距光电传感器入水深光电传感器水面河底信号流速信号手动操作系统交流无级变频控制系统水文绞车机械装置水文缆道装置 图3 控制台工作原理图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。 a. 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。仃车控制交流接触器铅鱼回车控制铅鱼提升控制起重电机交流接触器循回电机铅鱼出车控制铅鱼下降控制河底信号及测点到达信号输出频率给定器手动控制电源电压指示工作电流指示交流变频器 正 反 频率转 转 给定电源保护及启闭控制电路外接电源380V运行频率指示 图4 交流变频调速控制原理图 b. 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。 c. 控制台的出车、回车、下降、提升及仃车控制，用来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。 d. 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。 e. 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0600Hz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50Hz。2. 系统电路工作原理系统电路图见图5 图5 控制台电原理图a. 电源控制 设备的电源采用交流380V三相四线制（2.2kW以下也可采用交流220V）供电。空气开关ZHK和熔断器RD对整个系统起着过流保护作用，这样可避免因系统内局部发生的故障造成工作电流过大而引起的其它损坏。电压表V和电流表A用来指示电源电压和系统工作电流，K2为带自锁的按钮开关，当K2按下接通后，交流接触器J1吸合，导线11、12上通过380V三相交流电，这时整个系统电源接通，同时电源指示灯S1（红色）和停车指示灯S6（红色）亮。b. 出车回车控制和下降提升控制出车控制, 由K3、K4、K5、1CJ、2CJ、4CJ、J2及S2构成。K3、K4、K5为带灯按钮开关，1CJ、2CJ、4CJ为线圈电压220V的中间继电器，J2为线圈电压380V的交流接触器。当K3的常开触点按下接通时，相线10通过K3的常开触点，K4的常闭触点接通至1CJ线圈的一端23，零线PE通过K5常闭触点、4CJ常闭触点4CJ4、1CJ常闭触点1CJ2、2CJ常闭触点2CJ1接通至1CJ线圈的另一端30。此时中间继电器1CJ吸合，同时出车指示灯S2亮。1CJ为出车控制的自保持触点。当1CJ吸合后，一方面1CJ4通过27、28两根导线使变频器的FWD（正转命令）端与DCM（运行命令公共端）接通，变频器处于正转运行。有输出状态，输出频率可由频率给定器给定；另一方面1CJ2、1CJ3将使相线11和交流接触器J2线圈的一端42接通，相线12和J2线圈的另一端43接通，交流接触器J2吸合，从而使变频器输出端13、14、15通过J2的触点接通至电机D1输入端16、17、18（W、V、U），这时电机即可在变频器的控制下带动铅鱼作出车运行。电路中K3的常开触点和K4的常闭触点串联使用，是为了使出车控制和回车控制处于互锁状态，即当变频器工作在出车状态时，如果想使变频器转换为回车状态，则也可停掉出车状态，再启动回车按钮，这样可保证变频器工作状态不会产生混乱。4CJ4是用来对出车和提升进行互锁的，当系统工作在出车状态时铅鱼是不能提升的，这样设计是因为该系统可用一台变频器同时驱动两台电机，出车的运行方向在变频器运行命令上为正转运行，而提升的运行方向在变频器上为反转运行命令，变频器只有一组输出是不可能同时输出正转和反转两种状态的，因此必须对变频器的正转命令和反转命令进行互锁。回车控制、提升控制的工作原理及电路构成均与出车控制相同，在此不再复述。下降控制的电路构成也与出车控制基本相同，只是下降控制在2CJ4和3CJ2、4CJ1之间串接了一组触点5CJ1，该触点是受河底信号和测点信号控制的，当河底信号和测点信号发生时，5CJ1的常闭触点断开，这样就可停止下降运行状态。c. 河底信号及测点信号河底信号由5CJ、6CJ及开关HD、H2构成。当河底信号发生器输出河底信号时（河底信号发生器不在本系统内）开关HD闭合；当测深计数器给出测点信号时，开关H2闭合，当HD闭合或是H2闭合时，5CJ、6CJ将吸合，触点5CJ2、5CJ3及5CJ4将使变频器工作在提升输出状态，而触点6CJ1将使提升速度给定为零，也就是说，当有河底信号或测点信号时，铅鱼将立即停止运行。3.水文缆道测距定位仪工作原理 详见ELZ2型缆道测距定位仪使用说明书。4. 水文流速测算仪工作原理 详见LJX-2型缆道流速测算仪使用说明书。四、 缆道控制台的安装与连线缆道控制台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。由于本控制台是集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。1安装环境项 目条 件场 所室内周围温度10+50相对湿度2095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380V 10kW以上的三相四线制电源。2. 安装配线要求a. 动力线四芯橡皮电缆，截面积：1mm2（铜芯）1.5kWb. 交流电机连接线：三芯橡皮电缆，截面积：1mm2（铜芯）1.5kWc. 流速信号线及河底信号线配线：截面积1mm2铜芯线。d. 光电传感器信号线： : 四芯屏蔽线电缆，截面积1mm2铜芯线。e. 电源保险丝管：每千瓦功率用3A保险丝管。3. 控制台的安装缆道控制台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，操作者面向缆道控制台的外型尺寸如图6所示，安装时，可参照 图6 控制台外型图 图7 控制台底座安装图本图或实物尺寸安装4个地脚螺丝，将其紧固。但因控制台自身较重，也可不装地脚紧固螺丝。为了联线和维修方便，建议控制台离墙4050厘米安置。4. 控制台的联线控制台的联线主要是指外部联线，所有内部联线在出厂时均已接好，仅在维修时，需要检查。控制台的外部联线必须严格按图8、图9、图10所示进行，（特别提请注意，接任何线头时必须切断交流供电电源，避免设备及人身事故） 图8 控制台外部接线图接线顺序最好按如下进行：a. 供电电源的联线控制台安装完后，按图9所示进行，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。b. 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，按图9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。图9 1区接线架接线图c、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。d、起点距入水深传感器的联线 用4芯屏蔽电缆按图10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。e、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。图10 2区接线架接线示意图f、RS485接口信号线的联线 按图10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)5. 控制台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。a. 缆道测距定位仪与控制台的联线主要是指缆道测距定位仪与控制台的2区接线架的联线，出厂时已全部接好，此处给予的接线图供维修参考，联线如图11所示： 图11 缆道测距定位仪接线图b. 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12所示。 图12 流速测算仪接线图 C水下综合信号源的安装与联线：由于本缆道控制台在实施缆道测流时，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2500HZ20HZ),通过起重索和水下极板引线（也称地线）传递到室内控制台中的流速测算仪中，其安装方法如图13、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。仪器的检测与安装 、仪器的检测 拿到仪器应先在室内熟悉并检测LZX-1A型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.（否则应用充电器对电池充电四小时）如果电压正常，可接线检查，在信号源中部有根引出线，其排列顺序及长度分别是：（）电池地：cm（）电路地：cm（）水面信号线：m（）流速信号线：m（）河底信号线：m（）发送线：m综合信号源联线示意图如图13所示。 图13 综合信号源联线示意图 将电池地与电路地连在一起，信号源就算接接通电源了。 将发送线与地线引到接收器上，综合信号接收器的接线图如下： 接收器接上12v电源，将接收器盖子打开，可见到三个发光二极管，中间为水面信号指示，在光电耦合器芯片边上的为流速信号指示，另一个为河底信号指示，将灵敏度旋钮顺时针方向旋为最大，作好以上准备就可以检查了。将信号源的水面信号线和地线同时没入水中或短路，接收器的水面信号指示灯将亮约0.5秒左右，并听见蜂呜器和继电器的声响；同样流速信号线与地线短路，流速信号指示灯将发光；河底信号线与地线短路，河底信号指示灯将发光，并能听见蜂鸣器和继电器的声音。至此仪器算检测正常。 2、综合信号源的安装 a、水下综合信号源的安装 首先将两个筒身旋紧，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，这样就可以将信号源的筒身固定于铅鱼上，接线就参照前面检测时的接法，将电池地，线路地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. 综合信号源安装图 b、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。五、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。 六、缆道控制台的使用方法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）打开控制台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。2. 测量时绞车操作a. 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。b. 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。c. 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