3 水文缆道测控系统

稿件来源:科研室 发布时间:2015-02-28 作者:科研室 打印

3.1  水文绞车

3.1.1 X8000重型开口游轮式绞车

水文缆道动力和机械传动装置。动力由两个交流电机组成,一个是负责铅鱼升降的起重电机;另一个是负责铅鱼水平运动的循环电机。这两个电机带动机械减速装置实现力的传递使铅鱼可以停留或运行在水道断面的任何位置。

该绞车适用于年测次70次以上、铅鱼重量350kg以上、要求传动力矩大、过载能力强耐冲击寿命长的水文站。

绞车由电机、减速机、卷绳筒、基座和计数传感器组成。

图1:水文绞车结构形式图

2007_02210016

为了流速仪缆道信号的传输,其中将循环绞车分线器的四个固定螺栓以及法兰盘进行绝缘处理,使分线轮与减速机、绞车基座绝缘。悬索信号线接在分线器的轴承盒上。绞车的其它部位均与建筑物的等电位端子接通。

1)电机

选用变极多速电磁制动双出轴三相异步电动机,且在电动机的后端与风扇间附加一个直流电磁制动器,达到快速制动和准确定位的目的,从而免除单独的制动装置,使绞车结构更为简洁。循环电机设计为4KW,起重电机设计为11KW。手摇装置设置在电机尾端的出轴上。

2)减速机

选用行星摆线针轮减速机,该减速机是一种应用行星传动原理,采用摆线针齿啮合的减速机构。它具有减速比大传动效率高体积小重量轻故障少寿命长运转平稳可靠噪音小拆装方便容易维修结构简单过载能力强耐冲击惯性力矩小等特点。根据缆道设计成果,循环减速机驱动能力设计300kg,起重减速机驱动能力设计为1000kg

3)卷绳筒

绞车卷筒尺寸由与之连接的钢丝绳直径确定。工作索直径为7.7mm,绞车卷筒直径取180mm,长度400mm,多层卷绳的容绳量80m,挡板直径不小于280mm,与之配套的转向滑轮直径为260mm。

4主要技术指标

(1)电机

形式:变极多速电磁制动三相异步电动机

◆ 功率:循环4KW,起重11KW

◆ 转速:1500转/分

◆ 接法:△/YY

电动机外壳防护等级为IP44,电磁制动器为IP21

电动机冷却方法CO141。

电磁制动器:有

安装结构形式:B5

(2)减速机

◆ 形式:行星摆线针轮

输入功率:起重11KW,循环4KW
   传动比:起重17,循环11

(3)其它

◆ 水平最大运行速度120m/Min.

◆ 垂直最大运行速度50m/Min.

海拔高度1000m

环境空气温度-1540

相对湿度90%。

◆ 手摇装置


3.1.2  SWK-400集成绞车

IMG_7054

该绞车由我公司委托生产厂家定制,主要指标如下:

型号

SWK-400(380V)

外形尺寸

800(滚筒轴线方向)×770(出绳方向)×620(高)

整体重量

500kg

安装孔尺寸

730(滚筒轴线方向)×680(出绳方向)

安装孔厚度

90mm

安装孔直径

φ22mm

地脚螺栓尺寸

M20×500(精确定位)M18×500(通用)

地脚螺栓露出基面高度

不小于120mm

起重滚筒中心线至绞车底部高

475mm

手摇装置

手动离合手摇装置

水平运行部分

电机

型号

YEJ2-100L2-4

功率

3KW

电压

380VAC50Hz

电流

11.3A

转速

1410r/min

启动方式

Y

制动力矩

30N.m

制动方式

电磁制动

电机重量

41kg

防护等级

IP54

 

生产厂家

苏州德能电机有限公司

电磁制动器

线圈型号

DZS

整流
模块

模块型号

ZLKS1-99-6

输入电压

220VAC50Hz

输出电压

99VDC

循环

分线轮

直径

φ159

周长

0.5m

结构

双槽,槽为φ8mm半圆形,槽边沿倒圆角

方向

订货时确定左或右、出厂后不可更改

循环

导轮

直径

φ159

周长

0.5m

结构

1槽,槽为φ8mm半圆形,槽边沿倒圆角

加强连杆

循回轮循回导轮之间

钢丝绳规格

5.1mm

水平最大行速

0.86m/s

适用最大跨度

800m

垂直升降部分

电机

型号

YEJ2-112M-4

功率

4KW

电压

380VAC50Hz

电流

15.4A

转速

1440r/min

启动方式

制动力矩

40N.m

制动方式

电磁制动

电机重量

52kg

防护等级

IP54

 

生产厂家

苏州德能电机有限公司

电磁制动器

线圈型号

DZS

整流
模块

模块型号

ZLKS1-170-6

输入电压

380VAC50Hz

输出电压

170VDC

起重卷筒规格

φ159×470周长0.5m,无绳槽,直接打毛

循环轮规格

φ159周长0.5m(用于平衡锤方式)

钢丝绳规格

5.1mm

升降最大速度

0.6m/s

最大起重力

700kg

 

 

 

 

3.2水文缆道变频控制装置

3.2.1 ELD-3B半自动变频控制装置

2007_02210050指令器

1)      结构形式:便携式指令器+独立控制柜+独立操作台

2)      电源电压:350~460VAC

3)      交流变频器功率:台达5.5kW/380V×1

4)      变频器驱动方式:分时驱动起重循环电机

5)      变频工作频率:0~50Hz

6)      变频控制方式:V/F曲线或无感矢量控制

7)      减速止动时间:<1s

8)      水平方向位置限制值:-999.9999.9m

9)      垂直方向位置限制值:-99.999.9m

10)      起点距计数显示:-99.9999.9m,分辨力为0.01m

11)      起点距校正方式:PLC分段垂度自动连续修正

12)      水深计数显示:-9.9999.99m,分辨力为0.01m

13)      运行速度显示:分辨力为0.01m/s

14)      起点距复位值:-999.9999.9m

15)      指令器显示器:3寸背光液晶

16)      功能:水平、垂直控制,速度控制

 

3.2.2 ELD-3A全自动变频控制装置

IMG_0765指令器

1)      结构形式:便携式指令器+独立控制柜+独立操作台

2)      电源电压:350~460VAC

3)      交流变频器功率:5.5kW/380V×2

4)      变频器驱动方式:可同时驱动起重循环电机

5)      变频工作频率:0~50Hz

6)      变频控制方式:V/F曲线或无感矢量控制

7)      减速止动时间:<1s

8)      水平方向位置限制值:-999.9999.9m

9)      垂直方向位置限制值:-99.999.9m

10)      起点距计数显示:-99.9999.9m,分辨力为0.01m

11)      起点距校正方式:PLC分段垂度自动连续修正

12)      水深计数显示:-9.9999.99m,分辨力为0.01m

13)      运行速度显示:分辨力为0.01m/s

14)      起点距复位值:-999.9999.9m

15)      指令器显示器:3寸背光液晶

16)      功能:水平、垂直控制,速度控制

3.3水文缆道辅助装置

3.3.1  自动跟踪探照灯


水文缆道自动跟随探照灯2
额定功率:  1000W

额定电压:  AC220VAC\50-60HZ

   :                超高压球型短弧氙灯1000W

   850M-1100M

灯泡寿命:  1000小时(800小时后光衰开始

    :  6500°K

防护等级:  IP54

散热方式:  强迫风冷

    座: 高强度铝合金外壳,高精度、高强度齿轮传动,断电可自锁

旋转角度:水平0~360°连续旋转,垂直角度-60°~6

整机重量:18KG

主要功能:支持人工定位照射操作或软件自动跟随照射。

3.3.2 ES3-01水文铅鱼定位传感器


计数传感器
主要由光栅编码传感器和滑轮、支撑架组成,可实现对测流铅鱼的出车、回车、上提、下放的位置测量和显示。

其主要技术指标:

1)      结构形式:支架式滑轮

2)      计数抡周长:0.5m

3)      计数抡材质:尼龙

4)      编码器:光栅编码器

5)      电压:24VDC

6)      编码器输出:开路、100信号/圈

3.4  AMS水文缆道测控软件

AMS水文缆道测控软件主要用于对变频控制装置和水文测控仪的控制和流量计算,是水文缆道控制系统的大脑中枢。其分为基本版和全自动版两种,其中基本版只实现对水文测控仪的控制和流量计算,全自动版实现对变频控制装置和水文测控仪的控制和流量计算等功能。

AMS智能水文测验系统1

名称

指术指标

全自动缆道控制系统

半自动缆道控制系统

水文绞车

带抱刹交流电机组成的集成或分体水文绞车

带抱刹交流电机组成的集成或分体水文绞车

水文铅鱼

带触底指示器的铅鱼或采样器

带触底指示器的铅鱼或采样器

结构型式

控制柜、指令器、操作台独立

控制柜、指令器、操作台独立

控制柜

1.2m*0.6m*0.6m豪华防尘电气柜

1.2m*0.6m*0.6m玻璃门普通网络柜

拖动类型

自动或人工操作

人工操作

速度调节

程序自动控制/人工调节

人工调节

保护方式

过电压、过电流、低电压、缺相等 

过电压、过电流、低电压、缺相等

警告方式

蜂鸣器报警、停车

蜂鸣器报警、停车

监视视频

支持1路~2路视频头

定位方式

自动测点定位、手动定位

起点距范围

-999.99~999.99m

入水深范围

-99.99~99.99m

分辨率

0.01m 

修正方式

计数轮周长修正、起点距垂度动态修正

传感器

增量型光电编码器

保护方式

失速停车、限位保护、支持外接行程开关

起点距垂度修正

自动

中文语音提示

全过程自动提示

铅鱼入水归零

自动/手动

自动/手动

铅鱼触底停车

自动

自动

支持设备

各种转子式流速仪及相关测速仪器

各种转子式流速仪及相关测速仪器

测点布设

1-11点

1-11点

软件操作面板

模拟测速功能

测速历时设置

测点流速计算

中文语音提示

全过程自动提示

四随图表

垂线流速分布图、流速横向分布图

垂线流速分布图、流速横向分布图

支持设备

支持超声波测深/铅鱼测深/借用水深方式

软件操作面板

中文语音提示

全过程自动提示

四随图表

实测水深线,实时大断面示意图

实测水深线,实时大断面示意图

测量方式

全自动测流、人工测流

人工操作测流

数据计算

符合相关测验规范规定

符合相关测验规范规定

数据取舍

四舍五入/四舍六入

四舍五入/四舍六入

数据保存

paradox数据库

paradox数据库

数据备份与恢复

输出报表

A4纸打印报表,改进型流量成果表(符合相关规范)

A4纸打印报表,改进型流量成果表(符合相关规范)

输出电子文档

微软Excel电子表格或.RMP报表文档

微软Excel电子表格或.RMP报表文档

水位采集

是否自动采集水情RTU水位

是(需用户提供水情RTU通信协议)

 

3.5  智能水文缆道测控系统应用情况

智能水文测验系统包含悬移质采样、缆道超声波测深和全自动缆道流量测验等三个子系统其中调压积时式悬移质采样“长江流域水沙产输及其与环境变化耦合机理”(973项目)中“流域水沙及环境变化特征信息监测反馈” 课题5的子课题,2002年水文上游局开始研究,2007年1月通过湖北省科技厅鉴定达到国际先进水平,其核心技术达到国际领先水平;缆道超声波测深为上游局科研专项,2002年开始研究,2007年1月通过湖北省科技厅鉴定达到国内领先水平;全自动缆道流量测验为上游局科研专项,2005年开始研究,2007年1月1日正式在北碚水文站投产使用。

智能水文测验系统是一种计算机程序控制下全自动方式完成流量测验、悬移质采样的综合测控系统。在流量测量方案录入系统后,只要用鼠标点击一下开始测量,系统则全自动运行,包括自动采集水位、垂线水深、测点流速等水文要素,测量完成后立即打印流量成果;在悬移质采样方案录入系统后,系统自动采集断面混合水样。该系统包含了水、流、含等水文要素的全自动测验,代表了目前水文测验常规方式的最高水平。

 

 


责任编辑:方德胜