便携式水文缆道控制台的制作方法

本实用新型属于水文水利技术领域，涉及一种便携式水文缆道控制台。

背景技术：

水文缆道是能把水文测验仪器送到测验断面任一指定位置的索道，是水文设备的一种，是水文站进行测流取沙的一项重大技术装备，在我国南北方河流上均广泛使用。水文缆道的结构形式，以悬吊部件方式的不同可分为悬索式缆道、吊箱式缆道、吊船式缆道和多跨式缆道，水文缆道按操作方式又可分为手动、半自动和全自动缆道。缆道测流是我国独创的一种测流方式，适用于测流断面容易变化的天然河床的断面面积和平均流速的测量，最终生成断面流量报表和断面流速分布曲线图，是目前其它测流方法不可取代的。

水文缆道测流本身，是一个复杂空间系的动态变化过程，如缆道弹跳、机械运动惯性，流速的变化等因素都影响流量测验的精度，而且是一个随机变量。因此需要采用全自动控制测流系统，根据不同的需要进行调节，以提高水文测流的精度，是本领域的技术难题。传统的水文缆道控制台采用一体化设计，控制部分使用大量继电器、交流接触器等部件，不仅测量器件繁多，功能分散；而且整体外观笨重，操作复杂且自动化程度较低，无法满足现代测流需求。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型公开了一种新型便携式水文缆道控制台，采用分体式设计，此外对控制箱内部进行了重新设计。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

便携式水文缆道控制台，包括控制箱和上位机，所述控制箱包括PLC，以及分别与PLC连接的变频器、测流信号接收盒、测深信号接收盒，PLC与上位机连接，变频器用于与电机连接控制电机的运转，测流信号接收盒包括调制解调电路，用于将交流信号转化成PLC可识别的直流开关量信号；测深信号接收盒包括电源检测芯片、无线信号传输芯片、单片机，无线信号传输芯片用于接收超声波测深仪所采集的水深数据，电源检测芯片用于实时检测自身电源电压，单片机用于控制盒内芯片并将数据传输至PLC。

进一步的，所述测流信号盒与水面传感器、河底传感器、流速传感器连接。

进一步的，所述PLC还与水位计连接。

进一步的，还包括办公桌，所述控制箱设置在办公桌下，所述上位机和输出设备设置在办公桌上。

进一步的，所述上位机包括触摸屏和操作终端。

进一步的，所述操作终端为电脑。

进一步的，还包括与计算机连接的输出设备。

进一步的，所述输出设备为打印机。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

本实用新型将主控制器设计在控制箱中，并将可视化的操作部件独立开来，简化了系统的硬件结构，使机箱体积、重量显著减小；同时为水深、水位和水流速设计了不同的采集通道和处理方式，能够全面完善地采集水文信号，且信号之间不易相互干扰，保证精确度。

附图说明

图1为本实用新型提供的便携式水文缆道控制台整体结构示意图。

图2为本实用新型中电子元件连接示意图。

图3为测深信号接收盒内电子元件连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

便携式水文缆道控制台，包括控制箱1、上位机、打印机2、办公桌3。控制箱1置于办公桌3下，上位机设置在办公桌上，上位机包括触摸屏4和电脑5，触摸屏4固定在办公桌3中部，与控制箱1具有电连接，触摸屏4为工业组态触摸屏，通过wincc工业组态技术，提高了人机交互的能力，用户可以通过触摸屏实现对整个测流系统的参数设置、在线监控等功能，通过彩色触摸屏取代了传统缆道控制台大量按钮控制、黑白按键屏等部件。电脑5与控制箱1具有电连接，电脑可以采用平板、台式机、笔记本等各种可操作终端。打印机2与计算机连接，用于打印数据和报告。控制箱具有箱体，箱体内设有PLC，以及分别与PLC连接的变频器、测流信号接收盒、测深信号接收盒。

PLC是缆道控制台的主控制器，能够实现测流控制、各种传感器数据采集和上位机数据指令交互等功能。工作人员利用上位机的人机界面完成对PLC的指令下达和数据查询、编辑功能。变频器是系统的动力驱动器件，PLC通过变频器来控制电机的运转。变频器可以完成电机的启动、停止和调速等功能，并可以对动力电源系统的电压、电流等参数进行实时监控，实现过流、过载、过热、缺相和急停等多种保护功能。PLC还通过光栅编码器与电机连接，光栅编码器是系统的测距器件，用于测量电机的旋转圈数向PLC输出脉冲，PLC通过光栅编码器旋转所输出的脉冲数来计算电机的旋转圈数，从而测得铅鱼的移动距离。需要说明的是，通过光栅编码器来实现铅鱼移动距离的计算属于简单程序，且在业内早已实现。

测流信号接收盒是控制台测流数据接收器件，通过信号线与水面传感器、河底传感器、流速传感器连接，能够接收这些传感器发送的水面、流速、河底等交流载波信号，并通过信号盒内设置的调制解调电路将这些微弱的交流信号转化成PLC可识别的直流开关量信号，是水下传感器数据采集的重要节点。

测深信号接收盒用来接收安装在铅鱼上的超声波测深仪所采集的水深数据，并将水深数据发送给PLC，PLC亦可通过该器件发送测量水深指令。测深信号盒内设置有电源检测芯片、无线信号传输芯片、msp430单片机，无线信号传输芯片用于与超声波测深仪进行信息交互，获取超声波测深仪采集的数据并传输至单片机中，电源检测芯片用于实时检测自身电源电压，避免电源电压不稳定造成的测深数据收发不稳定，msp430单片机用于控制盒内芯片并将数据传输至PLC。

PLC还与水位计连接，用于接收水位计测得的水位高度数据。

本控制台工作时，通过触摸屏、计算机下达控制指令，进行测流测深操作和数据采集，采集到的数据分别通过测流信号盒和测深信号盒处理后传输至PLC中。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。