WDC31型闸门开度、水位高度仪使用及注意事项(3版).doc

WDC31型闸门开度、水位高度仪使用及注意事项

一、产品介绍。
江苏省引江水利水电设计研究院研制的WDC31型闸门开度、水位高度仪由旋转计数部件和电子线路处理板组成，配以不同闸门启闭设备的传动部件，可以测量闸门的开度；配以浮子、平衡锤和水位轮，可测水位高度。通过液晶显示屏，可以实时显示数据，并将数据通过RS-485囗串行输出，以满足信息传输、处理、记录和显示的需要。本传感器外壳由铸铝精加工制作，密封性好，便于安装维护，内部采用进口元器件，具有变率快、微力矩、低功耗、测量现场直接显示、工作可靠、易于和监测终端设备及计算机连接等优点，能够长期用于闸位和水位测量，并能保证性能的稳定可靠，可广泛用于闸门开启度的测量以及江河、湖泊、水库、河口、渠道、船闸、地下水和各种水工建筑物处的水位测量。
产品具备以下特点：
※ 数据测量无漂移，不受环境干扰影响
※ 外壳由铸铝精加工制作，密封性好
※ 量程大，量程范围0～99.99米
※ LCD现场显示实时闸位/水位，且功耗极低
※ RS—485口串行数据输出
※ 多种通讯协议，常用协议为国际上较为通用的MODBUS协议
※ 传感器可在任何位置置零，不需退到零位
※ 非接触磁传感器计数编码，无机械磨损
※ 比例系数可调,方便闸位转换
※ 无齿轮变换，转动力矩极小，经久耐用，灵敏度高，稳定性好
※ 水位轮V型构造，确保悬索不打滑
※ 浮子传感器，简单直观，可靠性高
二、工作原理。
本传感器主要包括旋转计数部件和电子线路处理板两部分。作为闸位计测量闸门开高时，在闸位计与闸门启闭设备之间配套合适的传动部件（如齿轮、链轮等）；作为水位计测量水位时，在水位计配套合适的浮子、平衡锤和防滑轮等部件。旋转计数部件由磁钢旋转盘和主板上干簧管组成。电子线路处理板由主板和LCD显示屏、锂电池等主要部件组成。
闸位计或水位计的外部连接轮与磁钢旋转盘同轴联接，在外部连接轮旋转的同时，同轴的磁钢旋转盘同步转动。安装在主板上的干簧管感应磁钢旋转盘转动圈数，并通过电子线路处理板计数处理转换成相应的数字量，实时显示在LCD显示屏上，并通过RS-485串行输出，供监测终端设备及计算机使用。
作为闸位计时，为闸门启闭设备定制的配套传动部件带动闸位计轴转动。
作为水位计时，传感器以浮子感测水位，在水位测站水位计井台的测井中安装一个浮子，作为水位感测元件。工作状态下，浮子、平衡锤与钢丝绳连接牢固，钢丝绳悬挂在水位轮的“V”形槽中。平衡锤起拉紧钢丝绳和平衡作用，浮子工作于正常吃水线上。在水位不变的情况下，浮子与平衡锤两边的力是平衡的。当水位变化时，浮子灵敏地响应水位变化并作相应的涨落运动，同时把水位涨落的直线运动借助钢丝绳传递给水位轮，使水位轮带动水位计轴转动。
三、主要技术参数。
1．基本参数
测量范围：0～100m
分辨力：1cm
最大变率：60cm/sec
显示器：四位LCD数字（00.00～99.99）。当外接电源供电时，显示器的左上角有“LB”指示，当串行与外接设备通讯成功时，显示器最高位数字前有“-”指示。
可靠性：无误码工作不低于2×106测次（变化1cm为一测次）
体积：长×宽×高21cm×11.2cm×11.8cm
2．电源参数
工作电压：DC 9～12V
工作电流：7～9mA
内置电源：3.6V 1200mAh锂电池一节，可供LCD显示8年以上
LCD工作电流：≤8μA
3．机械参数
水位轮工作周长：24cm
浮子直径：8cm
平衡锤直径：3cm
悬索规格：Φ1mm多股（49股）不锈钢钢丝绳
4．通信接囗及参数
RS-485接口：最多可并接128只RS-485囗设备。在RS-485囗的数据线上加有TVS管作避雷保护。
RS-485数据传输距离：≤1200m
通讯协议：MODBUS协议或其它
5．使用环境
温度：－10℃～＋50℃
湿度：＜95％(温度为40℃时)
6．数据显示器（选配）
显示位数：3位、4位可选
四、传感器的安装和校准。
1．作为闸位计时：
首先在闸门启闭设备现场确定闸位计安装位置，并根据现场参数订制配套传动部件。配套传动部件加工完成后，将其安装到预定位置。加工闸位计支架，使闸位计传感器轴上的齿轮和配套传动部件啮合良好，然后将闸位计固定到支架上。
校准闸位时，将闸门关到最低位，按动电子线路处理板上的复位开关，使电子线路处理板LCD显示屏上的显示数值清零，即完成闸位计的安装校准。
2．作为水位计时：
◆ 简易测井的制作与安装
简易测井所用管材根据现场情况可选用钢管或PVC管。根据水位量程，确定测井深度，制作钢管简易测井时，要求钢管内壁全长应光滑，焊接钢管时焊缝绝对不能有焊瘤，并且钢管焊好后保证垂直。单口测井选用Ф150mm的钢管；双口测井选用Ф50mm和Ф100mm的钢管，且需将两根钢管平行紧靠焊接在一起。安装时要注意两钢管的中心连线应与岸基线平行。测井底部需堵上，然后在测井的最低水位下方，逆水流的方向钻多个Ф6-8mm的进水孔，但进水孔总面积应不小于测井截面积的1%，不超过测井截面积的5%。在水工建筑物处，用作测井的钢管可倚墙而立，用抱箍固定在墙上。测井设置在岸边时，应有进水管与江河联通。注意在安装测井时应尽量确保测井的垂直度。
为防止悬挂浮子和平衡锤的钢丝绳互相干扰，建议选用双测井。
◆水位计的安装和校准
（1）在水位测井口的上方加工支架用于固定水位计配套底板，应确保水位计底板呈水平状态。
（2）水位计配套底板有两种，分别对应单口测井和双口测井。
单口测井：调整水位计配套底板位置，确保水位计配套底板上的浮子、平衡锤安装孔中心与水位测井孔中心相距16mm，且两中心点连线与水位计配套底板的长边平行。注意水位测井孔中心应在水位计配套底板上接线孔和浮子、重锤安装孔之间。
双口测井：调整水位计配套底板位置，确保水位计配套底板上的浮子安装孔中心和平衡锤安装孔中心分别与Ф100mm的水位测井孔中心和Ф50mm的水位测井孔中心重合。
水位计配套底板位置调整到位后，将支架和水位计配套底板焊接在一起。
（3）将钢丝绳依次穿入悬吊螺丝孔和平衡锤孔，再将绳端反方向穿入悬吊螺丝孔，最后用扳手拧紧螺帽，固定好平衡锤。
（4）将平衡锤慢慢放到水位测井底，钢丝绳留长0.5～1m，剪断。然后按上述方法固定好浮子，再将浮子慢慢地放入水位测井，直至浮子浮在水面上。最后将钢丝绳挂到水位轮槽中，用螺丝将水位计固定在水位计配套底板上。
（5）校准水位时，用双手轻轻地将钢丝绳提起，使之稍微离开水位轮，用右手食指拨转水位轮，直至编码器LCD显示屏上的显示数值与水尺水位相同，再轻轻放回钢丝绳，即完成水位计的安装校准。
五、传感器的连接。
传感器通过19芯航空插头与外电路连接，具体接线说明见下表。
引
脚
接
线
表
1-2-3
接RS-485 A
4-5-6-7
接RS-485 B
8-9-10-11-12
空
13-14-15-16
输入12V直流电源 ＋
17-18-19
输入12V直流电源 －
六、参数设定。
1．当该传感器首次与外接设备连接运行时，需要设定本传感器的地址编码、通讯波特率等参数。
主板上有两组拨码开关：4位组和8位组。开关上的数字位以“1”为最低位，顺序排列，均为二进制编码，开关拨向“on”的方向为“1”，反之为“0”(off)。
4位组开关的“1”、“2”位是波特率设定，可选1200、2400、4800、9600四种。4位组开关的“3”位是通讯格式中的停止位设定，开关拨向“on”的方向为2位停止位，反之为1位停止位。4位组开关的“4”位是传感器计数的加减方向切换（传感器安装后，若计数方向反掉时，应将此开关拨向反方向）。
4位组开关定义见下表：
1
2
3
4
定义
off
off
x
x
波特率1200
on
off
x
x
波特率2400
off
on
x
x
波特率4800
on
on
x
x
波特率9600
x
x
on
x
2位停止位
x
x
off
x
1位停止位
x
x
x
on/off
计数加或减方向切换
8位组开关是本传感器的地址编码设定，编址范围为00～FF(255)，按二进制编码。
8位组开关定义见下表：
1
2
3
4
5
6
7
8
地址
off
off
off
off
off
off
off
off
00
on
off
off
off
off
off
off
off
01
off
on
off
off
off
off
off
off
02
on
on
off
off
off
off
off
off
03
off
off
on
off
off
off
off
off
04
∼
∼
on
on
on
on
on
on
on
on
FF(255)
以上开关设定需要先断掉主板电源，设定好后再投电，方可生效。
2．传感器内有单片机，可进行高度换算等功能，并可编多种通讯协议，常用协议为国际上较为通用的MODBUS协议。
传感器为从机，主机按一定的时间间隔定时查询，具体通讯格式如下：
（1）主机发送8个字节： x x（地址）、03、00、00、00、01、x x x x （CRC校验码）。其中地址为相应传感器地址（地址设置范围为0～FF，在传感器主板的打码开关上设置），CRC校验码为两个字节二进制数，低字节在前，高字节在后。
（2）传感器响应后回送7个字节：x x（地址）、03、02、x x x x（传感器数据）、x x x x （CRC校验码）。其中地址为本传感器的地址，应与主机发送的地址相同，传感器数据为两字节二进制数，高字节在前，低字节在后，数据范围从0～9999厘米。在有负水位的测站，可将大于某一数（如8000）的数值定为负水位。水位计送出的是原数，负数需由主机的应用程序进行处理。
七、故障与检修。
由于传感器在运输途中可能遇到强烈的撞击、震动，或由于安装、使用不当，可能导致传感器无法正常工作。现将部分故障与检修方法列于下表。
故障现象
检修方法
传感器LCD显示数值正常，但与监测终端设备及计算机无法通讯
1．检查传感器参数设定是否正确。
2．检查接线是否正确。
3．检查监测终端设备及计算机是否正常工作。
4．检查通信电缆长度是否超出RS-485最大传输距离。
5．检查通信电缆是否断路或短路。
6．可通过串囗调试程序调试传感器是否工作正常。
7．非上述问题，则应将传感器主板送回我院修理。
传感器LCD显示数值和实际数值有误差
1．检查传感器是否正确校准。
2．检查闸位计、水位计轴上的齿轮或水位计轮是否固定良好。（齿轮或水位计轮应能直接带动传感器轴同步旋转）
3．检查磁钢旋转盘的压轴螺丝是否松动。（传感器旋转轴应能直接带动磁钢旋转盘同步旋转）
4．若为闸位计，检查配套传动部件是否固定良好，旋转轴上的齿轮和配套传动部件啮合是否良好。
5．若为水位计，检查钢丝绳是否处于正常工作状态。
6．非上述问题，则应将传感器送回我院修理。

其他问题
1．LCD屏上无显示时，检查锂电池3伏电压是否正常。
2．传感器工作不正常时，检查LCD屏上有无“LB”显示。
3．传感器通讯不正常时，检查LCD屏上有无“—”显示。
4．传感器计数不正常时，检查磁钢旋转盘上磁钢是否锈蚀，电子线路处理板上干簧管是否破裂。

八、传感器的现场安装照片。

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