CN107500166A - 水文绞车控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种水文绞车控制系统，该控制系统包括处理模块、操作面板、电动机和电源，电源为处理模块、操作面板和电动机供电，处理模块分别与操作面板和电动机电性连接，电动机用于驱动导轮，以带动导轮所卷绕的绞绳投放或回收，其中：操作面板上显示有操作按键或设置有物理的操作按键，当操作按键被触发时，操作面板向处理模块发送与被触发的操作按键对应的指令或参数；处理模块接收指令或参数并执行相应操作。通过设置与处理模块电性相连的操作面板实现人机交互，实现了便于测量用户对一些限定条件的设置以及对缆绳投放、停止投放或回收时机的控制，可操作性较好的效果。

Description

水文绞车控制系统

技术领域

本发明属于物理量测量技术领域，涉及一种水文绞车控制系统，尤其涉及船用水文绞车缆绳的收揽、放缆控制及缆绳张力和长度检测系统。

背景技术

水文绞车是用作水文测量的关键设备。目前我国大多数水文测量船上的水文测量设备还比较陈旧落后，许多水文测量设备还处于半机械半手工状态，劳动强度大，操作麻烦。随着国民经济的发展，对水文工作的要求越来越高，广大水文工作者迫切要求改进旧的水文测量设备。

目前，主要利用水文绞车测量缆绳张力和缆绳投放的长度，通常使用传感器和处理器连接的方式，处理器根据传感器传回的参数确定缆绳的张力和缆绳投放的长度，但目前对绞车缆绳张力和缆绳长度的测量均为无人机交互界面，可操作性差。

发明内容

为了解决相关技术在利用水文绞车实现对缆绳长度或张力的测量时，无人机交互界面，可操作性差的问题，本发明提供了一种水文绞车控制系统，该控制系统包括处理模块、操作面板、电动机和电源，该电源为处理模块、操作面板和电动机供电，该处理模块分别与操作面板和电动机电性连接，该电动机用于驱动导轮，以带动导轮所卷绕的绞绳投放或回收，其中：操作面板上显示有操作按键或设置有物理的操作按键，当该操作按键被触发时，操作面板向该处理模块发送与被触发的操作按键对应的指令或参数；处理模块接收该指令或参数并执行相应操作。

通过设置与处理模块电性相连的操作面板实现人机交互，解决了相关技术中在无人机交互界面时导致水文测量时操作麻烦，自动化程度低，器件可靠性较差，模块化程度比较低，可维护性差的问题，实现了便于测量用户对一些限定条件的设置以及对缆绳投放、停止投放或回收时机的控制，可操作性较好的效果。

另外，通过利用操作面板上显示的操作按键或设置的物理操作按键，实现相应的操作，比如投放或回收缆绳，从而可以使得电动机在升降转动控制时具有程序和硬件互锁功能，避免误操作损坏设备。

可选的，该控制系统还包括与处理模块电性连接的张力传感器，该张力传感器用于感应该绞绳的张力，张力传感器将感应到的张力参数实时传递给处理模块。

通过设置与处理模块电性连接的张力传感器，可以实时向处理模块传递张力参数，处理模块可以实时计算缆绳的张力值，实现对缆绳的张力进行实时监控。

可选的，当处理模块接收到张力参数之后，该处理模块根据该张力参数确定张力值，将该张力值发送给操作面板进行显示。

通过将该张力值传递给操作面板进行显示，可以便于用户可以实时查看到缆绳的当前张力情况，实现用户对缆绳张力的实时查看。

可选的，该控制系统还包括与处理模块电性连接的且与导轮圆周靠近设置的霍尔接近传感器，该控制系统还包括排布于该导轮圆周位置的若干个感应片，相邻两个感应片之间为感应盲区，当该导轮在电动机驱动下运转时，该霍尔接近传感器在受到该导轮上的感应片感应后，会在该感应片后的下一个感应盲区产生脉冲信号，并将该脉冲信号发送给处理模块；该处理模块根据接收到的脉冲信号计算该导轮上投放的绞绳的长度。

通过在靠近导轮的位置设置霍尔接近传感器，并在导轮圆周位置设置若干个与霍尔接近传感器配合使用的感应片，使得导轮在转动过程中，通过霍尔接近传感器与感应片之间的感应产生脉冲信号，并将脉冲信号反馈给处理模块，从而使得处理模块可以确定导轮的旋转圈数，进而确定出导轮卷绕的缆绳被投放的长度或被回收的长度，解决了相关技术中利用编码器测量缆绳长度时成本较高，结构安装困难的问题。另外，霍尔接近传感器和感应片的成本低且安装简单，从而使得对缆绳长度的测量的安装成本大大降低。

可选的，感应片的数量为8个，8个感应片均匀排布于导轮的圆周位置，相邻两个感应片之间为感应盲区，当导轮旋转使得霍尔接近传感器与感应盲区相对时，则霍尔接近传感器产生一个脉冲，并将该脉冲发送给处理模块。

可选的，该控制系统还包括与电源以及处理模块电性连接的电源监视模块，该电源监视模块用于监视电源的工作状态，在电源出现异常时，向处理模块发送电源异常通知消息；该处理模块在接收到该电源异常通知消息时，停止对电动机的驱动。

通过设置与处理模块电性连接的电源监视模块，使得在电源出现异常时，可以及时通知给处理模块，以便处理模块可以快速反应停止对电动机的驱动，进而保护整个控制系统的安全性。

可选的，该电源监视模块为三相电源监视模块。

可选的，该操作面板向处理模块发送用于指示投放缆绳的投放指令，该投放指令是操作面板上显示的投放控件或设置的物理的投放按键被触发时产生的；该处理模块在接收到该投放指令后，控制电动机在预定转速下正向运转，计算已经投放的绞绳的长度；当计算得到的已投放的绞绳的长度达到预设投放值，则停止对电动机的驱动，该预设投放值是预先存储在该处理模块中的，或者是从该操作面板接收到的由用户输入的参数值。

通过在接收到投放指令后控制电动机在预定转速下正向运转，根据霍尔接近传感器反馈的脉冲计算已经投放的绞绳的长度，在达到预设投放值时，停止对电动机的驱动，从而使得缆绳的投放长度符合预设投放值，实现了缆绳的自动投放。

可选的，该处理模块还在控制电动机在预定转速下正向运转之后，判定是否具备急停条件，若具备急停条件，则停止对电动机的驱动，该急停条件为接收到用于指示该电源出现异常的电源异常通知消息，或者根据接收到的张力参数判定绞绳的张力超过预定张力阈值，该预定张力阈值为预先存储在该处理模块中的，或者是从该操作面板中接收到的由用户输入的参数值。

通过在投放缆绳期间判定具备急停条件时，及时停止对电动机的驱动，从而可以有效保护整个控制系统的安全。

可选的，该操作面板向处理模块发送用于指示回收缆绳的回收指令，该回收指令是操作面板上显示的回收控件或设置的物理的回收按键被触发时产生的；该处理模块在接收到该回收指令后，控制电动机按照第一转速反向运转；在达到第一变换条件时，控制电动机按照第二转速继续反向运转，该第二转速大于该第一转速；在达到第二变换条件时，控制电动机按照第三转速继续反向运转，该第三转速小于该第二转速；其中，该第一变换条件为控制电动机按照该第一转速反向运转达到第一时长，或者在电动机按照第一转速反向运转过程中控制回收的绞绳达到第一长度；该第二变换条件为控制电动机按照该第二转速反向运转达到第二时长，或者在电动机按照第二转速反向运转过程中控制回收的绞绳达到第二长度。

在回收指令，按照先低速再高速最后再低速的方式回收已经投放的缆绳，可以更好地保证回收时的安全性和稳定性。

可选的，处理模块在接收到该回收指令后，将缆绳被投放的总长度的第一比例作为按照第一转速回收的缆绳的第一长度，将该第一长度除以第一转速得到该第一时长。

可选的，处理模块将缆绳被投放的总长度的第二比例作为按照第一转速回收的缆绳的第二长度，将该第二长度除以第一转速得到该第一时长。

可选的，该处理模块在接收到该回收指令后，判断是否具备急停条件，若具备急停条件，则停止对电动机的驱动，否则直至电动机按照该第三转速运转结束后控制该电动机停止运转；该急停条件为接收到用于指示该电源出现异常的电源异常通知消息，或者根据接收到的张力参数判定绞绳的张力超过预定张力阈值，该预定张力阈值为预先存储在该处理模块中的，或者是从该操作面板中接收到的由用户输入并发送的参数值。

通过在缆绳回收过程中，实时确定是否具备急停条件，在具备急停条件时则停止对电动机的驱动，从而保证回收过程中存在异常时整个控制系统的安全性。

可选的，该控制系统还包括热磁保护断路器、中间继电器以及交流接触器，其中：该热磁保护断路器分别与电源和交流接触器电性连接，该中间继电器分别与处理模块和交流接触器电性连接，该交流接触器与电动机电性连接。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明一个实施例中提供的控制系统的结构方框图；

图2是本发明一个实施例中提供的控制系统在实现缆绳投放时的流程图；

图3是本发明一个实施例中提供的控制系统在实现缆绳回收时的流程图；

图4是本发明一个实施例中提供的控制系统在手动操作时的操作流程图；

图5是本发明一个实施例中提供的控制系统在自动操作时的操作流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是本发明一个实施例中提供的控制系统的结构方框图，该控制系统包括处理模块101、操作面板102、电动机103和电源104。

电源104为处理模块101、操作面板102和电动机103供电，处理模块101分别与操作面板102和电动机103电性连接，电动机103用于驱动导轮，以带动导轮所卷绕的绞绳投放或回收。

在一种可能的实现方式中，为了使得水文测量设备的控制系统可以通过人机交互进行操作，本申请中的操作面板102为可以触摸操作的显示屏，或者可以为可进行触摸笔、输入键盘等进行输入操作的显示屏。举例来讲，操作面板102上显示有操作按键，用户可以通过触发该操作按键实现相应控制，比如操作按键可以包括“升”、“降”、“投放”、“回收”、“暂停”、“确认”、“取消”等。再举例来讲，操作面板102上还可以设置物理的操作按键，用户也可以通过触发物理的操作按键实现相应控制。

一般来讲，当操作面板102上显示的操作按键或设置的物理的操作按键被触发时，操作面板会把与被触发的操作按键对应的指令或参数发送给处理模块101，处理模块101根据接收到的指令或参数执行响应操作。

比如，处理模块101接收到操作面板102发送的用于指示需要投放的绞绳长度的预设投放值时，存储该预设投放值。还比如，处理模块101接收到操作面板102发送的用于指示缆绳所能承载最大的张力值（即预设张力值）时，存储该预设张力值。

在一种可能的实现方式中，为了能够实现软硬件程序的结合，操作面板102需要给操作人员提供友好的操作界面，同时需对控制系统的状态信息进行清晰的显示。主要包含以下部分：

（1）显示模块：S7-200 TD设备是一种低成本的人机界面，使操作员或用户能够与应用程序进行交互。它提供2行或4行文本显示，可用于查看、监视和改变应用程序的过程变量。

操作员或用户可以在显示模块上设置缆绳长度的预设长度值以及缆绳张力的预设张力值，与处理模块101结合实现所投放的缆绳长度和缆绳张力的实时显示。

（2）手动/自动选择开关：提供对探头（即缆绳端部所连接的水文探测器）进行投放或回收操作的方式选择。

（3）快/慢选择开关：提供对电动机103收放速度的方式选择。

（4）总电源开关：负责电源104的接通与切断控制。

（5）系统状态指示灯：对系统的电源、急停状态、电源故障状态、缆绳异常状态进行实时显示。

（6）急停按钮：提供在特殊情况下，对设备控制过程进行人工停止的按钮。

（7）升按钮：配合手动/自动选择开关和快/慢选择开关，完成相应的上升操作。

（8）降按钮：配合手动/自动选择开关和快/慢选择开关，完成相应的下降操作。

（9）蜂鸣器：提供在电源故障及缆绳异常状况下的声光报警。

考虑到绞车缆绳在异常情况下可能发生缠绕或卡死情况，因此需对缆绳的张力进行实时测量，并根据测量结果采取相应保护措施。但从该绞车的结构形式分析，直接对缆绳张力进行测量不易实现，故考虑对缆绳的张力通过滑轮座的压力来间接测量，为了实现对缆绳张力的测量，该控制系统还可以包括与处理模块101电性连接的张力传感器105，张力传感器105用于感应绞绳的张力。在实际应用中，张力传感器105将感应到的张力参数实时传递给处理模块101，处理模块101可以利用接收到的张力参数计算缆绳当前的张力值，并可以将得到的张力值实时地发送给操作面板102进行显示。可选的，若处理模块101判定张力值大于预存的张力预设值，则可以控制报警器进行报警，还可以直接停止对电动机103的驱动，或者直接断开电源104对整个控制系统的供电。

可选的，在张力传感器105的选型上考虑采用平衡梁式传感器。该平衡梁式传感器弹性体采用剪切或弯曲悬臂梁结构，一端固定，一端受力，外形高度低，结构强度高，可用于各种拉伸力和压缩力的承载和测量。具有：防尘密封、量程范围广、精度高、性能稳定可靠、安装使用方便等特点，量程为50Kg~500Kg。张力传感器105通过变送器输出电压或电流信号，供处理模块101采样使用。

为了实现对缆绳长度的测量，该控制系统还可以包括与处理模块101电性连接的且与导轮圆周靠近设置的霍尔接近传感器106，该控制系统还包括排布于导轮圆周位置的若干个感应片107，相邻两个感应片107之间为感应盲区。在实际应用中，当导轮在电动机103驱动下运转时，霍尔接近传感器106在受到导轮上的感应片107感应后，会在该感应片107后的下一个感应盲区产生脉冲信号，并将脉冲信号发送给处理模块101，处理模块101则可以根据接收到的脉冲信号计算导轮上投放的绞绳的长度。可选的，当处理模块101计算出绞绳的长度之后，处理模块101可以将该计算得到的长度发送给操作面板102进行显示，或者在该计算得到的长度达到存储的预设投放值时，则停止对电动机103的驱动。

可选的，在导轮的圆周方向均匀布置8个感应片，相邻两个感应片之间的感应盲区长度为单圈周长的1/8，每经过一个感应盲区就产生一个脉冲，这样一个脉冲就对应经过导轮的缆绳的长度为1/8导轮周长。通过处理模块101对接近传感器的计数脉冲进行计数，再在处理模块101中进行计算就可以得出缆绳的长度。这种方法装配十分简单，而且相对于编码器大大降低了成本。经实际测量每100m测量误差＜5m。

为了实现对电源异常情况的实时控制，该控制系统还可以包括与电源104以及处理模块101电性连接的电源监视模块108。在实际应用中，该电源监视模块108可以用于监视电源104的工作状态，在电源104出现异常时，向处理模块101发送电源异常通知消息；对应的，处理模块101在接收到电源104异常通知消息时，停止对电动机103的驱动，或中断电源104对整个控制系统的供电。

在实际应用中，上述电源104可以采用380V交流电源，380V交流电源的过压或缺相会对电动机及设备的正常使用带来影响，此时可以通过电源监视模块108对电源104的实时监测，保证处理模块101在检测到电源异常情况下对整个控制系统或测量设备进行立即停机保护，进一步的，处理模块101可以通过蜂鸣器进行声光报警，甚至可以将报警信息通过无线方式发送给与控制系统绑定的移动设备中。

在一种可能的实现方式中，该控制系统还可以包括热磁保护断路器109、中间继电器110以及交流接触器111，其中：该热磁保护断路器109分别与电源104和交流接触器111电性连接，该中间继电器110分别与处理模块101和交流接触器111电性连接，该交流接触器111与电动机103电性连接。

为了保证电动机103的正常运行，在配置电动机103和热磁保护断路器109的基础上，电源监视模块108可以选用三相电源监视模块，对三相电源的电压过高、过低、缺相、逆相等故障提供监测与保护，确保在供电意外情况下的设备安全。

目前国外的同功能绞车控制系统中，采用微机进行控制已经非常普遍。由于微机功能强，使用灵活，运算速度快，监视及显示易于实现，并具有诊断功能。本申请中处理模块101可以选用西门子公司的S7-200系列CPU224XP模块， 该CPU模块主要由电源、CPU、RS485通讯、数字量输入（包括高速计数器输入端）、数字量输出(晶体管输出)等部分组成。PLC程序是按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作。控制程序主要完成绞车从启动到停车的整个过程的逻辑控制、行程测量、故障检测、报警与保护，在程序的设计中应尽量保证设备的可靠性和使用的人性化。主要完成的功能是：

（1）PLC能够接收及正确执行操作面板上控制按钮所发送的慢升、慢降和快升、快降手动操作指令。

（2）系统能够按照流程进行自动投放和回收操作。

自动投放过程为：在自动操作模式下，当投放按钮按下后，PLC读取投放长度预设值，电动机全程慢速投放。达到投放预设长度值后，自动切断电动机电源，电动机制动。

自动回收过程：在自动操作模式下，当回收按钮按下后，PLC读取投放长度预设值，按照预设值的一定比例（暂定为20%）的长度控制电动机进行低速回收；当缆绳回收超过该长度，电动机转入高速回收；当缆绳回收长度达到预设投放值的80%时，电动机再次转入慢速回收，直至达到回收预设长度后，自动切断电动机电源，电动机制动。

（3）收放过程中发生意外时，可人工急停保护。PLC检测到急停按钮被按下后，立即停机保护，并提供声光报警功能。

（4）三相输入电源故障时，禁止升降操作，并提供声光报警功能。程序通过对电源监视模块状态的实时监测，保证设备在输入电源异常情况下立即停机保护，并通过蜂鸣器进行声光报警。

（5）设备异常保护。①收放机械部分设置上限位行程开关，当异常情况出现并触发该行程开关，电动机自动停止转动，并通过指示灯对上限位状态进行显示。②收放机械部分安装缆绳张力间接测量传感器，当该传感器测量数值超过所设定的门限值（门限值可调）时，电动机自动停止转动，并通过指示灯对缆绳张力异常状态进行显示。

（6）电动机升降转动控制具有程序和硬件互锁功能，避免误操作损坏设备。操纵面板上各手动操作按钮在硬件互锁的前提下，在程序中设置软件互锁，进一步提高设备的可靠性，避免误操作对设备的损坏。

在利用控制系统实现对缆绳的投放时，可以参见图2所示的步骤。

图2是本发明一个实施例中提供的控制系统在实现缆绳投放时的流程图，在处理器控制进行缆绳投放时，包括如下步骤：

步骤201，判定是否自动投放；

一般的，当操作面板上设置的物理的自动投放按键或者显示的自动投放按键被触发后，操作面板将用于指示投放缆绳的投放指令发送给处理模块，处理模块则判定自动投放。若处理模块未收到该投放指令，则确定自动投放尚未开启，并继续在准备状态等待。

步骤202，在判定自动投放时，读取预设投放值；

处理模块在接收到上述投放指令后，可以读取预设投放值，这里的预设投放值可以为处理模块预先存储的由编程人员预先编辑进去的，也可以是从操作面板接收的预设投放值。

步骤203，控制电动机在预定转速下正向运转，计算已经投放的绞绳的长度；

这里所讲的正向运转是指电动机在正向运转时，电动机所带动的导轮上卷绕的缆绳被投放。

这里的预定转速可以是编程人员预先编程于处理模块中的，也可以是操作面板根据用户操作确定并发送给处理模块的。

由于在导轮处设置了霍尔接近传感器以及对应的感应片，因此在导轮转动过程中，霍尔接近传感器依次在各个感应片的区域进行感应，并实时将产生的脉冲反馈给处理模块，这样，处理模块可以根据脉冲的数量计算导轮的转动圈数，进而计算转动圈数所对应的投放的缆绳长度。

步骤204，判定是否具备急停条件；

处理模块在控制电动机在预定转速下正向运转之后，为了保证在出现异常时及时停止投放，处理模块还会实时判定是否具备急停条件。

这里所讲的急停条件可以为接收到用于指示所述电源出现异常的电源异常通知消息，或者根据接收到的张力参数判定绞绳的张力超过预定张力阈值，这里所讲的预定张力阈值为预先存储在处理模块中的，或者是从操作面板中接收到的由用户输入的参数值。

步骤205，若具备急停条件，则停止对电动机的驱动；

可选的，在停止对电动机的驱动时，处理模块断开电动机的供电，使得电动机停止转动。

步骤206，若不具备急停条件，则判定计算得到的缆绳长度是否达到预设投放值；

这里所讲的预设投放值是预先存储在处理模块中的，或者是从操作面板接收到的由用户输入的参数值。

一般来讲，若判定不具备急停条件，表明当前尚未存在异常情况，此时处理模块需要进一步判定已经投放的缆绳长度是否达到了预设投放值。

步骤207，若计算得到的缆绳长度达到预设投放值，则停止对电动机的驱动。

若计算得到的缆绳长度达到预设投放值，表明缆绳前端的水文探测器已经到达了需要的探测位置，此时则可以停止对电动机的驱动。

若计算得到的缆绳长度未达到预设投放值，则返回步骤203。

综上所述，本发明实施例中提供的控制系统，通过处理模块对已经投放的缆绳长度的实时计算，很好的控制缆绳投放预设投放长度；并在缆绳投放过程中需要急停时，可以及时停止电动机的进行转动，保证控制系统的安全。

在利用处理模块实现对缆绳的回收时，可以参见图3所示的步骤。

图3是本发明一个实施例中提供的控制系统在实现缆绳回收时的流程图，在缆绳回收时，包括如下步骤：

步骤301，判定是否自动回收；

一般的，当操作面板上设置的物理的自动回收按键或者显示的自动回收按键被触发后，操作面板将用于指示回收缆绳的回收指令发送给处理模块，处理模块则判定自动回收。若处理模块未收到该回收指令，则确定自动回收尚未开启，并继续在准备状态等待。

步骤302，在判定自动回收时，读取预设投放值；

处理模块在接收到上述回收指令后，可以读取预设投放值，这里的预设投放值可以为处理模块预先存储的由编程人员预先编辑进去的，也可以是从操作面板接收的预设投放值。

步骤303，控制电动机按照第一转速反向运转；

这里所讲的反向运转是指电动机在反向运转时，电动机所带动的导轮上卷绕的缆绳被回收。

这里的第一转速可以是编程人员预先编程于处理模块中的，也可以是操作面板根据用户操作确定并发送给处理模块的。

由于在导轮处设置了霍尔接近传感器以及对应的感应片，因此在导轮转动过程中，霍尔接近传感器依次在各个感应片的区域进行感应，并实时将产生的脉冲反馈给处理模块，这样，处理模块可以根据脉冲的数量计算导轮的转动圈数，进而计算转动圈数所对应的回收的缆绳长度。

步骤304，判定是否具备急停条件；

这里所讲的急停条件为接收到用于指示电源出现异常的电源异常通知消息，或者根据接收到的张力参数判定绞绳的张力超过预定张力阈值，这里所讲的预定张力阈值为预先存储在处理模块中的，或者是从操作面板中接收到的由用户输入并发送的参数值。

步骤305，若具备急停条件，则停止对电动机的驱动；

步骤306，若不具备急停条件，判定是否达到第一变换条件；

这里所讲的第一变换条件为控制电动机按照第一转速反向运转达到第一时长，或者在电动机按照第一转速反向运转过程中控制回收的绞绳达到第一长度。

若未达到第一变换条件，则返回步骤303。

步骤307，在达到第一变换条件时，控制电动机按照第二转速继续反向运转；

这里所讲的第二转速大于第一转速，也就是说，开始低速回收缆绳，然后在未存在异常情况，且需要高速回收时，可以高速回收缆绳，以减少缆绳回收所需的时长。

步骤308，判定是否具备急停条件；

步骤309，若具备急停条件，则停止对电动机的驱动；

步骤310，若不具备急停条件，则判定是否达到第二变换条件；

这里的第二变换条件可以为控制电动机按照第二转速反向运转达到第二时长，或者在电动机按照第二转速反向运转过程中控制回收的绞绳达到第二长度。

若未达到第二变换条件，则返回步骤307。

步骤311，在达到第二变换条件时，控制电动机按照第三转速继续反向运转；

这里的第三转速小于第二转速，也就是说，开始低速回收缆绳，然后在未存在异常情况，且需要高速回收时，可以高速回收缆绳，并在存在异常情下，再次转为低速回收缆绳。

步骤312，判定是否具备急停条件；

步骤313，若具备急停条件，则停止对电动机的驱动；

步骤314，若不具备急停条件，则判定是否达到预设投放值；

步骤315，在达到预设投放值时，停止对电动机的驱动。

也即直至回收的缆绳长度达到预设投放值，收回全部的缆绳，而未具备急停条件，则最后停止对电动机的投放。

综上所述，本发明实施例中提供的控制系统，通过处理模块对需要回收的缆绳长度确定初始低速回收时的时长，高速回收时的时长，以及最后低速回收时的时长，以实现低速-高速-低速的回收方式，开始低速回收可以避免缆绳因突然高速运转而被损坏，中间的高速回收可以减少回收需要的时长，组合低速回收可以避免缆绳前端的水文探测器损坏。

需要补充说明的是，在实际应用中，可以通过手动操作实现缆绳的投放或回收，具体流程可以参见图4所示。此时，用户需要先开启总电源开关，然后将模式选择开关旋至“手动”（或者直接按下“手动”开关按键），进入手动操作模式，再然后，用户根据要求调整速度选择开关，点动“升”或“或”按钮进行设备操作（“升”指示回收缆绳，“降”指示投放缆绳），使用完毕断开总电源开关。

在实际应用中，也可以通过自动方式实现缆绳的投放或回收，具体流程可以参见图5所示。此时，用户需要先开启总电源开关，然后将模式选择开关旋至“自动”（或者直接按下“自动”开关按键），进入自动操作模式，再然后，按下“升”或“或”按钮发送操作指令（“升”指示回收缆绳，“降”指示投放缆绳），不再需要用户实时控制缆绳投放或回收的速度，最后使用完毕断开总电源开关。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种水文绞车控制系统，其特征在于，所述控制系统包括处理模块、操作面板、电动机和电源，所述电源为所述处理模块、所述操作面板和所述电动机供电，所述处理模块分别与所述操作面板和所述电动机电性连接，所述电动机用于驱动导轮，以带动导轮所卷绕的绞绳投放或回收，其中：

所述操作面板上显示有操作按键或设置有物理的操作按键，当所述操作按键被触发时，所述操作面板向所述处理模块发送与被触发的操作按键对应的指令或参数；

所述处理模块接收所述指令或参数并执行相应操作。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括与所述处理模块电性连接的张力传感器，所述张力传感器用于感应所述绞绳的张力，

所述张力传感器将感应到的张力参数实时传递给所述处理模块。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，

当所述处理模块接收到张力参数之后，所述处理模块根据所述张力参数确定张力值，将所述张力值发送给所述操作面板进行显示。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括与所述处理模块电性连接的且与所述导轮圆周靠近设置的霍尔接近传感器，所述控制系统还包括排布于所述导轮圆周位置的若干个感应片，相邻两个感应片之间为感应盲区，

当所述导轮在所述电动机驱动下运转时，所述霍尔接近传感器在受到所述导轮上的感应片感应后，会在所述感应片后的下一个感应盲区产生脉冲信号，并将所述脉冲信号发送给所述处理模块；

所述处理模块根据接收到的脉冲信号计算所述导轮上投放的绞绳的长度。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，

当所述处理模块计算出绞绳的长度之后，所述处理模块将所述长度发送给所述操作面板进行显示。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括与所述电源以及所述处理模块电性连接的电源监视模块，

所述电源监视模块用于监视所述电源的工作状态，在所述电源出现异常时，向所述处理模块发送电源异常通知消息；

所述处理模块在接收到所述电源异常通知消息时，停止对所述电动机的驱动。

7.根据权利要求1至6中任一所述的控制系统，其特征在于，

所述操作面板向所述处理模块发送用于指示投放缆绳的投放指令，所述投放指令是所述操作面板上显示的投放控件或设置的物理的投放按键被触发时产生的；

所述处理模块在接收到所述投放指令后，控制所述电动机在预定转速下正向运转，计算已经投放的绞绳的长度；

当计算得到的已投放的绞绳的长度达到预设投放值，则停止对所述电动机的驱动，所述预设投放值是预先存储在所述处理模块中的，或者是从所述操作面板接收到的由用户输入的参数值。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，

所述处理模块还在控制所述电动机在预定转速下正向运转之后，判定是否具备急停条件，若具备急停条件，则停止对所述电动机的驱动，所述急停条件为接收到用于指示所述电源出现异常的电源异常通知消息，或者根据接收到的张力参数判定绞绳的张力超过预定张力阈值，所述预定张力阈值为预先存储在所述处理模块中的，或者是从所述操作面板中接收到的由用户输入的参数值。

9.根据权利要求1至6中任一所述的控制系统，其特征在于，

所述操作面板向所述处理模块发送用于指示回收缆绳的回收指令，所述回收指令是所述操作面板上显示的回收控件或设置的物理的回收按键被触发时产生的；

所述处理模块在接收到所述回收指令后，控制所述电动机按照第一转速反向运转；

在达到第一变换条件时，控制所述电动机按照第二转速继续反向运转，所述第二转速大于所述第一转速；

在达到第二变换条件时，控制所述电动机按照第三转速继续反向运转，所述第三转速小于所述第二转速；

其中，所述第一变换条件为控制所述电动机按照所述第一转速反向运转达到第一时长，或者在所述电动机按照第一转速反向运转过程中控制回收的绞绳达到第一长度；

所述第二变换条件为控制所述电动机按照所述第二转速反向运转达到第二时长，或者在所述电动机按照第二转速反向运转过程中控制回收的绞绳达到第二长度。

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，

所述处理模块在接收到所述回收指令后，判断是否具备急停条件，若具备急停条件，则停止对所述电动机的驱动，否则直至所述电动机按照所述第三转速运转结束后控制所述电动机停止运转；

所述急停条件为接收到用于指示所述电源出现异常的电源异常通知消息，或者根据接收到的张力参数判定绞绳的张力超过预定张力阈值，所述预定张力阈值为预先存储在所述处理模块中的，或者是从所述操作面板中接收到的由用户输入并发送的参数。