深圳河口潮汐模型變頻生潮與量測控制系統(tǒng)

吳新生，林木松，廖小永，萬星星

（長江科學(xué)院河流研究所，武漢 430010）

深圳河口潮汐模型變頻生潮與量測控制系統(tǒng)

吳新生，林木松，廖小永，萬星星

（長江科學(xué)院河流研究所，武漢 430010）

深圳河口潮汐模型量測控制系統(tǒng)由水位、流速、流量測量，加沙控制以及生潮控制設(shè)備組成。針對深圳河口潮汐模型水流的特性，系統(tǒng)設(shè)備采用了高性能的跟蹤式光柵水位儀、光電旋漿智能流速儀以及智能水表流量計，采用循環(huán)管道加沙，還設(shè)計研制了一種基于變頻調(diào)速技術(shù)的潮汐模擬系統(tǒng)。該模擬系統(tǒng)利用工控機與變頻器間串口通訊，對試驗過程遠(yuǎn)程控制，實時控制尾門的開啟角度及運轉(zhuǎn)速度，調(diào)節(jié)模型瞬時進出水量，達(dá)到準(zhǔn)確模擬潮汐波的目的。在模型試驗過程中，該測控系統(tǒng)精確度高，穩(wěn)定性好，解決了可變溢流寬口門準(zhǔn)確模擬潮汐的困難，使潮汐河工模型試驗量測技術(shù)提高到一個新的水平。

深圳河口；潮汐模擬；變頻調(diào)速；量測控制

在河工、水工模型試驗中，潮汐模型試驗?zāi)壳叭詾檠芯孔匀滑F(xiàn)象和確定工程設(shè)施的重要手段之一。深圳河口潮汐模型模擬的范圍上起平原河口的深圳河干流（包括主要支流的適當(dāng)長度），下至深圳灣的赤灣，全長約31 km。模型的平面比尺為1∶150，垂直比尺為1∶40。

模型總長度為200m，占地面積約5 000m2。深圳灣的潮汐屬不規(guī)則半日混合潮型，模型最大漲潮量約600 L／s，控制生潮尾門寬度30 m。從平原河口至深圳河口長約80 m，河段狹長，但有主支流共6個進口需要測量和控制流量。河口至赤灣段（尾門處）長約120 m，模型水面較寬，大部分區(qū)域?qū)挾瘸^30 m，這給寬斷面的生潮控制和加沙量分布是否均勻帶來較大的困難。

針對上述特點以及潮汐模型試驗需要快速測量各種水力要素的特點，系統(tǒng)對流速、流量、水位、生潮及加沙控制都進行了精心的設(shè)計與設(shè)備選型。

1 測控系統(tǒng)的設(shè)計與組成

深圳河口潮汐模型面積大，試驗要測控非恒定流的水流過程，而且還要做動床懸移質(zhì)泥沙淤積試驗。因此，試驗過程必須采用集中測量與遠(yuǎn)程自動控制。量測控制系統(tǒng)采用工控機自動控制，并設(shè)計了良好的人機界面。系統(tǒng)由變頻調(diào)速模擬生潮控制系統(tǒng)以及水位、流速、流量測量，懸移質(zhì)加沙控制設(shè)備組成，見圖1所示。

圖1 量測控制系統(tǒng)原理框圖Fig.1 Schematic diagram of themeasurement control system

準(zhǔn)確的模擬天然潮汐波是潮汐模型試驗的首要問題。目前國內(nèi)外采用的生潮方式有氣壓式潮水箱、可變溢流設(shè)施和雙向泵等多種方式，它們各具特色。可變溢流設(shè)施亦稱水泵尾門式，這種生潮系統(tǒng)適合于潮差變化較大的情況，可調(diào)節(jié)性強；由于是直接控制尾門水位，控制精度較高，跟蹤控制速度也較快。因此此次模型試驗選用可變溢流設(shè)施生潮，其控制系統(tǒng)采用新的交流變頻調(diào)速技術(shù)自行研制。

對于流量測量，選用了成熟的工業(yè)流量儀表——大口徑的水表流量計，這主要是考慮模型有多個進口，采用價格低廉的水表流量計以解決設(shè)備購置經(jīng)費的不足。

流速測量采用南京水利科學(xué)研究院研制的新型光電式旋漿智能流速儀，其傳感器旋漿結(jié)構(gòu)為通心對稱型，特別適合潮汐水流的流速測量。

水位測量采用珠江水利科學(xué)研究院研制的光柵式跟蹤水位儀，其特性是探測精度高、跟蹤速度快，適宜測量動態(tài)水位。

對于超寬斷面的加沙控制，設(shè)計采用循環(huán)管道方式，并引進環(huán)保工業(yè)的更新?lián)Q代產(chǎn)品——自動攪勻排污泵，以較好的性價比增強系統(tǒng)的功能。

以下分別介紹系統(tǒng)設(shè)備的特點，并著重介紹變頻調(diào)速模擬生潮控制系統(tǒng)的設(shè)計、研制與應(yīng)用。

2 變頻調(diào)速潮汐模擬系統(tǒng)

近10年來，隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動技術(shù)面臨著一場歷史革命，即交流變頻調(diào)速取代直流調(diào)速和計算機數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢。由于變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、動態(tài)響應(yīng)好，廣泛的適用范圍及其他許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。變頻調(diào)速技術(shù)作為高新技術(shù)和節(jié)能技術(shù)，已經(jīng)滲透到科研、生產(chǎn)領(lǐng)域的所有技術(shù)部門中。

變頻器用于交流電動機（異步電機或同步電機）轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，除了具有卓越的調(diào)速性能之外，還具有顯著的節(jié)能作用。以風(fēng)機水泵為例，根據(jù)流體力學(xué)原理，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。當(dāng)所需流量減少，電機轉(zhuǎn)速降低時，其功率按轉(zhuǎn)速的三次方下降。因此，精確調(diào)速的節(jié)電效果非?？捎^。在實際運行中，輕載運行的時間所占比例比較高，而采用變頻調(diào)速，可大大提高輕載運行時的工作效率。

基于變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)特點，深圳河口潮汐模型設(shè)計研制了一種變頻調(diào)速技術(shù)的潮汐模擬系統(tǒng)。該系統(tǒng)由生潮機械系統(tǒng)和電氣自動控制系統(tǒng)組成，采用尾門上溢流方式進行潮汐模擬。根據(jù)實際檢測的天然潮位波形曲線作為模擬的目標(biāo)曲線，利用計算機和變頻器之間遠(yuǎn)程通訊，實時控制尾門的開啟角度及運轉(zhuǎn)速度，控制模型瞬時進出水量，以此達(dá)到模擬潮汐目標(biāo)曲線的目的［1］。

2.1 生潮機械系統(tǒng)

該機械系統(tǒng)包括變頻電機，減速裝置，運動換向機構(gòu)和尾門門體。機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

尾門門體采用5扇單個門體并列排列連接形成1個整門，以解決30 m長度的材料變形問題，門體一端安裝鉸鏈與底座固聯(lián)，另一端系住鋼絲繩，由1臺變頻三相異步電機牽引。根據(jù)模型生潮速率以及尾門的轉(zhuǎn)速、靜扭矩，并考慮水流變化時的動壓力及其它外力作用的影響，選取電機功率。變頻電機運轉(zhuǎn)，經(jīng)擺線針輪減速機、一對直齒圓柱齒輪及絲桿螺母裝置進行三級減速，增大電機輸出轉(zhuǎn)矩。絲桿兩端固定，驅(qū)動螺母并固聯(lián)一滑塊裝置在光桿上往復(fù)滑動，門體上所系鋼絲繩通過滑輪組變換運動方向后，帶動尾門繞固定軸旋轉(zhuǎn)。鋼絲繩拉動門體克服門體重力和內(nèi)側(cè)水流的沖擊力及鉸鏈的摩擦力正反方向旋轉(zhuǎn)，模型內(nèi)水位也隨之升降。

圖2 機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 M echanical system structure draw ing

2.2 自動控制系統(tǒng)

2.2.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

自控系統(tǒng)由工控機、變頻器、水位檢測儀、尾門開度位置反饋、限位裝置等組成（見圖1所示）。工控機位于中心控制室內(nèi)，變頻器、水位檢測儀和尾門位置反饋裝置分布在室外模型上，距離控制室較遠(yuǎn)，所以要解決遠(yuǎn)程通訊。本控制系統(tǒng)應(yīng)用RS485工業(yè)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，通過RS485接口形成一種在線的數(shù)字控制方式。模型試驗需要實時控制變頻電機運轉(zhuǎn)，采集的水位信號要自動保存在計算機中，直接在線的數(shù)字控制成為首選方案。變頻器高效節(jié)能、調(diào)速寬泛、高精度可控運行，準(zhǔn)確、可靠和快速的數(shù)據(jù)通信能力是系統(tǒng)信息交換和控制的關(guān)鍵，而且變頻器對環(huán)境無不良影響，符合當(dāng)今綠色設(shè)計的新概念。

尾門角度傳感器作為自動限位裝置，選用高精度導(dǎo)電塑料電位器，當(dāng)門體運動時采集位置所對應(yīng)的電壓，輸出的模擬信號以差分輸入方式送至數(shù)據(jù)采集端子板。選用進口高速率數(shù)據(jù)采集卡進行A／D轉(zhuǎn)換，完成對尾門位置模擬信號的采集。在軟件中設(shè)定限位電壓，一旦工控機在運轉(zhuǎn)過程中識別到該信號，立即發(fā)出命令傳送給變頻器停止電機運轉(zhuǎn)。

系統(tǒng)控制的全部功能由1臺工控機完成，性價比高。工控機實時比較采集到的水位信號，與給定目標(biāo)曲線水位值比較，進行PID控制后，發(fā)出控制變頻器的頻率（可從5～50 Hz全程可調(diào)）信號，改變電機的速率，跟蹤給定的目標(biāo)曲線，同時把采集到的當(dāng)前水位數(shù)據(jù)在計算機屏幕上顯示出來，監(jiān)控模擬生潮的效果。

2.2.2 通訊連接方式和通訊協(xié)議

控制系統(tǒng)選用LG變頻器，配備RS485接口控制方式，具有很強的抗干擾能力，能適應(yīng)變頻等具有較大電磁輻射干擾的場合。RS485網(wǎng)絡(luò)可拓展能力很強，本系統(tǒng)可擴充到16臺變頻器，128臺光柵式水位儀。工控機一般沒有配備RS485接口，需通過一個RS232／485的轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)變頻器硬件與工控機的連接。

工控機作為主機，變頻器作為從機，每臺從機是通信鏈路上的一個節(jié)點，各自有一個互不相同的編號，即站地址。通過修改變頻器內(nèi)部的參數(shù)資料對出廠默認(rèn)地址進行修改，并可控制變頻器的運轉(zhuǎn)及監(jiān)控運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

在變頻器的控制中涉及多種數(shù)據(jù)，如啟停命令、電機正反轉(zhuǎn)和頻率設(shè)定值等。在串行通訊中，不論數(shù)據(jù)類型如何，它們都有自己固定的格式。通訊是以數(shù)據(jù)幀進行傳輸?shù)?，每一幀都由幀頭、站地址、幀格式數(shù)據(jù)塊、幀尾及校驗等構(gòu)成。主機、從機都必須遵循這種格式來通訊，通訊協(xié)議包括字符格式、波特率和通訊地址等。通訊波特率可設(shè)定范圍從19 200／9 600／4 800／2 400／1 200 bps選擇，應(yīng)盡可能選擇高的波特率，以縮短串行通信時間，提高控制精度。本系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)定波特率為9 600 bps。每臺變頻器的通訊地址必須是唯一的，范圍可設(shè)定為“00”～“15”。變頻器采用查詢、選擇的通訊方式，通常處于等待工控機選擇和查詢狀態(tài)。

2.2.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

潮汐模擬控制系統(tǒng)的軟件采用Visual C++6.0平臺開發(fā)。適用于windows2000／xp以上系統(tǒng)，界面友好，用戶操作方便。軟件設(shè)計主要涉及界面設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、控制策略設(shè)計、通訊設(shè)計4大部分，軟件流程圖如3所示。控制策略采用PID智能調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)軟件主界面外觀如圖4所示。

圖中黑色曲線為目標(biāo)曲線，白色曲線為系統(tǒng)模擬生成的曲線，通過工控機在線實時控制變頻器自動調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速和換向，跟蹤目標(biāo)曲線。

軟件設(shè)計規(guī)定串口1用來與變頻器端口通訊，串口2進行與光柵式水位儀端口通訊。

采用Windows MSComm控件進行串口編程，VC++為該控件提供了標(biāo)準(zhǔn)的事件處理函數(shù)和過程，并通過屬性和方法提供了串行通訊的設(shè)置。但是在線程中實現(xiàn)通信的應(yīng)用場合，控件使用顯得不足，在這種情況下通過調(diào)用API函數(shù)來控制串口。Windows系統(tǒng)封裝了串口機制，其串行通信設(shè)備驅(qū)動程序是comm.drv，可通過調(diào)用API函數(shù)編程來控制驅(qū)動程序，對串口進行操作。

圖3 控制系統(tǒng)軟件流程Fig.3 Process of control system software

在Win32編程中涉及到API串口編程的有設(shè)備控制DCB結(jié)構(gòu)、超時控制COMMTIMEOUTS結(jié)構(gòu)以及OVERLAPPED異步I／O重疊結(jié)構(gòu)等。下面以通訊部分為例，給出部分軟件源代碼。

在工程文件中創(chuàng)建2個類，分別為串口設(shè)置類Comstdlg，串口通訊類CSerialComm。

在Comstdlg類中初始化：m_sPort＝_T（″″）；／／COM1或者COM2；

圖4 控制系統(tǒng)主界面Fig.4 Themain interface of control system

在CserialComm類中聲明串口設(shè)置的響應(yīng)函數(shù)：void CSerialComm：：OnApiSettings（）

｛Comstdlg dlg；if（dlg.DoModal（）＝＝IDOK）｛m_sPort＝dlg.m_sPort；／／設(shè)定打開串口號；m_ nBaud＝atoi（dlg.m_sDataBits）；m_nParity＝dlg.m_ nParity；if（m_bConnected）／／if（！ConfigConnection（））AfxMessageBox（″Can＇t realize the settings！″）；｝｝

在CserialComm類中聲明打開串口函數(shù)：BOOL CSerialComm：：OpenConnection（）

｛m_hCom＝CreateFile（m_sPort，GENERIC_READ｜GENERIC_WRITE，0，NULL，OPEN_EXISTING，F(xiàn)ILE _ATTRIBUTE_NORMAL｜FILE_FLAG_OVERLAPPED，NULL）；｝

在CserialComm類中聲明關(guān)閉串口函數(shù)聲明：void CSerialComm：CloseConnection（）｛CloseHandle（m_hCom）；｝

當(dāng)程序結(jié)束時，應(yīng)該釋放運行中占用的資源，關(guān)閉串口。

2.3 試驗結(jié)果與分析

以某一天深圳河河口天然水文檢測成果為依據(jù)作為目標(biāo)曲線。在模型干支流相應(yīng)來水的條件下，用光柵式水位儀測量各驗證地段的潮水位，模擬一個完整的潮位過程周期為1 h。將模擬試驗結(jié)果與原形潮水位繪成曲線對比，如圖5所示。

圖5 模型模擬潮位和天然潮位的對比Fig.5 Comparison ofmodel tide and natural tide

從模型的驗證結(jié)果看，除在高、低潮位附近出現(xiàn)拐點潮位值有所差別，模型潮位過程與原型水位值吻合較好。在系統(tǒng)調(diào)試與模型驗證過程中，潮汐波曲線的波峰與波谷處不夠光滑的原因，除了水流和潮位變化速率較快外，還與模型的水工結(jié)構(gòu)、供水流量等有關(guān)系。因此，需要反復(fù)調(diào)整有關(guān)控制參數(shù)才能得到較好的模擬效果。

3 流量測量

深圳河口潮汐模型干、支流進口較多且位置分散，共有平原河、沙灣河、梧桐河、布吉河、福田河以及山貝河6個河口進口，不僅給供水系統(tǒng)的布置帶來很大困難，也給設(shè)備購置經(jīng)費不足帶來壓力。為此，我們在深圳河口潮汐模型中首次采用了水表流量計（簡稱水表）。

水表是一種速度式儀表，具有起動流速低，測量范圍寬，重復(fù)性好，結(jié)構(gòu)簡單，操作及維修方便等優(yōu)點，而且價格低廉，具有很好的性價比。設(shè)備選用三川水表公司生產(chǎn)的一種大口徑遠(yuǎn)傳數(shù)字式智能水表，它由水表流量傳感器和智能二次儀表組成，智能二次儀表是單片微處理器控制的流量積算儀。流量傳感器為機械旋翼式葉輪結(jié)構(gòu)，其它類型的由于口徑及結(jié)構(gòu)等方面的問題沒有采用（包括性價比），例如垂直螺翼式的量程范圍更大，但其傳感器水頭損失大，且相同口徑的價格高出許多。

3.1 水表流量傳感器的特性

水表流量傳感器的特點：采用可拆式機芯結(jié)構(gòu)，便于維修與更換；葉輪直接驅(qū)動計速器轉(zhuǎn)動，始動流量低；量程寬，適合流量變化較大的場合；配備霍耳元件遠(yuǎn)傳發(fā)訊計數(shù)器，信號靈敏可靠。

基于上述特點并根據(jù)模型各進口流量的變化范圍，遵循水表口徑應(yīng)使常用水量在該口徑水表的標(biāo)稱流量和始動流量之間的原則，系統(tǒng)選用了口徑?50，?100，?150三種規(guī)格。其測量最大誤差：①從包括最小流量在內(nèi)至不包括分界流量的低區(qū)中的最大誤差為±5%；②從包括分界流量在內(nèi)至包括過載流量的高區(qū)中的最大誤差為±2%。

一般河工模型試驗要求流量控制在±5%，常用的電磁流量計的標(biāo)稱誤差為±1%。從水表流量傳感器分界流量至過載流量的測量誤差參數(shù)范圍可以看出，±2%的最大誤差雖然比電磁流量計的標(biāo)稱誤差大，但這個精度足以滿足試驗規(guī)范要求。而且水表常用量程比高達(dá)幾十倍，特別適合流量變化幅度較大的測量。然而，在實際應(yīng)用時應(yīng)盡量避免或減少過載流量的測量頻度，以提高水表的使用壽命；同時應(yīng)少用或不用最小流量和始動流量之間的量程，以減少誤差范圍。

3.2 智能流量積算儀的特性

智能二次儀表型號為LNS-D型流量積算儀，采用單片微處理器，對傳感器脈沖信號進行精確處理與計算，功耗低，體積小，重量輕。儀表配置了6鍵觸摸鍵盤，具有LED工作狀態(tài)指示，背光液晶顯示器，數(shù)字顯示當(dāng)前流量、累積總量、預(yù)定量的數(shù)值。顯示主菜單可以進行脈沖當(dāng)量設(shè)定、定量輸出設(shè)定、單次清零、密碼修改等功能。

3.3 應(yīng)用效果

水表流量計的不足之處與渦輪流量計相似，傳感器轉(zhuǎn)動部分容易被纖維或雜質(zhì)纏繞，但是在流量傳感器前安裝濾水器后，能夠解決這個問題。

相比較于電磁流量計、渦輪流量計等高等級專業(yè)流量計，水表的價格非常低廉。作為工業(yè)成熟儀表的擴展應(yīng)用，由于水表的量程較寬，深圳河口模型每個進口采用單管測量控制，減少了儀表和閥門的數(shù)量以及連接管線，大大降低了整個流量系統(tǒng)的費用。

在模型試驗驗證中，用斷面流量閉合法驗證了水表流量的準(zhǔn)確性，經(jīng)過一段時間的試驗運行表明，智能水表儀表測量準(zhǔn)確，重復(fù)性好，操作簡便，滿足試驗要求，具有較高的性價比，取得了較好的應(yīng)用效果［2］。

4 水位和流速測量

4.1 水位測量

水位測量采用GS-4型跟蹤式光柵水位儀，此水位儀的機械形式采用了LM線性軸承導(dǎo)軌、同步帶傳動的滑桿式機構(gòu)，行走順暢。水位儀測針探測式入水，消除水表面張力，減少測針極化。探測速度＞1.5 cm／s，測量精度在0.01 cm之內(nèi)，比較適用于潮汐模型和非恒定流模型測量。

模型安裝有12臺水位計采集水位值，采用RS422串口協(xié)議送入工控機。測量水位控制模式能進行同步探測、連續(xù)跟蹤、自檢和復(fù)位，工控機上多窗口顯示數(shù)據(jù)，能自動形成預(yù)定格式的文本文件儲存。

4.2 流速測量

流速測量采用LGY-Ⅲ型8線光電式旋漿智能流速儀，其傳感器旋漿結(jié)構(gòu)為通心對稱型，適合雙向水流流速的測量。智能流速儀具有自動存儲和記憶功能，設(shè)置的K，C，T值能自動保存，測量數(shù)據(jù)可通過觸摸鍵依次讀出。

光電式旋漿流速采集儀既可自成一測量體系，也可用多臺采集儀通過RS485通信接口與上位監(jiān)控機連接成更大的測速系統(tǒng)。本系統(tǒng)設(shè)置3臺LGY-Ⅲ型流速采集儀，由計算機遠(yuǎn)程控制測量，多點數(shù)據(jù)在屏幕上實時顯示、刷新并自動保存。

5 加沙控制

模型進口含沙量控制采用水沙分離方式，沙量濃度及粒徑級配預(yù)先在配沙攪拌池調(diào)配好，加沙系統(tǒng)只控制沙流量的大小，是一個高濃度水沙流量的比例開環(huán)控制系統(tǒng)。

加沙系統(tǒng)采用循環(huán)管道加沙設(shè)備（如圖6所示），主要由自動攪勻排污泵、循環(huán)管道和閘閥組成，沙量控制根據(jù)水流量大小和含沙量的比例關(guān)系，來開啟循環(huán)管道上的閥門實現(xiàn)，見圖7。這種加沙系統(tǒng)還利用了循環(huán)管道的回水沖擊力輔助攪拌，增強了加沙工作池的攪拌作用和防沉淀效果。

圖6 循環(huán)管道加沙工藝系統(tǒng)示意圖Fig.6 Process of circu lating pipe system in sand adding

圖7 循環(huán)管道加沙情形Fig.7 Circu lating pipe in sand adding

系統(tǒng)泥漿泵的選用，引進了環(huán)保工業(yè)的更新?lián)Q代產(chǎn)品——自動攪勻排污泵，它的結(jié)構(gòu)特點是在泵底處設(shè)計一個引水裝置，該裝置獨特的葉輪設(shè)計隨電機高速旋轉(zhuǎn)，使水泵本身具有把纖維物和雜物切碎和撕裂的功能，并將泵腔中的高壓水引出以旋流速度沖擊攪拌池的底部，使池底的水沙混為一體，最后在引水裝置的周圍進入泵腔并隨之排出。由于這種沖擊攪勻作用，使攪拌池中的水沙濃度比較均勻，有利于沙量的濃度控制和循環(huán)管道的防堵能力。

6 結(jié) 語

本系統(tǒng)應(yīng)用于深圳河河口改善及泥沙淤積規(guī)律研究物理模型試驗，實現(xiàn)了操作人員在中央控制室運行系統(tǒng)軟件進行試驗過程的自動控制，大大提高了潮汐模型試驗的自動化程度。經(jīng)過近3年的運行情況表明，系統(tǒng)測控的精確性、重復(fù)性和穩(wěn)定性都能滿足試驗要求。特別是變頻調(diào)速潮汐模擬系統(tǒng)集成度高、控制處理能力強、精確度高，能準(zhǔn)確模擬非恒定流潮汐過程，也可作為河工、水工、港工模型水位自動控制的技術(shù)平臺，有很強的推廣應(yīng)用價值。其它儀器與設(shè)備，也都選用了工業(yè)控制和水利科研的最新產(chǎn)品，取得了很好的應(yīng)用效果。

通過本系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，使潮汐河工模型試驗技術(shù)提高到一個新的水平，不僅模擬方法有了新的進展，量測控制技術(shù)及其設(shè)備也得到了提升，為潮汐模型試驗技術(shù)的深化奠定了基礎(chǔ)。

［1］ 吳新生，林木松，萬星星，等.基于變頻調(diào)速的潮汐模擬系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用［C］∥第七屆全國泥沙基本理論研究學(xué)術(shù)討論會論文集.西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2008.（WU Xin-sheng，LIN Mu-song，WAN Xing-xing， et al.Design and application of tidal simulation system based on frequency conversion and speed adjustment technology［C］∥The Seventh National Symposium Proceedings on Basic Theoretical Sediment Research.Xi’an：Shanxi Science and Technology Publishing House，2008.（in Chinese））

［2］ 林木松，吳新生，胡小君.智能水表在河工模型的應(yīng)用［J］.長江科學(xué)院院報，2007，（1）：54-56.（LIN Musong，WU Xin-sheng，HU Xiao-jun.Application of intelligent flow meter in rivermodel test［J］.Journal of Yangtze River Scientific Research Institute，2007，（1）：54-56.（in Chinese） ）

（編輯：周曉雁）

Tide Generating w ith Converting Frequency and M easurement Control System for Shenzhen Estuary Tidal M odel

WU Xin-sheng，LIN Mu-song，LIAO Xiao-yong，WAN Xing-xing
（Yangtze River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China）

Themeasurement control system of Shenzhen estuary tidalmodel consists of the measurements of water level，velocity and discharge，and sand adding control inmodel，aswell as the tide generating control equipments.For the flow characteristics of Shenzhen estuary tidalmodel，the system device used is of a high-performance tracking ofwater-level grating instrument，an AIoptical rotary pulp water velocitymeter and an AI flow meter，designed circulation pipes in sand adding，aswell as designed and developed the tidal simulation system which is based on frequency conversion and speed adjustment technology.The simulation system used the serial-communication of industrial-controlmachine and converter for the remote control of the trial process，real-time control of the opening angle and running speed of the gate，and，moreover，adopts adjusting instantaneouswater quantity in and outof the model to achieve amore accurate simulation of tidal waves.Themodel experiment practice shows that the control system is of high accuracy，good stability，and can solve the difficulties of variable over-flow wide entrances and accurate simulation of tidal.Through the design and application of this system，themeasurement technique for tidal model test has reached a new level.

Shenzhen estuary；tidal simulation；frequency conversion；measurement control

TV149.3

A

1001-5485（2010）04-0005-06

2009-04-16；

2009-05-13

吳新生（1954-），男，湖北武漢人，高級工程師，主要從事河工模型量測儀器研究工作，（電話）027-82926143（電子信箱）wxs5888＠sina.com。