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加沙控制的技術(shù)路線由于本次懸沙模型試驗(yàn)加沙斷面數(shù)量較多，對(duì)各斷面加沙時(shí)間和加沙數(shù)量的協(xié)調(diào)性有較高的要求。實(shí)踐證明，分布式加沙系統(tǒng)成功地解決了多斷面渾水流量實(shí)時(shí)控制的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)模型多斷面懸沙輸移量的精確控制，為大尺度河工模型懸移質(zhì)自動(dòng)加沙提供了切實(shí)可行的新方法。

　　設(shè)計(jì)方案整個(gè)加沙系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、給沙裝置、輸沙管路和消能設(shè)施組成。控制系統(tǒng)我們選用RS422總線實(shí)現(xiàn)分布式加沙控制系統(tǒng)的主要拓?fù)浞桨?，?gòu)成以計(jì)算機(jī)為上位機(jī)，以四臺(tái)帶有RS422總線接口的三相電源變頻器為下位機(jī)的單主四從的RS422網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)由主控機(jī)統(tǒng)一調(diào)度和管理，向變頻器發(fā)送命令數(shù)據(jù)或讀取變頻器的狀態(tài)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)的干線是兩對(duì)雙絞線，可以可靠地傳輸主機(jī)和變頻器間的通訊信號(hào)。整個(gè)分布式加沙控制系統(tǒng)布局。為了削弱因通信信號(hào)傳輸速度和傳輸距離引起的信號(hào)反射效應(yīng)，在離計(jì)算機(jī)最遠(yuǎn)的4號(hào)變頻器安裝100Ω的終端阻抗器。

　　該系統(tǒng)控制軟件采用VB語言編程，主要包括以下四個(gè)模塊。數(shù)據(jù)輸入模塊。其功能為輸入數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)文件。數(shù)據(jù)文件由多個(gè)通道的數(shù)據(jù)系列組成，控制系統(tǒng)根據(jù)各通道的數(shù)據(jù)系列內(nèi)插取點(diǎn)，實(shí)時(shí)輸出加沙指令。數(shù)據(jù)修改模塊。其功能為在程序啟動(dòng)前或運(yùn)行中修改數(shù)據(jù)。曲線顯示模塊?？娠@示被修改數(shù)據(jù)生成的曲線，它與修改數(shù)據(jù)模塊在各通道之間一一對(duì)應(yīng)。自動(dòng)控制模塊。試驗(yàn)時(shí)調(diào)用此模塊，使計(jì)算機(jī)進(jìn)入實(shí)時(shí)控制狀態(tài)，整個(gè)放水加沙過程實(shí)行自動(dòng)控制，無需人工操作，僅在監(jiān)視屏上顯示加沙量的控制值。

　　給沙裝置給沙裝置分為配沙池、輸沙管路和攪拌桶三部分。配沙池位于模型大廳外部，一次可配高濃度沙水20m3并持續(xù)攪拌。攪拌桶位于模型大廳內(nèi)，里面安裝的攪拌器在工作期間持續(xù)攪拌保證沙水濃度均勻。變頻器及變頻泵安裝在攪拌桶上，根據(jù)上位機(jī)下發(fā)的指令調(diào)控沙水流出量。配沙池與攪拌桶、攪拌桶與各個(gè)輸沙斷面的加沙管，由高密度聚乙烯纏繞增強(qiáng)管組成的輸沙管路連接。

　　消能設(shè)施沙水直接以管流的方式流入模型將會(huì)影響斷面附近河勢(shì)，因此用復(fù)合纖維板剪裁拼接成消能器跨越架設(shè)在模型加沙斷面上，并調(diào)整其下沿距離模型水面在10cm以內(nèi)。沙水經(jīng)由消能器后在全斷面分布均勻地淌入模型，將對(duì)流場(chǎng)和水流動(dòng)力的影響限制在試驗(yàn)可接受的程度內(nèi)。關(guān)鍵技術(shù)分布式加沙控制系統(tǒng)上、下位機(jī)間的數(shù)據(jù)通信是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，是系統(tǒng)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。本系統(tǒng)中上、下位機(jī)間通信協(xié)議定為每幀信息11位，包括1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位奇偶校驗(yàn)位和1位停止位，通信速率定為9600bps.系統(tǒng)運(yùn)行前，按照上述通信協(xié)議手動(dòng)設(shè)置各變頻器的通信參數(shù)。本系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)與變頻器的各類通信指令具體定義如和所示。每條指令中除D0外的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的ASCII碼相加，總和（二進(jìn)制）的最低一個(gè)字節(jié)的高四位和低四位作為2個(gè)單獨(dú)的十六進(jìn)制數(shù)構(gòu)成該條指令的校驗(yàn)碼。