Устройство для регулирования уровня воды в канале Советский патент 1984 года по МПК G05D9/12 

00 4

сл

00 Изобретение относится к системам автоматического водорегулирования на открытых каналах. По основному авт. св. № 817671 известно устройство регулирования уровня воды в канале, обе спечивающее подачу расхода воды через расположен ное вьше перегорающее.сооружение (в соответствии с запросами водопотребителей) посредством поддержания уровня воды в конце и начале участка канала в заданном соотношении. Устройство содержит затворы, связанные с исполнительными механизмами датчики уровня, блок управления, радиопередающий блок .и радиоприемный блок, выход блока управления с испол нительным механизмом. Датчик уровня подключен к входу радиопередающего блока, радиоприемный блок и блок управления установлены на первом по ходу потока воды затворе, выход радиоприемного блока соединен с входом блока управления через частотноимпульснйй модулятор, вход частотноимпульсного модулятора связаны с дат чиком перепада уровней воды на первом по ходу воды затворе Ml. Недостаток данного устройства невысокая точность регулирования. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем что устройство содержит последовател но соединенные релейный блок, переключатель и широтно-импульсный модулятор, второй вход которого подключен к выходу радиоприемного блока и второму входу переключателя, третий вход - к вьпсоду релейного блока, а выход - в выходу частотно-импульсного модулятора, связанного третьим входом с вторым выходом переключателя, а четвертым входом - с выходом релейного блока, причем вход релейного блока подключен к выходу датчика уровня воды в начале участка кана ла. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 принципиальные схемы широтно-импульс ного и частотно-импульсного модуляторов; на фиг. 3 - схема блока выходных реле; на фиг. 4 - схема переключателя; на фиг. 5 - схема релейного блока. Устройство содержит затворы 1, связанные с блоком управления и исполнительным механизмом 2, датчики 3 1 8 уровня воды, радиопередающий блок 4, радиоприемный блок 5, широтно-импульсный модулятор 6, частотно-импульсный модулятор 7, датчик 8 перепада уровней воды, релейный блок 9 и переключатель 10. Радиопередающий блок 4 состоит из последовательно соединенных модулятора 11 и передатчика 12. Радиоприемный блок 5 состоит из последовательно соединенных радиоприемника 13, усилителя 14 низкой частоты, полосовых фильтров 15, усилителя 16 с емкостными накопителями и блока 17 выходных реле. Выход датчика 3 уровня воды в конце рассматриваемого участка канала соединен с входом модулятора 11 радиопередающего блока 4. Первый вход широтно-импульсного модулятора 6 подключен к первому входу переключателя 10, второй вход - к выходу радиоприемного блока 5 и второму входу переключателя 10, третий вход - к выходу релейного блока 9, а выход - к выходу частотно-импульсного модулятора 7. Первый вход частотно-импульсного модулятора 7 подключен к выходу радиоприемного блока 5, второй вход к выходу датчика 8 перепада уровней воды, третий.вход - к второму выходу переключателя 10, а четвертый вход - к выходу релейного блока 9. Вход релейного блока 9 подключен к выходу датчика 3 уровня воды в начале участка канала. Выходы широтно-импульсного модулятора 6 и частотно-импульсного модулятора 7 подключены к входу исполнительного механизма 2. Датчики 3 уровня воды выполнены в виде магнитоуправляе1 1ых герконов 18, установленных на неподвижных дисках 19, напротив которых размещены рычаги 20 с магнитами 21, связанные со шкивами 22,,которые с помощью гибких тяг 23 связаны а поплавками 24 и противовесами 25. Датчик 8 перепада уровней воды выполнен в виде магнитоуправляемых герконов 26, установленных на диске 27, который связан со шкивом 28 через ось 29 вращения, а шкив 28 с помощью гибкой тяги - с поплавком 30 и противовесом 31. Поплавок 30 находится в секции 32 двухсекционного колодца 33, напротив диска 27 с герконами 26 размещеН| рычаг 34 с магнитом 35, который через ось 36 вращени связан со щкивом 37. Шкив 37 с помощью гибкой тяги связан с поплавком 38 и противовесом 39, поплавок 3 находится в секции 40 .колодца 33, секция 32 колодца 33 связана отверс,тием 41 с верхним бьефом, а секция 40 - с нижним бьефом с помощью трубы 42. Щиротно-импульсный модулятор 6 и частотно-импульсный модулятор 7 (фиг. 2) имеют общую мостовую схему 43 и общий блок магнитных пускателей 44. Широтно-Ю1пульсный модулятор 6, кроме того, имеет блок формирования длительности 45, а частотноимпульсный модулятор 7 - блок формирования частоты 46. Модулятор 11 имеет в своем состав одиннадцать конденсаторов, каждый из которых последовательно соединен с одним из нормально разомкнутых контактов 47 - 47 герконов 18 датчи а 3 уровня воды. Блок 17 выходных реле содержит одиннадцать реле 48 - 48, каждое из которых имеет две пары контактов (фиг. 3). Схема переключателя 10 (фиг. 4), который содержит реле 60, в цепи питания которого имеются параллельно под-; ключенные вторые контакты 48 - 48 реле 48а - 48 а блока 17 выходных реле и вторые контакты реле 49з - 498 Релейного блока 9. Релейныйблок 9 (фиг. 5), состоящий из одиннадцати реле - 49, каждое из которых имеет две пары контактов, срабатывает в зависимости от замыкания контактов герконов 18 датчика 3 уровня воды в начале участ ка канала. Устройство работает следующим образом. При отклонении уровня водь от заданного в конце участка канала сраба тывает один из герконов 18 датчика 3 уровня воды, замыкается один из контактов 470 - 47 в цепях емкос тей модулятора 11, который генерирует соответствующую частоту. Модулирующие частоты воздействуют на несущую частоту радиопередатчика 12, которая выбирается в области УКВ-диа пазона. Модуляция несущей частоты - частотная. Радиоприемным блоком 5 сигналы, поступающие от передатчика 12, усили ваются и демодулируются, при этом 58 срабатыв.ает соответствующее реле блока 17 выходных реле. Отклонение уровня воды от заданного в начале участка канала вызывает срабатывание одного из герко- ; . нов 18 датчика 3 уровня воды и бдного из реле 49 о - релейного блока 9. При малы отклонениях уровней воды в начале и в конце участка канала, не превышающих заданной величины, например до 10% от заданного уровня воды, срабатывает одно, из реле 48, 482, 48, 48, которое замыкает свой первый контакт в мостовой схеме 43 и свой второй контакт 48 4822, 92 402 ® ® заряда конденсатора 50 и срабатывает одно из реле 49, 49, 49д, которое замыкает свой первый контакт 49-, 492, 9-10-, э мостовой сгеме 43 (фиг. 3). Пои этом мост разбалансирован и контакт 51 поляризованного реле 51 подключает одно из промежуточных реле 52 (53), контакты которого 52 (ЗЗ) подключают магнитные пускатели 54 и 55 (56 и 57), а контакты 54 и 55 . (56 и ,57) замыкают цепь заряда конденсаторов 58 и 59. Так как реле 60 переключателя 10 (фиг. 5) обесточено, блок 45 формирования длительности отключен от питания, блок 46 формирования частоты подключен к источнику питания, а в диагонали моста 43 контакт бОд замкнут. Начиная с этого момента происходит перемещение затвора при помощи исполнительного механизма 2 и заряда конденсатора 58 через сопротивление 61 до напряжения открывания транзистора 62 и срабатывания реле 63. Размыкающий контакт бЗд обрывает цепь управления промежуточными реле 52 и 53 блока магнитных пускателей 44, а замыкающий контакт бЗд подключает схему формирования паузы с .транзистором 93, реле 94 и зaмыкaющт м контактором реле 94. Время паузы определяется временем заряда конденсатора 50 через сопротивления 64-73. Параллельно сопротивлениям 64-68 включены контакты 74-78 герконов 26 датчика 8 перепада уровней воды, которые вмесс вторыми контактами 48 92. реле 48, 482 48, 48 д блока 17 выходных реле изменяют частоту следования управляющих нмт пульсов в.зависимости от величины перепада уровней воды и величины отклонения уровнейводы в конце участка канала. Таким образом, при малых отклонениях уровней воды работает частотноимпульсньй модулятор, частота выходных управляювдах импульсов которого зависит не только от величины перепада уровней воды, но и от величины отклонения уровней воды в конце учас ка канала. Тем самым повьвпается точность регулирования. При больших отклонениях уровней воды в конце и/или в начале рассматриваемого участка канала срабатывает одно из реле Аву - 48д блока 17 выходных реле и/или одно из реле 48з - 498 релейного блока 9, при этом замыкаются его соответствующие контакты в мостовой схеме 43 и в пе реключателе 10 (фиг. 5), в результате чего срабзплвает реле 60, которое контактсвд бОл подключает к источнику питания блок 45 формирования дпительности широтно-импульсного модулятора 6 и контактом 60 отключает от питания блок 46 формирования частоты частотно-импульсного модулятора 7, а в диагонали моста контакт 60, разомкнут. Контакт 51 поляризованного реле 5 1 подключает одно из промежуточных реле 52 (53), которые в свою очередь подключают магнитные пускате ли 54 и 55 (56 и 57) и замыкают цепь заряда конденсатора 59. Через время определяемое сопротивлением 79, конденсатор заряжается до напряжения открывания транзистора 80 и срабатывания реле 81. Замкнувшийся контакт 81 подает питание на шаговый искатель 82, который делает один шаг собственными контактами 82. разряжает конденсатор 59 и полями 83 и 84 подключает ламель 1. В диагонали моста 43 добавляются одно сопротивление 85 и ток через катушку поляризованного реле 51 уменьшается. Если контакт 51 поляризованного реле 51 не возвращается в нейтральное положе ние, шаговый искатель делает второй шаг, по времени одинаковый первому, подключая второе дополнительное сопротивление 86 в диагонали моста. Если после второго шага контакт 51 ;возвращаетея в нейтральное положе- ние, реле 52 (53) обесточится, разомкнет свои контакты в цепи магнитного пускателя и в цепи заряда конденсатора 59 через сопротивление 79. Время последующих шагов определяется сопротивлением 92. Тогда поля 83 и 84, последовательно подключая ламели 3, 4...25, подключает ламель О, цепь заряда конденсатора 59 разрывается и в диагонали моста отключаются дополнительные сопротивления 85-91. Длительность управляющего импульса определяется величинами отклонения уровней водел в начале и в конце участка канала. Таким образом, при больших отклонениях уровней воды в участках канала работает широтноимпульсный модулятор,, длительность выходных управляющих импульсов которого зависит от величины отклонений уровней воды в начале и в конце участка канала, что повьштает быстродействие процесса регулирования. В предлагаемом устройстве, благодаря введенной дополнительной цепи в блоке формирования частоты управляющих импульсов, частота импульсов управления зависит не только от перепада уровней воды в начале участка канала, но и от величины отклонения уровней воды в конце участка канала. В прототипе сигнал об отклонении уровней воды в конце участка канала используется лишь для формирования знака управляющих импульсов, а в предлагаемом устройстве еще и для формирования частоты повторения импульсов управления. Применение предлагаемого устройства для регулирования уровня воды в открытых каналах повьш1ает быстродействие и точность регулирования, уменьшает непроизводительные сбросы воды и подмывание дамб канала.

/

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ вода в КАНАЛЕ по авт. св. №817671, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и быстродействия устройства, введены последовательно соединенные р елейный блок, переключатель и широтно-импульсный модулятор, второй вход которого подключен к выходу радиоприемного блока и второму входу переключателя, третий вход - к выходу релейного блока, а выход - к выходу частотноимпульсного модулятора, связанного третьим входом с вторым выходом переключателя, а четвертым входом - с выходом релейного блока, причем вход релейного блока подключен к выходу датчика уровня воды в начале участка (Л канала.

IPAf

.//

M

т т

: v/xrsy//

v«. /

48 48,

fffff

0t/t.J

ГО

4ff

JZ

48s2

80

4951 4961

(риг. 4