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

Изобретение относится к автоматическому регулированию, а именно к систамам автоматического водорегулирования уровня на открытых каналах. Известно устройство для автоматического водорегулирования на открытых каналах, содержащее затворы, свя занные с исполнительными механизмами, датчики уровня, блоки управления радиопередающие и радиоприемные блоки, выходы которых соединены с входа ми соответствующих блоков управления выходы которых связаны с соответствующими исполнительными механизмами а датчики уровня подключены к входам соответствующих радиопередающих блоков, обеспечиванвдее подачу воды чере вышерасположенное перегораживающее сооружение в соответствии с запросам водопотребителей посредством поддержания уровня воды в конце и начале участка канала в заданном состоянии Недостатками указанного устройств являются невысокое быстродействие и низкая точность регулирования. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой ство для регулирования уровня воды, в котором выход радиоприемного блока соединен с входом блока управления через широтно-и /1пульсный модулятор 2 Недостатки указанного устройства заключаются в низком быстродействии и невысокой точности регулирования, связанных с локальным регулированием уровня воды в каждом участке канала в отдельности без учета уровней воды в остальных участках канала. Цель изобретения - повышение быст родействия и точности регулирования уровней воды по всему каналу. С этой целью устройство для регулирования уровня воды в канале, содержащее датчики уровня в начале и конце участка канала, радиопередающии блок и последовательно соединенные радиоприемный блок, широтноимпульсный модулятор и исполнительный блок, связанный с затвором, содержит блок реле и последовательно соединенные блок суммирования, пороговый блок и блок коммутации, вход блока реле связан с выходом датчика уровня в начале данного участка канала, а выход - с другим входом широтно-импульсно/о модулятора, первый второй и третий входы блока суммирования соединены соответственно с выходом блока реле, выходом датчика уровня в конце вышерасположенного участка канала и другим выходом радиоприемного блока, а выход блока коммутации подключен к входу радиопередающего блока. На фиг. 1 представлена функцио-. нальная схема устройства; на фиг.2 датчик уровняf на фиг. 3 - широтноимпульсный модулятор; на фиг. 4 -, блок суммирования; на фиг. 5 - блок реле. Устройство (фиг. 1) содержит затвор 1, датчики 2 уровня, радиопередагадий блок 3,радиоприемный блок 4, широтно-импульсный модулятор 5, исполнительный блок б, блок 7 реле, блок суммирования 8, пороговый блок 9 и блок коммутации 10. Каждый датчик 2 уровня (фиг. 2) выполнен в виде магнитоуправляемого геркона 11, установленного на неподвижном диске 12, напротив которого размещен рычаг 13 с магнитом 14, связанным со шкивом 15, в спиральных пазах 16 которого находится гибкая тяга 17, связанная с поплавком 18, причем шкив датчика уровня может иметь переменный диаметр по длине. Для обеспечения постоянного натяга гибких тяг каждый датчик уровня снабжен противовесом 19. Радиопередающий блок 3 (фиг. 1) состоит из последовательно соединенных частотного модулятора 20 и передатчика 21. Модулятор 20 имеет в своем составе 8 конденсаторов, каждый из которых последовательно соединен с контактами соответствующего реле 22. Радиоприемный блок 4 (фиг. 1) состоит из последовательно соединенных радиоприемника 23, усилителя 24, демодулятора 25, усилителя с емкостными накопителями 26 и блока 27 выходных реле. Выход датчика 2 уровня в начале данного участка канала соединен с входом блока 7 реле, выход которого соединен с входом широтноимпульсного модулятора 5 и с входом блока 8 преобразования и суммирования, выход радиоприемного блока 4 соединен с входом широтно-импульсного модулятора 5, выход которого связан с исполнительным блоком б, выход датчика 2 уровня в конце вышерасположенного участка канала соединен с входом блока суммирования 8, вход которого соединен с шлходом радиоприемного блока 4, выход блока суммирования 8, соединен с входом блока коммутации 10 через пороговый блок 9, выход блока коммутации 10 соединен с входом радиопередающего блока 3. Широтно-импульсный модулятор 5 (фиг. 3 ) состоит из мостовой схемы 28, блока 29 магнитных пускателей и блока 30 формирования длительности. В мостовой схеме 28 контакты 31 31-j представляют собой первую пару контактов реле 31 - 31 блока 27 выходных реле, а контакты 32д, - 32у, представляют собой первую пару контактов реле 32д - 327 блока 7 реле. В блоке суммирования 8 ( фиг. 4 ) контакты 31QJ-3 1,j представляют собой вторую пару контактов реле 31,. -31jr

блока 27 выходных реле, контакты 3202 - представляют собой вторую пару контактов реле 32,3 - 32 j блока 7 реле, контакты 337 представля ют собой контакты герконов 11 датчика 2 уровня в конце вышерасположенного участка .. Имеется также сумматор 34.

Пороговый блок 9 состоит из пороговых элементов 35 - 35g .

Устройство работает следующим образом.

При отклонениях уровней воды в участках канала срабатывает один из герконов 11 датчиков 2 уровня. Замыкаются контакты соответствующих герконов 11 .Отклонение уровня воды,например в конце данного участка канала -го участка) , вызывает срабатывание одного из герконов 11 датчика 2 уровня в конце данного участка, замыкается один из контактов 33 - 33j герконов 11 датчика 2 уровня в конце данного участка. При этом срабатывают один из пороговых элементов 35 35g порогового блока 9 и одно из реле 22, - 22g блока коммутации 10, которое замыкает свои контакты в цепи модулятора 20 радиопередакяцего блока 3. Модулятор 20 радиопередающего блока 3 генерирует одну из частот. Модулирующие частоты воздействуют на несущую частоту радиоприемника 21, которая выбирается в области УКВ диапазона. Модуляция несущая - частотная. Радиоприег-лным блоком 4 сигнал, поступаняций от радиопередатчика 3, усиливается и демодулируется. При этом срабатывает одно из реле 31,, - 317 блока 27 выходных реле радиоприемного блока 4, которое замыкает свои контакты в мостовой схеме 28 широтно-импульсного модулятора 5 (один из контактов З, -. 31)и в блоке суммирования 8 (один из контактов - 31 .

Отклонения уровней воды в начале данного участка (-j -го участка) вызывают срабатывание одного из- герконов 11 датчика 2 уровня в начале данного участка, что приводит к срабатыванию одного из реле 32 о - 32блока 7 реле фиг. 5), которое замыкает свои контакты в другом плече мостовой схема 28 широтно-импульсного модулятора 5 (один из контактов 32() и в блоке 8 преобразования и сур-1мирования (один из контактов

32 оа-

в диагонали моста 28 широтноимпульсного модулятора 5 появляется напряжение, пропорциональное отклонениям уровней воды в начале и конце данного участка канала (i -го участка) . Блок 30 формирования длительности широтно-импульсного модулятора 5 формирует последовательность управляющих импульсов с длительностью, пропорциональной напряжению в диагонали мостовой схемл 28, Это происходит следующим образом. Контакт 36 поляризованного реле 37 подключает одно из промежуточных реле 38 (39), которое в свою очередь подключает один из магнитных пускателей 40 (41) и замыкает цепь заряда конденсатора 42. Через время, определяемое резистором 43, конденсатор заряжается до напряжения открывания транзистора 44 и срабатывания реле 45. Замкнувшийся контакт 45 подает питание на шаговый искатель 46. Шаговый искатель 46 делает один шаг, собственным контактом 46, разряжает конденсатор 42 и наборными полями резисторов 47 и 48 подключает вторые их ламели 47. В диагонали моста добавляется один

резистор ток через катушку реле 31 уменьшается. Если контакт 36 поляризованного реле 37 не возвращается в нейтральное положение, шаговый искатель 46 делает второй шаг,

по времени одинаковый первому, подключая второй дополнительный резистор 482 в диагональ моста. Если после второго шага контакт 36 возращается в нейтральное положение, реле 38 (39) обесточивается, размыкает свои контакты в цепи магнитного пускателя и в цепи заряда емкостей через резистор 43. Время последующих шагов определяется резистором 49 . Когда поля 47 и 48, последовательно подключая ламели 472 i ...47. , подключат ламели 47о, цепь заряда конденсатора 42 размыкается и в диагонали моста отключаются дополнительные резисторы 48 - 487.

Ширина управляющих импульсов в сооружении i -го участка определяется величинами отклонений уровней воды в начале и конце данного участка канала (i -го участка).

Выходные сигналы блока 27 выходных реле радиоприемного блока 4 и блока 7 реле поступают на соответствукйцие входы блока 8 преобразования и суммирования, на другой вход которого поступает сигнал с датчика 2 уровня в конце вышерасположенного участка канала.

Отклонение уровней воды в конце вышерасположенного участка канала ( - 1) -го участка - вызывает срабатывание герконов 11 датчика 2 уровней в конце вышерасположенного .участка. В результате замыкается один из контактов ЗЗ герконов 11.

Сигнал об отклонениях уровней воды в конце вышерасположенного (-i -го участка) канала суммируется с сигналами об отклонениях уровней воды в начале и конце Данного участка (- -го участка. Таким образом, сигнал на выходе сумматора 34 блока суммирования 8 зависит от отклонений уровней воды в начале и конце данного участка и в начале вышерасположенного участка. При этом выполняется суммирование с учетом специфических особенностей Сдлина, ширина, глуби«а местности и т.д.) участков канала. Причем сигнал и на илходе сумматора 34 может быть, например, следуиядим; i-Г.,t,ЛЧ,Ь,;.,, гдеКц К|(;, постоянные коэффициенты веса начала и конца дан ного участка ( -го учас ка}и конца втлшерасполо женного (л-1)-го участка соответственно, кото рые характеризуют специ фические особенности участков канала (глубина, ширина, длина местности и т.д.) ; - отклоления уровней воды в начале и конце данного участка( -го участка) и в конце вышераспо ложенного (4-1)-го учас ка соот-ветственно. Сигнал с выхода блока суммирования 8 вызывает срабатывание одного из порогоках элементов 35 - 35 g по рогового блока 9. В результате ерабатывает соответствующее реле 22 22g блока коммутации 10. При этом модулятор 20 радиопередающего блока генерирует одну из частот ft- feМодулирующие частоты воздействуют на несущую частоту радиопередатчика 21, которая выбирается в области УКВ диа пазона. Радиоприемным блоком 4 сигналы, поступакадие от передатчика 21,. усиливаются и демодулируются. В результате срабатывает одно из реле 31 31т блока выходных реле 27, которое замыкает свои контакты в мостовой схеме широтно-импульсного модулятора 5 . Отклонения уровня воды в начале вышерасположенного участка канала вызывают срабатывание одного из герконов 11 датчика 2 уровня в начале вышерасположенного участка, что приводит к срабатыванию одного из реле 32 о - 32 блока 7 реле, которое замыкает свои контакты в другом плече мостовой схемы 28 широтно-импульсного модулятора 5. Таким образом, в диагонали моста 28 появляется напряжение, пропорциональное напряже . и отклонению уровня воды в начале вышерасположенного участка. Другими словами, указанное напряжение пропорционально отклонениям уровней воды в начале и конце i -го и (- 1)-го участков канала с учетом весовых коэффициентов. При этом величина открытия затвора сооружейия (.-) -го участка зависит от отклонений уровней воды в начале и конце 1 -го и (i -1)-го участков канала с учетом весовых коэффициентов. Работа устройства во всех вышерасположенных участках происходит аналогично. При этом в каждом блоке суммирования В происходит суммирование сигналов об отклонениях уровней вода в начале и конце данного, в начале вышерасположенного и в начале и конце всех нижерасположенных участков канала с учетом весовых коэффициентов. Другими словами, сигналы об отклонениях уровней воды во всех нижерасположенных участках с учетом весовых коэффициентов передаются в вышерасположенные участки вплоть до головного. Таким образом, величина открытия кгикдого затвора 1 зависит от суммарных отклонений уровней воды во всех нижерасположенных участкаос с учетом местности каждого нижерасположенного участка. Это позволяет повысить быстродействие и точность регулирования уровней воды по всему каналу.

УСТРОПСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИ УРОВНЯ ВОДЫ В КАНАЛЕ, содержащее дат чики уровня в начале и конце участка канала, радиопередающий блок и после довательно соединенные радиоприемный у/////////;л 77ЛА//7А/////////////// блок, М1иротно-импульсный модулятор и исполнительный блок, связанный с затвором, .отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, оно содержит блок реле и последовательно соединенные блок суммирования, пороговой блок и блок коммутации, вход блока реле связан-с выходом датчика уровня в начале данного участка канала, а выход - с другим входом широтно-иМпульсного модулятора, первый, второй и третий входы блока суммирования соединены .соответственно с выходом блока реле, выходом датчика уровня в концевышерасположенного участка канала и .другим выходом радиоприемного блока, а внход блока коммута- . ции подключен к входу радиопередающего, блока. ///

r-r-i

fe