Устройство для регулирования уровня воды в канале Советский патент 1987 года по МПК G05D9/12 

конце участка канала, радиопередающий блок А, радиоприемный блок 5, широтно-импульсньй модулятор 6, частотно-импульсный модулятор 7 и датчик 8 перепада уровней воды. Радиопередающий блок 4 состоит из последовательно соединенных модулятора 9

1

Изобретение относится к системам автоматического водорегулирования в открытых каналах.

Цель изобретения - повьшение качества регулирования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства , на фиг. 2 - принципиальная схема частотно-широт- но-импульсного модулятора.

Устройство содержит затворы 1, связанные с блоком 2 управления исполнительным механизмом, датчики 3 уровня воды, радиопередающий блок 4, радиоприемный блок 5, широтно импульс ный модулятор 6, частотно-импульсный модулятор 7 и датчик 8 перепада уровня на гидропередающем сооружении.

Радиопередающий блок 4 состоит из последовательно соединенных модулятора 9 и передатчика 10. Радиоприем- ный блок 5 состоит из последовательно соединенных радиоприемника 11, усилителя 12 низкой частоты, полосовых фильтров 13, усилителя 14 с емкостными накопителями и блока 15 вы- ходных реле.

Датчики 3 уровня воды выполнены в виде магнитоуправляемых герконов 16, установленных на неподвижных дисках 17, напротив которых размеще- ны рычаги 18 с магнитами 19, связанные со шкивами 20, которые при помощи гибких тяг .21 связаны с поплавками 22 и противовесами 23.

Датчик 8 перепада уровня воды вы- полнен в виде магнитоуправляемых герконов 24, установленных на диске 25, которьй связан со шкивом 26 чере ось 27 вращения, а шкив 26 с помощью гибкой тяги - с поплавком 28 и проти вовесом 29. Поплавок 28 находится в секции 30 двухсекционного колодца 31. Напротив диска 25 с герконами

и передатчика 10. Радиоприемный блок 5 состоит из последовательно соединенных радиоприемника 11, усилителя 12 низкой частоты, полосовых фильтров 13, усилителя 14 с емкостными накопителями и блока 15 выходных реле . 2 ил.

24 размещен рычаг 32 с магнитом 33, который через ось 34 вращения соединен со шкивом 35. Последний с помощь гибкой тяги связан с противовесом 36 и поплавком 37, который находится в секции 30 колодца 31. Секция 30 колодца 31 связана отверстием 39 с верхним бьефом, а секция 30 - с нижним бьефом при помощи трубы 40.

Модулятор 9 имеет в своем составе восемь конденсаторов, каждый из которых последовательно соединен с одним из нормально разомкнутых контактов 4l.j-41g герконов 16 датчика 3 уровня воды в конце участка канала. Блок 15 выходных реле содержит восем реле с нормально разомкнутыми контактами .

Широтно-импульсньй модулятор 6 (фиг. 2) содержит мостовую схему 43, выходные реле 44 и 45, блок 46 формирования длительности импульса управления. Частотно-импульсный модулятор 7 содержит блок 47 формировани частоты.

В диагональ мостовой схемы при помощи транзисторов 48 и 48 включено поляризованное реле 49. Два смежных плеча схемы образованы наборами последовательно соединенных резисторов равной величины. Сопротивления этих плеч мостовой схемы дискретно меняются при помощи параллельно включенных контактов блока 15 выходных реле и контактов 50„ герконов 16 датчика 3 уровня воды в начале участка канала.

К мостовой схеме 43 подключены цифроаналоговые преобразователи 51 и 52, выходной ток которых зависит от числа, записанного в счетчики 53 и 54. Входы последних подключены к выходу генератора импульсов частотой

f через элементы 2И-НЕ 55 и 56, дешифратор 57 и счетчик 58. Выход дешифратора 57 подключен к входам эле- ментов 2И-НЕ 55 и 56 при помощи нор- мально- разомкнутых контактов 59р-59д герконов 24 датчика 8 перепада уровней воды. Вторые входы элементов 2И-НЕ 55 и 56 соединены с нормально разомкнутыми контактами 49 и 49, поляризованного реле 49.

Выходные реле 44 и 45 управляются контактами 49 и 492 поляризованного реле 49 и имеют.по две группы нормално разомкнутых контактов 44 , 45 и 44, 45. Группы контактов 44 и 45 включают магнитные,пускатели блоков 2 управления, а группы контактов 44,, и 452 коммутируют вход блока 47 формирования частоты управляющих импульсов.

Блок 47 формирования частоты управляющих и шульсов содержит элементы 2И-НЕ 60-65, триггер 66, счетчики 67 и 68 импульсов, элемент 69 задержки. Прямоугольные импульсы частотой fj поступают на вход элемента 2И-НЕ 61.

Устройство работает следующим образом.

При срабатывании одного из герконов 16 датчика 3 уровня воды в конце участка канала замыкается один из контактов 41,,-41д в цепях емкостей

модулятора 9, который генерирует

соответствующую частоту. Модулирующие частоты воздействуют на несущую радиопередатчика 10, которая выбирается в области УКВ-диапазона. Модуляция несущей частоты частотная. Радио приемным блоком 5 сигналы, поступающие от передатчика 10, усиливаются и демодулируются, при этом срабатывает соответствующее реле и замыкается один из контактов реле,

Когда уровень воды в конце участка канала соответствует уровню воды в начале участка, определенному замкнутому контакту блока

15реле соответствует замыкание од- кого из контактов герконов

16датчика 3 уровня в начале участка При,этом мостовая схема 43 широтно- импульного модулятора 6 сбалансирована, поляризованное реле 49, включен- ное в диагональ моста, обесточено,

а его контакты 49, и 49 разомкнуты.

При нарушении соответствия уровней воды в начале и в конце участка

канала в диагонали MOCTOBofi схемы 43 возникает ток и замыкается один из контактов 49, или 49,). поляризованного реле в зависшчости от направления протекания тока. Контакты 49(49) подключают выходное реле 44 (45) ши- ротно-импульсного модулятора 6, которые своими контактами 44(45) включают магнитные пускатели блока 2 управления, а контактами 442(45) : подключают вход частотно-импульсного модулятора 7. Одновременно через контакты 49,, или 492 подается разрешающий потенциал на элемент 2И-НЕ 55 или 56 и импульсы, сформированные счетчиком 58, дешифратором 47 и контактами герконов 24 датчика 8 перепада уровней воды, поступают на вход счетчика 53 или 54 импульсов.

При подаче каждого импульса на вход счетчика 53 (54) на выходе циф- роаналогового преобразователя 51 (52) ступенчато увеличивается напряжение, пропорционально увеличению числа, записанного в счетчик 53 (54). Выходы цифроаналоговых преобразователей 51 и 52 подключены к мостовой схеме так, что увеличение напряжения на их выходах компенсирует напряжение раз- баланса, возникшее в результате нарушения соответствия между уровнями воды в начале и в конце участка ка- ,нала.

Время от момента срабатывания выходных реле 44 или 45 широтно-им- пульсного модулятора до момента их отпускания определяется количеством поданных на счетчик 53 (54) импульсов и их длительностью

m.t,

(1)

- количество импульсов, поданных на вход счетчика 53 или 54 за время разбаланса мостовой схемы 43;

- длительность единичного импульса.

Количество импульсов, поданных на счетчики 53 и 54, зависит от величины тока рассогласования, протекающего в диагонали схемы 43, который определяется разностью уровней воды в начале и в конце участка канала

m k, (лЬц-лЬ|),

(2)

где

513

коэффициент пропорциональности i 4Ьц,йЬ| - отклонение уровней воды

в начале и в конце участка канала.

Длительность единичного импульса зависит от перепада уровней воды на затворе 1. Это достигается тем, что контакты герконов 24 датчика 8 перепада уровней воды, включенные на выходе дешифратора 57, определяют частоту поступления импульсов на элемент 2И-НЕ 55 (56). Длительность единичного импульса зависит от того, какой из контактов 59д--5 9д герконор 24 датчика 8 перепада уровня воды замкнут. Минимальному перепаду уровней воды соответствует за- 59

мыкание контакта 59д, а максимальному - замыкание контакта 59д. В пер- вом случае формируется единичный импульс максимальной длительности, а ,Ео втором - минимальной длительности Таким образом

, и uZ

(3)

где k - коэффициент пропорциональности-, 4 Z - перепад уровней воды на

затворе 1.

Закон изменения длительности импульса управления на выходе широтно- импульсного модулятора 6 имеет вид

f, - -(,) , dZ

(4)

где k(, - коэффициент передачи широтно-импульсного модулятора 6. Одновременно с началом формирования управляющего импульса шнротно- импульсным модулятором 6 происходит формирование периода следования импульсов при помош;и частотно-импульсного модулятора 7, При замыкании одного из, контактов 442 ч. вькод- ных реле 44 или 45 широтно-импульсного модулятора 7 импульсы единичной длительности t| через элемент, 2И-НЕ 60 поступают на счетчик 67 о В момент размыкания контактов 44(452) в счетчик 67 записывается m импуль- - сов. Это число импульсов по истечению времени задержки, определяемого

элементом 69, записывается в счетчик 68. Кроме того, на вход последнего посредством элемента 2И-НЕ 61 поступают импульсы часта ой -f и дозапол- няют его до числа 15. При появлении числа 15 на выходе счетчика 68, на выходе элементов 2И-НЕ 62-65 появляется сигнал,, которьй свидетельствует

об окончании первого цикла управления.

Триггер 66 предназначен для синхронизации моментов замыкания кон- 1тактов реле 442 (45) нанала отсче- (та периода следования управляющих импульсов,

Чем дольше замкнуты контакты 442(432) реле широтно-импульсного модулятора 6, тем большее число записано в счетчики 67 и 68 и тем быстрое появляется,сигнал на выходах элементов 2И-НЕ 62-65.

Таким образом, период следования управляюш;их импульсов определяется следующим образом.

Т„ (1,5-т).

(5),

30 где ЛТ fl

По сигналу конца цикла управления возвращаются в исходное состояние счетчики 53, 54 и 67, цифроаналоговые преобразователи 51 и 52, и устройство готово для формирования следующего управляющего импульса.

40

ормула изобретения

Устройство для регулирования уровня в канале, содержащее последовательно соединенные датчик уровня

воды в конце участка канала и радиопередающий блок, частотно-импульсньй модулятор, датчик перепада уровня воды на гидроперегораживающем сооружении,, датчик уровня воды в начале

участка канала, последовательно соединенные широтно-импульсньй модулятор и блок управления., связанный выходом с затвором гидроперегораживаю- щего сооружения, причем первый вход

широтно-импульсного модулятора подключен к выходу радиоприемного блока, о т л и. ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества регулирования, второй вход широтно713056478

импульсного модулятора подключен к ня в начале участка канала, четвер- выходу датчика перепада уровня воды тый вход - к выходу частотно-импульс- на гидроперегораживающем сооружении, него модулятора, а выход - к входу третий вход - к выходу датчика урон- частотно-импульсного модулятора.

Изобретение относится к строительству гидротехнических сооружений и применяется для автоматизации регулирования уровней воды в оросительных каналах. Целью изобретения является повьшение качества регулирования . Для этого в устройство введены -затворы 1, связанные с блоком управления и исполнительным механизмом 2, датчики 3 уровня воды в начале и в « 3 V (Л о: о ел О5 4 /Я - W W y/V ./ Фиг.1 77Г

«ЛадХ

Редактор Н.Рогулич

Составитель Л.Цаллагова Техред И.Попович

1450/А5

Тираж 864Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А.Зимокосов