Устройство для регулирования уровня воды в канале

 

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. ///

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPb!TNA

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3569528/18-24 I (22) 30.03. 83 (46) 30,05.84, Бюл. Р 20 (72) Као Тиен Гуинь (СРВ), Рауль

Ривас Перес (Куба) и Е.Д.Пичугин (СССР) (71) Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 681.128.62 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 627454, кл, G 05 D 9/12, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР

Р 767714, кл. 0 05 D 9/12, 1978 (прототип). (54)(57),УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

УРОВНЯ ВОД1 В КАНАЛЕ, содержащее датчики уровня в начале и конце участка канала, радиопередающий блок и последовательно соединенные радиоприемный блок, широтно-импульсный модулятор и исполнительный блок, связанный с затвором,.о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, оно 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-импульсного 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 радиоприем- @ ного блока, а выход блока коммутации подключен к входу радиопередающего. блока.

1095144

Изобретение относится к автоматическому регулированию, а именно к системам автоматического водорегулирования уровня на открытых каналах.

Известно устройство для автомати-. ческого водорегулирования на откры- 5 тых каналах, содержащее затворы, связанные с исполнительными механизмами, датчики уровня, блоки управления, радиопередающие и радиоприемные блоки, выходы которых соединены с входа- 10 ми соответствующих блоков управления, выходы которых связаны с соответствующими исполнительными механизмами, а датчики уровня подключены к входам соответствующих радиопередающих блоков, обеспечивающее подачу воды через вышерасположенное перегораживающее сооружение в соответствии с запросами водопотребителей посредством поддержания уровня воды в конце и начале участка канала в заданном состоянии (17, Недостатками укаэанного устройства являются невысокое быстродействие и низкая точность регулирования.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой2 ство для регулирования уровня воды, в котором выход радиоприемного блока соединен с входом блока управления через широтно-импульсный модулятор Ц, Недостатки укаэанного устройства заключаются в низком быстродействии и невысокой точности регулирования, связанных с локальным регулированием уровня воды в каждом участке канала в отдельности беэ учета уровней воды З5 в остальных участках канала.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности регулирования уровней воды по всему каналу.

С этой целью устройство для pery- 40 лирования уровня воды в канале, содержащее датчики уровня в начале и конце участка канала, радиопередающий блок и последовательно соединенные радиоприемный блок, шиРотно- 4 импульсный модулятор и исполнительный блок, связанный с затвором, содержит блок реле и последовательно соединенные блок суммирования, ïîðîговый 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 конце вышерасположенного участка канала и другим выходом радиоприемного блока, а выход блока коммутации подключен к входу радиопередающего блока.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 датчик уровня; на фиг. 3 — широтноимпульсный модулятор; на фиг. 4 — 65 блок суммирования; на фиг. 5 — блок реле.

Устройство (фиг. 1) содержит эа" твор 1, датчики 2 уровня, радиопередакщий блок З,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 иэ последовательно соединенных частотного модулятора 20 и передатчика 21. Модулятор 20 имеет в своем составе 8 конденсаторов, каждый иэ которых последовательно соединен с контактами соответствукщего реле

22.

Радиоприемный блок 4 (фиг. 1) состоит иэ 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 выходом 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 иэ мостовой схемы

28, блока 29 магнитных пускателей и блока 30 формирования длительности. В мостовой схеме 28 контакты 31,311 представляют собой первую пару контактов реле 31, - 311 блока 27 выходных реле, а контакты 32О, — 32, представляют собой первую пару контактов реле 32д — 321 блока 7 реле.

В блоке суммирования 8 (фиг. 4 ) контакты 31 -31 представляют собой вторую пару контактов реле 31 -31у

1095144

10 блока 27 выходных реле, контакты

32 О - 32 представляют собой вторую пару контактов реле 32д — 32 блока

7 реле, контакты ЗЗО- 337 представля ют собой контакты герконов 11 датчика 2 уровня в конце вышерасположенного участка кан "а. Имеется также сумматор 34.

Пороговый блок 9 состоит иэ пороговых элементов 35< - 35

Устройство работает следунцим образом.

При отклонениях уровней воды в участках канала срабатывает один из герконов 11 датчиков 2 уровня. Замыкаются контакты соответствующих гер- t5 конов 11.Отклонение уровня воды, например в конце данного участка канала

< -го участка), вызывает срабатывание одного иэ герконов 11 датчика 2 уровня в конце данного участка, эа- 20 ьыкается один из контактов 33 — 331 герконов 11 датчика 2 уровня в .кон» це данного участка. При этом срабатывают один из пороговых элементов 354358 порогового блока 9 и одно из реле 22< — 228 блока коммутации 10, которое замыкает свои контакты в цепи модулятор 20 радиопередающего блока 3. Модулятор 20 радиопередающего блока 3 генерирует одну иэ частот. Модулирующие частоты воздействуют на несущую частоту радиоприемника 21, которая выбирается в области УКВ диапазона. Модуляция несущая — частотная. Радиоприемным блоком 4 сигнал, поступающий от радиопередатчика 3, усиливается и демоду" лируется. При этом срабатывает одно из реле 31 — 317 блока 27 выходных реле радиойриемного блока 4, которое замыкает свои контакты в мостовой А0 схеме 28 широтно-импульсного модулятора 5 (один из контактов 31О, — .

31 <)и в блоке суммирования 8 (один иэ KQHTBKTQB 31 1 — 317

Отклонения уровней воды в начале 45 данного участка (-го участка ) вызывают срабатывание одного из герконов 11 датчика 2 уровня в начале данного участка, что приводит к срабатыванию одного из реле 32@ - 32у 50 блока 7 реле (фиг. 5), которое зама кает свои контакты в другом плече мостовой схемы 28 широтно-импульсного модулятора 5 (один из контактов

32р<-32т ) и в блоке 8 преобразования и суммирования (один иэ контактов

32р 321г ) °

В диагонали моста 28 широтноимпульсного модулятора 5 появляется напряжение, пропорциональное отклонениям уровней воды в начале и конце данного участка канала (j -ro участка) . Блок 30 формирования длительности широтно-импульсного модулятора 5 формирует последовательность управлякщих импульсов с дли- И тельностью, пропорциональной напряжению в диагонали мостовой схемы 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 48<,и ток через катушку реле 37 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 48 в диагональ моста. Если после второго шага контакт 36 возращается в нейтральное положение, реле 38 (39) обесточивается, размякает 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 47, 47,... ...47, подключат ламели 47, цепь заряда конденсатора 42 размыкается и в диагонали моста отключаются дополнительные резисторы 48 - 48у.

Ширина управляющих импульсов в сооружении -ro участка определяется величинами отклонений уровней вонищ 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 соответствующие 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) -ro участка — вызывает срабатывание герконов 11 датчика 2 уровней в конце вышерасположенного участка. В результате замыкается один из контактов 33О- 337 герконов

11.

Сигнал об отклонениях уровней воды в конце вышерасположенного (j -ro участка) канала суммируется с сигналами об отклонениях уровней воды в

1095144

10 начале и конце данного участка (< -ro 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 (длина, ширина, глубина местности и т.д. участков канала. Причем сигнал 0 на выходе сумматора 34 может быть, например, следующим: гдето„;,К„;,К„. — постоянные коэффициенты 15

Й11 »1 М-» веса начала и конца данного участка (» -го участ ка) и конца вышерасположенного (» -1)-го участка соответственно, кото- 20 рые характеризуют специфические особенности участков канала (глубина, ширина, длина местности и т.д.); 25 отклонения уровней воды в начале и конце данного участка(» -ro участка) и в конце вышерасположенного (» -1)-ro участ 30 ка соответственно.

Сигнал с выхода блока суммирова« ния 8 вызывает срабатывание одного из пороговых элементов 35» — 35 порогового блока 9. В резУльтате срабатывает соответствующее реле 22»

228 блока коммутации 10. При этом модулятор 20 радиопередающего блока 3 генерирует одну из частот

Модулирукщие частоты воздействуют.на несущую частоту радиопередатчика 21, 40 которая выбирается в области УКВ диапазона.

Радиоприемным блоком 4 сигналы, поступакщие от передатчика 21,. Усиливаются и демодулируются. В резуль 45 тате срабатывает одно из .реле 31О31т 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 иэ герконов 11 датчика 2 уровня в начале вышерасположенного участка, что приводит к срабатыванию одного иэ реле

32 о — 321 блока 7 реле, которое замыкает свои контакты в другом плече мостовой схема 28 широтно-импульсного модулятора 5. Таким образом, в диагонали моста 28 появляется напряжение, пропорциональное напряже нию 0;, и отклонению уровня воды в начале вышерасположенного участка.

Другими словами, укаэанное напряжение пропорционально отклонениям уровней воды в начале и конце » -го и (» — 1) -ro участков канала с учетом весовых коэффициентов. При этом величина открытия затвора сооружейия (» -1 } -ro участка зависит от отклонений уровней воды в начале и конце

» -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 8 происходит суммирование сигналов об отклонениях уровней воды 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 каждого затвора 1 зависит от суммарных отклонений уровней воды во всех нижерасположенных участках с учетом местности каждого нижерасположенно го участка. Это позволяет повысить быстродействие и точность регулирования уровней воды по всему каналу.

1095144

oui z и>.

ВНИИПИ Заказ 3596/29 Тираж 842 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4