Устройство для регулирования уровня воды в канале

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„ I 305647 А 1 (51) 4 G 05 D 9/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а

Н А ВТОРСК0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3885275/24-24 (22) 18.04.85 (46) 23.04.87. Бюл. 9 15 (7 1) Украинский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации (72) В.Н. Попов (53) 62-50(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 767714, кл. G 05 D 9/12, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N - 1084758, кл. G 05 D 9/12, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

УРОВНЯ ВОДЫ В КАНАЛЕ (57) Изобретение относится к строительству гидротехнических сооружений и применяется для автоматизации регулирования уровней воды в оросительных каналах. Целью изобретения является повьппение 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

1305647 и передатчика 10. Радиоприемный блок

5 состоит из последовательно соединенных радиоприемника 11, усилителя

12 низкой частоты, полосовых фильтров 13, усипителя 14 с емкостными накопителями и блока 15 выходных реле. 2 ил.

Изобретение относится к системам автоматического водорегулирования в открытых каналах.

Цель изобретения — повышение качества регулирования. 5

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2— принципиальная схема частотно-шнротно-импульсного модулятора.

Устройство содержит затворы 1, 1О связанные с блоком 2 управления исполнительным механизмом, датчики 3 уровня воды, радиопередающий блок 4, радиоприемный блок 5, широтно-импульсный 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- 20 ный 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.

Датчики 3 уровня воды выполнены в виде магнитоуправляемых герконов

16, установленных на неподвижных дисках 17, напротив которых размеще- 30 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- 35 полнен в виде магнитоуправляемых герконов 24, установленных на диске

25, который связан со шкивом 26 через ось 27 вращения, а шкив 26 с помощью гибкой тяги — с поплавком 28 и проти- 40 вовесом 29. Поплавок 28 находится в секции 30 двухсекционного колодца

31. Напротив диска 25 с герконами конце участка канала, радиопередающий блок 4, радиоприемный блок 5, широтно-импульсный модулятор 6, частотно-импульсный модулятор 7 и датчик 8 перепада уровней воды. Радиопередающий блок 4 состоит из последовательно соединенных модулятора 9

24 размещен рычаг 32 с магнитом 33, который через ось 34 вращения соединен со шкивом 35 ° Последний с помощью 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 41„ -41 герконов 16 датчика 3 уровня воды в конце участка канала.

Блок 15 выходных реле содержит восемь реле с нормально разомкнутыми контактами 42„-42,.

Широтно-импульсный 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 формирования 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 42„-428 блока 15 выходных реле и контактов 50,—

50 герконов 16 датчика 3 уровня во3 ды в начале участка канала.

К мостовой схеме 43 подключены цифроаналоговые преобразователи 5 1 и 52, выходной ток которых зависит от числа, записанного в счетчики 53 и 54, Входы последних подключены к выходу генератора импульсов частотой

"а m u (2) kò,(Dku 4h )э, 3 13056 через элементы 2И шифратор 57 и счетчик 58. Выход дешифратора 57 подключен к входам эле:ментов 2И-НЕ 55 и 56 при помощи нормально, разомкнутых контактов 59 -59 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. l0

Выходные реле 44 и 45 управляются контактами 49 и 49 поляризованного реле 49 и имеют по две группы нормаль. но разомкнутых контактов 44„, 45, и 44, 45 . Группы контактов 44 и 15

45„ включают магнитные пускатели блоков 2 управления, а группы контактов

44 и 45 коммутируют вход блока 47 формирования частоты управляющих импульсов. 20

Блок 47 формирования частоты управляющих импульсов содержит элементы 2И-НЕ 60-65, триггер 66, счетчики

67 и 68 импульсов, элемент 69 задержки. Прямоугольные импульсы частотой 25 поступают на вход элемента

2И-НЕ 61, Устройство работает следующим образом. 30

При срабатывании одного из герконов 16 датчика 3 уровня воды в конце участка канала замыкается один из контактов 41„ -41 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-40 приемным блоком 5 сигналы, поступающие от передатчика 10, усиливаются и демодулируются, при этом срабатывает соответствующее реле и замыка\ ется один из контактов 42 -42 реле.

Когда уровень воды в конце участка канала соответствует уровню воды в начале участка, определенному замкнутому контакту 42„-428 блока

15 реле соответствует замыкание одного из контактов 50„ -50 герконов

16 датчика 3 уровня в начале участка.

При,этом мостовая схема 43 широтноимпульного модулятора 6 сбалансирована, поляризованное реле 49, включенное в диагональ моста, обесточено, а его контакты 49 и 49< разомкнуты.

При нарушении соответствия уровней воды в начале и в конце участка

47 4 канала в диагонали мостовой схемы

43 возникает ток и замыкается один из контактов 49, или 49 поляризованного реле в зависимости от направления протекания тока. Контакты 49„ (49,) подключают выходное реле 44 (45) широтно-импульсного модулятора 6, которые своими контактами 44„ (45„)

1 включают магнитные пускатели блока 2 управления, а контактами 44 (45 ) подключают вход частотно-импульсного модулятора 7. Одновременно через контакты 49„ или 49 подается разрешающий потенциал на элемент 2И-НЕ 55 или 56 и импульсы, сформированные счетчиком 58, дешифратором 47 и контактами 59о 599 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 цифроаналогового 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-импульсного модулятора до момента их отпускания определяется количеством поданных на счетчик 53 (54) импульсов и их длительностью где ш - количество импульсов, поданных на вход счетчика 53 или

54 за время разбаланса мостовой схемы 43 — длительность единичного ими пульса.

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

1305647 где k„

4Ь„, 4, ка канала. 5

Длительность единичного импульса зависит от перепада уровней воды на затворе 1. Это,достигается тем, что контакты 59 -599 герконов 24 датчика 8 перепада уровней воды, включен- 10 ные на выходе дешифратора 57, определяют частоту поступления импульсов на элемент 2И-HE 55 (56). Длительность единичного импульса зависит от того, какой из контактов 59о -59

15 герконов 24 датчика 8 перепада уровНя воды замкнут. Минимальному перепаду уровней воды соответствует замыкание контакта 59<, а максимальному — замыкание контакта 59 . В пер- 20

soM случае формируется единичный импульс максимальной длительности, а ,so втором — минимальной длительности.

Таким образом

2 — >

И 42, (3) б 1 где 4Т 2 где k — коэффициент пропорциональ- Зо ности;

4 Z — перепад уровней воды на затворе 1.

Закон изменения длительности импульса управления на выходе широтно35 импульсного модулятора 6 имеет вид (4),10 Формула изобретения коэффициент пропорциональности, отклонение уровней воды в начале и в конце участгде kä = k„ k2 — коэффициент передачи широтно-импульсного модулятора 6.

° Одновременно с началом формирования управляющего импульса широтноимпульсным модулятором 6 происходит формирование периода следования импульсов при помощи частотно-импульсного модулятора 7. При замыкании одного из контактов 44< или 452 выходных реле 44 или 45 широтно-импульсного модулятора ? импульсы единичной длительности t, через элемент

2И-НЕ 60 поступают на счетчик 67. В момент размыкания контактов 442(452) в счетчик 67 зс.писывается m импуль сов. Это число импульсов по истечению времени задержки, определяемого элементом 69, записывается в счетчик

68. Кроме того, íà вход последнего посредством элемента 2И-НЕ 61 поступают импульсы частотой f> и дозаполняют его до числа 15. При появлении числа 15 на выходе счетчика 68, на выходе элементов 2И-НЕ 62-65 появляется сигнал, который свидетельствует об окончании первого цикла управления.

Триггер 66 предназначен для синхронизации моментов замыкания контактов реле 442(452) и начала отсчета периода следования управляющих импульсов.

Чем дольше замкнуты контакты

44 (45 ) 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 управляющих импульсов определяется следующим образом.

Т,„= (15-ш). 4 Т (5) 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.

Устройство для регулирования уровня воды в канале, содержащее последовательно соединенные датчик уровня воды в конце участка канала и радиопередающий блок, часто" íî-импульснык модулятор, датчик перепада уровня воды на гидроперегора>кивающем соору>кении„ датчик уровня воды в начале участка канала„ последовательно соединенные широтно-импульсный модулятор и блок управления,, связанный выходом с затвором гидроперегораживающего сооружения, причем первый вход широтно-импульсного модулятора подключен к выходу радиоприемного блока„ о т л и.ч,а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества регулирования, второй вход широтно1305647

Составитель Л.Цаллагова

Техред H. Попович

Корректор А.Зимокосов

Редактор Н.Рогулич

Заказ 1450/45

Тираж 864 Подписное

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 импульсного модулятора подключен к выходу датчика перепада уровня воды на гидроперегораживающем сооружении, третий вход — к выходу датчика уровня в начале участка канала, четвертый вход — к выходу частотно-импульсного модулятора, а выход — к входу частотно-импульсного модулятора.