水库物理模型用坝前水位控制系统及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水库物理模型用坝前水位控制系统及控制装置，包括控制器、非接触水位检测模块、按键控制模块、阀门控制模块和电源模块；非接触水位检测模块、控制器和阀门控制模块构成自动控制子系统；按键控制模块、控制器和阀门控制模块构成手动控制子系统；非接触式水位传感器检测出水库物理模型中河尾水位到达上下限的时间，河尾水位到达上限水位时，继电器闭合进而开启水库阀门，水位降低至下限水位位置，继电器断开进而关闭水库阀门，实现了水库物理模型河尾水位上下限的自动控制；通过控制UP按钮开启水库阀门放水，控制DOWN按钮闭合水库阀门停止放水，手动控制的优先级大于自动控制的优先级。

【技术实现步骤摘要】
水库物理模型用坝前水位控制系统及控制装置
本专利技术属于测量
，具体涉及一种水库物理模型用坝前水位控制系统及控制装置。
技术介绍
水库物理模型是用于模拟真实库区的干流原始库容以及真实水库情况。对于水库物理模型的各项测量数据都要要求高精度，以满足所得水库物理模型数据对真实水库情况的参考意义和指导意义，因此针对河道水位控制要求较为严格，并且要强调控制的稳定性和快速性。由于水库物理模型的规模较小，现在实际中对水库物理模型的水位控制通常采取人工控制阀门开关的方式，通过在水库物理模型的河道的侧面设置水位上限和水位下限，通过人为观察和人为观测，在河尾水位达到水位上限的位置，人工开启河尾阀门开始放水，在河尾水位降至水位下限的位置，人工关闭河尾阀门停止放水。人工控制河尾水位存在快速性差和耗费人力等特点，不能实现水库物理模型河尾水位的自动化控制。
技术实现思路
针对上述现有技术中描述的不足，本专利技术提供一种水库物理模型用坝前水位控制系统及控制装置。本专利技术所采用的技术方案为：一种水库物理模型用坝前水位控制系统，包括控制器、非接触水位检测模块、按键控制模块、阀门控制模块和电源模块；电源模块给控制器、非接触水位检测模块、按键控制模块、阀门控制模块供电；非接触水位检测模块、控制器和阀门控制模块构成自动控制子系统；按键控制模块、控制器和阀门控制模块构成手动控制子系统；所述非接触水位检测模块，包括水位检测件和水位检测电路；水位检测件通过水位检测电路与控制器的输入端口连接并将检测信号传输给控制器，控制器根据水位检测件的检测信号给阀门控制模块发送指令，阀门控制模块动作实现水位的控制；所述按键控制模块，至少包括一个按键电路，按键电路给控制器输送手动指令，控制器接收到手动指令后给阀门控制模块发送指令，阀门控制模块动作实现水位的控制。作为本专利技术的一种优选方案，所述水位检测电路，包括检测件接口、上拉电阻和辅助电阻；水位检测件与电源模块的直流电压II连接，水位检测件安装在检测件接口上且水位检测件的信号接口一路经上拉电阻与电源模块的直流电压III连接，一路经辅助电阻与控制器的输入端口连接。作为本专利技术的一种优选方案，所述水位检测件至少包括上水位检测传感器和下水位检测传感器；所述水位检测电路与水位检测件一一对应，包括上水位检测子电路和下水位检测子电路；上水位传感器经信号线与上水位检测子电路连接，下水位传感器与下水位检测子电路连接。所述上水位检测子电路，包括上检测件接口UP1、上拉电阻R9和辅助电阻R7；上水位检测传感器与电源模块的直流电压II连接，上水位检测传感器通过信号线安装在上检测件接口UP1上且上水位检测传感器的信号接口一路经上拉电阻R9与电源模块的直流电压III连接，一路经辅助电阻R7与控制器的PA1输入端口连接；且为了安全，在上水位检测传感器的信号接口设有接地电容C6。所述下水位检测子电路，包括下检测件接口DOWN1、上拉电阻R10和辅助电阻R8；下水位检测传感器与电源模块的直流电压II连接，下水位检测传感器通过信号线安装在下检测件接口DOWN1上且下水位检测传感器的信号接口一路经上拉电阻R10与电源模块的直流电压III连接，一路经辅助电阻R8与控制器的PA2输入端口连接；且为了安全，在下水位检测传感器的信号接口设有接地电容C7。作为本专利技术的一种优选方案，所述阀门控制模块，包括受控开关元件和继电器，受控开关元件经分压电阻与控制器的输出端口连接，受控开关元件与继电器线圈连接后与电源模块的直流电压I连接，继电器常开触点与受控阀门电机连接；受控开关元件根据控制器的信号控制继电器线圈的通断，进而实现受控阀门电机的启停。作为本专利技术的一种优选方案，继电器线圈并联有二极管D1，且二极管D1的负极与电源模块的直流电压I连接；继电器线圈并联有电机工作状态电路，电机工作状态电路包括发光二极管LED2和电阻R6，发光二极管LED2和电阻R6串联连接，发光二极管LED2能直观显示阀门电机的状态。具体地，所述受控开关元件采用三级管Q2，三级管Q2的基极通过分压电阻R4与控制器的PA0输出端口连接，三级管Q2的发射极接地，三级管Q2的发射极与继电器线圈连接，继电器线圈的另一端与直流电压I连接；二极管D1的正极与三级管Q2的发射极拦连接，二极管D1的负极与直流电压I连接；发光二极管LED2和电阻R6串联后与继电器线圈并联。作为本专利技术的一种优选方案，所述按键电路包括按键和按键电阻，按键电阻的一端与电源模块的直流电压III连接，按键电阻的另一端分为两路，一路与控制器的输入端口连接，另一路与按键串联连接后接地；手动操作按键，控制器接收到手动指令后给阀门控制模块发送指令，阀门控制模块动作实现水位的控制。所述按键电路具有两个，分别为UP按键电路和DOWN按键电路；且按键都是采用无锁按键，型号为PBS-11，分别用去开启和关闭阀门电机。所述电源模块，包括直流稳压电路、一次压降稳压电路、二次压降稳压电路，电源端经直流稳压电路后输出直流电压I，直流电压I经一次压降稳压电路后输出直流电压II，直流电压II经二次压降稳压电路后输出直流电压III。直流稳压电路包括电源接口P2、肖特基二极管D3和稳压二极管D2，肖特基二极管D3的正极与电源接口P1连接，肖特基二极管D3的负极与稳压二极管D2的负极连接，稳压二极管D2的正极接地；外部直流电源经肖特基二极管D3后输出直流电压I，直流电压I为DC12V。所述一次压降稳压电路，包括熔断器F1、电解电容C11、滤波电容C9、电压稳压器U2、电解电容C12、滤波电容C13；电压稳压器U2为LM78M05电压稳压器。直流电压I经熔断器F1与电压稳压器U2的输入端连接，且熔断器F1与电压稳压器U2的输入端之间连接有并联设置的电解电容C11和滤波电容C9，且电解电容C11和滤波电容C9都是一端接地；电压稳压器U2的输出端输出直流电压II，直流电压II为DC5V；且电压稳压器U2的输出端设有并联设置电解电容C12和滤波电容C13，电解电容C12和滤波电容C13都一端接地；即DC12V经过LM78M05电压稳压器后输出DC5V。所述二次压降稳压电路，包括电压稳压器U3、电解电容C14、滤波电容C10和电阻R12，电压稳压器U3为AMS117-3.3正向低压降稳压器，电压稳压器U3的输入端与直流电压II连接，电压稳压器U3的输出端与电阻R12连接后接地，电压稳压器U3的输出端与电阻R12之间输出直流电压III，直流电压III为DC3.3V；电压稳压器U3的输出端与电阻R12之间并联设置的电解电容C14和滤波电容C10；且电解电容C14和滤波电容C10都一端接地；即DC5V经过AMS117-3.3正向低压降稳压器后输出DC3.3V，而为了观察供电是否正常，电阻R12串联有发光二极管LED3。本专利技术还提供了一种水库物理模型用坝前水位控制装置，包括控制盒、至少两个非接触水位传感器、至少一个按键和控制线，控制盒内设有控制器、水位检测电路、按键电路、阀门控制模块和电源模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水库物理模型用坝前水位控制系统，其特征在于：包括控制器、非接触水位检测模块、按键控制模块、阀门控制模块和电源模块；电源模块给控制器、非接触水位检测模块、按键控制模块、阀门控制模块供电；非接触水位检测模块、控制器和阀门控制模块构成自动控制子系统；按键控制模块、控制器和阀门控制模块构成手动控制子系统；所述非接触水位检测模块，包括水位检测件和水位检测电路；水位检测件通过水位检测电路与控制器的输入端口连接并将检测信号传输给控制器，控制器根据水位检测件的检测信号给阀门控制模块发送指令，阀门控制模块动作实现水位的控制；所述按键控制模块，至少包括一个按键电路，按键电路给控制器输送手动指令，控制器接收到手动指令后给阀门控制模块发送指令，阀门控制模块动作实现水位的控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种水库物理模型用坝前水位控制系统，其特征在于：包括控制器、非接触水位检测模块、按键控制模块、阀门控制模块和电源模块；电源模块给控制器、非接触水位检测模块、按键控制模块、阀门控制模块供电；非接触水位检测模块、控制器和阀门控制模块构成自动控制子系统；按键控制模块、控制器和阀门控制模块构成手动控制子系统；所述非接触水位检测模块，包括水位检测件和水位检测电路；水位检测件通过水位检测电路与控制器的输入端口连接并将检测信号传输给控制器，控制器根据水位检测件的检测信号给阀门控制模块发送指令，阀门控制模块动作实现水位的控制；所述按键控制模块，至少包括一个按键电路，按键电路给控制器输送手动指令，控制器接收到手动指令后给阀门控制模块发送指令，阀门控制模块动作实现水位的控制。


2.根据权利要求1所述的水库物理模型用坝前水位控制系统，其特征在于：所述水位检测电路，包括检测件接口、上拉电阻和辅助电阻；水位检测件与电源模块的直流电压II连接，水位检测件安装在检测件接口上且水位检测件的信号接口一路经上拉电阻与电源模块的直流电压III连接，一路经辅助电阻与控制器的输入端口连接。


3.根据权利要求2所述的水库物理模型用坝前水位控制系统，其特征在于：所述水位检测件至少包括上水位检测传感器和下水位检测传感器；所述水位检测电路与水位检测件一一对应，包括上水位检测子电路和下水位检测子电路；上水位传感器经信号线与上水位检测子电路连接，下水位传感器与下水位检测子电路连接。


4.根据权利要求1-3中任一所述的水库物理模型用坝前水位控制系统，其特征在于：所述阀门控制模块，包括受控开关元件和继电器，受控开关元件经分压电阻与控制器的输出端口连接，受控开关元件与继电器线圈连接后与电源模块的直流电压I连接，继电器常开触点与受控阀门电机连接；受控开关元件根据控制器的信号控制继电器线圈的通断，进而实现受控阀门电机的启停。


5.根据权利要求4所述的水库物理模型用坝前水...

【专利技术属性】
技术研发人员：王远见，李新杰，江肖鹏，李弘瑞，马怀宝，李昆鹏，王婷，王强，任智慧，蔡永胜，郭玥瑶，王子路，闫振峰，颜小飞，郭秀吉，王欣，张翎，张世安，唐凤珍，李丽珂，石华伟，郑佳芸，孙龙飞，曲少军，吴浩，郭予新，
申请(专利权)人：黄河水利委员会黄河水利科学研究院，河南亚控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41