卸洪閘水位自動控制系統的製作方法

2023-09-16 06:19:20

專利名稱：卸洪閘水位自動控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電子技術領域，涉及一種卸洪閘水位自動控制系統。尤其是系統 中信號的傳遞與控制方式。
背景技術：
水位變化的自動化監測是一項重要的工作，有各種傳感器能實現水位變化的監 測，主要有浮筒式、射頻電容式、微波測量法、電阻式水位傳感器等。FPGA是新型的可編程邏輯器件，能夠將大量的邏輯功能集成於單個器件中，它所 提供的門數從幾百門到上百萬門，符合系統晶片的發展要求，具有高度集成、低功耗、硬體 升級等優點，可以滿足不同的需要。隨著電子技術和傳感技術的不斷發展，使得可編程邏輯 器件在現代數字系統和微電子技術應用中起著越來越重要的作用。發明內容本實用新型的目的在於實現卸洪閘水位的自動控制，即當水位達到一定高度時， 某個或某幾個卸洪間自動提升到一定高度控制水庫水量保持一定的量值。為實現上述目 的，使用了電阻式水位傳感器(已有專利)所得到電壓信號經模數轉換器送入FPGAJS FPGA處理後輸出多個開關控制信號完成水庫水閘自動控制。為實現上述目的，本實用新型包括電阻式水位傳感器、定值電阻、運算放大器、模 數轉換器、FPGA晶片、閘門控制電機。所述的電阻式水位傳感器通過電阻連續分布的電阻棒或在絕緣棒外面纏繞電阻 絲來實現。所述的FPGA晶片處理8位模數轉換器輸出的數字電壓信號，最後形成多路電機控 制信號，從而控制閘門的自動升降。所述的電阻式水位傳感器與定值電阻串聯後接入電源，把電阻式水位傳感器兩端 的電壓信號送入運算放大器的Vin(+)管腳，將放大後電壓引入模數轉換器進行電壓的模 數轉換，模數轉換器輸出的數字電壓信號送入FPGA晶片，數字電壓信號經FPGA晶片處理後 形成多路電機控制信號，電機控制信號輸入給閘門控制電機，由閘門控制電機控制閘門的 升降。本實用新型具有如下優點用FPGA晶片輸出的多路控制電機信號控制閘門的自動升降，結構簡單、使用方 便、操作快捷，造價低廉、可靠性高、功能靈活。可通過對FPGA晶片編程完成對多個閘門的 控制。
圖1電阻式水位傳感器結構示意圖；圖2卸洪閘水位自動控制系統電路圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作具體說明。參見圖1，電阻式水位傳感器結構示意圖，電阻棒1插入水庫中，電阻棒上端為A， 下端為B，電阻棒的總長度AB為Ltl，電阻棒與水氣界面2相交與C處，電阻棒在水中的長度 BC為L。電阻棒A、B兩端的總電阻Rab與水深L之間存在良好的線性關係。參見圖2，卸洪閘水位自動控制系統電路圖，電阻棒1與定值電阻3串連後接入5V 電源。總電阻Rab兩端的電壓與水深L具有如下關係設Rab = λ L，其中λ為比例係數。Rab兩端的電壓U- fABED、fED，其中E為電源電壓，R2為定值電阻。Kab + K2 ALL· + K2把Rab兩端的電壓信號送入運算放大器4的Vin (+)管腳，將放大後電壓引入模數 轉換器5進行電壓的模數轉換。模數轉換器5可使用ADC0804，它是一個8位模數轉換器， 測量精度為0. 02V。模數轉換器輸出的數字電壓信號6送入FPGA晶片7，數字電壓信號經 FPGA晶片處理後形成多路電機控制信號8，電機控制信號輸入給閘門控制電機9，由閘門控 制電機控制閘門的升降。在FPGA晶片7中，用EDA (電子設計自動化)工具軟體編寫VHDL (超高速集成電 路硬體描述語言)程序。可靈活的使數字電壓信號形成多路電機控制信號。
權利要求1. 一種卸洪閘水位自動控制系統，包括電阻式水位傳感器、定值電阻、運算放大器、模 數轉換器、FPGA晶片、閘門控制電機，其特徵在於電阻式水位傳感器與定值電阻串聯後接 入電源，把電阻式水位傳感器兩端的電壓信號送入運算放大器的Vin(+)管腳，將放大後電 壓引入模數轉換器進行電壓的模數轉換，模數轉換器輸出的數字電壓信號送入FPGA晶片， 數字電壓信號經FPGA晶片處理後形成多路電機控制信號，電機控制信號輸入給閘門控制 電機，由閘門控制電機控制閘門的升降。
專利摘要本實用新型公開了一種卸洪閘水位自動控制系統。包括電阻式水位傳感器、定值電阻、運算放大器、模數轉換器、FPGA晶片、閘門控制電機。把電阻式水位傳感器兩端的電壓信號送入運算放大器的Vin(+)管腳，將放大後電壓引入模數轉換器進行電壓的模數轉換。模數轉換器輸出的數字電壓信號送入FPGA晶片，數字電壓信號經FPGA晶片處理後形成多路電機控制信號，電機控制信號輸入給閘門控制電機，由閘門控制電機控制閘門的升降。本實用新型結構簡單，可通過對FPGA晶片編程完成對多個閘門的控制。
文檔編號G05D9/12GK201828836SQ20102018229
公開日2011年5月11日 申請日期2010年5月7日 優先權日2010年5月7日
發明者楊蘊石 申請人:楊蘊石