МЕЛИОРИРУЕМЫХ ОБЪЕКТАХ

Измеряемыми (контролируемыми) технологическими параметрами на мелиорируемых землях обычно являются следующие: уровень воды или расход ее в открытом водотоке, расход воды в трубопроводе, давление (напор), влажность почвы, уровень грунтовой поды и т.д. Надежность функционирования систем автоматического измерения (контроля) зависит от правильности выбора типа соответствующего датчика. Для измерения уровней или расходов воды в открытых водотоках можно использовать потенциометрические, сельсинные, частотные и другие датчики, устанавливаемые в специальных колодцах на берегу. Колодец изготавливают из труб или железобетонных колец. Кабель от датчика прокладывают в почве с помощью щелерезной машины. Глубина закладки кабеля должна быть больше глубины вспашки почвы. Для соединительного кабеля обычно используют алюминиевый или медный провод в двойной полихлорвиниловой изоляции.

Характер передаваемой по кабелю информации зависит от конструкции и принципа действии датчика уровня воды. Обычно используют датчики поплавкового типа. В качестве вторичных преобразователей применяют потенциометры, сельсины, генераторы переменного тока и т.д. Выходными сигналами датчиков, передаваемыми по соединительному кабелю, соответственно могут быть: переменное сопротивление потенциометра, переменное выходное напряжение сельсина, переменный ток генератора с частотой, зависящей от измеряемого уровня воды. Переданная по кабелю информация принимается на пульте измерительным прибором или же записывается на ленту самописца. В качестве измерительных приборов применяют вольтметры, омметры, частотомеры и др. Наиболее часто используемые варианты датчиков уровня воды и измерительных систем приведены в литературных источниках: [2], [3], [4].

В дипломном проекте необходимо четко сформулировать задачи систем автоматики, перечислить элементы, входящие в состав систем, привести схемы и описать их работу.

Системы автоматического контроля уровней воды обеспечивают не только измерение интересующего параметра и передачу информации на пульт, но и сравнение результатов измерения с требуемой величиной уровня воды. Если результат сравнения свидетельствует о предельно допустимом отклонении фактической величины от заданной, то должно сработать командное устройство, входящее в состав системы контроля. Оно включит соответствующее средство сигнализации, например, световое табло с надписью «Уровень предельно высокий», электрический звонок, сирену и т.д.

Блок-схема системы автоматического контроля показана па рис. 1. Принципиальная электрическая схема этой же системы приведена на рис. 2. В ней использован поплавковый датчик уровня воды с потенциометрическим преобразователем R_д на выходе. Выходное переменное сопротивление R_д зависит от уровня воды. С помощью линии связи оно подведено к мостику сопротивлений 2, выполняющему функции блока сравнения фактической и заданной величины уровня. Заданная величина хранится в другом потенциометре R₃ входящем в состав мостика сопротивлений и называемом задатчиком З. В его конструкции имеется поворотная ручка со шкалой требуемых значений уровней воды. В мостике происходит сравнение фактического и заданного уровней воды, как сравнение двух величин электрического сопротивления: сопротивления датчика R_д и сопротивления задатчика R_з. Если они равны, то мостик сбалансирован, между точками А и Б напряжение равно нулю. Если же фактический уровень изменяется, то соответственно баланс мостика нарушается, и между точками А и Б возникает напряжение. По мере увеличения отклонения уровня от заданного, это напряжение увеличивается. Электромагнитные реле Р1 и Р2 вместе с диодами выполняют функции командного устройства. Одно из них (в зависимости от полярности напряжения между точками А и Б) срабатывает в момент, когда это напряжение станет равным порогу срабатывания реле. Диоды используются для распознавания полярности действующего напряжения, которая зависит от направления отклонения фактического уровня воды от заданного. Контакты командных реле Р1 и Р2 управляют работой сигнальных ламп. Настраивается система на сигнализацию требуемого уровня воды путем поворота ручки задатчика З и установки ее в положение, соответствующее заданной отметке поверхности воды.

Рис. 1. Блок-схема системы контроля:

Д – датчик; З – задатчик; КУ – командное устройство; СС – средства сигнализации.

Системы измерения или контроля влажности почвы строятся по аналогичным схемам. Если использовать гипсовый датчик влажности почвы, у которого выходным сигналом является величина электрического сопротивления, то электрическая принципиальная схема системы контроля влажности почвы будет аналогична той, которая приведена на рис. 2.

Рис. 2. Система контроля уровня воды:

1 – датчик; 2 – блок сравнения; 3 – задатчик; 4 – командное устройство.

Для контроля уровней воды в системах водоснабжения, в напорных водоемах осушительно-увлажнительных систем, в каналах, прудах и т.д. широкое применение находят стержневые реле уровня воды [2]. Их стержневые датчики монтируют в специальных колодцах, выполненных из металлических или асбоцементных труб небольшого диаметра  (рис. 3).  Датчик  соединяют  с  пультом  с  помощью кабеля. На

Рис. 3. Установка стержневого датчика уровня воды в колодце.

пульте (рис. 4) устанавливают понижающий трансформатор T_p1, а также высокочувствительные электромагнитные реле Р1 и Р2 срабатывающие  при  замыкании  стержней датчика водой. Контакты этих реле

Рис. 4. Система контроля уровня воды.

маломощные и обычно управляют током в катушках промежуточных электромагнитных реле РП1 и РП2. Контакты последних имеют значительную коммутационную мощность и включают сигнальные лампы Л1 и Л2. Стержневой датчик уровней воды настраивают перемещением его стержней и закреплением их на определенной высоте так, чтобы их нижние концы соответствовали отметкам контролируемых уровней воды. Самый длинный стержень датчика должен постоянно находиться в воде при любых положениях уровня.