PL159974B1

PL159974B1 - System for measuring and recording liquid level

Info

Publication number: PL159974B1
Application number: PL28061689A
Authority: PL
Inventors: Jozef Wrona; Andrzej Smolinski; Janusz Gorski; Krzysztof Ciastko
Original assignee: Inst Avtomatiki Syst Energ
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1993-01-29
Also published as: PL280616A1

Abstract

A system for measuring and recording a level of liquid in open reservoirs and water courses, consisting of a measuring unit, receiving unit, a line connecting these two units and indicators and recorders of measurement results, where in the measuring unit there is a converter for conversion of the float position into an electric signal and a transmitter sending this signal to a receiving unit with outputs for connecting indicators and recorders of the measured level and with outputs for transmitting the results to control and data processing centres, characterised in that the measuring unit (1) contains a converter for converting the position angle into a coded digital electrical signal and a transmitter for serial transmission of the bits of this signal to the receiving unit (3), and this receiving unit (3) contains a receiver of the measuring signal, analogue-to-digital converters and digital outputs for control systems and for connecting local digital indicators (2) and devices (5) for telemetric transmission of measurement results to control and data processing centres and analogue outputs for connecting an analogue recorder (4).<IMAGE>

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do zdalnego pomiaru i rejestracji poziomu cieczy w otwartych zbiornikach i ciekach wodnych, umożliwiający rejestrację i bieżące przekazywanie wyników pomiaru do lokalnego i do nadrzędnych stanowisk dyspozytorskich. W szczególności układ ten jest przeznaczony do stosowania przy zbiornikach elektrowni wodnych, gdzie sygnał proporcjonalny do mierzonego poziomu jest wykorzystywany w układach automatycznego ustawiania łopatek turbin wodnych, a wyniki pomiarów poziomu wody są rejestrowane i na bieżąco przekazywane do lokalnego i nadrzędnych stanowisk dyspozytorskich, oraz do ośrodków przetwarzania danych dla potrzeb kierowania pracą systemu energetycznego.The subject of the invention is a system for remote measurement and recording of liquid level in open reservoirs and watercourses, enabling registration and current transfer of measurement results to local and superior dispatch stations. In particular, this system is intended for use in reservoirs of hydroelectric power plants, where the signal proportional to the measured level is used in the automatic setting of water turbine blades, and the results of water level measurements are recorded and continuously transmitted to the local and superior dispatch centers and centers. data processing for the purposes of managing the operation of the energy system.

Znany jest układ do zdalnego pomiaru poziomu cieczy, w którym do przetwarzania położenia pływaka na sygnał elektryczny jest zastosowany selsyn. Przesunięcie fazowe napięcia wyjściowego tego selsyna w stosunku do napięcia odniesienia, bądź kąt obrotu drugiego selsyna, który z pierwszym jest połączony elektrycznie linią kilkuprzewodową, odwzorowuje położenie pływaka. Przesunięcie fazowe napięć, po odpowiednim przetworzeniu, jest wykorzystywane do sterowania wskaźnikami i rejestratorami poziomu i służy jako sygnał wejściowy w układach automatycznego ustawiania łopatek turbin wodnych.A system for remote liquid level measurement is known, in which a selsyn is used to convert the float position into an electrical signal. The phase shift of the output voltage of this selector in relation to the reference voltage, or the angle of rotation of the second selsin, which is electrically connected to the first one by a multi-wire line, reflects the position of the float. The voltage phase shift, after appropriate processing, is used to control the level indicators and recorders and serves as an input signal in the systems of automatic setting of water turbine blades.

Znane też są układy zawierające przetwornik różnicy ciśnień na analogowy sygnał elektryczny. Sygnał ten jest wzmacniany i doprowadzony do wskaźników i rejestratorów poziomu oraz do regulatorów ustawiania łopatek turbiny. Przykładem tego typu układów jest układ według polskiego zgłoszenia patentowego nr P-262 908. Zawiera on dzwony pomiarowe zainstalowane na różnych poziomach i połączone z przetwornikiem różnicy ciśnień na sygnał elektryczny, który po wzmocnieniu jest doprowadzany do wskaźników i rejestratorów. W przypadku konieczności przekazywania tego sygnału na dalsze odległości, omawiany układ jest jeszcze wyposażony w przetworniki analogowo-cyfrowe i nadajniki do telemetrycznego przekazywania wyników pomiarów w postaci cyfrowej.Systems are also known which include a converter of a differential pressure into an analog electrical signal. This signal is amplified and fed to the level indicators and recorders and to the turbine vane adjusters. An example of this type of system is the system according to the Polish patent application No. P-262 908. It includes measuring bells installed at different levels and connected with a differential pressure converter into an electrical signal, which, after amplification, is fed to indicators and recorders. If it is necessary to transmit this signal over longer distances, the discussed system is also equipped with analog-to-digital converters and transmitters for telemetric transmission of measurement results in digital form.

Układy z selsynami z reguły nie zapewniają wystarczającej dokładności pomiaru, która na przykład dla regulacji ustawienia łopatek turbin wodnych winna być rzędu 1 centymetra.Systems with selsyns, as a rule, do not provide sufficient accuracy, which, for example, for adjusting the setting of water turbine blades, should be in the order of 1 centimeter.

Układy z przetwornikiem różnicy ciśnień również nie są dostatecznie dokładne i niezawodne głównie ze względu na konieczność stosowania wzmacniaczy i przetworników analogowo-cyfrowych które nie tylko podwyższają koszt układu ale też niekorzystnie wpływają na niezawodność i dokładność jego działania. Ponadto utrzymywanie ich w ciągłej eksploatacjiSystems with a differential pressure converter are also not sufficiently accurate and reliable, mainly due to the need to use amplifiers and analog-to-digital converters, which not only increase the cost of the system but also adversely affect the reliability and accuracy of its operation. In addition, keeping them in constant use

159 974 stwarza pewne kłopoty, głównie ze względu na dużą wilgotność występującą w miejscu ich zainstalowania, to jest w pobliżu otwartych zbiorników wodnych.159 974 presents some problems, mainly due to the high humidity in the place where they are installed, i.e. near open water reservoirs.

Układ według wynalazku zawiera zespół pomiarowy, zespół odbiorczy, linię łączącą te dwa zespoły oraz wskaźniki i rejestratory a charakteryzuje się tym, że w zespole pomiarowym ma, znany z innych zastosowań, przetwornik kąta położenia na kodowo-cyfrowy sygnał elektryczny, oraz nadajnik do szeregowego przekazywania stanu bitów tego sygnału za pośrednictwem dwuprzewodowego łącza do zespołu odbiorczego zlokalizowanego na terenie danego obiektu wodnego, przy czym wymieniony zespół odbiorczy zawiera odbiornik sygnału pomiarowego, przetworniki cyfrowo-analogowe i wyjścia cyfrowe dla podłączenia układów ustawienia łopatek, lokalnych wskaźników poziomu i urządzeń do telemetrycznego przekazywania pomiarów do nadrzędnych ośrodków dyspozycyjnych i przetwarzania danych oarz wyjścia analogowe dla analogowego rejestratora mierzonego poziomu.Zastosowanie przetwornika, który położenie pływaka odwzorowuje bezpośrednio w postaci sygnału cyfrowego, pozwala na wyeliminowanie błędów powstających podczas przetwarzania w przetwornikach analogowo-cyfrowych i ułatwia przesyłanie wyników pomiaru zarówno w obrębie danego obiektu wodnego jak i do nadrzędnych a odległych środków dyspozytorskich.The system according to the invention comprises a measuring unit, a receiving unit, a line connecting these two units, as well as indicators and recorders, and is characterized by the fact that in the measuring unit it has a position angle converter, known from other applications, into a code-digital electric signal, and a transmitter for serial transmission the state of the bits of this signal via a two-wire link to a receiving unit located on the site of a given water object, said receiving unit including a measuring signal receiver, digital-to-analog converters and digital outputs for connection of the blade setting systems, local level indicators and devices for telemetry transfer of measurements to superior dispatch centers and data processing and analog outputs for an analog recorder of the measured level. The use of a transducer, which directly maps the position of the float in the form of a digital signal, allows to eliminate errors occurring during processing in analog-to-digital converters and facilitates the transfer of measurement results both within a given water facility and to superior and distant control centers.

Bliższe objaśnienie wynalazku zostanie przeprowadzone w oparciu o rusunek, który przdstawia schemat blokowy przykładowego układu.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing which shows a block diagram of an exemplary system.

Zespół pomiarowy zawiera mechanicznie sprzężony z pływakiem przetwornik kąta położenia na kodowo-cyfrowy sygnał elektryczny i nadajnik do szeregowego przesyłania stanu bitów tego sygnału. Wyjście tego nadajnika jest połączone linią dwuprzewodową z wejściem odbiornika w zespole 3 odbiorczym, który zawiera przetworniki cyfrowo-analogowe i wyjścia cyfrowe dla podłączenia lokalnego wskaźnika 2 poziomu i układów regulacji ustawiania łopatek turbin, oraz dla podłączenia urządzeń 5 do telemetrycznego przekazywania wyników pomiaru do ośrodków dyspozytorskich i przetwarzania danych. Zespół 3 odbiorczy jest również wyposażony w analogowe wyjścia dla podłączenia rejestratora 4. Działanie układu polega na tym, że na wyjściu przetwornika, sprzężonego mechanicznie z pływakiem, otrzymuje się sygnał cyfrowy, na przykład w kodzie BCD.The measuring unit comprises a mechanically coupled position angle converter into a code-digital electrical signal and a transmitter for serial transmission of the bit state of this signal. The output of this transmitter is connected by a two-wire line to the input of the receiver in the receiving unit 3, which includes digital-to-analog converters and digital outputs for connection of a local level 2 indicator and control systems for turbine blades, and for connection of devices for telemetry transmission of measurement results to dispatch centers and data processing. The receiving unit 3 is also equipped with analog outputs for connecting the recorder 4. The operation of the system consists in the fact that at the output of the converter, mechanically coupled to the float, a digital signal is obtained, for example in the BCD code.

Poprzez umieszczony w zespole 1 pomiarowym nadajnik i dwuprzewodową linię sygnał ten jest cyklicznie przekazywany w układzie szeregowym do odbiornika w zespole 3 odbiorczym, który może być usytuowany w odległości do kilku kilometrów od zespołu 1 pomiarowego. Na wyjściu tego odbiornika sygnał ten jest odtwarzany w kodzie równoległym i doprowadzany do wyjść cyfrowych zespołu 3 odbiorczego, oraz poprzez przetworniki cyfrowo-analogowe, do wyjść analogowych dla podłączenia analogowego rejestratora 4 poziomu.Via the transmitter located in the measuring unit 1 and the two-wire line, this signal is cyclically transmitted in series to the receiver in the receiving unit 3, which can be located at a distance of several kilometers from the measuring unit 1. At the output of this receiver, this signal is reproduced in a parallel code and fed to the digital outputs of the receiver unit 3, and via digital-to-analog converters, to the analog outputs for connecting a level 4 analog recorder.

159 974159 974

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 złDepartment of Publishing of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price: PLN 10,000

Claims

Patent claim

A system for measuring and recording the level of liquids in open reservoirs and watercourses, consisting of a measuring unit, a receiving unit, a line connecting these two units, as well as indicators and recorders of the measurement result, where the measuring unit has a float position transducer to an electrical signal and a transmitter for transmitting this signal to the receiving unit, provided with outputs for connecting indicators and recorders of the measured level, and with outputs for transmitting the measurement result to the available means and data processing means, characterized in that the measuring unit (1) comprises a position-to-code converter. a digital electrical signal and a transmitter for serial transmission of the bits of this signal to the receiving unit (3), the receiving unit (3) including a measuring signal receiver, digital-to-analog converters and digital outputs for control systems and for connecting local digital indicators (2) and devices (5) for telemetry displaying the measurement results to control centers and data processing, and analog outputs for connecting an analog recorder (4).