[实用新型]卸洪闸水位自动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，涉及一种卸洪闸水位自动控制系统。尤其是系统中信号的传递与控制方式。 

背景技术

水位变化的自动化监测是一项重要的工作，有各种传感器能实现水位变化的监测，主要有：浮筒式、射频电容式、微波测量法、电阻式水位传感器等。 

FPGA是新型的可编程逻辑器件，能够将大量的逻辑功能集成于单个器件中，它所提供的门数从几百门到上百万门，符合系统芯片的发展要求，具有高度集成、低功耗、硬件升级等优点，可以满足不同的需要。随着电子技术和传感技术的不断发展，使得可编程逻辑器件在现代数字系统和微电子技术应用中起着越来越重要的作用。 

发明内容

本实用新型的目的在于实现卸洪闸水位的自动控制，即当水位达到一定高度时，某个或某几个卸洪闸自动提升到一定高度控制水库水量保持一定的量值。为实现上述目的，使用了电阻式水位传感器(已有专利)所得到电压信号经模数转换器送入FPGA，经FPGA处理后输出多个开关控制信号完成水库水闸自动控制。 

为实现上述目的，本实用新型包括：电阻式水位传感器、定值电阻、运算放大器、模数转换器、FPGA芯片、闸门控制电机。 

所述的电阻式水位传感器通过电阻连续分布的电阻棒或在绝缘棒外面缠绕电阻丝来实现。 

所述的FPGA芯片处理8位模数转换器输出的数字电压信号，最后形成多路电机控制信号，从而控制闸门的自动升降。 

所述的电阻式水位传感器与定值电阻串联后接入电源，把电阻式水位传感器两端的电压信号送入运算放大器的Vin(+)管脚，将放大后电压引入模数转换器进行电压的模数转换，模数转换器输出的数字电压信号送入FPGA芯片，数字电压信号经FPGA芯片处理后形成多路电机控制信号，电机控制信号输入给闸门控制电机，由闸门控制电机控制闸门的升降。 

本实用新型具有如下优点： 

用FPGA芯片输出的多路控制电机信号控制闸门的自动升降，结构简单、使用方便、操作快捷，造价低廉、可靠性高、功能灵活。可通过对FPGA芯片编程完成对多个闸门的控制。 

附图说明

图1电阻式水位传感器结构示意图； 

图2卸洪闸水位自动控制系统电路图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作具体说明。 

参见图1，电阻式水位传感器结构示意图，电阻棒1插入水库中，电阻棒上端为A，下端为 B，电阻棒的总长度AB为L₀，电阻棒与水气界面2相交与C处，电阻棒在水中的长度BC为L。电阻棒A、B两端的总电阻R_AB与水深L之间存在良好的线性关系。 

参见图2，卸洪闸水位自动控制系统电路图，电阻棒1与定值电阻3串连后接入5V电源。总电阻R_AB两端的电压与水深L具有如下关系： 

设R_AB＝λL，其中λ为比例系数。 

R_AB两端的电压 其中E为电源电压，R2为定值电阻。 

把R_AB两端的电压信号送入运算放大器4的Vin(+)管脚，将放大后电压引入模数转换器5进行电压的模数转换。模数转换器5可使用ADC0804，它是一个8位模数转换器，测量精度为0.02V。模数转换器输出的数字电压信号6送入FPGA芯片7，数字电压信号经FPGA芯片处理后形成多路电机控制信号8，电机控制信号输入给闸门控制电机9，由闸门控制电机控制闸门的升降。 

在FPGA芯片7中，用EDA(电子设计自动化)工具软件编写VHDL(超高速集成电路硬件描述语言)程序。可灵活的使数字电压信号形成多路电机控制信号。