Система регулирования уровня воды в вододелительном узле ирригационного канала

 

Изобретение относится к автоматизации водораспределения в ирригации , используется на вододелительных узлах, где один из отводов имеет приоритетное потребление. Изобретение позволяет повысить быстродействие системы при экстренных изменениях расхода в отводе с приоритетным потреблением , а также обеспечить поддержание уровня воды верхнего бьефа узла в заданных пределах глубины наполнения . Система содержит датчик уровня воды нижнего бьефа приоритетного отвода, сигнал с которого сравнивается с величиной задания на элементе сравнения, выход которого заведен на регулятор, управляющий затвором основного отвода. Информация о перемещении щита основного отвода регистрируется датчиком положения затвора и поступает на элемент сравнения , на второй вход которого заведен сигнал от датчика положения затвора вспомогательного отвода. Сигнал рассогласования, появляюпщйся на выходе элемента сравнения, в случае перемещения щита приоритетного отвода поступает на регулятор, управляющий щитом вспомогательного отвода, который перемещает затвор в сторону, противоположную направлению перемещения затвора основного отвода. Такая реализация системы позволяет обеспечить качественную водоподачу в приоритетный отвод с большим бьютродействием и без необходимости управления щитами головного сооружения, регулирующего водоподачу в узел (при его наличии). Для поддержания уровня воды верхнего бьефа узла в заданном диапазоне глубины наполнения в систему включена цепочка, содержащая блок формирования зоны нечувствительности , на вход которого поступает сигнал от датчика уровня воды верхнего бьефа узла, а выход заведен на вход элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом блока задания заданного диапазона глубины наполнения. Выход элемента сравнения заведен на регулятор, управляющий щитом вспомогательного отвода. В случае в ыхода уровня воды верхнего бьефа за допустимые пределы регулятор формирует управляющие воздействия в сторону компенсации возмущения. При этом сигнал о наличии возмущения в верхнем бьефе узла поступает на регулятор с большим коэффициентом усиления , чем сигнал, вызванный перемещением щита основного отвода, что обеспечивает приоритет по защите верхнего бьефа узла от переполнения или опорожнения. 1 з.п. ф-лы,2 ил. С (С (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц114 4 05 D 9/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

R0 H3OEPETEHHRM H ОТНР ТИНМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4247630/24-24 (22) 25.05.87 (46) 28.02.89. Бюл. № 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем (72) А.С. Юрасов, В.К. Видюков и О.M. Макиев (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 618484, кл. E 02 В 13/02, 1977.

Авторское свидетельство СССР

¹ 607194, кл. G 05 D 7/06, 1976 (прототип) . (54) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ

ВОД6! В ВОДОДЕЛИТЕЛЬНОМ УЗЛЕ ИРРИГАЦИОННОГО КАНАЛА (57) Изобретение относится к автоматизации водораспределения в иррига- . ции, используется на вододелительных узлах, где один из отводов имеет приоритетное потребление. Изобретение позволяет повысить быстродействие системы при экстренных изменениях расхода в отводе с приоритетным потреблением, а также обеспечить поддержание уровня воды верхнего бьефа узла в заданных пределах глубины наполнения. Система содержит датчик уровня воды нижнего бьефа приоритетного отвода, сигнал с которого сравнивается с величиной задания на элементе сравнения, выход которого заведен на регулятор, управляющий затвором основного отвода. Информация о перемещении щита основного отвода регистрируется датчиком положения затвора и поступает на элемент сравнения, на второй вход которого заведен сигнал от датчика положения затÄÄSUÄÄ 1462261 А1 вора вспомогательного отвода. Сигнал рассогласования, появляющийся на выходе элемента сравнения, в случае перемещения щита приоритетного отвода поступает на регулятор, управляющий щитом вспомогательного отвода, который перемещает затвор в сторону, противоположную направлению перемещения затвора основного отвода. Такая реализация системы позволяет обеспечить качественную водоподачу в приоритетный отвод с большим быстродействием и без необходимости управления щитами головного сооружения, регулирующего водоподачу в узел (при

его наличии). Для поддержания уровня воды верхнего бьефа узла в заданном диапазоне глубины наполнения в систему включена цепочка, содержащая блок формирования зоны нечувствительности, на вход которого поступает сигнал от датчика уровня воды верх:него бьефа узла, а выход заведен на вход элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом блока задания заданного диапазона глубины наполнения. Выход элемента сравнения заведен на регулятор, управляющий щитом вспомогательного отвода. В случае выхода уровня воды верхнего бьефа за допустимые пределы регулятор формирует управляющие воздействия в сторону компенсации возмущения.

При этом сигнал о наличии возмущения в верхнем бьефе узла поступает на регулятор с большим коэффициентом усиления, чем сигнал, вызванный перемещением щита основного отвода, что обеспечивает приоритет по защите верхнего бьефа узла от переполнения или опорожнения. 1 з.п. ф-лы,2 ил.

1462261

Изобретение относится к автоматизации водораспределения в ирригации и может быть использовано на вододелительных узлах, где один из отводов имеет приоритетное потребление.

Цель изобретения — повышение быстродействия системы при экстренных изменениях расхода в отводе с приоритетным потреблением, а также 10 поддержание уровня воды в верхнем бьефе вододелительного узла в заданном диапазоне изменения глубины наполнения.

На фиг.1 представлена функцио- 15 нальная схема системы, на фиг.2— эпюры, поясняющие работу блоков системы по поддержанию уровня воды в верхнем бьефе в заданном диапазоне глубины наполнения. 20

Система содержит датчик 1 уровня воды в нижнем бьефе приоритетного отвода, первый элемент 2 сравнения, блок задания уровня воды в нижнем бьефе приоритетного отвода, регулятор 4,положения затвора 5 перегораживающего сооружения приоритетного отвода, датчик 6 положения затвора перегораживающего сооружения приоритетного отвода, второй элемент 7 срав- 30 нения, датчик 8 положения затвора 9 перегораживающего сооружения вспомогательноro отвода, сумматор 10,датчик 11 уровня воды в верхнем бьефе вододелительного узла, нелинейность типа "эона нечувствительности" 12, третий элемент 13 сравнения, блок 14 задания диапазона изменения уровня, регулятор 15 положения затвора 9 перегораживающего сооружения вспомо- 40 гательного отвода.

Система работает следующим образом.

При появлении в створе гидропоста дятчикя 1 урОвня Возмущающего ВОЗ 45 действия (изменение расходов нижележащих по течению потребителей) сигнал с датчика 1 изменяется и на выходе элемента 2 сравнения появляется сигнал рассогласования F-,ïîäàâàåмый на регулятор 4.

Регулятор вырабатывает управляющее воздействие, которое перемещает затвор 5 основного отвода в сторону компенсации возмущения. Перемещение затвора 5 вызывает изменение сигнала с датчика 6 положения, что вызывает появление сигнала рассогласования Е на выходе элемента 7 сравнения (так как сигнал с датчика 8 не изменился).

Сигнал через сумматор 10 поступает на вход регулятора 15, который перемещает затвор 9 в сторону, противоположную перемещению затвора 5, до тех пор, пока сигнал с датчика 8 положения не сравняется по величине с сигналом с датчика 6 и на выходе элемента 7 сравнения сигнал E не становится равным нулю.

Таким образом, осуществляется взаимосвязанная работа затворов,что обеспечивает постоянный подпор в верхнем бьефе сооружения и заданное качество водоподачи в основной отвод. Кроме того, одновременная (в противофазе) работа затворов сокращает время отработки системой возмущающего воздействия и существенно повышает ее быстродействие. В случае изменения Н д система работает аналогично.

Работа системы по поддержанию уровня воды верхнего бьефа заключается в следующем.

Уровень воды в верхнем бьефе измеряется датчиком 11 уровня, сигнал с которого поступает на нелинейность

12 ° Последняя не изменяет сигнала на выходе, выдавая его равным некоторому значению I> „ в промежутке от э з э э

Н ккрм((до Н,„„„, где Н,„.„H Н,„,„„,— соответственно минимальная и максимальная допустимые глубины наполнения верхнего бьефа узла, при котором обеспечивается его нормальная работа. Эти глубины определяются технологическими и конструктивными параметрами и представляют собой величины,постоянные для каждого конкретного узла.

Сигнал с нелинейности 12 сравни- вается с сигналом, поступающим с выхода блока 14, I „ 13 сравнения и в виде сигнала рассогласования поступает на вход сумматора

10. При этом l I »„ =- t I >,„! но противоположны по знаку (фиг.2) .

1 . М1ФЕсли уровень воды находится в з з

ПрЕДЕЛЯХ ОТ Н мин дО Н макс то ряк СОГ ласование а = О. В случае повьппе-. ния или понижения уровня воды. за допустимые пределы, появившийся сигнал Е,поступая через сумматор 10 на регулятор 15, вызывает срабатывание затвора 9 в сторону ликвидаЦии аварийной ситуации.

3 14622

В процессе работы системы может возникнуть ситуация, когда сигналы

I и E противоположны по знаку.Для этого предусмотрен сумматор 10, который производит алгебраическое суммирование сигналов с разными коэффициентами так, что 1Е lвсегда боль1 ше 1 т.е ° приоритет в работе регулятора 15 предсставляется в отработке аварийной ситуации (в случае ее появления).

Таким образом, предлагаемая сис- . тема регулирования осуществляет стабильную подачу заданных расходов воды в приоритетный отвод вододелительного узла с максимальным быстродействием, обеспечивая при этом высокое качество управления и защиту верхнего бьефа от аварии. 20

Формула изобретения

1. Система регулирования уровня воды в вододелительном узле иррига- . 2б ционного канала, содержащая датчик уровня воды в нижнем бьефе приоритетного отвода, подключенный выходом к первому входу первого элемента сравнения, датчик положения затвора 3р .перегораживающего сооружения приоритетного отвода, регуляторы положения. затворов перегораживающих сооружений, а также датчик положения затвора перегораживающего сооружения.

35 вспомогательного отвода, подключенный выходом к первому входу второго элемента сравнения, о т л и ч а ю61 щ а я с я тем, что, с целью повышения быстродейс гвия системы при экстренных изменениях расхода в отводе с приоритетным потреблением, она содержит блок задания уровня воды в нижнем бьефе приоритетного отвода, связанный выходом с вторым входом первого элемента сравнения, выход которого подключен к входу регулятора положения затвора перегораживающего сооружения приоритетного отвода, датчик положения которого своим выходом соединен с вторым входом второго элемента сравнения, а вход регулятора положения затвора перегораживающего сооружения вспомогательного отвода подключен к выходу второго элемента сравнения.

2. Система по.п.1, о т л и ч а ю« щ а я с я тем, что, с целью поддержания уровня воды в верхнем бьефе вододелительного узла в заданном диапазоне изменения глубины наполнения, она содержит последовательно соединенные датчик уровня воды верхнего бьефа, нелинейность типа "зона нечувствительности", третий элемент сравнения и сумматор, а также блок задания диапазона изменения уровня, подключенный выходом к второму входу третьего элемента сравнения,причем второй вход сумматора связан с выходом второго элемента сравнения, а выход — с входом регулятора положения затвора перегораживающего со" оружения вспомогательного отвода.

1462261

Составитель Л. Цаллагова

Техред М.Дид!!к Корректор Л. Пилипенко

Редактор И. Касарда

Заказ 710/45 Тираж 788 Подписное

ВБИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101