Система вододеления в конечном створе подводящего канала

 

Изобретение относится к управлению водораспределением в мелиорации, в частности к регулированию уровня (расхода) воды по каналам. Цель изобретения - повышение точности и оперативности вододеления. Система вододеления в конечном створе подводящего канала 14 при нормированной водоподаче включает устройство 1 телемеханического управления с помощью блока 2 управления в конечном створе, а также регулирующие устройства 3,4,5, сравнивающие устройства 6,7 и сумматор 8. Управление проводится по сигналам датчиков 9,10,11 уровня воды, датчика 12 расхода воды и датчика 13 положения регулирующих органов. Водоподача из подводящего канала 14 осуществляется в основные отводящие каналы 15 и 16 и в дополнительный отводящий канал 17. На входах в каналы 15,16,17 установлены перегораживающие сооружения 18,19,20, оборудованные затворами. При вододелении в конечном створе канала 14 при нормированной водоподаче измеряют сигналы датчиков уровней воды 10,12 в основных отводящих 15 и 16 каналах и датчика 11 уровня в конечном створе канала 14. Выходные сигналы с этих датчиков сравнивают с соответствующими сигналами задания, поступающими с устройства 1 телемеханического управления, формируют по соответствующим выходным сигналам устройств сравнения 6,7 и сумматора 8 сигналы управления регулирующими устройствами 3,4,5 на изменение положения затворов перегораживающих сооружений 18,19,20 соответственно по осно

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГЪБЛИК (19) (11) А1 (51)5 E 02 В 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О П 1РЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4265778/23-15 (22) 26. 06. 87 (46) 07.02 ° 90. Вюл. P- 5 (71) Дальневосточный научно-исслецовательский институт гидротехники и мелиорации (72) Г.А.Гольд)птейн, И.H.Усольцев и Р.Ф.Афандеев (53) 631. 67 (088. 8) (56) Чумышская плотина. Проспект Министерства мелиорации и водного хозяйства Киргизской ССР на ВДНХ СССР.

Фрунзе, 1977.

2 (54) CHCTENA ВОДОДЕЛЕНИЯ В КОНЕЧНОН

СТВОРЕ ПОДВОДЯЦЕГО КАНАЛА (57) Изобретение относится к управлению водораспределением в мелиорации, в частности к регулированию уровня (расхода) воды по каналам.

Цель изобретения — повьппение точно- . сти н оперативности вододеления. Система вододеления в конечном створе подводящего 14 канала при нормированной водоподаче включает устройство 1 телемеханического управления с помощью блока 2 управления в конеч1541347 ном створе, а также регулирующие устройства 3, 4, 5, сравнивающие устройства 6, 7 и сумматор 8. Управление проводится по сигналам датчиков 9, l0 11 уровня воды, датчика 12 расхода воды и датчика 13 положения регулирующих органов. Водоподача из подводящего канала 14 осуществляется в основные отводящие каналы 15 и 16 и в дополнительный отводящий канал 17. На входах в, каналы 15, 16, 17 установлены пере гораживающие сооружения 18, 19, 20, оборудованные затворами. При вододе- 15 ленин в конечном створе канала 14 .при нормированной водоподаче измеряют . сигналы датчиков уровней воды 10, l2 в основных отводящих 15 и 16 каналах и датчика 11 уровня в конечном створе 20 канала 14. Выходные сигналы с этих датчикоы сравнивают с соответствующими сигналами задания, поступающими с устройства 1 телемеханическоro управления, формируют по соответст- 25

Изобретение относится к управлению водораснределением в мелиорации и может быть использовано, например, для регулирования уровня (расхода) воды по каналам с нормированной водоподачей, 35

Цель изобретения — повьдпение точ— ности и оперативности вододеления.

Iia чертеже представлена схема системы вододеления в конечном створе подводящего канала. 40

Система включает устройство 1 телемеханического управления, выходы которого линиями связи подключены к блоку 2 управления, установленному в конечном створе подводящего канала.

Выходы блока 2 управления соединены входами регулирующих устройств 3-5, а входы — с выходами устройств 6 и 7 сравнения, первые входы которых соединены с выходами устройства телемеханического управления. Система содержит также сумматор 8, первый вход которого подключен к соответствующему выходу устройства 1 телемеханического управления, а выход — к блоку 2 управления, датчики 9 — 11 уровней в отводящих каналах и в конечном створе поцводящего канала и датчики расхода

1 2 и положения 1 3 и сполни тельно го м евующим выходным сигналам устройств сравнения 6, 7 и сумматора 8 сигналы управления регулирующими устройствами 3, 4, 5 на изменение положения затворов перегораживающих сооружений

18, 19, 20 соответственно по основным отводящим !5, 16 и дополнительному отводящему !7 каналам. При плановом изменении расходов воды подводящему 14 каналу и отводящим 15, 16, 17 каналам формируют сигналы управления затворов перегороживающих сооружений всех отводящих каналов на изменение их положения в соответствии с сигналами сравнения с устройств 7, 6 сравнения и сумматора 8 в заданной технологической последовательности с учетом измерений сигналов датчика уровня 9 воды дополнительного отводящего канала 20, Правильное управление регулирующими устройствами для изменения положений всех затворов возможно только с использованием всех упомянутых выще сигналов. 1 ил. ханизма в отводящих каналах. Весь расход подводящего канала 14 в конечном створе делится между тремя отводящими каналами: первым основным каналом 15, вторым основным каналом 16 и дополнительным каналом 17. Отводящие каналы 15 — 17 имеют на входах перегораживающие сооружения 18 — 20 соответственно, исполнительные механизмы которых подключены к выходам регулирующих устройств 3, 5 и 4 соот ветственно, Подводящий канал 14 рассчитан на нормированную водоподачу (клиновую или полученную в результате суммирования заявок потребителей), которая характеризуется тем, что по каналу поступает затребованный потребителями расход воды. Таким образом, потребители подают заявки на необходимый им расход воды, после чего этот суммарный расход воды подается по каналу, при этом каждый потребитель должен брать заявленный им расход воды.

Отводящие каналы в оросительных системах можно разделить на основные, " в которых согласно технологии водопользования расход или уровень должны поддерживаться с заданной точностью, и дополнительные, уровень в ко5 154 торых может без ущерба для потребителей изменяться в заданных пределах от максимального Н„„„, (иэ условий переполнения канала, т..е. исключения аварийной ситуации) до минимального

П„„„ (из условия неущемпения потребителей этого канала). На чертеже представлена схема системы вододеления для случая водоотвода на все эти три типа отводящих каналов, на всех из них имеются потребители в виде водовыпусков или насосных станций и др., которые условно не показаны.

В каналах 15 и 17 осуществляется незатопленное истечение потока воды из-под исполнительных механизмов перегораживающих сооружений 18 и 19 и свободное течение воды по каналу, в канале 16 — затопленное истечение потока воды иэ-под исполнительных механизмов сооружения 19 и подпорный режим течения воды по каналу.

Первый, второй и третий выходы устройства 1 телемеханического управления соединены, соответственно, с первыми входами устройств 6 и 7 сравнения и сумматора 8, вторые входы которых соединены с выходами датчика

12 расхода и датчиков .11 и 10 уровней соответственно. Третий вход сумматора 8 соединен с выходом датчика

13 положения исполнительного механизма, например затвора перегораживающего сооружения (ПС) 19.

Четвертый выход устройства 1телемеханического управления соединен с третьим входом блока 2 управления, четвертый выход которого подсоединен к входу устройства 1 ° Первый, четвертый и пятый входы блока 2 управления соединены с выходами устройств 6 и 7 сравнения и сумматоров 8 соответственно, а второй вход блока 2 подсое,;:чнен к выходу датчика 9 уровня, Первый, второй и третий выходы блока 2 управления соединены с входами регулирующих устройств 3 — 5, соответственно, выходы которых подсоединены к соответствующим исполнительным механизмам IIC 18 — 20.

В исходном состоянии поддерживается заданный технологический режим водораснределения, при Котором по ос новным отводящим каналам 15 и 16 подаются заданные расходы воды, .уровень воды р дополнительном отводящем канале 17 не выходит за пределы мак1347

5

45 симальных или минимальных значений, а уровень в концевом створе подводящего канала 14 соответствует заданному (стабилиэируемому) значению, При . этом выходы устройств б и 7 сравнения и сумматора 8 соединены с регулирующими устройствами 3 — 5 соответственно через блок 2 управления. Вследствие установленного требуемого технологического режима водораспределения сигналы рассогласования с выходов блоков 6 и 7 и сумматора 8 соответствуют сигналам, заданным устройством

1, и находятся в интервале между ними и сигналами текущих значений датчиков 12 расхода, датчиков 10 и 11 уровней и датчика 13 положения затвора,,При этом сигналы рассогласования равны нулю или не превьппают зоны нечувствительности регулирующих устройств 3 — 5 соответственно, На вход устройства 5 подается с выхода сумматора 8 суммарный сигнал датчиков 10 уровня и датчика 13 положения затвора в связи с тем, что при подпорном режиме течения воды по основному отводящему каналу 16 точно управлять его расходом воды можно только при дополнительном измерении открытия регулирующего органа ПС 19.

В основном отводящем канале 16 невозможно изменение расхода воды в определенном диапазоне эа весь период вегетации, так как он рассчитывается на пропускную способность (наполнение) только заданного значения расхода. Поэтому при определении расхода воды в канале (тарировке) строят зависимости g = (а) и О = f (h) и другие при постоянстве сопряженных параметров. Таким образом, используя значенияя а и h с соответствующими коэффициентами, с выхода сумматора 8 получаем значение q(q = :(a,h)). Следовательно, на сумматор 8 должны поступать сигналы датчиков 13 положения затвора (сигнал а) и датчика 10 уровня (сигнал h).

В данных условиях при возмущениях (изменении водопотребления) поддержание заданного технологического режима водораспределения (заданных расходов в основные отводящие каналы 15 и 16 и заданного уровня в створе датчика 11 уровня канала 14) осуществля". ется путем изменения расхода воды в дополнительный канал,. Пусть, напри åð, изменится уровень воды в канале

1541347

16 в створе датчика 10. Тогда на выходе сумматора 3 появится разностный сигнал между сигналом задания устройства 1 телемеханического управления и сигналами с датчиков 10 уровня и

5 положения затвора ПС 19, При превышении этим сигналом =-оны нечувствительности регулирующего устройства 5 с выхода последнего появит!

О ся сигнал на изменение положения затвора IIC 19, Вследствие изменения положения затвора ПС 19 восстановится расход в основной канал 16 а изменение сигнала датчика 13 приведет к изменению выходного сигнала сумматора 8 до значения, меньшего зоны нечувствительности устройства 5, управляющий сигнал с выхода которого окончится, Изменение расхода в отводящий канал 16 приведет также к из.— менению уровня в конце подводящего канала 14. При превышении разницы сигналов рассогласования с выхода сравнивающего устройства 7 и с выхо- 25 да устройства 1 телемеханического управления зоны нечувствительности регулирующего устройства 4, с выхода последнего появится сигнал на изменение положения затвора ПС 20. Это 30 приведет к изменению расхода в дополнительный канал 17 и восстановлению заданного уровня воды в створе датчика 11 уровня, После этого аналогично описанному управление затвором ПС 20 регулятором 4 заканчива35 ется °

Таким же образом осуществляется регулирование водораспределения при возмущениях в подводящем канале 14 и в основном отводящем канале 15.

В случае возникновения значительных возмущений в каналах 14 — 16, приводящих к переполнению либо опорожнению дополнительного канала 17, сигнал датчика 9 уровня превышает установленные в блоке 2 управления пороговые значения. Тогда с четвертого выхода блока 2 устройства 1 упоавления поступает соответствующий сигнал аварии. При этом диспетчер должен через устройство. 1 управления изменить технологический режим водораспределения, например изменить расход в один из основных отводящих каналов 15 или 16 путем изменения сиг55 нала задания.

При плановом изменении технологи-ческого режима водораспределения от устройства телемеханического 1 управ" ления поступает сигнал на вход блока

2 управления, по которому последний перестраивает работу по очередности включения регулирующих устройств 3-5 в заданной технологической последовательности. Например, вначале, по приходу измененного расхода по подводящему каналу 14 к концевому створу, расход распределяется в основной отводящий канал 16, а затем — в основной отводящий канал )5, а остаток — в дополнительный канал 17. Дпя этого после передачи сигнала о перестройке работы с устройства j управления изменяют сигналы задания на входах сравнивающего устройства 6 и сумматора 8. Но в этом случае измененные сигналы с выходов устройства б сравнения и сумматора 8 не поступают на соответствующие входы регулирующих устройств 3 и 5, Блок 2 управления в момент добегания ппанового расхода к концевому створу подключает в заданной последовательности регулирующие устройства 5, 3 и 4 для отработки соответствующих заданий устройства 1 управления на изменение расходов воды в отводящие каналы 16, 15 и 14 соответственно. Помент добегания расхода воды до концевого створа канала 14 может быть определен по расчетному времени, по отклонению уровня в створе датчика 11 или совместными приемами, По окончании распределения планового расхода воды во все отводящие каналы блок 2 устанавливает систему в исходное состояние ° Окончанием установления нового планируемого технологического режима в данном случае служит окончание управления регулятором 4 затвором ПС 20 по стабилизации уровня воды в створе датчика 11 уровня (концевом створе канала 14).

В общем случае аналогично вначале может быть изменен расход .в дополнительный какал 17. При этом с устройства 1 управления передают в блок 2 задание на требуемый расход в дополнительный канал, а в блоке 2 этот сигнал задания сравнивается с сигналом датчика 9 уровня, после чего суммарный сигнал (сигнал сравнения) че-, рез блок 2 управления поступает на вход регулирующего устройства 4. Управление последним затвором ПС 20 производится до равенства сигналов

541347 10 гор аживающего сооружения, установленный на входе в дополнительный отводящий канал, а также регулирующие устройства, подключенные к исполнительным механизмам всех трех перегораживающих сооружений, два óñòðîéñòва сравнения, подключенные входами к устройству телемеханического управ10 ления и соответственно к входам датчика расхода в первом основном отводящем канале и датчика уровня нижнего бьефа подводящего канала в створе вододеления, и сумматор, входы которого подключены к соответствующим выходам устройства телемеханического управления и к датчику уровня верхнего бьефа второго основного отводящего канала, о т л и ч а ю—

20 ii а я с я тем, что, с целью повьнпения точности и оперативности вододеления, система снабжена датчиком положения исполнительного механизма перегораживающего сооружения второго

25 основного отводящего канала, подключенным к сумматору, датчиком уровня верхнего бьефа дополнительного отводящего канала и блоком управления в конечном створе канала, входы кото3р рого подключены к выходам обоих устройств сравнения и сумматора, а также к выходам устройства телемеханического управления и датчика уровня в верхнем бьефе дополнительного отво35 дящего канала, а выходы связаны с входами регулирующих устройств и устройстваа телемеханического управления. задания и сигнала датчика 9 с точностью до зоны чувствительности регулирующего устройства 4. При этом блок 4 управления в конечном створе подводящего канала 14 выполняет элементарные функции переключения, выдержки времени, сравнения и восстановления пороговых значений, которые могут быть просто реализованы, например, серийными устройствами типа

"1(аскад".

Технико-экономический эффект от применения изобретения заключается в увеличении срока службы гидромеханического оборудования, повьппении точности водоподачи по отводящим ! каналам, устранении аварийных режимов работы каналов, что достигается пут е м о гр ани з ации з ави симо с ти у пр авления расходами воды в отводящие каналы при стабилизации заданного уровня воды в концевом створе канала за счет устранения колебаний уровней воды в подводящем 14 и отводящих

15 — .17 каналах.

Формула и з о б р е т е н и я

Система вододеления в конечном створе подводящего канала, включающая исполнительные механизмы перегораживающих сооружений на входах в два основных отводящих канала, соответственно со стабилизацией расхода и со стабилизацией уровня верхнего бьефа, исполнительный механизм переСоставитель Г.Параев

ТехредП,Сердюкова

Редактор В.Данко

Корректор О.Ципле

Заказ 268

Тираж 530

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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