Способ подачи форсированных расходов воды в участок канала

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному водоснабжению и может быть использовано при регулировании процессов водораспределения в ирригационных каналах. Цель изобретения - повышение быстродействия. Способ включает измерение текущего уровня воды в конце участка, сравнение его с заданным и подачу сигнала отклонения на регулятор, управляющий исполнительным механизмом перегораживающего сооружения в начале участка. Способ включает также и формирование подачи форсированных расходов воды путем введения на регулятор дополнительной величины рассогласования между текущим значением контролируемого уровня воды в конце участка и его минимально или максимально допустимыми величинами, определяемыми конструктивно-технологическими параметрами канала. Включение форсированной водоподачи производится только в случае выхода контролируемого уровня воды за заданные пределы зоны нечувствительности (на прохождение сигнала формировки), выбираемой в зависимости от применяемой системы управления и заданной точности регулирования. Таким образом обеспечивается гибкость в применении форсированной водоподачи в зависимости от текущего состояния объекта управления и его резервов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО цИАЛ ИСТИ Ч Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 02 В 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4249230/30-15 (22) 25.05.87 (46) 07.11.90, Бюл. ¹ 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем (72) А.С,Юрасов и В,К,Видюков (53) 631.347.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1518448, кл, Е 02 В 13/00, 1986. (54) СПОСОБ ПОДАЧИ ФОРСИРОВАННЫХ

РАСХОДОВ ВОДЫ В УЧАСТОК КАНАЛА (57) Изобретение относится к сельскохозяйственному водоснабжению и может быть использовано при регулировании процессов водораспределения в ирригационных каналах. Цель изобретения — повышение быстродействия. Способ включает измерение текущего уровня воды в конце участка, сравнение его с заданным и подачу сигнала отклонения на регулятор, управляющий

Изобретение относится к водораспределению на сельскохозяйственных оросительных каналах и может быть применено при автоматическом регулировании для объектов с переменным запаздыванием.

Цель изобретения — повышение быстродействия водораспределения, а также качества управления за счет введения форсированной водоподачи в зависимости от текущего состояния и резервов объекта управления.

Способ реализуют следующим образом, Производят измерение текущего уровня воды в конце участка канала, сравнивают полученный сигнал с заданием и определяют величину отклонения о, которую подают на регулятор, управляющий перегораживэ. Ж 1604912 А1 исполнительным механизмом перегораживающего сооружения в начале участка. Способ включает также и формирование подачи форсированных расходов воды путем введения на регулятор дополнительной величины рассогласования между текущим значением контролируемого уровня воды в конце участка и его минимально или максимально допустимыми величинами, определяемыми конструктивно-технологическими параметрами канала. Включение форсированной водоподачи производится только в случае выхода контролируемого уровня воды за заданные пределы зоны нечувствительности (на прохождение сигнала форсировки), выбираемой в зависимости от применяемой системы управления и заданной точности регулирова- ) ния. Таким образом обеспечивается гибкость в применении форсированной водоподачи в зависимости от текущего состояния обьекта управления и его резервов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ющим сооружением в начале участка, где происходит формирование управляющих воздействий на исполнительный механизм.

Одновременно с указанным сигнал текущего уровня воды сравнивают, в зависимости от знака отклонения, с одним из предельно допустимых значений уровня воды, полученную от сравнения разность умножают на эмпирический коэффициент коррекции и, в случае, если величина отклонения превышает зону нечувствительности на прохождение форсировки, полученный результат в виде дополнительной величины рассогласования я подают на другой вход регулятора.

Сигнал отклонения и дополнительная величина рассогласования суммируются, в результате чего с регулятора снимают сигнал

1604912

35 подачи форсированного расхода воды через перегораживающее сооружение в начале участка. Если величина отклонения уровня воды не превышает заданной величины, т.е. указанную зону нечувствительности, то дополнительную величину рассогласования не подают на регулятор и форсировку не производят.

На фиг.1 приведен участок канала и устройство для реализации способа; на фиг.2— конец участка канала и соответствующие уровни его заполнения, поперечное сечение, Участок канала ограничен регулируемыми перегораживающими сооружениями 1 и

2. Уровень воды в конце участка измеряется датчиком 3. Сигнал от датчика уровня поступает одновременно на формирователь 4 форсировки и элемент 5 сравнения, определяющий величину отклонения уровня воды, которая подается на формирователь 4 форсировки и регулятор 6. Выход формирователя 4 также поступает на регулятор 6, управляющий затвором перегораживающего сооружения 1 в начале. участка. В любом участке оросительного канала с ществует некоторый резервный обьем (фиг.1), заключенный между минимально и максимально допустимыми глубинами наполнения (линии с-с и b-b), Эти глубины могут определяться уровнями воды в конце участка. При.этом максимально допустимая глубина наполнения hvaxc определяется строительной высотой канала и видом облицовки, а минимально допустимая глубина наполнения йасин определяется минимальным уровнем воды, обеспечивающим нормальную работу потребителей канала. смаке и йасин для каждого конкретного участка являются величинами постоянными и зависят только от его конструктивно-технологических параметров. В участке имеется также заданная глубина наполнения пз (фиг.2), которая зависит от.требуемой величины подаваемого в участок расхода О1 и необходимой командной глубины наполнения в конце участка для обеспечения нормальной работы водопатребителей и подачи требуемого транзитноro расхода Qz. Глубина наполнения пз задается для створа измерения уровня воды датчиком 3 и определяется конкретным на данный момент времени требуемым технологическим режимом водораспределения.

При реализации управления водораспределением в условиях нестационарного движения воды поддерживать текущее значение контролируемого уровня воды йт равным заданной глубине пз невозможно, и задает"я точность регулирования, выражающаяся в отклонении текущего значения уровня воды относительно заданной глубины с требуемой погрешностью, Эта величина в системах стабилизации уровня воды составляет, как правило, 2 — 5 см. При малых отклонениях уровня от заданного форсировка не применяется из-зэ перерегулирования и колебательных процессов. При появлении значительных отклонений введение форсировки позволяет существенно уменьшить время переходного процесса за счет резкого сокращения времени транспортного запаздывания, сократить число отработок исполнительных механизмов, и кроме того, исключить возможность срабатывания резервов участка.

При введении форсировки заданная величина зоны нечувствительности, т.е, диапазон отклонений уровня относительно пз регламентирует факт включения форсировки в случае выхода Ьт зэ его пределы. Этот диапазон выбирается в зависимости от применемой системы регулирования и составляет, как правило, от двух до четырех диапазонов заданной точности регулирования. Обычно зона нечувствительности симметрична относительно заданного уровня пз, ío s ряде случаев она может иметь отличающиеся друг от друга значения зоны отклонения вверх gon и зоны отклонения вниз одоп (фиг.2), б

Величины бдо и ядоп определяются м б для каждого конкретного участка заранее и в процессе управления остаются постоянными, Таким образом, в участке канала имеется ряд постоянных величин hMaKc йасин, Едоп, Eðoï которые можно определить заранее, б одна задаваемая в процессе управления величина йз и одна переменная величина hT— текущее значение уровня воды.

В исходном состоянии при отсутствии возмущений текущее значение уровня воды в контролируемом створе hT равно заданной величине йз, и глубины наполнения располагаются по линии а-а, находящейся между линиями Ь-Ь и с-с (из условия нормальной работы канала). Пусть в некоторый момент времени потребовалось увеличить расход

Qz, и затвор 2 был поднят на новое открытие. Изменение открытия затвора вызывает через некоторое время понижение уровня воды в створе датчика 3 и нэ выходе элемента сравнения появляется сигнал отклонения уровня воды а = йт - йз, по которому регулятор вырабатывает управляющее воздействие на затвор 1 для подачи дополнительного расхода по длине участка 1 . Одновременно сигнал с датчика 3 поступает для определе1604912 ния дополнительной величины рассогласования е с целью подачи форсированных расходов, Форсировка формируется следующим образом. Измеряется знак е = hT - пз. В дан- ном случае величина отклонения имеет знак

".минус" (понижение уровня относительно заданного). Затем определяется величина еб= пт - (пмакс). Полученное значение Яб умножается на коэффициент К (коэффициент коррекции, зависящий от категории потребителей и определяемый для данного участка заранее).

Величина К выбирается в зависимости от конкретной облицовки канала, от условий неразмываемости и устойчивости откосов.

После этого величина e= hT- пз сравнивается седоп. Если е>едоп,тоГ =К еб поб б ступает на второй вход регулятора 6. Если

e - eqpn, то E не проходит на вход регуляб тора 6 и форсировка не производится, т.е. форсировка применяется только при значительных возмущениях и не реализуется при малых, когда время запаздывания транспортной передачи измененного расхода меньше времени, за которое уровень воды выйдет за пределы ядоп . б

В случае, если уровень hT повысился выше заданной глубины наполнения пз (например, при уменьшении расхода 02), то определяется величина Eм = hT — (hM»), которая всегда больше нуля (фиг.2), но теперь будет положительной и величина е = hT - пз.

B качестве форсировки в данном случае вводится величина я = К ем, которая аналогичным образом сравнивается со значением dqpp .

Аналогичным образом способ реализуется в случае изменения расходов водопотребителей участка канала или необходимости изменения пз.

Таким образом, в предлагаемом способе достигается гибкость при включении форсировок в зависимости от требуемой точности регулирования, что исключает раскачку системы при малых возмущениях и управление величиной форсированной водоподачи в зависимости от технологических возможностей канала на данный момент времени, что позволяет с большей эффективностью использовать резервные обьемы участка, повысить быстродействие управления и увеличить запас устойчивости по срав5 нению с известными способами.

Техническая реализация способа возможна или с применением стандартных элементов вычислительной техники, или набором серийных блоков аппаратуры элек10 троавтоматики.

Экономическая эффективность от применения способа форсирования подачи форсированных расходов воды в участок канала заключается в увеличении форсировки

15 в 1,15-1,3 раза, сокращении времени передачи расхода в 1,8-2,2 раза, Формула изобретения

20 Способ подачи форсированных расходов воды в участок канала, включающий задание предельных допустимых и среднего заданного уровней воды в конце участка, измерение текущего уровня воды в конце участка и сравнение его с заданным средним уровнем, фор25 мирование и подачу основного сигнала на регулятор исполнительного механизма перегораживающего сооружения в начале участка, а также сравнение текущего уровня в конце участка с одним из его предельных

30 допустимых значений и формирование дополнительного сигнала рассогласования с подачей его на регулятор и последующим регулированием положения перегораживающего сооружения в начале участка канала, 35 отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, сравнение текущего уровня при формировании дополнительного сигнала рассогласования производят с максимально допустимым

40 уровнем при падении уровня ниже заданного, а при повышении уровня выше заданного — с минимально допустимым уровнем в конце участка канала, при этом пропорционально разности этих параметров формируют

45 дополнительный сигнал рассогласования и при превышении абсолютного значения дополнительного сигнала заданной величины подают его на регулятор исполнительного механизма, перегораживающего сооруже50 ния в начале участка канала.

1604912

51lZ1

Составитель Г.Параев

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор О.Головач

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

Заказ 3438 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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