Способ водораспределения на участке канала Советский патент 1983 года по МПК E02B13/00 

А

-/VЬО

О

ел

иг. / Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к автоматизации водораспределения в мелиорации, и может быть использовано в системах регулирования уровня (расхода) воды, в открытых каналах. Известен способ водораспределения, включающий изменение подачи расходов воды на постоянную величину в начале участ ков канала в зависимости от изменения расходов их потребителей и поддержание постоянного (заданного) расхода в конце участков. Этот способ реализован в виде системы автоматического регулирования водо. распределения по уровню воды нижнего бьефа 1 . Недостатком способа является длительное время перестройки режима работы участка канала при изменении расходов потребителей, что приводит к большому резервированию воды для обеспечения потребителей на время перестройки и повышению стоимости канала. Известен также способ водораспределения на участке канала, включающий изменение расхода участка по изменению уровня в конце участка . Расход подается в начало участка форсированно постоянно в зависимости от изменения расходов потребителей с целью поддержания постоянного расхода в конце участка (2). Недостатком этого способа являются повышенные резервные объемы воды из-за большой постоянной подачи воды на период добегания от начала до конца участка, а также большое время перестройки из-за необходимости отработки возмущений в конце участка после времени добегания. Цель изобретения - уменьшение резервного объема и времени перестройки при возмущении в конце участка из-за изменения расхода потребителей. Цель достигается тем, что изменение расхода в начале участка в период добегания осуществляют прерывисто образованием волн от максимального уровня до минимального, причем среднее значение уровня волн за этот период равно значению изменения уровня в конце участка и обратно ему по знаку. Способ включает из.мерение изменения расходов потребителей; вычисление необходимого постоянного изменения расхода в начале участка; вычисление высоты и ширины волны, периодичности (скважности) волн (на основе постоянного изменения) и времени добегания измененного расхода; изменение расхода в начале участка на время добегания путем волнообразования; изменение расхода в начале участка по окончании времени добегания на постоянную, вычисленную ранее, величину. На фиг. 1 изображен пример отработки понижения заданного уровня в конце участка; на фиг. 2 - система регулирования для реализации способа; на фиг. 3 - схема регулятора. Увеличение скорости передачи изменения расхода в начале участка, например, в конец участка путем образования волн обусловит следующие преимущества. В сопоставлении с идеей форсировки можно передать форсированное значение расхода за выбранный период, т.е. за заранее определенный период все равно будет передано среднее значение, равное постоянному изменению расхода, а значит не надо перестраивать режим работы участка. Движение прерывистой волны, как известно, не приводит к размыву дамб канала (это как бы перемещение воды вверх-вниз). Можно получить наибольщую скорость перемещения (она ограничивается только высотой сухих бровок канала). Схема включает участок открытого канала 1, расположенный между перегораживающими сооружениями (не показаны), оборудованными затворами с электроприводом 2 (в начале участка) и 3 (в конце участка), с потребителями в виде насосных станций или открытых водовыпусков (не показаны); на участке 1 имеется датчик 4 уровня (расхода) воды в конце участка и регулятор 5, управляющий затвором с электроприводом 2, элемент сравнений 6, реле времени 7 и 8, генератор импульсов 9, триггер 10, счетчик (двоичный) 11, пороговый элемент 12, одновибратор 13, усилитель-ограничитель 14, инвертор сигнала 15, сумматор 16, регулирующее устройство 17, ключи 18-23, элементы совпадения 24 и 25. Способ водораспределения на участке заключается в следующем. В начале на участке имеется установившийся процесс водоподачи в участок водопотребления, при этом выходной сигнал датчика 4 скомпенсирован сигналом задания Нззд, и с выхода регулятора 5 отсутствует управляющий сигнал. При изменении расхода воды потребителями изменится уровень воды в конце участка, выходной сигнал датчика 4, измеряющего уровень (расход) в конце участка, вследствие чего разница между ним и сигналом задания Ндад приведет к образованию управляющего сигнала регулятора 5 на затвор с электроприводом 2. Управление с регулятора 5 производится путем формирования удлительности управлений (импульс) и периодичности (пауза) управления затвором с электроприводом 2, т.е. образованиям воды, а по достижению времени добегания первой волны до датчика 4, с регулятора 5 производится управление путем формирования длительности постоянного управления, т.е. постоянное изменение расхода. После этого вновь наблюдается установившийся процесс на участке.

Регулятор основного блока системы работает следующим образом.

Вначале с выхода элемента сравнения б отсутствует сигнал рассогласования (сигнал задания равен выходному сигналу датчика 4), с выходного реле времени 7 (оно отключено) открыты ключи 18 и 19, закрыт ключ 23 и отсутствуют выходные сигналы с элементов совпадения 25 и 24, вследствие чего закрыты ключи 20 и 21. Кроме того, отсутствует управляющий сигнал регулирующего устройства 17.

При появлении сигнала рассогласования с выхода элемента сравнения 6 через ключ 18 срабатывает реле времени 7, с выхода которого закрывается ключ 19, открывается ключ 23 и появляется разрешающий сигнал на входах элементов совпадения 24 и 25.

Через усилитель-ограничитель 14 и инвертор 15 пропорциональные рассогласования сигналы (но с разными знаками) поступают на вход ключей 20 и 21, с выхода которых через сумматор 16 они поступают на вход регулирующего устройства 17. Как не трудно проследить, ключи 20 и 21 открываются попеременно на время, равное длительности импульса генератора импульсов 9 (образование волны), а затем закрываются на время, устанавливаемое реле времени 8 (пауза). Причем, после прохождения двух импульсов на открытие ключей 20 и 21, реле времени срабатывает, и на входах элементов совпадения 24 и 25 появляется его выходной запрещающий сигнал, и ключ 22 закрывается, а по истечении времени паузы реле времени 8 отпускает и вновь появляется разрешающий сигнал на входах элементов совпадения 24 и

25 и открывается ключ 22. Пороговый элемент 12 через одновибратор 13 устанавливает триггер 10 в такое положение, чтобы первый импульс соответствовал знаку сигнала рассогласования. А по достижении времени добегания первой волны до створа датчика 4 с выхода реле времени 7 появляется запрещающий сигнал на входах элементов совпадения 24 и 25, открывается ключ 19 и закрывается ключ 23 (причем, это происходит немного раньще добеганий первой волны, для того, чтобы описанный ниже процесс постоянного управления был возможен. Выходной сигнал рассогласования с выхода элемента сравнения 6 через ключи 18 и 19 и через сумматор 16 поступает на вход регулирующего устройства 17, с выхода которого появляется управ.ляющий сигнал на установление затвора с электроприводом 2 в необходимое постоянное положение, соответствующее изменившемуся уровню (расходу). А после времени добегания с выхода реле времени 7 закрывается ключ 18 на небольшое время (время демпфирования), в течение которого уменьшаются колебания в створе датчика 4. После чего реле времени отключается и вся схема устанавливается в первоначальное состояние.

Образование волн возможно и таким образом, при котором первая волна будет наибольшей величины, а остальные уменьшаются по величине и тогда среднее значение измененного расхода берется за период не между соседними волнами (как в нашем примере), а за больший период.

Применение способа позволяет на участках открытых каналов с перегораживающими сооружениями снизить строительную стоимость канала за счет уменьшения резервных объемов воды.

СПОСОБ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА УЧАСТКЕ КАНАЛА, включающий изменение расхода в начале участка по изменению уровня в конце участка, отличающийся тем, что, с целью уменьшения резервного объема и времени перестойки при возмущении в конце участка из-за изменения расхода потребителей, изменение расхода в начале участка в период добегания осуществляют прерывисто образованием волн от максимального уровня до минимального, причем среднее значение уровня волн за этот период равно значению изменения уровня в конце участка и обратно ему по знаку.

ф Нзад

(риг. г

t

tvS