Система автоматического регулирования расходов воды (его варианты) Советский патент 1983 года по МПК G05D9/12 

Изобретение относится к автоматич зации вядораспределения на гидротехнических сооружениях и может быть использовано для регулирования расходов воды в ирригационных каналах, например при автоматизации процесса водораспределения во внутрихозяйственном звене рисовых оросительных систем.

Известна автоматизированная система регулирования водораспределения открытого канала с перегораживающими сооружениями, в которой каждый затвор - автомат системы снабжен датчиком положения регулирующего органа и датчиком положения сливного клап&на, включенного между датчиком положения регулирующего органа и приводом вливного клапана нижерасположенного зат-вора - автомата и соединенного с приводом сливного клапана tl

Однако система не обеспечивает автоматическое изменение подачи воды в водовыделы.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является система регулирования водораспределения отк-рытого канала, состоящая из открытого канала с перегораживающими и водовыпускными сооружениями, включающая регуляторы уровней воды, связанные с датчиками уровней и датчика ми положения регуляторов, сумматоры, выходы которых соединены с блоками заданий датчиков уровня 2.

Однако система не обеспечивает возможность равномерного распределения изменяющихся расходов воды в водовыделы в узлах гидротехнических сооруяёний.

f.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия системы.

Эта цель достигается тем, что в системе, содержащей распределительный канал с перегораживающими и водовыпускными сооружениями, установленные на них затворы, исполнительные механизмы, датчики положения, датчики уровня и блок управления, датчик уровня верхнего бьефа-соединен с регулятором, связанным через исполнительный механизм с затвором, на котором установлен датчик положения, .причем датчики положения сооружений подключены к блоку управления, выход которого соединен через исполнительный механизм с затвором водовыпускного сооружения, на котором установлен датчик положения, а блок управления выполнен в виде задатчика, элемента сравнения и делителя, входы которого являются входами блока управления и который соединен выходом с первым входом элемента срав) нения, .второй вход которого соединен с выходом аадатчика, а выход элемента сравнения является выходом елока управления. ..

Кроме того, система содержит гйдрорегуляторы, установленные на водовыпускной трубе в нижнем бьефе, 5 датчик уровня верхнего бьефа в перегораживающем сооружении соединен с регулятором, связанным через исполнительный механизм с датчиком уровня нижнего бьефа, на котором установлен

0 датчик положения, связанный с клапаном, установленным на-входном патрубке водовыпускной трубы, причем датчики положения подключены к блоку управления, выход которого соединен

5 через установленный в водовыпускном сооружении исполнительный механизм с датчиком уровня нижнего бьефа, на кбтором установлен датчик положения, причем блок управления выполнен в

Q виде задатчика, элемента сравнения и делителя, входы которого являются входами блока управления и который выходом соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом эадатчика, а выход элемента сравнения является выходом блока управления.

На фиг.1 изображена линейная схема участка канала с перегораживающими и водовыпускным сооружениями; на

фиг.2 - блок-схема системы автоматического регулирования расходов воды. Гидротехнические сооружения перегораживающее 1 и водовыпускные 2 .оснащаются плоскими затворами-3 с

5 окрылком, ниже которых устанавливаются гидрорегуляторы 4 с датчиками 5 уровня нижнего бьефа. Выход регулятора 6 верхнего бьефа соединен с входом исполнительного механизма 7 или

0 8 и с датчиком 9 верхнего бьефа, с затворами 3 или с датчиками 5 уровня нижнего бьефа перегораживающего сооружения 1, а исполнительные механизмы 10 или 11 затвора 3 или датчика 5 уровня водовыпускных сооружений 2 подключены к выходам блока 12 управления, выполненного в виде задатчика 13,-элемента 14 сравнения и делителя 15, вход которого подключен к датчикам 16 положения затворов 3 или датчиков 5 уровня нижнего бьефа.

Расход воды через сооружения 1 и 2 определяется по формуле

..iNilP

где |u. - коэффициент расхода воды,

равный 0,9; а - величина открытия плоского

затвора;

Ь - ширина затвора; 2 - величина перепада уровня

, воды.

Поскольку уровень воды во всех йодовыделах стабилизируется гидрорегулятором 4, то отношение расходов

®. «.

1;. -l cons-t

1

а 2

для заданных величин открытия плос-.. их затворов « или перепадов 2 есть величина постоянная. Аналогично может показать постоянстве отношений расходов для п - количества отходов. 10 fТаким,образом, .задаваясь соотношение можно измерять соотношение расходов подаваемых в различные водовыпус ки.- Система работает следующим образом.. При изменении расхода ft перед сооружениями 1 и 2 изменяется уровень верхнего бьефа, при этом сигнал с датчика 9 верхнего бьефа поступае .на регулятор б, которым формируется управляющий сигнал и подается на исполнительный механизм 7 или 8 в зависимости от энергообеспеченнбсти объекта. Последние приводят в движе : ние затвор 3 или датчик 5 уровня ни него бьефа гидрорегулятора 4 на сооружении 1. Сигналы с датчиков 1 положения затворов или датчиков 5 уровней нижнего бьефа подаются на вход блока 12, где происходит сравнёние сигнала положения затвора 3 или перепада уровня на сооружении 1 с пропорциональным значением сигнала положения затвора 3 или перепада уровня на сооружении 2 (п). в резуль тате на выходе блока 12 появляется сигнал рассогласования, который 6тpa6atHBaeT исполнительный механизм 10 или 11-. При этом всегда сохра няется зависимость а Q а а С,а, где G, Of,:.;,- .регулируемый S блоке 12 коэффициент соотношеS

. «.

Срасходов

п-1-- в результате маневрирования затворами 3 или датчиками 5 уровня нижнего бьефа гидрорегуляторов 4 происходит- стабилизация уровней воды в верхнем бьефе при новых зна.чениях «.:-, .. : а:,...,а НО постоянрасходов2 Q П--1 ном соотношении П Для изменения соотношения расходов, подаваемых в водовыпуски, необходимо в блоке 12 изменить коэффициенты соотношения расходов С , при этом на выходе блока 12 также появит ся сигнал рассогласования, в результате чего произойдет маневрирование затворов 3 или датчиков 5 уровня нижнего бьефа соответствующих водовыпускных сооружений. Предлагаемая система обеспечивает возможность равномерного распределения между потребителями дефицита или излишков воды, .возникающих в системе, что предполагает более рациональное использование воды. 12 /J J. p- -

фиг. 2 /« ,l «Pi/

I,. Система автоматического регулирования расходов воды,, содер- ; жащая заспределительный канал с пе- . регораживающими и водовыпускными сооружениями, установленные на них затворы, исполнительные механизмы, , датчики положения, датчики уровня и блок управления, о т л и ча н ща.-я с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия.системы, датчик уровня верхнего .бьефа соеди-:: нён с регулятором, связанным через иcпoлнитeJ ьный механизм с затвором, на котором установлен датчик положения, причем датчики положения сооружений подключены к блоку управления, выход которого соединен через исполнительный механизм с затвором водовыпускного сооружения, на котором установлен датчик положения, а блок управления выполнен в виде задатчикЭ элемента сравнения и делителя, ВХОДЕ которого являются входами блока уп, равления и который соединен выходом , с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика, а выход элемента сравнения являетря выходом блока управления.. 2. Система автоматического регулирования расходов воды, содержащая распределительный канал с перегораживающими и водовыпускными сооружениями, установленные на них затворы, исполнительные механизмы, датчики -положения, датчики уровня и блок управления, о тли ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения точности и быстродействия системы,; она содержит гидрорегуляторы, установленные на водовыпускной трубе, в нижнем бьефе, датчик уровня верхнего бьефа в перегораживающем сооружении- соединен с регулятором, связанным через (Л исполнительный-механизм с датчиком уровня нижнего бьефа, на -котором установлен датчик положения, связанный с клапаном, установленным на ; входном патрубке водовыпускной трубы причем датчики положения подключены к блоку управления, выход которого соединен Через установленный в водовыпускном сооружении исполнительный 4 механизм с датчиком уровня нижнего бьефа, на котором установлен датчик Ы б) положения, причем блок управления .выполнен в виде задатчика, элемента О сравнения и делителя, входы которого являются входами блока управления сл и который выходом соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика, а выход элемента сравнения является выходом блока управления.