Устройство для регулирования уровня в оросительном канале Советский патент 1984 года по МПК G05D9/12 

Изобретение относится к воцному хозяйству.а именно к устройствам длж регутфова1шя воцопоцаяи в зависимости от уровня воцы в нижнем бьефе управпя© мого затйора, и может быть использовано в систем ак регулирования, преимущес венно при автоматизации воиопоцачи на оросительных канапак. Известно устройство цпя регулирования уровня воцы на участке канала, в котором вкоа бпока коррекшга поцкточен к датчику уровня верхнего бьефа в конце учвс гка, а выход к датчику уровня нижнего бьефа в начале учаСТ ка СИ , Недостаток устройства - нашгчие нерациональных потерь воцы в процеЬсе изменения воцопотребиения в канапе. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является сиесгем регупкрования уровня воцы в ирртогацион ном канапе, содержащая авторегуп5ггор, вход которого связан с датчиком , блоком уставки зацания уровня и бпоком сравнения tj2 . Недося-атком известной системы явпя ется низкая точность работы, что првво цит к нерациональным потерям воцы, так как бпок сравнения имеет топько оцш вхоц и не обеспечен обратной связью по регулируемому уровню воцы. Цель изобретения - сокращение нерап онапьнык потерь воцы в процессе H3Vi©нения воцопотребпениа в канапе. Поставгеенная цепь достигается тем, что Ь устройство, соцержащее первый авторегулятор, вход которого связан с датчиком уровня воды, а выход с при воцом затвора, бпок уставки задания уровня и блок сравнения, дополнительно введен второй авторегулятор, выход которого соешшен со входом бпока уставк заданйЯз подсоединенного выходом к одному из входов бпока сравнения, к другому входу которого ПОДКШОЧеН ВЫ. ход датчика уровня, а вход второго авто регугштора подключен к выкоцу бпока фавнення. На фиг. 1 изображена схема усяройст ва ипя регугафования уровня в оросител ном канапе| на фиг. 2 диаграммы работы устройства в системе регупир(ж,ани воаораспрецепе1тя на ороситепьном кааане, Устройство состоит из двух связанны контуров управления: контура регулирова ВИЯ уровня воды и контура автоматичео кого изменения уставки задашия. Контур 1 082 регулирования уровня воды состоит из цатчика 1 уровня воцы, установленного в начале участка 2 оросительного канапа, поплавка 3 и преобразователя 4, через оцин из входов блока сравнения 5 соединен со входом первого авторегулятора 6, выход которого подключен к элек1роприводу 7 водорегулирующего затвора 8. Блок сравнения 5 предназначен для определения величины и знака рассогласования регулируемого уровня воды 9 и уставки его задания, поступающего к другому входу блока сравнения 5. Контур автоматического изменения устав си задания образован вторым авторегулятором Ю, выход которого соединен со входом бпока 11 уставки за дашщ, подсоединенного выходом ко второму входу бпока сравнения 5, а вход второго авторегулятора 10 подключен к выходу бпока сравнения 5, Таким образом, оба контура взаимосвязаны через бпок сравнения 5 и датчик 1 уровня, причем контур Б автоматически изменяет величину уставки . Блок 11 уставки задания содержит реверсивный микродвшатель 12 с редуктором, связанным с за датчиком 13, Авторегуляторы 6 и 10 обоих контуров выпощшны одинаковыми и представляют собой регулируюидае устройства, например, с пропорционально-интегральым законом управления. Регулирующее устройство состоит из блока суммирования 14, блока 15 зоны нечувствительности и блока 16 внутренней обратной связи. При необходимости согласования м шамических характеристик регулирующего прибора и динамических характеристик оросительного канала (большая инеривонность и пр.) к серийному регулирующему устройству может быть подключен бпок 17 формирования паузы, содержащий репе времени. Уровень воды и расход водоподачи в начале участка 2 обозначены соответственно Ъц , (Я , в конце участка - уровень воды Ьк расход водопотребле-. кия - Q. В установившемся режиме течения воды минимальный уровень воды 18 (hf(yj,|)Ha участке 2 канапа соответствует минимальной величине расхода воды мин максимальный уровень 19 иллакс - максимальному расхоцуО д,,. Например, для каналов с малыми уклон&ми она кривая подпора уровня воды раопространяется от концевого створа Ь а начального створа Ьц . При этом раз - кость отметок максимального 19 и минимального 18 уровней в начале учаагкалН 11е превышает величины дН i5 , где i- уклон цна канала; 5 - рассто5шие межцу затвором 8 в начале участка канала и затвором 20 в конце участка. Например, цпя каналов с малыми уклонами: 0,ОО00 5 -8000 м; глубина воды h yvvoij t .0мГЬнАлиН 5,6 м; ЛН„ 0,4 м Дамба 21 канала параппильна его цну на всем участке. Смежные участки канала 22 и 23 оснащают устройствами регулирования, аналогичными описанному, это позволг ет реализовать регулирование воцопоцачи по всему каналу. В зависимости от величины расхода воцы Q на участке канала в установившемся режиме (т.е. когда и„, (5. , где сумма расходов всек водопотреёителей на участке канала ниже створ датчика 1) уровень воцы 9 в начале участка может занимать положение от значения 18 при минимальном ра ходе воцы значения 19 при максимальном расходе воды Q;V(QJ(«.. Для стабильной работы воцопотребите пей, располагаемых обычно в конце участка 2 канала, обязательным являетс требование постоянства уровня воды в конце участка К сопз-Ь-fc(B установившемся режиме) вне зависимости от величины расхода водопотрабления Ьс во всем диапазоне от к/wин ° кмамс При равенстве расходов воцы QHI (3, через затворы 8 (Q ) и затворы воцовыпусков, в том числе через ват- вор 20 (K-t) уровень воць створе датчика 1 уровня соответствует как заданному задатчиком 13 значению величине расхода воды на участке 2. При среднем значении раохода воды уровень воды на участке 2 канала занимает среднее положение 9, при этом уровни воды в начале участка fi , в конце участка этом на входах блока срав нения величина сигнала ид датчика 1 равна величине сигнала Озд задатчика 13 (, 0дд), а на выходе блока сравнения 5 сигнал рассогласования |лЦ -д О) равен нулю или не превышает установленную величину зоны нечувствительности авторегуляторов и 1О, определяемую настройкой блока 15 зоны нечувствительности, т.е. (ЛО 8). Устройство работает слецуюхаим образом. При изменении воцопотребления Ш1Ж&лежащего участка 23 канала (например, затвором 20) вносится возмущение в участок 2 канала. При уменьшении раг. хоца воцопотребпения на величину лв б|,(гце (-i - прежний расход; 9(2 уменьшенный расход во. допотребления) в конце участка 2 канапа, например , вследствие затвора 2О межцу новым расходом водопотребления ( 6 изменившимся еще расходом водоподачи Q|,появляется разность +AQ Qf,, вследствие чего уровень вощз 9 повышается: сначала в конце участка Ъ(, а через время транспортного запаздывания - и в начале участка ti, т.е. в створе датчика 1 уровня. Уровень водной поверхности в динамике (i} занимает положение 24. Повыше ние уровня в створе (i) соответствует уменьшению расхода воцопотребления , и необходимости уменьшения расхода воцопоцачи йц ,цо вел1гчины QHZОднако уменьшенному расходу водопотребления 6,2 на участке 2 канала цогажен соответствовать меньший уровень воцы I например 25. Следовательно, предлагаемое yeiv. ройство долншо выполнять две задачи: уменьшать открытие затвора 8 и тем самым уменьшать водоподачу вепичину ( ) прежний расход воцоподачи; С1 „ - уменьшенный расход водопоцачи) и уменьшать глубину воцы Ьц в створе датчика 1 на величину ( Ь 2-Ьн1 ( H-iпрежн51Я глубина в начале участка; 2 уменьшенная глубина в начале i участка); а также изменять величину уставки задания блока 11 уставки заДания на величину () ЗА ЗАН (гцеЪад - прежнее значение уставки задания; liaA,- новое значение уставки задания). УвегЕИчение уровня 1if() в динамике до значения 24 вызывает увеличение сигнала цатчика Ux , вследствие этого на выходе блока сравнения 5 появляет ся постепенно увеличивающийся сигнал рассогласования (+ди) ид ЭА иэд сигнал на выходе блока уставки задания). Когда сигнал рассогласовав ния (+4 и) превысит величину установленной зоны нечувствительности бпоков 15 зоны нечуйстьитепькостн авторегуляторов 6 и 1О, ка выхоие кажцого из Ш1Х появится управпяпсщнй стхгнап.

Авторегулягор 6 начинает прикрывать эатвсф 8 н постепенно з меньшать рао хоц вопопоаачи йц цо значешгя уровень . цо значения 25 (

Одновременно авторегуттятор 10 начи нает постепенно уменьшать величину уставки эвцання реверсивного бпока И JCTBSKB ао значения соответстйующего уровню 25. Авторегупяторы в и 10 имеют зону нечувствитеггь™ нести , Поэтому процесс измен РПИЯ уставки зацания прекратится, когсда рассогпвсование & li между зацанньм и факгаческт уровнем с тане г менг ше .

В конце переходного процессй расхоц

воцопорачи ч расхоц воцопотребл&шш Qf -ровниваются.

Эффектнппость рабшы лреипагаемо- 5 го устройство состоит в сокращении нера1глонаш:.и1,1я потерь воцы из канапа

. при изменении воцопотребпений в канапе. Это аоститается за счет формирования стсгнапов управления и изменения уставки задания тояько от цатчика уровня нижнего бьефй, т.е. при отсутствяи зариазцывання более точного изменения уставки зацания за счет вкш.зчэния бпока уставки зацания в замкнутый

5 контур обратной связи и незоаискк4ой настройки статическтс и динамических характеристик кажцого из авторегупя- торов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ В ОРОСИТЕЛЬНОМ КАНАЛЕ, содержащее первый авторегулятор, вход которого связан с датчиком уровня воды, а выход - с приводом затвора, бпок уставки задания уровня и бпок сравнения, отпвчающе&с я тем, что, с цепью сокращения нерациональных потерь воды в процессе изменения водопотребления в канапе, оно содержит второй авторегулятор, выход которого соединен со входом бпока уставки задания/ подсоединенного выходом к одному из входов блока сравнения, к друтчзму входу которого подключен выход датчика уровня, а вход второго авторегулятора подключен к (Л выходу блока сравнения.

i к №

U2.2