Гидроавтоматическое устройство управления закрытой оросительной системой Советский патент 1985 года по МПК A01G25/16 G05B19/43 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, к области гидроавтоматического управления распределением воды в разветвленных трубопроводных оросительных систем и может быть использовано, наряду с управлением, для диагностики правильности работы оросительной системы, содержащей, например, закрытую оросительную сеть и группу широкозахватных дождевальных машин, либо стационарную технику полива. Цель изобретения - повышение надежности управления путем дистанционной индикации состояния системы. На фиг. 1 представлена общая схема оросительной системы с устройством управления; на фиг. 2 - график, поясняющий выполнение функций прерывистого включения и прерывистого выключения; на фиг. 3 - схема узла формирования исполнительного сигнала. Источник 1 водоподачи, которым может быть, например, насосная станция, подает воду в магистральный трубопровод 2, имеющий начальный и рабочие участки. С последними соединены через двухпозиционные исполнительные органы 3 расходные трубопроводы 4. Двухпозиционные исполнительные органы 3 приводятся в действие энергией напорной воды по сигналам блоков 5 управления (все блоки управления одинаковы). В первом блоке управления (фиг. 1) имеются узел 6 формирования командного сигнала с подводяшим 7 и отводным 8 каналами и узел 9 формирования исполнительного сигнала с входным 10 и выходным 11 каналами. Подводящий канал 7 первого блока 5 управления соединен с началом магистрального трубопровода 2, а всех последующих блоков 5 управления - к предыдущим расходным трубопроводам 4. В начале магистрального трубопровода установлен индикатор 12 состояния системы. Характеристики Хвх f(t) и Х-вых y(t), где t - время поясняют выполнение функций прерывистого включения и прерывистого выключения. На графике приняты следующие обозначения: I - участок прерывистого включения, И - участок прерывистого выключения, to - начальный момент прерывистого включения; Xj и - сигналы, передающиеся по входному 10 и выходному 11 каналам; t и t - времена перехода от Хвых 1 к .0 и от Хвых 0 к ХБЦХ 1; - время выдержки Хвых О при прерывистом включении; t - начальный момент прерывистого выключения; t и ts - времена перехода от Хвых 0 и Хьых 1 и от XBWX 1 к Atji - время выдержки Хбъ1х 1 при прерывистом выключении. Так как полив участков поля обычно занимает несколько часов, прерывистое вклю чение и выключение с Atj и At, например, порядка нескольких минут не влияет практически на условия полива, к тому же оно может быть учтено при назначении длительности полива. Сделанное замечание не относится совсем к случаю , когда скомпенсированы времена задержек при включении и при выключении. Узел 9 формирования исполнительного сигнала (фиг. 3) содержит элемент 13 прерывистого включения с входным 14 и выходным 15 каналами и элемент 16 прерывистого выключения с входным 7 и выходным 18 каналами. В рассматриваемом узле имеется также элемент ИЛИ 19, выполняющий логическую функцию ИЛИ. Входными каналами этого элемента являются каналы 20 и 21, выходным его каналом - канал 22. Входные каналы элементов прерывистого включения и выключения соединены с входным каналом узла формирования исполнительного сигнала, выходные их каналы соединены соответственно с одним и другим из входных каналов элемента ИЛИ. Выходной канал последнего соединен с выходным каналом узла формирования исполнительного сигнала. Устройство работает следующим образом. При срабатывании предыдущего расходного трубопровода узлом 6 формирования командного сигнала в блоке 5 управления следующего расходного трубопровода подается команда на его открытие. При передаче по каналу управления соответствующего исполнительного органа, например исполнительного органа 3, команды на его открытие формируется командный сигнал, передающийся в виде постоянного сигнала 1 на вход узла формирования исполнительного сигнала . Последний получается в следующем виде: сначала Хвых 1 и исполнительный орган открыт, затем автоматически осуществляется переход к Хвых О и в течение заданного времени исполнительный орган остается закрытым, после чего также автоматически устанавливается XBWX 1 и исполнительный орган остается открытым все время пока Xw 1. Аналогично при передаче сигнала Хьх 0, по которому ранее открытый исполнительный орган должен быть закрыт, некоторое время поддерживается X вых О, причем исполнительный орган закрывается, затем автоматически осуществляется переход к Хвых 1 ив течение заданного времени исполнительный орган остается открытым после чего также автоматически устанавливается Хвых О и далее исполнительный орган остается закрытым все время пока Х« 0.

При ступенчатом изменении значения Х с «О на «1 вступает в действие орган прерывистого включения, передающий формируемые им сигналы Хаых через элемент ИЛИ в выходной канал узла. Орган прерывистого выключения при этом готовится к последующему действию, но не работает, и по выходному его каналу в ходе прерывистого включения и дальнейщей работы с X в, i 1 передается сигнал «О. При ступенчатом же изменении значениях Хвх с «1 на «О вступает в действие орган прерывистого выключения, передающий формируемые им сигналы Хвых через элемент ИЛИ в выходной канал узла. Орган прерывистого включения при этом готовится к последующему действию, но не работает, и по выходному его каналу в ходе прерывистого выключения и дальнейщей работы с Хм О передается сигнал «О.

Время автоматической выдержки в первом случае сигнала «О, а во втором сигнала «1 различно для разных исполнительных органов.

При таких прерывистых включениях и выключениях исполнительных органов расход и давление воды в магистральном трубопроводе изменяются соответствующим образом, что обнаруживается по показаниям индикатора. По времени промежуточного закрытия при открытии исполнительного органа и времени промежуточного открытия при его закрытии на основании показаний индикатора можно судить о том, что переключение какого из исполнительных органов произощло. При разрыве трубопровода и при аварийном прекращении подачи, например.

при аварийном выбеге какой-либо из тележек щирокозахватной многоопорной дождевальной мащины, тоже происходят изменения расхода и давления в магистральном трубопроводе, обнаруживаемые индикатором. Однако в этих случаях можно судить о том, что возникла авария, так как отсутствует индикация прерывистого включения в первом случае и прерывистого выключения во втором.

Возможно использование различных видов индикаторов: манометрического или расходомерного типа, визуальных или снабженных самописцами.

Предлагаемое устройство управления оросительной системой обеспечивает выполнение функций управления вместе с выполнением функций диагностики правильной работы системы. Индикатором обнаруживаются запланированные включения и выключения подачи воды, причем соответственно по длительности периодов промежуточного выключения и промежуточного включения определяется номер включивщегося в действие или выключивщегося из работы исполнительного органа. Благодаря наличию периодов начальной выдержки сигнала исключается возможность сбоев при индикации. Индикатором обнаруживаются также утечка воды при разрыве трубопровода, характеризуемая непрерывистым включением подачи, и аварийное прекращение расходования воды, характеризуемое непрерывистым выключением подачи. Последнее имеет, например, место при аварийной остановке щирокозахватной дождевальной мащины.

ГИДРОАВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЗАКРЫТОЙ ОРОСИТЕЛБНОЙ СИСТЕМОЙ, включающее установленные на магистральном трубопроводе двухпозиционные исполнительные органы в местах отвода и расходные трубопроводы, подключенные через блоки управления, каждый из которых содержит последовательно подключенные к предыдущим расходным трубопроводам за двухпозиционФиг./ ными исполнительными органами узлы формирования командного сигнала и формирования исполнительного сигнала, причем вход первого блока управления подключен к началу магистрального трубопровода, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности управления путем дистанционной индикации состояния системы, устройство снабжено установленным в начале магистрального трубопровода индикатором состояния системы с фиксацией переключения расходных трубопроводов в работу по кратковременному спаду давления, а отключения - по кратковременному повышению давления, при этом узел формирования командного сигнала каждого блока управления выполнен в виде двух подключенных к входу блока управления элементов кратковременного включения и кратковременного выключения, а узел формирования исполнительного сигнала - в виде элемента ИЛИ, выход которого соединен с двухпозиционным исполнительным органом, а два входа подключены к элементам кратковременного включения и кратковременного выключения.

Ati

&t2

J Ч

Фиг. 2

Фuг..J