Система регулирования водоподачи для открытого канала Советский патент 1986 года по МПК G05D9/12 

1

Изобретение относится к водному озяйству и касается автоматизации оДоподачи .на оросительных.каналах.

Цель изобретения - ловышение точости системы и уменьшение непроизодительных сбросов воды.

На фиг. 1 изображена предлагаеая система регулирования; на фиг.2- ривые 27 и 28 свободных поверхносей воды соответственно при наличии отсутствии боковых потребителей. Система регулирования содержит затворы 1 и 2 перегораживающих сооружений, ограничивающих соответственно сверху и снизу участок 3 канала с водовьтусками 4-6. Затворы 1 и 2 перегораживающих сооружений соединены через электропривод 7 с выходами регуляторов 8 положения затвора, к входам которых подключен э.лемент 9 сравнения. К элементу 9 сравнения подключен датчик 10 уровня воды в начале участка 3 канала. Система содержит также датчики 11-14 уровня воды, распределенные по длине участка канала масштабирующие элементы 15-18 и алгебраический сумматор 19. Датчики П- З уровней расположены в створах водовыпусков и соединены с сумматором 19 через элементы НЕ 20- 22. Датчик 14 уровня воды установлен в конце участка 3 канала.

Водовыпуски 4-6 снабжены датчиками 23-25 возмущений водовьтусков, которые подключены соответственно к элементам 13-17.

К элементу 18 подключен также датчик 26 перемещения затвора нижнего перегораживающего сооружения.

Система регулирования водоподачи работает следующим образом.

При балансе расходов водоподачи и водопотребления на участке 3 канала наблюдается установившийся уровнен ный режим с соответствующей ему кривой свободной поверхности. Сигнал ошибки на выходе элемента 9 сравне- . ния при таком состоянии объекта регулирования отсутствует, так как

: Ч Ck4 лЬ,-йЬ( 1 -kj-ah ; 1 -k,) ,;( -k3)7

КП

лп, - изменение уровней во.ды в створах датчиков 10-14, разделяющих участок 3 канала ни. подучастки;

446422

.k - kд - коэффициенты соответствия расходов воды в начале и конце каждого подучастка.

, При изменении расхода водопотребления, например через затвор 2 пере- го ражргоающе го сооружения, изменится уровень в створе датчика 14 и по мере продвижения обратной волны пос(0 ледовательно меняются уровни в створах датчиков 13-11. Сигналы с датчиков 13-11 уровня воды пост упают соответственно на масштабирующие.элементы 17-15 и.элементы НЕ 22-20. Эти

15 .сигналы суммируются с сигналом датчика 14 уровня в сумматоре 19. Сигнал- с датчика 14 уровня воды посту- па:ет через масштабирующий элемент 18. Элементы 15-18 предназначены для

20 изменения сигналов датчиков 11-14 уровня в соответствии с коэффициентом передач 1-k, 1-k , 1- k,, k , величина которых автоматически меняетс.я в зависимости от расходов

25 водопотребителей при помощи датчиков 23-25 возмущений водовыпусков и датчика 26 перемещения затвора. Суммарный сигнал отклонения уровней воды поступает на вход эле30 мента 9 сравнения. Сигнал ошибки с элемента 9 сравнения подается на вход регулятора 8, который формирует сигнал управления затвором 1 верхнего перегораживающего сооруже35 ния при помощи электропривода 7. Регулятор 8 может быть выполнен с использованием широтно-импульсной модуляции сигнала управления.

При увеличении расхода водопот40 ребления и при уменьшении уровней воды в створах датчиков уровней регулятор формирует сигнал управления на открытие затвора 1 и увеличение расхода водоподачи в соответ45 ствии с сигналом ошибки элемента 9 сравнения.

В уравнении (1 ) csiaraet ie

. Л гО-kJ, ( -kj) Учитывают изменение расходов воды через распределенные по дпине дат чики 11--13. При отсутствии боковых водоЕ Ыпусков коэффициенты соответствия расходов в начале и конце

подучастков k - k становятся равными едр.нице и в этом случае уравнение (1) приобретает вид

.

Г2)

Для ор.осительных каналов коэффициент передачи kj. меняется в пре-- - .. ц. .

делах от 0,2 до 1,0.

Масштабирующий элемент 18, как и все остальные, реализован на токовых ключах,, которые управляются со- рт5.етс.тв.ук11цт4и разрядами выхода датчика 26, Ток, коммутируемый каждым ключом, определен величиной сопротивления в эмиттерной цепи. Выходной ток элемента 18 меняется дискретно в зависимости от кода 8:А-2-1.

При минимальном расходе воды через затвор 2 перегораживающего сооружения все разряды выхода датчика 26 имеют единичный сигнал, что обеспечивает открытие всех ключей эле- мента 18. В этом случае коэффициент передачи элемента 18 равен единице. .При увеличении расхода воды через сооружение часть ключей закрывается

и выходной ток элемента 18 уменьшается.

Таким образом, ток на выходе мае- 25 ленные до длине участка канала дойолштабирующего элемента

де

ЙМХ

5 .к,

э

сигнал датчика уровня воды;30 коэффициент масштабирования, который является функцией расхода через нижнее перегораживающее сооруже-.

ние.

При увеличении расходов водовыпус- ков 4-6 коэффициенты k, - kj уменьшаются и сигнал, поступающий на элемент 9 сравнения, увеличивается.

Кривые 27 и 28 свободных поверхностей воды соответственно при наличии и отсутствии боковых потребителей иллюстрируют целесообразность исполь- зования предлагаемого изобретения для

. увеличения точности регулирования водоподачи при наличии бокового водо- разбора.

Формула изобретения

Система регулирования водоподачи для открытого канала, содержащая датчик уровня воды в конце участка канала, датчик уровня воды в начале участка канала, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, связанного выходом с входом регулятора положения затвора верхнего перегораживающего сооружения, о т л, и ч а- ю щ а я с я тем, что, с целью повышения тачности системы и уменьшения непроизводительньж сбросов воды, она содержит алгебраический сумматор и по

числу водовыпусков масштабирующие

элементы, элементы НЕ, датчики возмущений водовыпусков, датчик перемещения затвора нижнего перегораживающего сооружения и равномерно распреде

1

нительные датчики уровня воды, выхода которых.подключены к первфвм вхрдам первых соответствующих масштабирующих элементов, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих датчиков возмущений водовьшусков, а выходы - через соответствующие элементы НЕ с соответствующими перзьми входами алгебраического сумматора, выход датчика уровня воды в конце участка канала подключен к первому входу второго масштабирующего элемента, второй вход которого связан с выходом датчика перемещения затвора нижнего перегораживающего сооружения, а выход - с вторым входом алгебраического сумматора, подключенного выходом к второму входу элемента сравнения.

Изобретение относится к водному хозяйству и касается автоматизации водорегулирования на оросительных системах. Задача изобретения сводится к повышению точности регулирования водоподачи и уменьшению непроизводительных сбросов воды. Сущность изобретения сострит в том, что система снабжена равномерно распределенными по длине канала датчиками уровня воды,- подключенными через масштабирующие элементы и инверторы к входу сумматора, подключенного к элементу сравнения, причем масштабирующие элементы, кроме последнего, соединены с датчиками возмущений водовыпусков, входы последнего масштабирующего элемента связаны с датчиком уровня воды в конце участка канала и с датчиком положения затвора нижнего перегораживающего сооружения, а выход - с входом сумматора. 2 ил. Q ( (Л

(рие-2

Редактор И. Слободяник Заказ 3915/51

Составитель Л, Цаллагова

Техред Н.Бонкало Корректор А. Обручар

Тираж 836 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно

-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное