Система регулирования водоподачи для оросительного канала Советский патент 1987 года по МПК G05D9/12 

Изобретение относится к водному хозяйству, а именно к устройствам для регулирования уровня воды в бьефах гидро ехнических сооружений, и может быть использовано для автоматизации водораспределения на оросительных системах.

Цель изобретения - повышение быстродействия, точности и надежности системы.

На фиг.1 представлена функциональная схема системы автоматического регулирования водоподачи; на фиг.2 - диаграммы, иллюстрирующие принцип работы блока коррекции.

На участке 1 оросительного канала ограниченного перегораживающими сооружениями 2, система содержит дат- чик 3 уровня воды в начале и датчик 4 уровня воды в конце участка канала. Выходы датчиков уровня воды подключены к входам суммггтора 5, выход которого подключен к первому входу зле- мента 6 сравнения. Второй вход элемента 6 сравнения соединен с выходом задатчика 7 успавки, а вьгход через блок 8 коррекции подключен к блоку 9 пфавления, который при помоши ис- . голнительного механизма 10 воздействует на затвор верхнег О перегораживающего сооружения. Блок 8 коррекции содержит последовательно соединенные цифровой ди(1хЬеренциатор 1 I и алгебраический сумматор 12, второй вход которого соединен с выходом элемента 6 сравнения.

Сис;тема регулирования водоподачи работает след тощим образом.

При балансе расходов водоподачи и водопотребления на участке канала наблюдается установившийся режим. Сигнал на выходе сумматора 5 равен сигналу блока 7 задания уставки, а сигнал на выходе элемента 6 сравнения отсутствует.

В случае изменения расхода через нижнее перегоргикивающее сооружение изменяется уровень воды в отворе датчика 4, а также сигналы на выходах датчика 4 уровня воды и сумматора 5, нарушается равенство сигналов на первом и втором входах элемента 6 сравнения, на его выходе появится сигнал рассогласования

i(t) (О + у(с) ,

(О

где L - сигнал блока 7 задания уставки;

) - сигналы датчиков 3 и 4

уровней воды. Сигнал рассогласования с выхода

элемента 6 сравнения поступает на вход блока 8 коррекции, который преобразует этот сигнал и подает на вход блока 9 управления. Блок управления вырабатывает сигнал управления, направленньй на перемещение затвора перегораживающего сооружения посредством исполнительного механизма 10. Знак сигнала управления противоположен знаку сигнала на выходе блока

коррекции, а величина сигнала управления пропорциональна величине этого сигнала.

Принцип работы блока коррекции ил- люстрируется диаграммами (фиг.2).

Поступающий на вход блока коррек- ции сигнал рассогласования дифференцируется цифровым дифференциатором 11. Выходной сигнал цифрювого дифференциатора пропорционален разности сигналов рассогласования в настоящий и последующий моменты времени :

uL, (in., - in)-K ,

(2)

где In сигнал рассогласования в момент времени Т„;

i - сигнал рассогласования в момент времени Т,; К - коэффициент передачи дифференциатора.

Выходной сигнал сумматора 12 представляет собой алгебраическую сумму сигналов, поступающих от цифрового ди1)ференциатора 1 1 и элемента 6 срав- нения. При совпадении знаков сигнала рассогласования 1) и сигнала разности (2) происходит их сложение, а при несовпадении - вычитание.

В качестве блока управления ис- пользуется ШИМ.

Схема цифрового дифференциатора приведена в З.

Таким образом, в предлагаемой системе реализован принцип стабилизации с изменяемой структурой, который состоит в том, что при нарастании рассогласования воздействие блока управления на объект регулирования усиливается, а при убывании - ослабляется, Степень усиления (форсирования) или Ослабления (демпфирования) определяется скоростью изменения сигнала . рассогласования. Настройкой коэффициента передачи дифференциатора 11

31

удается избавиться от колебательного характера процесса регулирования, обеспечив при этом требуемое быстродействие системы.

Таким образом достигается высокое качество и надежность регулирования уровней воды в оросительном канале независимо от величины возмущающих воздействий, что позволяет использовать предлагаемое устройство в системах каскадного регулирования уровней воды.

Формула изобретения

Система регулирования водоподачи для оросительного канала, содержащая датчики уровня воды в начале и конце участка канала, элемент сравнения, а также блок управления, выход которого подключен к входу исполнительного мехинизма верхнего перегораживающе48787

го сооружения, отличающая- с я тем, что, с целью повышения точности, надежности и быстродействия системы, она содержит сумматор, за- датчик уставки и блок коррекции, включающий в себя последовательно соединенные цифровой дифференциатор и алгебраический сумматор, причем

10 входы сумматора подключены к выходам соответственно датчика уровня в начале участка канала и датчика уровня в конце участка канала, а выход - к первому входу элемента сравнения, вы;

15 ход блока коррекции соединен с входом блока управления, а вход - с выходом элемента сравнения, подключенного вторым входом к выходу задатчи- ка уставок, вход цифрового дифферен20 циатора соединен с входом блока коррекции и с вторым входом алгебраичес- кого сумматора, связанного выходом с выходом блока коррекции.

Ш)

Л1п

Редактор А.Маковская

Составитель Л.Цаллагова

Техред А.Кравчук Корректор О.Кравцова

Заказ 5188/А6Тираж 862Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Фиг. 2

Изобретение относится к строительству гидротехнических сооружений и применяется для автоматизации регулирования уровней воды в оросительном канале. Целью изобретения является повышение быстродействия и точности системы. Система регулирования содержит датчики уровней воды в начале и в конце участка канала, элемент сравнения и блок управления, подключенный к исполнительному механизму верхнего перегораживающего сооружения. Сущность изобретения состоит в том, что система содержит задатчик 7 уставки и сумматор 5, к входам которого подключены датчики 3 и 4 уров- Hafi воды, а к выходу - первый вход злемента 6 сравнения, второй вход которого подключен к выходу задатчика уставки. Кроме того, блок В коррекции включен между выходом элемента 6 сравнения и входом блока 9 управления . 2 ил. сл Y/ /// //X /у/ /// /// /// /// со. 00 « 00 J /// фиг. г