Устройство для регулирования водоподачи в канале с насосными станциями Советский патент 1988 года по МПК G05D9/12 

I

Н

00 О) Од

;о ;о

СП

фие.1

по скорости отклонения автоматический регулятор 3, блок 4 плавного и ступенчатого регулирования водопода- чи, основные 5, 6 и резервный 7 насосные агрегаты с поворотно-лопастными потоконаправляющими аппаратами 8, 9, 10. Автоматический регулятор 3 содержит блок П рассогласования,за- датчик 12 уровня, сумматор 13, блок 14 демпфирования, дифференциатор 15, трехпозиционный блок 16 нелинейности типа зона нечувствительности, генератор 19 пилообразного напряжения, формирователь 20 импульсов. Предложенное устройство позволяет повысить точность водоподачи и уменьшить непроизводительные потери воды за счет компенсации отрицательного влияния запаздывания добегания возмущения по расходу и сочетания плавного и ступенчатого регулирования подачи воды насосными агрегатами. 2 ил.

Изобретение относится к автоматизации водораспределения, а именно к устройствам для регулирования во- доподачи в зависимости от уровня воды нижнего бьефа в оросительном канале с насосными станциями. Цель изобретения - повышение точности во- доподачи и сокращение непроизводительных потерь воды. Для этого устройство для регулирования водопода- чи в канале с насосными станциями содержит датчик 1 уровня воды, пропорционально-импульсный с коррекцией (Л

1

Изобретение относится к автоматизации водораспределения, а именно к устройствам для регулирования водоподачи в зависимости от уровня воды нижнего бьефа, в.оросительном канале с насосными станциями.

Цель изобретения - повьппение точности водоподачи и сокращение непроизводительных потерь воды.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - насосный агрегат с поворотнолопастным по- токонаправляющим аппаратом.

Устройство содержит датчик 1 уровня воды, расположенньш в участке 2 оросительного канала, и пропорционально-импульсный с коррекцией по скорости отклонения автоматический регулятор 3, соединенный с блоком 4 плавного и ступенчатого .регулирования водоподачи подкачивающей насосной станции с основными 5 и6 ирезерв нь1м 7 насосными агрегатами, снабженными поворотнолопастными потокона- правляющими аппаратами 8-10 для плавного регулирования подачи воды в участок 2 оросительного канала.

Пропорционально-импуль.сный с коррекцией по скорости отклонения автоматический регулятор 3 состоит из блока 11 рассогласования, на входы которого подключены датчик 1 и задат чик 12 уровня, при этом вьпсод блока 11 соединен с первым входом сумматора 13. Корректирующий контур автоматического регулятора 3 состоит из последовательно соединенных блока 14 демпфирования, преобразующего входной сигнал по уравнению

W ::.

л,

И дифференциатора 15,преобразующего входной сигнал по уравнению

W

А ТдР+1

где W ,W - выходные сигналы блока

дм А

демпфирования и дифференциатора соответственно; К ,К. - коэффициенты передачи

соответственно блока демпфирования и дифференциатора;

Т ,Тд - постоянные времени соответственно блока демпфи- рования и дифференциатора;Р - оператор.

Вход корректирующего контура подключен к датчику ,1 уровня, а выход - к второму входу сумматора 13. Выход сумматора 13 подключен к входу трех- позиционного блока 16 нелинейности типа зона нечувствительности, имеющего замыкающие контакты 17 и 18. Между выходом блока 16 и третьим входом сумматора 13 включен генератор 19 пилообразного напряжения. Формирователь 20 импульсов включен между выходом блока 16 и его входом, а также выходом блока 19.

Блок 4 плавного и ступенчатого ре- гулирования водоподачи насосной станции содержит реверсивный электропривод 2 лопастей потоконаправляющих аппаратов, подключенный к выходным контактам 17 и 18 автоматического ре10

20

25

гулятора 3 через магнитные пускатели 22 и 23 и размыкаклцие контакты 24 и 25 конечных выключателей электропривода 21, блок 26 включения резервного насосного агрегата 7, входом подключенный к замыкающему контакту 27 конечного выключателя 24 максимального открытия потоконаправляю- щего аппарата, а выходом - к резервному насосному агрегату 7 и блок 28 отключения основного агрегата 6, входом подключенный к нормально разомкнутому контакту 29 конечного выключателя 25 минимального открытия потоконаправляющего аппарата, а выходом - к основному насосному агрегату 6.

Участки 2, 30-32 оросительного канала разделены подпорно-перегора- живающими сооружениями 33-35. Каждый участок канала снабжен контуром автоматического регулирования водо- подачи (аналогичным описанному для участка 2 канала). В участке 30 контур регулирования водоподачи состоит из последовательно соединенных датчика 36 уровня, пропорционально-импульсного с коррекцией по скорости отклонения автоматического регулятора 37, аналогичного автоматическому .регулятору 3, и электропривода

38затвора. В участке 31 контур регулирования водоподачи состоит из

последовательно соединенных датчика

39уровня, автоматического регулятора 40, аналогично автоматическому регулятору 3, и электропривода 41 затвора. В участке 32 контур регулирования водоподачи перекачивающей иасосной - станции 42 состоит из последовательно соединенных датчика 43 уровня, автоматического регулятора 44 (аналогичного автоматическому регулятору 3), блока 45 плавного и ступенчатого регулирования водоподачи (аналогичного блоку 4), причем последний соединен с поворотнолопаст- ными потоконаправляющими аппаратами 46 агрегатов насосной станции 42.

Регулируемый уровень воды в участ- 50 ках канала обозначен позицией 47, во- довыпуски - 48, дамба канала - 49.

Каждый из потоконаправляющих аппаратов, например 8, состоит из неподвижных лопаток 50, поворотных лопаток 51 с электрифицированным механизмом 52 привода, установленных во всасывающем трубопроводе 53 перед насосным агрегатом 5, Поворот лопаток

40 55

30

35

45

0

15

0

5

0

51 позволяет плавно регулировать во- доподачу насосного агрегата.

Устройство работает следующим образом.

При изменении водопотребления из участка 2 оросительного канала, произведенного, например, затвором перегораживающего сооружения 33 или затвором водовьтуска 48, уровень 47 воды в створе датчика I изменяется от установившегося и заданного задатчиком 12 значения. С выхода блока 11 рассогласования сигнал отклонения уровня портупает на первый вход сумматора 13„ На второй вход сумматора 13 поступает корректирующий сигнал скорости отклонения уровня, сформированный- дифференциатором 15. Демпфер 14 выполняет функцию сглаживания волновых колебаний уровня воды. На выходе сумматора 13 формируется сигнал суммы отклонения и скорости его изменения, который вызывает срабатывание блока 16, замыкание одного, из контактов 17 (18) и включение генератора 19, формирующего напряжение, плавно возрастающее от нуля до момента компенсации суммы сигналов отклонения и скорости его изменения в сумматоре 13. В этот момент блок 16 и контакт 17 (18) возвращаются в исходное положение. Таким образом, в автоматическом регуляторе 3 формируется сигнал управления, длительность которого пропорциональна сумме сигналов отклонения уровня и скорости его изменения. Затем включается формирователь 20 паузы, на время паузы шунтирующий вход блока 16 и выход блока 19. Па- 0 уза необходима для протекания в канале переходного процесса, соответ- ствзпощего сформированной команде управления и изменению положе шя регулирующих элементов 8 и 9 или 33, 34 и 46. Поэтому на время паузы выходной элемент формирователя 20 шунтирует вход блока 16, что исключает прохождение непредусмотренных принятым законом регулирования команд управления на регулирующие элементы 8, 9, 33, 34 и 46. Для того, чтобы к моменту начала формирования следующей (после паузы) команды управления блок 19 начал формировать компенсирующее пи- 5 лообразное напряжение, начиная с нулевого значения его выход шунтируется во время паузы выходным элементом формирователя,20. Это необходимо для формирования на выходе блока 16 ко0

5

5

манды управления, пропорциональной отклонению уровня и скорости его из- менения.

Формирователь 20 паузы содержит реле времени с регулируемой уставкой которое запускается задним фронтом сигнала управления с выхода блока 16. По истечении установленного времени паузы, если сигнал отклонения сохраняется, цикл регулирования команда управления плюс пауза) повторяется до устранения отклонения уровня Б участке 2 оросительного канала. Команды управления, сформированные автоматическим регулятором 3, воздействуя через магнитный пускатель 22 (23) и электропривод 21 на пото- крнаправляющие аппараты 9, изменяют водоподачу включенных в работу насосных агрегатов 5 и 6 до наступления баланса между водо подачей и водозабором в участке 2 оросительного канала.

Баланс характеризуется установившимся значением уровня воды в створе датчика 1. Отрицательное влияние запаздывания добегания измененного расхода на длине участка 2 канала компенсируется корректирующим контуром 14, 15, формирующим сигнал скорости отклонения, по фазе опережающий сигнал отклонения. Таким образом, организуется плавное автоматическое регулирование баланса между водоподачей и водопотреблением на участке 2 канала.

Если электропривод 21 при управлении доходит до одного из крайних своих положений, переключается конечный выключатель 24 или 25 и соответственно через блок 26 включает в работу подготовленный резервный насосный агрегат 7 или через блок 28 отключает основной насосный агрегат 5. Таким образом организуется ступенчатое регулирование водоподачи насосной станции.

Работа систем автоматического регулирования на участках канала 30 и 31 и на участке 32 с насосной станцией 46 аналогична описанному,

Формула изобретения

Устройство для регулирования водоподачи в канале с насосными

.

366995

циями, содержащее насосные агрегать, снабженные блоками включения и отключения, потоконаправляющие аппараты с реверсивным электроводом, имеющим магнитные пускатели и конечные выключатели максимального и минимального открытия потоконаправляющих аппаратов, последовательно включенные датчик уровня, блок демпфирования и дифференциатор, последовательно включенные задатчик уровня, блок рассогласования и сумматор, второй вход которого соединен с выходом диффер ен- циатора, а выход - с входом трехпо- зиционного блока нелинейности типа зона нечувствительности, отличающееся тем, что, с целью повышения точности водоподачи и сокращения непроизводительных потерь

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

воды, в него введены генератор пилообразного напряжения и формирователь импульсов, причем второй вход блока рассогласования подключен к выходу датчика уровня,, выход трехпози- ционного блока нелинейности соединен с входами формирователя импульсов и генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен с третьим входом сумматора, первый выход формирователя импульсов соединен с входом трехпозиционного блока нелинейности, а второй вь1ход - с третьим входом сумматЬра, два замыкающих контакта трехпозиционного блока нелинейности подключены одними выводами к одной из клемм источника переменного напряжения, а вторые выводы через размыкающие контакты конечных выключателей и магнитные пускатели реверсивного электропривода потоконаправляющих аппаратов соединены с другой клеммой источника переменного напряжения, блок отключения основного насосного агрегата через замыкающий контакт конечного выключателя минимального открытия потоконаправляющих аппаратов соединен с вторым выводом одного из замыкающих контактов трехпозиционного блока нелинейности, а второй вывод другого замыкающего контакта трех позиционного блока нелинейности замыкающий контакт конечного выключа- теля максимального открытия потоконаправляющих аппаратов соединен с бло ком включения резервного насосного агрегата.

Фиг.2