Система регулирования уровня воды в вододелительном узле ирригационного канала Советский патент 1989 года по МПК G05D9/12 

. Изобретение относится к автоматизации водораспределения в ирригации и может быть использовано на вододе- лительных узлах, где один из отводов имеет приоритетное потребление.

Цель изобретения - повышение быстродействия системы при экстренных изменениях расхода в отводе с приоритетным потреблением, а также поддержание уровня воды в верхнем бьефе вододелительного узла в заданном диапазоне изменения глубины наполнения .

На фиг.1 представлена функциональная схема системы, на фиг.2 - эпюры, поясняющие работу блоков системы по поддержанию уровня воды в верхнем бьефе в заданном диапазоне глубины наполнения.

Система содержит датчик 1 уровня воды в нижнем бьеф е приоритетного отвода, первый элемент 2 сравнения, блок 3 задания уровня воды в нижнем бьефе приоритетного отвода, регулятор 4, положения затвора 5 перегораживающего сооружения приоритетного отвода, датчик 6 положения затвора перегораживающего сооружения приоритетного отвода, второй элемент 7 сравнения , датчик 8 положения затвора 9 перегораживающего сооружения вспомогательного отвода, сумматор 10,датчик 11 уровня воды в верхнем бьефе вододелительного узла, нелинейность типа зона нечувствительности 12, третий элемент 13 сравнения, блок 14 задания диапазона изменения уровня, регулятор 15 положения затвора 9 перегораживающего сооружения вспомогательного отвода.

Система работает следующим образом.

При появлении в створе гидропоста датчика 1 уровня возмущающего воздействия (изменение расходов нижележащих по течению потребителей) сигнал с датчика 1 изменяется и на выходе элемента 2 сравнения появляется сигнал рассогласования , подаваемый на регулятор 4.

Регулятор вырабатывает управляющее воздействие., которое перемещает затвор 5 основного отвода в сторону компенсации возмущения. Перемещение затвора 5 вызьгоает изменение сигнала с датчика 6 положения, что вызывает появление сигнала рассогласования на выходе элемента 7 сравнения (так

как сигнал с датчика 8 не изменился), Сигнал f через сумматор 10 поступает на вход регулятора 15, который

перемещает затвор 9 в сторону, противоположную перемещению затвора 5, до тех пор, пока сигнал с датчика 8 положения не сравняется по величине с сигналом с датчика 6 и на выходе

элемента 7 сравнения сигнал не становится равным нулю.

Таким образом, осуществляется взаимосвязанная работа затворов,что обеспечивает постоянный подпор в

верхнем бьефе сооружения и заданное качество водоподачи в основной отвод. Кроме того, одновременная (в противофазе) работа затворов сокращает время отработки системой возмущающего воздействия и существенно повьшает ее быстродействие. В случае изменения H система работает аналогично.

Работа системы по поддержанию

уровня воды верхнего бьефа заключается в следующем.

Уровень воды в верхнем бьефе измеряется датчиком 11 уровня, сигнал с которого поступает на нелинейность

12. Последняя не изменяет сигнала на выходе, выдавая его равным некоторому значению 1.

Н „UU до Н акс где Н „„ и Н;

в промежутке от

мин А макс /мин. И макс соответственно минимальная и максимальная допустимые глубины наполнения верхнего бьефа узла, при котором обеспечивается его нормальная работа. Эти глубины определяются технологическими и конструктивными параметрами и представляют собой величи- ны постоянные для каждого конкретного узла.

Сигнал с нелинейности 12 сравнивается с сигналом, поступающим с вы

хода блока 14, ХЗИА в элементе 13 сравнения и в виде сигнала рассогласования поступает йа вход сумматора

10. При этом I.H|I. но

противоположны по знаку (фиг.2).

. . ...«,- Если уровень воды находится в

пределах от Н „„ До Н дкс То рассогласование с, 0. В случае повьппе- ния или понижения уровня воды.за допустимые пределы, появившийся сигнал д,поступая через сумматор 10 на регулятор 15, вызывает срабатывание затвора 9 в сторону ликвида1ши аварийной ситуации.

В процессе работы системы может возникнуть ситуация, когда сигналы и „ противоположны по знаку.Для этого предусмотрен сумматор 10, который производит алгебраическое суммирование сигналов с разными коэффициентами так, что I Q всегда больше т.е. приоритет в работе регулятора 15 предоставляется в отработке аварийной ситуации (в случае ее появления).

Таким образом, предлагаемая система регулирования осуществляет стабильную подачу заданных расходов воды в приоритетный отвод вододелитель ного узла с максимальным быстродействием, обеспечивая при этом высокое качество, управления и защиту го бьефа от аварии.

Формула изобретения

1. Система регулирования уровня воды в вододелительном узле иррига- ционного канала, содержащая датчик уровня воды в нижнем бьефе приоритетного отвода, подключенный выходом к первому входу первого элемента сравнения, датчик положения затвора :перегораживающего сооружения приоритетного отвода, регу ляторы положения, затворов перегораживающих сооружений, а также датчик положения затвора перегораживающего сооружения вспомогательного отвода, подключенный выходом к первому входу второго элемента сравнения, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия системы при экстренных изменениях расхода в отводе с приоритетным потреблением, она содержит блок задания уровня воды в нижнем бьефе приоритетного отвода, связанный выходом с вторым входом первого элемента сравнения, выход

которого подключен к входу регулятора положения затвора перегораживающего соорзгжения приоритетного отвода, датчик положения которого своим выходом соединен с вторьм входом второго элемента сравнения, а вход регулятора положения затвора перегораживающего сооружения вспомогательного отвода подключен к выходу второго элемента сравнения.

2. Система по п.1, л и ч а ю- щ а я-с я тем, что, с целью поддержания уровня воды в верхнем бьефе вододелительного узла в заданном диапазоне изменения глубины наполнения, она содержит последовательно соединенные датчик уровня воды верхнего бьефа, нелинейность типа зона нечувствительности, третий элемент сравнения и сз мматор, а также блок задания диапазона изменения уровня, подключенный выходом к вторс у входу третьего элемента сравнения,причем второй вход сумматора связан с выходом второго элемента сравнения, а выход - с входом регулятора положения затвора перегораживающего сооружения вспомогательного отвода.

Изобретение относится к автоматизации водораспределения в ирригации, используется на вододелительных узлах, где один из отводов имеет приоритетное потребление. Изобретение позволяет повысить быстродействие системы при экстренных изменениях расхода в отводе с приоритетным потреблением, а также обеспечить поддержание уровня воды верхнего бьефа узла в заданных пределах глубины наполнения . Система содержит датчик уровня воды нижнего бьефа приоритетного отвода, сигнал с которого сравнивается с величиной задания на элементе сравнения, выход которого заведен на регулятор, управляющий затвором основного отвода. Информация о перемещении щита основного отвода регистрируется датчиком положения затвора и поступает на элемент сравнения, на второй вход которого заве- ден сигнал от датчика положения затвора вспомогательного отвода. Сигнал рассогласования, появляюпщйся на выходе элемента сравнения, в случае перемещения щита приоритетного отвода поступает на регулятор, управляющий щитом вспомогательного отвода, который перемещает затвор в сторону, противоположную направлению перемещения затвора основного отвода. Такая реализация системы позволяет обес- печить качественную водоподачу в приоритетный отвод с большим бьютро- действием и без необходимости управления щитами головного сооружения, регулирующего водоподачу в узел (при его наличии). Для поддержания уровня воды верхнего бьефа узла в заданном диапазоне глубины наполнения в систему включена цепочка, содержащая блок формирования зоны нечувствительности, на вход которого поступает сигнал от датчика уровня воды верх- него бьефа узла, а выход заведен на вход элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом блока задания заданного диапазона глубины наполнения. Выход элемента сравнения заведен на регулятор, управляющий щитом вспомогательного отвода. В случае в ыхода уровня воды верхнего бьефа за допустимые пределы регулятор формирует управляющие воздействия в сторону компенсации возмущения. При этом сигнал о наличии возмущения в верхнем бьефе узла поступает на регулятор с большим коэффициентом усиления, чем сигнал, вызванный перемещением щита основного отвода, что обеспечивает приоритет по защите верхнего бьефа узла от переполнения или опорожнения. 1 з.п. ф-лы,2 ил. С (С (Л

н 3зй9

04

NMM нам