Система регулирования уровня воды в ирригационном канале Советский патент 1977 года по МПК G05D9/12 

1

Изобретение относится к автоматизации водораспредаления на гидротехнических сооружениях и может быть использовано, например, в системах регулирования уровня воды, преимущественно на ирригационных каналах.

Известны системы регулирования уровня в каскадном режиме, содержащие участки каналов, ограниченные перегораживающими сЬоружениями, на которых установлены затворы с приводами н авторегуляторами, связанными каналами связи с датчиками уровней воды, установленнымк в начале и конце каждого регулируемого участка канала; н с затворами.

Недостатками этой системы является поддержание на постоянных отметках уровне воды в бьефах перегораживающих сооружений вне зависимости от расходов воды в канале, а также сравнительно низпая устойчивость автоматического регулирования. Такой режим уровной воды в канале требует, во-первых, увеличенных затрат на строителство канала, во-вторых, повышает опаность заиления и зарастания русла, а также увеличивает фильтрационные потери виды из канала.

Другая известная система ригулнров..чня уровня содержит датчик положения затпара, авторегулятор, вход которого соединен с датчиком уровня, а выход - с приводом затвора, к которому подключены датчики-сигнализаторы максимального и минимального уровней., . . . .

Однако эта система имеет недостат очную надежность вследствие одинаковых скоростей открытия и-закрытия регулирующих затворов и поддержания постоянных уровней воды вне зависимости от расходов воды iiii каналу. Целью изобретения является повышение надежности системы.

Это достигается тем, что в систему дополнительно введены блоки формировании сигнала перемещения затвора и послсдоиательно соединенные блоки сравнения, усиления к уставки задания, соединенные со авторегулятора, выход которого подключен через блоки формировзршя сигнала riej MuiiiL-iifl к приводу затвора, a вход с.локи подключен к датчику тюло.хения .i-rinrjiin.

Иа чоргцжо слема-игчески изображена продллгормая система.

(кстсг.ч |-огулиропЕ31 НЯ Бключэет а себя умпСгс,; 1 каипла, затвор 2 с приводом 3, СП;:-;; ;;;опн:.г.| гкюлодопоталы-о через блоки 4;sp;--nipoij;is Hii сигналя перемещения затвора 4 с j-biXo.aoM авторагулятора 5 зодагшого У ЮБид6 па, piacTKe 1. Входы авторе- г лятсГа 5 ссцдццаны с датчиком 7 и, пэслеяовательяо, с блоком уставки Зггп. 3, блоком ускленкя 9 и блрком cpQBfJOiiHH lOj вход блока сравнения 10 nofl1 лю1ен к датчику поло(-;еиия затвора 11. Перед затвором 2 устанавливаются датчики-снгиа,(пзаторы максимального 12 и миниь;альиого 13 предольного уровня водь верхнего бьефа, соединенЕШге с приводом 3 зат вора 2. На чертеже показаны также водовыпуск 14, шжерасположенное перегора- ншвающее coop TKeHHe с затвором 15, возможные положения уровней воды 16, 6 и 17 в створе установки датчика уровня 7, положение уровня воды 18 перед затвором 15, а также смежные с регулируемым участком 1 участки 19 и 20 канала, оборудованные, например, аналогично участку 1.

Работает сист&к«а регулирования уровня следуюшим образом.

Бло.ки формирования сигнала перемещения затвора 4 настраиваются с разными коэффицие 1тами усиления в зависимости от знака перемещения затвора 2. Например, на закрытие затвора 2 - повышенного, для предотвращения аварийного переполненияучаст ка 1 канала, а на.открытие - пониженного, для обеспечения устойчивости и высокой точности в установившемся режиме. Блок 8 настраивается с обеспечением автоматического изменения уставки задания в зависимости от изменения расхода воды и положения затвора 2. Блок 9 формирует статизм в системе с иелью обеспечения повышенной устойчивости системы при расчетной точности регулирования и настраивается с возможностью изменения коэффициента статизма Блок сравнения 10 настраивается с обеспечением автоматического преобразования ве- личины фактического значения расхода воды через затвор 2 и величины его открытия в соответствующую йеличину уставки задания уровня 6 воды в функции необходимой взаимозависимости между открытием затвора 2, расходом воды через затвор 2 и уставкой задания соответствующего уровня воды 6 при условии одновременного выполнения закона эксплуатационного изменения уровня 18 .воды перед ыижерасположенным

затвором 15 в зависимости от расхода через затвор 2. Датчик 7 устанавливается возможно ближе к затвору 2 в створе, куда распространяется, подпор воды от нижерасположенного затвора 15. В установившемся среднем режиме приток воды в участок 1 через затвор 2 равен оттоку воды через йодовыпуск 14 и затвор 15, а уровень воды 18 находится на отметке, желательной по условиям эксплуатации, в зависимости от величины расхода воды по каналу, например, на отметке, близкой к нормальному подпертому уровню (НПУ), благодаря чему .вводовыпуск 14 подается стабильный расход.

При расчетном увеличении расхода воды в водовыпуск 14 или через затвор 15 уровень 6 воды начнет снижаться, тогда по сигналу датчика 7 авторегулятор 5 через . один из блоков формирователя сигнала перемещения затвора 4 приоткроет затвор на некоторую величину. Это в свою очередь вызовет подачу сигнала об изменении расхода через затвор 2 датчиком 11 на блок 1О сравнения, который по зависимости между расходом, открытием затвора 2 и уставкой уровня 6 воды подает сигнал о соответствующем изменении уставки уровня 6 пс следовательно, через блок 9 усиления, блоку 8 уставки задания. Блок 8 изменяет величину уставки уровня 6, чем подает сигнал авторегулятору 5, который дополнительно приоткрывает затвор 2 на некоторую величину ускоряя тем самым переходный процесс регулирования. Такая работа системы продолжается до тех пор, пока уровень воды 18 перед нижерасположенным затвором не придет в исходное, а уровень 6 воды - в новое положение, соответствующее увеличившемуся значению расхода в водовыпуск 14 .через затвор 2.

Изменение положения затвора 2 и увеличение расхода сквозь него вызывают аналогичные участку 1 переходные процессы во всех выщерасположенных участках 19 канала вплоть до головного сооружения, автоматически тем самым увеличивая на необходимую величину расхода воды по системе. При расчетном уменьшении расходов воды в водовыпуск 14 или через затвор 15 элементы системы работают аналогично, но в обратном направлении. Причем по мере уменьшения расходов воды в водовыпуски и по каналу в целом уровень 6 воды стремится опуститься до уровня 16 при .нулевом расходе. В результате вследствие уменьшения живого сечения потока на значительной части русла канала сокращается фильтрующая поверхность, а скорость водного потока, хотя и падает с уменьшением расходов, но все же