Цифровой регулятор для гидромелиоративных систем Советский патент 1982 года по МПК G05B11/26 

Изобретение относится к технике автоматического регулирования объектов с запаздыванием и может быть использовано для автоматического регулирования уровня воды с помощью электроуправляемых затворов .гидротехнических .сооружений на гидромелиоративных системах. По основному авт. св. 761983 известен цифровой авторегулятор, содержащий датчик уровня верхнего бьефа и последовательно соединенные датчик уровня нижнего бьефа, блок рассогласования, к вычитающим входам которого подключен датчик уровня, реверсивный счетчик и элемент совпадения, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, триггера, первого элеменФа ИЛИ и блока управления, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а первый и второй выходы - соответственно к второму входу первого элемента ИЛИ и к разрешающему входу реверсивного счет чика, вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом триггера, третьи входы - с знаковыми выходами блока рассогласования, выход второго элемента И подведен к первому входу исполнительного механизма, входы блока вычисления разности подключены к соответствующим датчикам уровня, а выходы - к вычитакнцим входам первого сумматора, суммирующие входы которого подключены к соответствующим разрядам первого регистра памяти, а выходы - к nepBfciM входам элемента сравнения, вторые входы которого соединены с соответствующими разрядами счетчика, а выход - с счетным входом реверсивного счетчика и через элемент задержки и второй элемент ИЛИ - с обнуляющим входом счетчика, счетный вход которого подключен к второму входу триггера и к выходу третьего элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выхо-. дом генератора импульсов и третьим выходом блока управления, четвертый выход которого соединен с входом второго элемента ИЛИ 1. Недостаток известного регулятора состоит в том, что он имеет ограниченную область применения, так как не обеспечивает безаварийную работу системы автоматического регулирования при случайных возникновениях паводков на гидротехнических сооружениях, не оборудованных сбросом, например на сооружениях горных рек. Цель изобретения - расширение области применения цифрового регулятора. Указанная цель достигается тем, чтб в него введены элемент НЕ, датчик положения затворов, второй регистр памяти, второй сумматор и последовательно соединенные третий сумматор, четвертый элемент И и третий элемент ИЛИ, выход которого подключен к второму входу исполнительного механизма, а второй вход - к выхо ду первого элемента И, четвертый вход которого соединен с выходом третьего сумматора, выходы датчика уровня верхнего бьефа подключены поразрядно к суммирующим входам второго и третьего сумматоров, вычитающие входы которых соединены поразряд но соответственно с выходами второго регистра памяти и выходам датчика положения затворов, причем выход вто рого сумматора подключен к второму входу четвертого элемента И и через элемент НЕ - к четвертому входу второго элемента И. На чертеже представлена блок-схема цифрового регулятора для гидромелиоративных систем. Регулятор содержит генератор импульсов 1, блок управления 2, датчик уровня нижнего бьефа 3, за- этчик уровня 4, блок рассогласовиния 5, реверсивный счетчик 6, элемент совпаления 7, первый элемент ИЛИ 8, пер вый элемент И 9, второй элемент И 10 исполнительный механизм 11, триггер 12, первый регистр памяти 13, первый сумматор 14, блок вычисления разности 15,датчик уровня верхнего бьефа 16, блок сравнения 17,счетчик импульсов 18 элемент задержки 19, второй элемент ИЛИ 20, третий элемент И 21, датчик положения затворов гидротехнического сооружения 22, второй регистр памяти 23, четвертый элемент И 24, третий элемент ИЛИ 25, элемент НЕ 26 второй и третий сумматоры 27 и 28. Цифровой регулятор работает следу ющим образом. В отсутствие паводка, т.е. когда уровень верхнего бьефа Н меньше допустимого г хранимого Е форме числа в регистре памяти 23, и высоты поднятия затворов сооружения а 4Н ) , регулятор работает в режиме регулирования с Нс1личием или от с тствием рассогласования, т.е. могут иметь место все три случая: h - h - h - , где h уровень нижнего бьефа, ah,- уставк При этом со знакового выхода сумматора 27, определяющего знак разнос ти , яа первый вход элемента И 24 и на четвертый вход элемента И 9 поступает сигнал единица, а со знакового выхода сумматора 28, определяющего знак разности , поступает сигнал нуль параллельно на второй вход элемента И 24 и на вход элемента НЕ 26, где инвертируется в единицу и поступает на четвертый, добавочный, вход элемента И 10. При наличии рассогласования, в зависимости от его знака, сигнал поступает для отработки величины рассогласования на разные входы исполнительного механизма 11 либо через элементы И 9 и ИЛИ 25, либо непосредственно от элемента И 10. При дос- ижении или превышении допустимого уровня верхнего бьефа за счет начавшегося паводка ( и а Н), независимо от состояния регулятора, начнется подъем затворов гидротехнического сооружения для пропуска паводковых вод. При этом на знаковом выходе сумматора 28 сигнал нуль сменится на сигнал единица, а на знаковом выходе сумматора 27 попрежнему будет сигнал единица и оба этих сигнала поступят на входы элемента И 24, с выхода которого через элемент ИЛИ 25 сигнал единица поступит на вход исполнительного механизма 11, осуществляя подъем затворов гидротехнического сооружения, после чего уровень воды в нижнем бьефе станет превышать заданное значение h hj и на выходе блока рассогласования 5 возникнет сигнал , разрешающий опускание затворов , который поступает на третий вход элемента И 10. Но с выхода элемента НЕ 26 на четвертый, дополнительный вход элемента И 10 поступает сигнал нуль, поэтог на выходе элемента И 10 также будет нуль и опускания затворов не произойдет. Таким образом, в этом случае подъем затворов производится только сигналом с выхода элемента И 24 через элемент ИЛИ 25 и пдводковые воды проходят через сооружение. Подъем затворов сооружения будет осуществляться до тех пор, пока затворы не достигнут высоты, превышающей уровень верхнего бьефа (а Н) на один уровень квантования. Это обусловлено тем, что при а Н знак на. выходе сумматора 27 будет сохраняться прежним (он сменится лишь тогда, когда Н станет меньше а). Если уровень паводковых вод будет сохраняться Постоянным, то затворы сооружения также перестанут перемещаться, остановившись выше уровня паводковых вод на высоте одного уровня квантования. Если же уровень паводковых вод вновь начнет нарастать, то яатворы сооружения опять начнут подниматься выше до тех пор, пока не станет выполняться , при котором на знаковом выходе сумматора 27, определяющего знак разницы Н-а возникнет сигнал нуль, который, приходя на,четвертый, дополнительный вход элемента И 9,