Способ управления водоподачей в оросительный канал с дождевальной машиной и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения - повышение оперативности и качества управления водоподачей и уменьшение резервных емкостей канала. Способ предусматривает осуодествление водоподачи дискретно импульсами с разным периодом и амплитудой согласно изменениям уровня воды в конце участка канала и расхода дождевальной машины (ДМ). Полярность импульсов, то есть увеличение или уменьшение расхода определяется знаком отклонения уровня воды перед перемычкой. Период и амплитуда импульсов задается расстоянием ДМ от регулятора водонодачи. Устройство управления водоподачей включает сумматор 9, включенный между задатчиком расхода 10 и элементом 8 сравнения. Модулятор 15 частоты и амплитуды импульсов полива подключен к второму входу сумматора 9. Датчики 19 расхода, датчики 20 местоположения ДМ и датчики 21 направления движения ДМ подключены к входам передатчика 18. Выход передатчика 18 соединен с приемником 11 регулятора водоподачи. Регулятор водоподачи 11 содержит блок 12 определения отклонения расхода ДМ, блок 13 определения знака отклонения уровня, блок 14 определения местоположения ДМ. 2 с. п. ф-лы, 6 ил. (Л со СП CD CD 4; фиеЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1351994 (51) 4 E 02,В 13 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4067963/30-15 (22) 24.02.86 (46) 15.11.87. Бюл. № 42 (71) Украинский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации (72) В. Н. Попов и Ю. И. Гринь (53) 631.347.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1323649, кл. А 01 G 25/16. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВОДОПОДАЧЕЙ В ОРОСИТЕЛЪНЬ1Й КАНАЛ С

ДОЖДЕВАЛЬНОЙ МАШИНОЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения — повышение оперативности и качества управления водоподачей и уменьшение резервных емкостей канала. Способ предусматривает осуществление водоподачи дискретно импульсами с разным периодом и амплитудой согласно изменениям уровня воды в конце участка канала и расхода дождевальной машины (ДМ). Полярность импульсов, то есть увеличение или уменьшение расхода определяется знаком отклонения уровня воды перед перемычкой. Период и амплитуда импульсов задается расстоянием ДМ от pet.улятора водоподачи. Устройство управления водоподачей включает сумматор 9, включенный между задатчиком расхода 10 и элементом 8 сравнения. Модулятор 15 частоты и амплитуды импульсов полива подключен к второму входу сумматора 9. Датчики

19 расхода, датчики 20 местоположения

ДМ и датчики 21 направления движения

ДМ подключены к входам передатчика 18.

Выход передатчика 18 соединен с приемником 11 регулятора водоподачи. Регулятор водоподачи l l содержит блок 2 определения отклонения расхода ДМ, блок

13 определения знака отклонения уровня, блок 14 определения местоположения ДМ.

2 с. и. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть применено при поливе сельскохозяйственных культур дождевальными машинами (ДМ) типа «Кубань».

Цель изобретения — повышение оперативности и качества управления водоподачей и уменьшение резервных емкостей канала.

Способ управления водоподачей в оросительный канал включает дистанционное управление регулятором водоподачи в голове канала и изменение подачи расхода по изменению уровня воды около дождевальной машины с подвижной перемычкой, при этом регулирование водоподачи осун1ествляется дискретно по изменениям уровня воды в конце участка и расхода дождева IbHQH машины образованием импульсов водоподачи в начале канала, полярность которых т. е. увеличение или уменьшение расхода, определяется знаком отклонения уровня воды по замыканиям датчиков максимального или минимального уровней перед JIM, период и амплитуда — расстоянием от дождевальной машины до регулятора водоподачи.

Способ управления водоподачей осуществляется следующим образом.

При включении дождевальной машины обеспечивают баланс между водоподачей в головке участка и расходом машины.

В этом случае в верхнем бьефе у подпорной перемычки ДМ наблюдается установившийся уровневый режим. При нарушении соответствия между водоподачей и водопотреблением, например, вследствие утечки воды через перемычку или изменении расхода дождевальной машины из-за засоряемости водозаборного устройства, производится дискретное регулирование водоподачи импульсами положительного или отрицательного изменения расхода, обратное знаку разности небаланса. Период и амплитуда изменения водоподачи прямопропорциональны расстоянию дождевальной машины от регулятора водоподачи.

На фиг. 1 изображена функциональная схема оросительного канала с ДМ и устройством управления водоподачей; на фиг. 2 — схема передатчика сигналов дождевальной машины; на фиг. 3 — схема датчика местоположения дождевальной машины; на фиг. 4 — схема приемник регулятора водоподачи; на фиг. 5 — — схема задатчика; на фиг. 6 — схема модулятора частотной амплитуды импульсов управления водоподачей.

Схема автоматизированной оросительной системы (фиг. 1) включает участок 2 оросительного канала, ограниченного сверху затвором 2 водовыпуска из распределительного канала, а снизу — передвижной подпорной перемычкой 3 дождевальной машины 4. В начале участка установлен датчик 5 уровня воды, соединенный модулятором водоподачи, включающим регулирующий блок 6 и привод 7. Регулирую5 !

О !

55 щий блок 6 через элемент 8 сравнения, на вход которого подключен сумматор 9, соединен с задатчиком !О расхода. Приемник 11 регулятора зодоподачи содержит блок 12 определения отклонения расхода дождевальной машины 4, блок 13 определения знака отклонения уровня воды и блок 14 определения местоположения дождевальной машины. Выход блока 12 определения отклонения расхода дождевальной машины соединен с задатчиком 10 расхода водоподачи, выход блока 13 определения знака отклонения уровня воды соединен с первым входом регулятора 15 частотной амплитудой импульсной водоподачи, ко второму входу которого подключен блок 14 определения местоположения дождевальной машины, а выход — к сумматору 9.

На дождевальной машине 4 с передвижной подпорной перемычкой 3 установлены датчики 16 и 17 предельных — максимального и минимального уровней воды, выходы которых подключены к передатчику 18.

К передатчику 18 подкл ючен также датчик 9 расхода дождевальной машины, датчик 20 местоположения дождевальной машины, датчик 21 направления движения машины, выполненный в виде ключа и последовательно соединенные замыкающий контакт 22 ключа запуска дождевальной машины и размыкающий контакт 23 реле остановки машины. Выход передатчика 18 соединен с линией связи 24, выполненной в виде подвешенного на опорных изоляционных столбиках 25 направляющего троса (для фиксации прямолинейного курса движения машины). Вход приемника 11 регулятора водоподачи подключен к линии связи 24.

Передатчик 18 на ДМ (фиг. 2) содеркит генераторы 26 — 31 фиксированных частот и усилитель 32 мощности. Датчик 20»естоположения дождевальной машины (фиг. 3} содержит параллельно включенные электромагнитное реле 33 и реле 34 времени, которые коммутцруются замыкающимися контактом 35 микропереключателя при прохождении дождевальной машиной меток 36, закрепленных на каждой изоляционной опоре 25. Метки расположены равномерно по длине канала. Микропереключатель кинематически связан с метками 36 механической связью 37.

Приемник 11 регулятора водоподачи (фиг. 4) содержит блоки 12 — 4. Блок 12 приема сигнала запуска и определения расхода дождева lbHoH машины состоит из электронных частотно-избирательных схем

38 и 39, электронных частотных ключей 40 и 41 и электромагнитных реле 42 запуска ДМ и реле 48 отклонения расхода

ДМ. Блок 13 определения знака отклонения уровня воды содержит электронные частотно-избирательные схемы 44 и 45, электронные частотные ключи 46 и 47 и электромагнитные реле 48 и 49. Блок !4 опре1351994 деления местоположения дождевальной машины содержит электронные частотно-избирательные схемы 50 и 51, электронные частотные ключи 52 и 53 и формирователи 54 и 55 импульсов, соединенные с реверсивным двоичным счетчиком 56, выход которого подключен к дешифратору 57, к выходам которого подключены электронные ключи 58 — 72 и реле 73 — 87 (по числу меток на линии связи 24, число которых, например, принято равным 15 для всей длины оросительного канала). Замыкающийся контакт 42.1 и разм ы кающийся контакт 43.1 реле 42 запуска ДМ и реле 43 отклонения расхода ДМ являются управляющими контактами задатчиками 10 (фиг. 5).

Частотно-амплитудно-импульсный модулятор 15, представленный на фиг. 6, состоит из блока 88 формирования длительности импульса управления, блока 89 формирования периода следования импульсов и блока 90 формирования амплитуды импульсов, включаемого контактом реле 91.

Устройство управления водоподачей в оросительный канал для реализации способа работает следующим образом.

При равенстве расходов водоподачи и водопотребления на участке 1 оросителя, уровень воды в его конце перед подпорной перемычкой ДМ находится между заданными предельными значениями.

При нарушении баланса, например, из-за появления утечки через подвижную подпорную перемычку 3 ДМ, уровень воды передней снижается до значения срабатывания датчика 16, который выполнен в виде магнитоуправляемого реле с контактом

16.1. Контакт 16.1, замыкаясь, подключает генератор 26 (фиг. 2) к линии связи 24 при помощи усилителя 32. Сигнал поступает в линию связи и на вход приемника 11 регулятора водоподачи (фиг. 4) в блоке 3 определения отклонения расхода срабатывает реле 48 при помощи частотного избирателя 44 и частотного ключа 46 блока 13 определения знака отклонения уровня воды. Выход блока 13 в виде замыкающегося контакта 48.1 воздействует на блок 88 (фиг. 6) формирования длительности импульса управления модулятора 15 частоты и амплитуды импульсов и замыкающимся контактом 48.2 подключает блок

90 формирования амплитуды импульсов на вход сумматора 9 (фиг. 1). При этом, на вход сумматора 9 поступает импульс положительной полярности и на его выходе во время действия импульса появляется сигнал, равный сумме величине сигнала задатчика 10 и амплитуды импульса. В результате этого регулирующий блок 6 при помощи привода 7 увеличит открытие затвора 1 на подачу дополнительного расхода. по истечении длительности импульса управления, определяемой временем заряда конденсатора в блоке 28 до напряжения открытия транзистора в блоке 88

55 (фиг, 6) формирования длительности импульса управления, срабатывает реле 21 этого блока и своим контактом 91.1 отключает блок 90 формирования амплитуды импульсов от входа сумматора 9. Регулируюший блок 6 при помощи привода 7 восстанавливает прежнее открытие затвора 2. Таким образом формируется импульс увеличения расхода водоподачи. Этот импульс распространяется от регулятора водоподачи до передвижной перемычки.

Через время транспортного запаздывания, зависящее как от расстояния до дождевальной машины, так и от амплитуды импульса, уровень воды в верхнем бьефе перемычки начинает восстанавливаться. Если полного положительного импульса оказывается недостаточно для восстановления уровня в конце участка, то через время, определяемое блоком 89 формирования периода следования импульсов, на вход сумматора 9 снова поступит импульс положительной полярности определенной амплитуды с выхода модулятора 15 частоты амплитуды. Периодическое поступление импульсов заданной полярности и амплитуды на вход сумматора 9 происходит до тех пор, пока уровень воды в конце участка не восстановится до нормального состояния и не разомкнется контакт 16.1 датчика уровня.

Аналогичным образом осуществляется регулирование водоподачи при отклонении уровня воды в конце участка канала выше отметки срабатывания датчика 17, вызванном, например, погрешностью регулирования водоподачи или увеличением уровня в распределительном канале. В этом случае замыкаются контакты 17.1 и в линию связи поступает сигнал генератора 27.

В приемнике 11 регулятора водоподачи в блоке 13 срабатывает частотный избиратель 45, ключ 47 и реле 49. При помощи контактов 49.1 и 49.2 формируется импульс отрицательной полярности, поступающий на вход сумматора 9 и уменьшающий подачу воды в участок канала.

В связи с постоянным движением дождевальной машины 4 с подпорной перемычкой 3, расстояние до регулятора водоподачи постоянно меняется, а это приводит к тому, что на передачу импульсов изменения водоподачи требуется разное время. При расположении дождевальной машины вблизи регулятора водоподачи, время доставки к ней дополнительного расхода минимальное, а при удалении дождевальной машины это время увеличивается. Поэтому для избежания перерегулирования и возникновения автоколебательного процесса водоподачи необходимо с увеличением расстояния до дождевальной машины увеличивать период следования импульсов. Кроме того, для уменьшения времени транспортного запаздывания при удалении дождевальной машины необходимо увеличивать

1351994 6

Формула изобретения

55 ам>(литуду импульсов изменения расхода водоподячи.

Изменение периода следования импульсoB H их аvlfl IH I >,,1»i ocVII PcT»1HBTc(i c.lcgvfoГЦИМ 00PIHIOМ.

При передвижении дождевальной маши (ы 4 вдоль оросителя 1, ее местоположение фиксируется блоком 14 приемника

11 (фиг. 4), на вход которого поступак>т одиночные си(ч(алы от датчика 20 (фиг. 3) положения дождевальной машины, подкл(оченного к передатчику 18. Д(зигаясь

Ifp51%1o.1 инейн0, дождевальная ма(пина проходит метки 36. Г1ри помощи механической связи 37 замыкается контакт 35 микропереключателя и срабатывает реле 33.

Контактами 33.! блокируется контакт 35 микропереключателя и через заданное время, необходи Iop для прохождения метки 36

ll vcTpBIIPIIH5I повторного срабатывания контактов 35, срабатывает реле времени 34.

Таким образом, с датчика 20 при llpoхож IIHH каждой метки 36 поступает одиш>иный импульс. Подача очередного импульса от датчика 20 в линию связи произ»о (ится lpH помощи генератора 30 или генер(>торя 31, выбор которых осу(цествляется при помощи датчика (ключа) 21 направления,звижения дождевальной машинь:.

Поступивп(ий так((м oopd»Oì Оди!(Очный импульс, применяется блоком 14 определения местоположения дождевальной машины.

В зависимости от направления .(вижения (ож Ic»алыюй машины срабатывает один из частотных избирателей 50 или 51 блока (фиг. 4), частотных ключей 52 или 53. формирователей 54 или 55 и импульс поступает ня суммирующий или вычитающий

»ход реверсивного двоично(о счетчика 56.

Постуllление каждого импульса (>г датчика

20 фиксируется дешифратором 57, ключами 58 -72 и реле 73 — -87. Каждая ïîìå ILIlIId5I If() IHIIH5l дождсвальной машины фиксируется срабатыванием одного из реле

73- — 87.

Контакты 73.1--87.1 реле 73- — 87»кл(очены в цепь заряда конденсатора (фиг. 6) блока 89 формирования и(риода следова. (и я и м ну, (ьсов через II pll0÷êó последова"ельно включенных резисторов, со>(ротивление кот(>рой автомати ески меняется при помощи контактов этих реле и позволяет дискр(тно изменять период следования и VIпульсов. Кроме этого, контакты 73.2 -87.2 и 73.3- 87.3 позволяют изменять напряжение ня выходе блока 90 формирования амплитуды импульсов управления.

11ри удалении дождевальной машины от регулятора водоподачи, десятичнсе число Hd выходе дефширатора 57 увеличивается и при помощи контактов реле 73 — 87 увеличивает<.я, как период, так и амплитуда импуль oB, поступаю(цих с выхода модулятора

,5 частоты амплитуды HB вход сумматора 9.

В период эксплуатации оросительной системы наблюдается уменьшение производительности дожде»альных,>аши>(в связи с засорением всасывающего отверстия растительностью. В результате этого срабатывает датчик 19 отклонения расхода дождевальной машины и контакт 19.1 подключает к линии связи генератор 28 передатчика 18. Этот сигнал воспринимается блоком 12 (фиг. 4) определения отклонения расхода дождевальной машины при помощи последовательно соединенных частотного избирателя 39, частотного ключа 41 и реле 43. Размыкающийся при этом контакт 43.1 реле уменьшает сигнал задагчика 10 расхода, а следовательно, и водоIIo;I,ачу в ороситель 1.

Частотный избиратель 38, частотный ключ 40 и реле 42 служат для фиксации момента начала работы дождевальной машины. Сигнал вкл>очения поступает от передатчика 18 при замыкании контакта 21.

Срабатываемое при этом реле 42 приемника 1, своими контактами 42.1 подключает выход задатчика 10 расхода к элементу 8 сравнения. Это приводит к открытию затвора 2 при помощи регулирующего блока 6 и привод 7 на подачу заданного блоком 10 расхода.

Применение предлагаемого способа управления водоподачей и устройства для его осуществления позволяет обеспечить высокое качество регулирования водоподачи на оросительных системах с дождевальными машинами «Кубань», уменьшить капитальные затраты на строительство канала и ликвидировать непроизводительные сбросы воды, что дает значительный экономический эффект.

1. Способ управления водоподачей в оросительный канал с Joæäc»àfiüíoé машиной, включающий дистанционное управление регулятором водоподачи в начале канала и изменение подачи расхода регулятором B соответствии с изменениями уровня воды перед подпорной перемычкой дожде»а IBHoH машины и пройденного vlBIIIHI(oH пути с учетом направления ее (виже IH5(, отличаюи(ийс5(тем, что, с целью повышения оперативного и качества управления водоподачей и уменьшения резервных емкостей канала, изменение положения регулятора водоподачи в начале канала осуществляют с учетом расхода дождевальной машины и производят изменен1е подаваемого в начало участка расхода импульсами увеличения или ,меньшения расхода B соответствии со знаком отклонения уровней воды перед подпорной перемычкой, причем период и амплитуду импульсов назначают в соответствии с расстоянием от регулятора водоподачи.

2. Устройство управления водоподачей в оросительный канал с дождевальной машиной, включающее регулятор водоподачи в начале канала, выполненный в виде регулирую>цегO блока с приводом затвора. подключенный через элемент сравнения к датчику

1351994

Фиг.2 уровня в начале канала и к сумматору, входы которого подключены к зада1чику расхода и к приемнику регулятора, подключенного выходом к задатчику расхода и входом через линию связи, выполненную в виде изолированного от земли направляющего троса машины, к передатчику на дождевальной машине, входы которого подключены к датчикам максимального и минимального уровней перед подпорной перемычкой машины, и к датчикам местоположения и направления движения дождевальной машины, Отличающееся тем. что устроиство снабжено датчиком расхода дождевальной машины. подключенным к приемнику на ней, н модулятором частоты н амплитуды выходных

5 импульсов приемника регулятора Водоподачи, выполненного в виде электро lllhlx блоков для определения отклонения расхода, знака отклонения уровней и местоположения дождевальной машины. имеюгцих выходы на электромагнитные реле, контакты которых включены в цени управления модулятора и задатчика.

1351994

> gg

Составитель Г. Параев

Редактор И. Сегляник Текред И Верес Корректор М. Максичишинец

Заказ 5259/24 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СС(:P по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, 1заушская наб., д. 4/5

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