Устройство для регулирования уровня воды в канале

 

Изобретение относится к автоматизации водораспределения, а именно к системам регулирования уровня воды в оросительном канале, и может быть использовано при автоматизации регулируемых гидротехнических сооружений на -открытых оросительных каналах. Цель изобретения - повьшение точное UiiU- M(i i-3 Niv ти и быстродействия регулирования по всему каналу, а также повышение надежности работы устройства. Это достигается тем, что устройство, имеющее датчик 5 уровня воды верхнего бьефа, первый сумматор 7, инвертор 10, регулятор 12, исполнительный механизм 13 и затвор 3,- расположенный между верхним 2 и нижним 1 бьефами смежных участков канала, датчик 4 уровня воды нижнего бьефа и второй с умматор 6, а также задьтчик 9 уровня верхнего бьефа и задатчик 8 уровня нижнего бьефа, дополнительно содержит третий сумматор 11. Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить динамическую точность и.быстродействие регулирования уровня воды по всему каналу, а также поьысить надежность работы устройства. При этом значительно уменьшаются непроизводитепьные сбросы оросительной воды в канале. 2 ил. (Л с: 4: Ю сд а о s:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕО 1УБЛИН

„„SU„„1425616 А1 (5ц 4 С 05 D 9/12

Л фЪ 1 с Ф

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

LXF.. i, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4205662/24-24 (22) 03,03.87 (46) 23.09.88, Бюл. Р 35 (71) Одесский политехнический институт (72) Рауль Ривас Перес (CU), П.И. Кс— валенко, Е.Д. Пичугин (SU) и Као Тиен

Гуинь (VN) (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 551617, кл. С 05 D 9/12, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 1167590, кл. G 05 D 9/12, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

УРОВНЯ B0gbI В КАНАЛЕ (57) Изобретение относится к автоматизации водораспределения, а именно к системам регулирования уровня воды в оросительном канале, и может быть использовано при автоматизации регулируемых гидротехнических сооружений на .открытых оросительных каналах.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия регулирования по всему каналу, а также повышение надежности работы устройства. Зто достигается тем, что устройство, имеющее датчик 5 уровня воды верхнего бьефа, первый сумматор 7, инвертор 10, регулятор 12, исполнительный механизм 13 и затвор 3, ° расположенный между верхним 2 и нижним 1 бьефами смежных участков канала, датчик 4 уровня воды нижнего бьефа и второй сумматор 6, а также задатчик 9 уровня верхнего бьефа и задатчик 8 уровня нижнего бьефа, дополнительно содержит третий сумматор 11. Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить динамическую точность и. быстродействие регулирования уровня воды по всему каналу, а также поьысить надежность работы устройства. При этом значительно уменьшаются непроизводительные сбросы оросительной воды в канале.

2 ип.

1425616 де 1(н в) U ЗоД(Ь, 3) — сигнал отклонения х-го участка канала на выходе (Н) сумматора 6 или 50 (В) сумматора 7; — выходной сигнал датчика

4 уровня воды нижнего бьефа или датчика 5 уровня воды верхнего бьефа

i-ro участка; — выходной сигнал задатчика 8 уровня ни кнего бьефа или задатчика 9 уровИзобретение относится к автоматизации водораспределения, а именно к системам регулирования уровня воды в оросительном канале, и может быть ис" пользовано при автоматизации регулируемых гидротехнических сооружений на открытых оросительных каналах.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия регулирования 10 о всему каналу, а также повышение надежности работы устройства.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— хема регулятора. !5

Устройство содержит нижний бьеф 1, верхний бьеф 2, водорегулирующий затвор 3, датчик 4 уровня воды нижнего дьефа, датчик 5 уровня воды верхнего бьефа, второй сумматор 6, первый сум- 20 матор 7, задатчик 8 уровня нижнего бьефа, эадатчик 9 уровня верхнего бьефа, инвертор 10, третий сумматор

1;1, регулятор 12 и исполнительный

Механизм 13. 15

Регулятор 12 (фиг. 2) содержит эле (ент 14 сравнения, блок 15 выделения модуля, генератор 16 пилообразного напряжения, компаратор 17, формирователь 18 управляющих импульсов и ре- 30 лейный элемент 19.

Устройство работает следующим образом.

При изменениях уровня воды в нижнем бьефе 1 i-ro участка канала от заданного значения задатчиком 8 (например, при увеличении уровня воды в н нжнем бьефе 1 в результате уменьш ния расхода водопотребления в этом б ефе) на выходе сумматора 6 появля- 40 е, ся сигнал отклонения Е,„, равный разности сигналов датчика 4 и задатчика 8. Выходной сигнал сумматора 6 (Или сумматора 7) представим в виде:

45 (Н Ь) D> (4,S) ВОД(8,9) ) в ня верхнего бьефа i-го участка.

Таким образом, при увеличении уровня водяt выше заданного, сигнал отклонения С;(„ „) имеет положительный знак и наоборот, при уменьшении уровня воды ниже заданного сигнал отклонения имеет отрицательный знак.

Сигнал отклонения Г;„ приходит на первый вход сумматора 11 i-ro участка.

Так как на остальные входы блока 11 суммирования не поступают другие сигналы, на выходе указанного блока появляется сигнал отклонения с.„, который передается на второй вход регулятора 12. Последний формирует последовательность управляющих импульсов, которые поступают на исполнительный механизм 13, что приводит к прикрытию водорегулирующего затвора 3. В результате расход воды через затвор

3 i-го участка уменьшается и уровень воды в нижнем бьефе 1 постепенно возвращается в заданное значение.

При изменениях уровня воды в верх-. нем бьефе 2 (i-1)-го участка канала от заданного значения задатчиком 9 (например, при увеличении уровня) сигнал изменения уровня поступает на первый вход сумматора 7, на выходе которого появляется сигнал отклонения Е(;,)в, равный разности сигналов датчика 5 и эадатчика 9, и через инвертор 10 подается на первый вход регулятора 12. Инвертор 10 позволяет прикрыть затвор 3 при увеличениил уровня верхнего бьефа 2 и открыть затвор 3 при уменьшении уровня верхнего бьефа 2. Регулятор 12 формирует последовательность управляющих импульсов, которые действуют на исполнительный механизм 13, и затвор 3 прикрывается. В результате расход воды через затвор 3 д-го участка уменьшается ° Во избежание переполнения уровня воды в верхнем бьефе (i-1)-ro участка канала сигнал отклонения поступает на второй вход сумматора 11 (i-1)-ro участка, на первый вход которого поступает сигнал отклонения Я(,,) нижнего бьефа (i-1)го участка, а йа третий вход поступает сигнал отклонения Е;н

Таким образом, на выходе сумматора 11 (i-1)-ro участка имеется суммарный сигнал отклонения уровня воды в нижнем бьефе i-ro участка и нижнем и верхнем бьефах (i-1)-го учагде U . — выходной сигнал суммато-

E(i-il тора 11 (i-1)-ro участка;

К вЂ” коэффициент потери воды

i-ro участка;

E 8 — - сигнал отклонения уровня

1 воды верхнего бьефа i-ro участка; б ц — сигнал отклонения уровня воды нижнего бьефа i-го участка.

Выходной сигнал сумматора 11 (i-1)-25

ro участка поступает на второй вход регулятора 12. При этом регулятор 12 (i-1)-го участка формирует сигнал управления с учетом суммарного сигнала отклонения в нижнем и верхнем бье- 30 фах (i-1)-ro участка и нижнем бьефе

i-го участка. Например, при увеличении уровня воды в верхнем бьефе (i-1)-ro участка канала регулятор.12

i-го участка формирует последовательность управляющих импульсов, направленных на прикрытие затвора i-ro участка, но с другой стороны регулятор 12 (i-1)-го участка на основе суммарного сигнала отклонения i- и 4О (i-1)-го участков канала формирует также последовательность управляющих импульсов, направленных на прикрытие затвора 3 (i-1)-го участка, если суммарный сигнал отклонения Б,1име- 45 ет положительный знак, и на открытие затвора 3 (i-1)-ro участка, если суммарный сигнал отклонения U,, имеет отрицательный знак. При этом увеличивается точность и быстродействие регулирования по всему каналу и не допускается переполнения уровня воды в бьефах канала.

Если уровень воды в верхнем бьефе (i-2)-го участка канала изменяется, например увеличивается, на первый вход регулятора 12 (i-1)-го участка поступает инвертированный сигнал отклонения, а на второй вход регулято55 з 14256 стка. При этом для увеличения точности регулирования уровня воды в канале суммирование выполняется с учетом коэффициента потери воды участков ка" нала К „ (фильтрационные. потери, ис5 парение и т.д.). Выходной сигнал сумматора 11 может быть представлен, например, для (i-1)-го участка в виде: и 10 — 1 п (Е)е + &ц ), 3 = -1, п1 )8 ц

1= "

i+1 ...,n, l6

4 ра 12 (i-1)-го участка имеется суммарный сигнал отклонения U (i,1 . Элемент

14 сравнения регулятора 12 сравнивает инвертированный сигнал Г.;,1 и (1- 8 суммарный сигнал отклонения U(,, и, если выходной сигнал элемента 14 сравнения имеет положительный знак, регулятор 12 формирует последовательность управляющих импульсов, нанравленных на перекрытие затвора 3 (i-1)го участка, и, наоборот, если выходной сигнал элемента 14 сравнения имеет отрицательный знак, регулятор 12 формирует последовательность управляющих импульсов, направленных на открытие затвора 3 (i-1)-го участка.

Таким образом, предлагаемое устройство при увеличении уровня воды в верхнем бьефе любого участка канала сравнивает сигнал отклонения указав» ного верхнего бьефа с суммарным сигналом отклонения нижнего и верхнего бьефов всех нижерасположенных участков канала и, если сигнал сравнения имеет положительный знак, перекрывается затвор 3 гидротехнического сооружения нижерасположенного участка ка. нала, а если сигнал сравнения имеет отрицательный знак, открывается затвор 3 гидротехнического сооружения нижерасположенного участка канала, что позволяет также повысить точность регулирования уровня воды по всему каналу, улучшить качество регулирования и уменьшить непроизводительные потери воды по каналу.

Устройство аналогично работает во всех вышерасположенных участках канала вплоть до головного сооружения.

При уменьшении уровня воды в бьефах участков канала устройство работает аналогично, но в обратном направлении.

Тот факт, что в предлагаемом устройстве в каждом участке канала имеется-только один регулятор, позволяет увеличить надежность работы и снизить стоимость устройства. формула изобретения

Устройство для регулирования уровня воды в канале, содержащее последовательно соединенные датчик уровня воды верхнего бьефа, первый сумматор, инвертор, регулятор, исполнительный механизм и затвор, расположенный меж° Ап Ю

Составитель Л. Цаллагова

Техред А.Кравчук

Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Тупица

Заказ 4767/44 Тираж 866

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

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

5 142561 ду верхним и нижним бьефами смежных участков канала, последовательно соединенные датчик уровня воды нижнего бьефа и второй сумматорp а также тре тий сумматор,задатчик уровня верхнего ьефа и задатчик уровня нижнего бьеа, выход задатчика уровня верхнего ьефа соединен с вторым входом первоо сумматора, а выход задатчика уров- 1п ня нижнего бьефа соединен с вторым ходом второго сумматора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в нем первый вход третьего сумматора соединен с выходом второго сумматора, второй вход — с выхо" дом первого сумматора, третий входс выходом третьего сумматора нижерасположенного сооружения, а выход— с вторым входом регулятора, выход второго сумматора подключен к входу инвертора.