Устройство для регулирования уровня воды в канале

(СН), П.И. КоН) и Као Тиен ельство ССС/12, 1977,ство СССР9/12 в 1985ГУЛИРОВАНИЯ автомаименно ня воды т быть и регу- ружений очн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И МУ СВИ ЕТЕПЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕУРОВНЯ ВОД 1 В КАНАЛЕ(57) Изобретение относится ктизации водораспределения, ак системам регулирования уровв оросительном канале, и можеиспользовано при автоматизацилируемых гидротехнических соона открытых оросительных каналЦель изобретения - повышение ти и быстродействия регулирования повсему каналу, а также повышение надежности работы устройства, Зто достигается тем, что устройство, имеющеедатчик 5 уровня воды верхнего бьефа,первый сумматор 7, инвертор 10, регулятор 12, исполнительный механизм 13и затвор 3, расположенный между верхним 2 и нижним 1 бьефами смежных участков канала, датчик 4 уровня водынижнего бьефа и второй сумматор Ь,а также задатчик 9 уровня верхнегобьефа и задатчик 8 уровня нижнегобьефа, дополнительно содержит третийсумматор 11. Применение предлагаемогоустройства позволяет увеличить динамическую точность и. быстродействиерегулирования уровня воды по всемуканалу, а также поьысить надежностьработы устройства. При этом значительно уменьшаются непроизводительныесбросы оросительной воды в канале."% эсед(ь,ч)- сигнал отклонения -гоучастка канала на выходе (Н) сумматора 6 или(В) сумматора 7;- выходной сигнал датчика4 уровня воды нижнегобьефа или датчика 5 уровНЯ ВОДЫ Верхнего бьефа1 -го участка;- выходной сигнал задатчика 8 уровня ни кнего бье"фа или задатчика 9 уров" Изобретение относится к автоматизации водораспределения, а именно к системам регулирования уровня воды в оросительном канале, и может быть ис" пользовано при автоматизации регули" руемых гидротехнических сооружений на открытых оросительных каналах,Цель изобретения - повышение точности и быстродействия регулирования 10 йо всему каналу, а также повышение надежности работы устройства.На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - хема регулятора. 5Устройство 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 матор 7, задатчик 8 уровня нижнего бьефа, эадатчик 9 уровня верхнего бьефа, инвертор 10, третий сумматор 1,1, регулятор 12 и исполнительный Механизм 13. 25Регулятор 12 (фиг. 2) содержит эле 1 ент 14 сравнения, блок 15 выделения Модуля, генератор 16 пилообразного напряжения, компаратор 17, формирователь 18 управляющих импульсов и ре лейный элемент 19.Устройство работает следующим образом.При изменениях уровня воды в нижнем бьефе 1 1-го участка канала от заданного значения задатчиком 8 (например, при увеличении уровня воды в ннжнем бьефе 1 в результате уменьш ния расхода водопотребления в этом б ефе) на выходе сумматора 6 появля е, ся сигнал Отхлонения Е равный разности сигналов датчика 4 и задатчика 8. Выходной сигнал сумматора 6 (Или сумматора 7) представим в виде:45(Нв 81 РЧ (4,5) (ЭОД(891 ) в ня верхнего бьефа э.-гоучастка.Таким образом, при увеличении уровня воды выше заданного, сигнал отклонения С; 1 имеет положительный знак и наоборот, при уменьшении уровня воды ниже заданного сигнал отклоненияимеет отрицательный знак.Сигнал отклонения Г; приходит на первый вход сумматора 11 1-го 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 1-го участка уменьшается и уровень воды в нижнем бьефе 1 постепенно возвращается в заданное значение.При изменениях уровня воды в верхнем бьефе 2 (1-1)-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 отклоне" ния Е ;.,18 , равный разности сигналов датчика 5 и эадатчика 9, и через инвертор 10 подается на первый вход регулятора 12. Инвертор 1 О 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 уменьшаетсяВо избежание переполнения уровня воды в верхнем бьефе (-1)-го участка канала сигнал отклоненияпоступает на второй вход сумматора 11 (-1)-го участка, на первый вход которого поступает сигнал отклонения Я) нижнего бьефа (-1)- го участка, а йа третий вход поступает сигнал отклонения Е нТаким образом, на выходе сумматора 11 (-1)-го участка имеется суммарный сигнал отклонения уровня воды в нижнем бьефе э.-го участка и нижнем и верхнем бьефах (-1)-го учагде 0 . - выходной сигнал суммато-р(;-1тора 11 (-1)-го участка;К - коэффициент потери водыд-го участка;Е е - сигнал отклонения уровняводы верхнего бьефа 1-гоучастка;б ц - сигнал отклонения уровняводы нижнего бьефа -гоучастка.Выходной сигнал сумматора 11 (ь)-25го участка поступает на второй входрегулятора 12. При этом регулятор 12(д)-го участка формирует сигналуправления с учетом суммарного сигнала отклонения в нижнем и верхнем бье- ЗОфах (1-1)-го участка и нижнем бьефе1-го участка. Например, при увеличении уровня воды в верхнем бьефе(1-1)-го участка канала регулятор,121-го участка формирует последовательность управляющих импульсов, направленных на прикрытие затвора -гоучастка, но с другой стороны регулятор 12(д)-го участка на основесуммарного сигнала отклонения 1- и 40(д)-го участков канала формируеттакже последовательность управляющихимпульсов, направленных на прикрытиезатвора 3 (х)-го участка, если суммарный сигнал отклонения У .,1 имеет положительный знак, и на открытиезатвора 3 (-1)-го участка, если суммарный сигнал отклонения П ( имеет отрицательный знак. При этом увеличивается точность и быстродействиерегулирования по всему каналу и недопускается переполнения уровня водыв бьефах канала,Если уровень воды в верхнем бьефе(1-2)-го участка канала изменяется,например увеличивается, на первыйвход регулятора 12 (-1)-го участкапоступает инвертированный сигнал отклонения, а на второй вход регулято 55 3 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, ис 5 парение и т.д.). Выходной сигнал сумматора 11 может быть представлен, например, для (ь)-го участка в виде;в 10- Кп (Е 3 е+Яц)3 = ь 1й 1 З ц ф1-3д, +1п,16ра 12 (д)-го участка имеется суммарный сигнал отклонения П 1 . Элемент14 сравнения регулятора 12 сравнива" ет инвертированный сигнал Й.;,1 ие суммарный сигнал отклонения 0 и, если выходной сигнал элемента 14 сравнения имеет положительный знак, регулятор 12 формирует последовательность управляющих импульсов, нанравленных на перекрытие затвора 3 (-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 (-1)-го участка.Таким образом, предлагаемое устрой" ство 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.1Устройство 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 изобретенияУстройство для регулирования уровня воды в канале, содержащее последовательно соединенные датчик уровня воды верхнего бьефа, первый сумматор, инвертор, регулятор, исполнительный механизм и затвор, расположенный межАп Ю Составитель Л. ЦаллаговаТехред 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, Раушская наб., д. 4/5Подписное 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 сумматор, 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 р ня нижнего бьефа соединен с вторым ходом второго сумматора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности и быстродействияустройства, в нем первый вход третьего сумматора соединен с выходом второго сумматора, второй вход - с выхо"дом первого сумматора, третий вход -с выходом третьего сумматора нижерасположенного сооружения, а выход -с вторым входом регулятора, выходвторого сумматора подключен к входуинвертора.