Способ подачи форсированных расходов воды в участок канала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 Е 02 В 13 0 ПИС ИЕ ИЗОБ Т И К АВТО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут комплексной автоматизации мелиоративных систем(56) Авторское свидетельство СССРМ 1518448, кл, Е 02 В 13/00, 1986.(54) СПОСОБ ПОДАЧИ ФОРСИРОВАННЫХРАСХОДОВ ВОДЫ В УЧАСТОК КАНАЛА(57) Изобретение относится к сельскохозяйственному водоснабжению и может быть использовано при регулировании процессовводораспределения в ирригационных каналах. Цель изобретения - повышение быстродействия. Способ включает измерениетекущего уровня воды в конце участка, сравнение его с заданным и подачу сигнала отклонения на регулятор, управляющий Изобретение относится к водораспределению на сельскохозяйственных оросительных каналах и может быть применено при автоматическом регулировании для объектов с переменным запаздыванием.Цель изобретения - повышение быстродействия водораспределения, а также качества управления за счет введения форсированной водоподачи в зависимости от текущего состояния и резервов объекта управления.Способ реализуют следующим образом, Производят измерение текущего уровня воды в конце участка канала, сравнивают полученный сигнал с заданием и определяют величину отклонения е, которую подают на регулятор, управляющий перегораживэ.,Ж 1604912 А 1 низмом перегоражиначале участка. Споормирование подачи ов воды путем введенительной величины у текущим значением ня воды в конце учаили максимально дами, определяемыми ическими параметра- форсированной водо- лько в случае выхода я воды за заданные вительности (на проировки), выбираемой еняемой системы упточности регулироваспечивается гибкость ванной водоподачи в состояния обьекта упв. 1 з.п. ф-лы, 2 ил,исполнительным меха вающего сооружения в соб включает также и ф форсированных расход ния на регулятор допол рассогласования межд контролируемого уров стка и его минимально пустимыми величина конструктивно-технолог ми канала. Включение подачи производится то контролируемого уровн пределы зоны нечувст хождение сигнала форс в зависимости от прим равления и заданной ния. Таким образом обе в применении форсиро зависимости от текущего равления и его резерво ющим сооружением в начале участка, где происходит формирование управляющих воздействий на исполнительный механизм. Одновременно с указанным сигнал текущего уровня воды сравнивают, в зависимости от знака отклонения, с одним из предельно допустимых значений уровня воды, полученную от сравнения разность умножают на эмпирический коэффициент коррекции и, в случае, если величина отклонения превышает зону нечувствительности на прохождение форсировки, полученный результат в виде дополнительной величины рассогласования я подают на другой вход регулятора. Сигнал отклонения и дополнительная величина рассогласования суммируются, в результате чего с регулятора снимают сигнал5 10 15 20 25 30 подачи форсированного расхода воды через перегораживающее сооружение в начале участка, Если величина отклонения уровня воды не превышает заданной величины, т.е. указанную зону нечувствительности, то дополнительную величину рассогласования не подают на регулятор и форсировку не производят.На фиг,1 приведен участок канала и устройство для реализации способа; на фиг.2 - конец участка канала и соответствующие уровни его заполнения, поперечное сечение,Участок канала ограничен регулируемыми перегораживающими сооружениями 1 и 2. Уровень воды в конце участка измеряется датчиком 3. Сигнал от датчика уровня поступает одновременно на формирователь 4 форсировки и элемент 5 сравнения, определяющий величину отклонения уровня воды, которая подается на формирователь 4 форсировки и регулятор б, Выход формирователя 4 также поступает на регулятор 6, управляющий затвором перегораживающего сооружения 1 в начале. участка. В любом участке оросительного канала сществует некоторый резервный обьем (фиг.1), заключенный между минимально и максимально допустимыми глубинами наполнения (линии с-с и Ь-Ь), Эти глубины могут определяться уровнями воды в конце участка. При.этом максимально допустимая глубина наполнения Ьмакс определяется строительной высотой канала и видом облицовки, а минимально допустимая глубина наполнения Ьмин определяется минимальным уровнем воды, обеспечивающим нормальную работу потребителей канала. Ьмакс и Ьмин для каждого конкретного участка являются величинами постоянными и зависят только от его конструктивно-технологических параметров. В участке имеется также заданная глубина наполнения Ьз(фиг,2), которая зависит от.требуемой величины подаваемого в участок расхода О 1 и необходимой командной глубины наполнения в конце участка для обеспечения нормальной работы водопатребителей и подачи требуемого транзитного расхода С 12, Глубина наполнения Ьз задается для створа измерения уровня воды датчиком 3 и определяется конкретным на данный момент времени требуемым технологическим режимом водораспределения.При реализации управления водораспределением в условиях нестационарного движения воды поддерживать текущее значение контролируемого уровня воды Ьт равным заданной глубине Ьз невозможно, и задает я точность регулирования, выражающаяся в отклонении текущего значения уровня воды относительно заданной глубины с требуемой погрешностью, Эта величина в системах стабилизации уровня водысоставляет, как правило, 2 - 5 см. При малыхотклонениях уровня от заданного форсировка не применяется из-зэ перерегулированияи колебательных процессов. При появлениизначительных отклонений введение форсировки позволяет существенно уменьшитьвремя переходного процесса за счет резкого сокращения времени транспортного запаздывания, сократить число отработокисполнительных механизмов, и кроме того,исключить возможность срабатывания резервов участка.При введении форсировки заданная величина зоны нечувствительности, т.е, диапазон отклонений уровня относительно Ьзрегламентирует факт включения форсировки в случае выхода Ьт зэ его пределы. Этотдиапазон выбирается в зависимости от применемой системы регулирования и составляет, как правило, от двух до четырехдиапазонов заданной точности регулирования. Обычно зона нечувствительности симметрична относительно заданного уровняЬз, но в ряде случаев она может иметь отличающиеся друг от друга значения зоны отклонения вверх едоп и зоны отклонения внизедоп (фиг.2),бВеличины одоп и одоп опРеДелЯютсЯм бдля каждого конкретного участка заранее ив процессе управления остаются постоянными,Таким образом, в участке канала имеется ряд постоянных величин Ьмакс, г 1 мия, Едмоп,едо которые можно определить заранее,бодна задаваемая в процессе управления величина Ьз и одна переменная величина Ьт -текущее значение уровня воды.В исходном состоянии при отсутствиивозмущений текущее значение уровня водыв контролируемом створе Ьт равно заданнойвеличине Ьз, и глубины наполнения располагаются по линии а-а, находящейся междулиниями Ь-Ь и с-с (из условия нормальнойработы канала). Пусть в некоторый моментвремени потребовалось увеличить расход02, и затвор 2 был поднят на новое открытие. Изменение открытия затвора вызываетчерез некоторое время понижение уровняводы в створе датчика 3 и нэ выходе элемента сравнения появляется сигнал отклоненияуровня воды е = Лт - Ьз, по которому регулятор вырабатывает управляющее воздействие на затвор 1 для подачи дополнительногорасхода по длине участка 1 . Одновременносигнал с датчика 3 поступает для определе 1604912ния дополнительной величины рассогласования И с целью подачи форсированных расходов,Форсировка формируется следующим образом. Измеряется знак е = пт - пз. В данном случае величина отклонения имеет знак ".минус" (понижение уровня относительно заданного). Затем определяется величина еб= пт - (Ьмакс). Полученное значение еб умножается на коэффициент К (коэффициент коррекции, зависящий от категории потребителей и определяемый для данного участка заранее).Величина К выбирается в зависимости от конкретной облицовки канала, от условий неразмываемости и устойчивости откосов. После этого величина е= пт - пз сравнивает- СЯ С Едоп. ЕСЛИ Е)Едоп, ТОГ =К Еб ПОб бступает на второй вход регулятора 6, Если еедоп, то е не проходит на вход регулябтора 6 и форсировка не производится, т.е. форсировка применяется только при значительных возмущениях и не реализуется при малых, когда время запаздывания транспортной передачи измененного расхода меньше времени, за которое уровень воды выйдет за пределы ед,п .бВ случае, если уровень пт повысился выше заданной глубины наполнения пз (например, при уменьшении расхода 02), то определяется величина Ем = йт - (Ьмин), которая всегда больше нуля (фиг.2), но теперь будет положительной и величина е = пт - Ьз. В качестве форсировки в данном случае вводится величина И = К ем, которая аналогичным образом сравнивается со значением одопАналогичнь 1 м образом способ реализуется в случае изменения расходов водопотребителей участка канала или необходимости изменения пз.Таким образом, в предлагаемом способе достигается гибкость при включении форсировок в зависимости от требуемой точности регулирования, что исключает раскачку системы при малых возмущениях и управление величиной форсированной водоподачи в зависимости от технологических возможностей канала на данный момент времени, что позволяет с большей эффективностью использовать резервные обьемы участка, повысить быстродействие управления и увеличить запас устойчивости по срав нению с известными способами.Техническая реализация способа возможна или с применением стандартных элементов вычислительной техники, или набором серийных блоков аппаратуры элек троавтоматики.Экономическая эффективность от применения способа форсирования подачи форсированных расходов воды в участок канала заключается в увеличении форсировки 15 в 1,15-1,3 раза, сокращении времени передачи расхода в 1,8-2,2 раза,Формула изобретения20 Способ подачи форсированных расходовводы в участок канала, включающий задание предельных допустимых и среднего заданного уровней воды в конце участка, измерение текущего уровня воды в конце участка и сравнение его с заданным средним уровнем, фор мировэние и подачу основного сигнала нарегулятор исполнительного механизма перегораживающего сооружения в начале участка, а также сравнение текущего уровня в конце участка с одним из его предельных 30 допустимых значений и формирование дополнительного сигнала рассогласования с подачей его на регулятор и последующим регулированием положения перегораживающего сооружения в начале участка канала, 35 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, сравнение текущего уровня при формировании дополнительного сигнала рассогласования производят с максимально допустимым 40 уровнем при падении уровня ниже заданного, а при повышении уровня выше заданного - с минимально допустимым уровнем в конце участка канала, при этом пропорционально разности этих параметров формируют 45 дополнительный сигнал рассогласования ипри превышении абсолютного значения дополнительного сигнала заданной величины подают его на регулятор исполнительного механизма, перегораживающего сооруже ния в начале участка канала.1604912 Редактор О,Голова К тор О,Кравцов при ГКНТ СС Производственно-и т "Патент", г, Ужгород,Г 10 ельский ком Заказ 3438 ВНИИПИ Составитель Г.ПараевТехред М.Моргентал Тираж 530 Подписное ударственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5