Устройство для регулирования уровня воды в канале

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 51)5 6 05 О 9/1 осударственный прои научно-исследовао ирригационному и тел ьству "С редазгиполчкова В.В, Автомаансформации неравы, - Фрунзе: Илим,льство СССР9/12, 1984,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Маковский З.ЗВтиэация процессов трномерного стока вод1977, с, 156-179.Маковский З,Э., Втизация процессов през гидротехнические сИлим, 1986, с, 45-46.Авторское свидетеК. 1366995, кл, 8 05 Э олчкова В,В. Автомаропуска паводков чеооружения. - Фрунзе Изобретение относится к автоматизации водораспределения, в частности к устройствам для регулирования баланса расходов при обычной эксплуатации и прекращения водоподачина участок канала при возникновении в нем аварийной ситуации,Известен регулятор стабилизации уровня воды нижнего бьефа с защитой от переполнения канала, например АРУ-Г или АРУ-ГП, включающий затвср прислонного типа с сифоном, датчики уровня верхнего и нижнего бьефа, сообщенные с мембранным клапаном, установленным на затворе,Известна противопаводковая автоматическая система, включающая водо 1725196(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОНИЯ УРОВНЯ ВОДЫ В КАНАЛЕ(57) Изобретение касается автоматизации водораспределения и может быть использовано для регулирования уровня воды в оросител ьном канале. Цел ь изобретения - обеспечение защиты участка канала в аварийных ситуациях. Указанная цель достигается введением в устройство дополнительного контура управления, осуществляющего закрытие затвора и прекращение поступления воды на участок канала при резких изменениях уровня воды в канале, 1 ил,измещающий затвор, в полости которого установлен сдвоенный сифон для откачки воды из затвора,Наиболее близким к изобретению является устройство для регулирования водо- подачи в канале с насосными станциями, содержащее датчик и задатчик уровня, блок рассогласования, демпфер, дифференциатор, блок зоны нечувствительности, генератор, блок паузы, блок плавного и ступенчатого регулирования с реверсивным электроприводом, насосные агрегаты,Недостатком этого устройства является невозможность обеспечить защиту канала при аварийной ситуации.Цель изобретения - обеспечение защиты канала в аварийной ситуации,В устройство, включающее установленные в канале верхний и нижний затворы, датчик и задатчик уровня воды, подключенные к входам элемента сравнения, и блок регулирования, выход которого через реверсивный электропривод связан с затвором, дополнительно включены последовательно соединенные блок демпфирования, блок дифференцирования, сумматор, блок выделения модуля сигнала и формирователь зоны нечувствительности, а также ключевой элемент, информационный и управляющий входы которого подключены соответственно к выходу сумматора и сигнальному выходу блока зоны нечувствительности, силовой выход которого связан с входом реверсивного электропривода, выход ключевого элемента связан с входом блока регулирования, выход элемента сравнения подключен к входу блока демпфирования и второму входу сумматора.На чертеже изображена схема устройства для регулирования уровня воды в канале,Устройство состоит из датчика 1 уровня воды, установленного на участке 2 канала, ограниченном затворами вышерасположенного 3 и нижерасположенного 4 перегораживающих гидросооружений. Датчик 1 уровня подключен на один из входов элемента 5 сравнения, на другой вход которого подключен задатчик 6 уровня воды, Выход элемента 5 сравнения подключен к одному из входов первого сумматора 7, На другой вход первого сумматора 7 с выхода элемента 5 сравнения последовательно включены блок 8 демпфирования с передаточной функциейТдм Р + 1и блок 9 дифференцирования с передаточной функциейКТРТп Р+1где Кдм - коэффициент усиления блока демпфирования;Тдм - постоянная времени блока демпфирования;Кл - коэффициент усиления блока дифференцирования;Тл - постоянная времени блока дифференцирования;Р - оператор дифференцирования.Выход сумматора 7 подключен к информационному входу ключевого элемента 10, выход последнего подключен к входу блока 11 регулирования, имеющего зону нечувствительности я. Выход блока 11 регулирования через реверсивный электропривод12 связан с затвором 3 вышерасположен 5 ного перегораживающего гидросооружения.На выход сумматора 7 последовательноподключены блок 13 выделения модулясигнала изменения уровня воды и формирователь 14 зоны нечувствительности,10 имеющий величину зоны нечувствительности Е, причем Е я.Один выход формирователя 14 зоны нечувствительности подключен к управляющему входу ключевого элемента 10, а другой15 его выход - к электроприводу 12 затвора 3,Аналогичным устройством регулирования оборудован вышерасположенный участок канала с датчиком 15 уровня, На схемеобозначено место 16 возможного прорыва20 дамбы канала.Устройство имеет два режима работы взависимости от величины суммы сигнала отклонения и скорости его изменения на выходе сумматора 7; если величина суммы25 сигналов больше е,но меньше Е, то ключевой элемент 10 не переключается и устройство работает через блок регулирования врежиме стабилизации заданного уровня встворе датчика 1 (нормальный режим ра 30 боты); если величина суммы сигналов превышает Е, то ключевой элемент 10переключается и устройство работает в аварийном режиме.В нормальном режиме устройство рабо 35 тает следующим образом,К элементу 5 сравнения поступают сигналы датчика 1 уровня воды и задатчика 6,С выхода элемента 5 сравнения сигнал рассогласования поступает на один из входов40 сумматора 7 и через блоки демпфирования8 и дифференцирования 9 на другой входсумматора 7. Блоки 8 и 9 из сигнала рассогласования формируют сглаженный сигналскорости отклонения уровня воды от задан 45 ной задатчиком 6 величины.В нормальном режиме работы участка 2канала сумма сигналов рассогласования искорости отклонения с выхода первого сумматора 7 через открытый ключевой эле 50 мент 10 поступает на вход блока 11регулирования, Если сумма укаэанных сигналов превышает величину зоны нечувствительности е блока 11 регулирования, навыходе последнего появляется управляющий55 сигнал, который воздействует на электропривод 12, перемещает затвор 3 в направленииуменьшения рассогласования.Направление перемещения затвора 3зависит от знака суммы сигналов на выходе1725196 55 сумматора 7, т.е. от направления изменения уровня в створе датчика 1: при понижении уровня затвор 3 открывается, при повышении уровня закрывается.Аварийный режим работы участка 2 канала характеризуется быстрым и значительным изменением наполнения участка 2 канала, Один из случаев аварийного режима возникает при прорыве, например, в створе 16 дамбы участка 2 канала, тогда происходит быстрое и значительное понижение уровня воды в участке 2 канала. При этом для уменьшения отрицательных последствий аварийной ситуации необходимо с помощью данного устройства регулирования закрыть затвор 3 в начале участка 2 канала и прекратить поступление воды на участок 2. Как следствие в участке канала перед затвором 3 уровень повысится и через датчик 15 начнет действовать аналогичное устройство регулирования вышерасположенного участка канала.Другой случай аварийного режима в участке 2 канала возникает, например, при значительном или полном закрытии затвора 4 в конце участка 2, вследствие чего участок 2 начинает переполняться, При этом для защиты от переполнения необходим с помощью данного устройства закрыть затвор 3 в начале участка 2 и прекратить поступление воды на участок 2. В результате на участке канала перед затвором 3 уровень повысится и через датчик 15 начнет действовать аналогичное устройство вышерасположенного участка канала.При повышении уровня в створе датчика 1 на выходе сумматора 7 образуется сигнал положительной полярности, При понижении уровня - сигнал отрицательной полярности. С выхода сумматора 7 сигнал положительной или отрицательной полярности поступает на блок 13 выделения модуля сигнала изменения уровня воды. В обоих случаях изменения уровня воды входной сигнал преобразуется блоком 13 в сигнал положительной полярности на выходе блока 13, в соответствии с которым затвор 3 закрывается. Этот сигнал подается на вход формирователя 14 зоны нечувствительности. Величина зоны нечувствительности Е блока 14 установлена существенно больше величины зоны нечувствительности я блока 11 регулирования: Е е. Этим достигается управляющее действие блока 14 только при аварийном режиме, т.е. когда сумма величины и скорости изменения уровня воды в 5 створе датчика 1 и на выходе сумматора 7достигает большой величины Е е, что характерно для аварийных режимов. С одного выхода формирователя 14 сигнал подается на управляющий вход ключевого 10 элемента 10, в результате чего действиеблока 11 регулирования прекращается. С другого выхода формирователя 14 сигнал управления подается на электропривод 12 затвора 3. При аварийном режиме знак 15 этого сигнала соответствует направлениюдвижения затвора 3 на закрытие, Затвор 3 закрывается, прекращая поступление воды на участок 2 канала, В результате этого возникшая аварийная ситуация на участке 2 20 приостанавливается. Вследствие этого начинает наполняться участокканала, расположенный выше затвора 3, что приводит в действие аналогичное устройство регулирования с датчиком 15.25формула и зоб рете ни яУстройство для регулирования уровняводы в канале, содержащее установленные в канале верхний и нижний затворы, датчик 30 и задатчик уровня воды, подключенные квходам элемента сравнения, и блок регулирования, выход которого через реверсивный электропривод связан с верхним затвором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с 35 целью обеспечения защиты канала в аварийной ситуации, оно дополнительно содержит последовательно соединенные блок демпфирования, блок дифференцирования, сумматор, блок выделения модуля сигнала и 40 формирователь зоны нечувствительности,а также ключевой элемент, управляющий и информационный входы которого подключены соответственно к выходу сумматора и сигнальному выходу формирователя зо ны нечувствительности, силовой выход которого связан с входом реверсивного электропривода, при этом выход ключевого элемента связан с входом блока регулирования, а выход элемента сравнения 50 подключен к входу блока демпфирования ивторому входу сумматора.1725196 35 40 50 Составитель Н, Брискина Редактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец Заказ 117 б Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101