Устройство для регулирования верхнего и нижнего уровней воды смежных бьефов

2) Авторы изобретения ун и П,С, Ходаковск Н.Н м. ХХУ съезд) Заявитель скин институт автомати УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЕРХНЕИ НИЖНЕГО У.ОВНЕИ ВОДИ СМЕЖНЫХ БЬЕФО Изобретение относится к технике автоматизации перегораживающих сооружений мелиоративных систем, оборудованных электроуправляею)ми затворами.Известна система автоматического регулирования уровня воды в участке ирригационного канала, которая предусматривает установку датчиков уровня в начале и конце участка ирригзционного канала для повышения точности регулирования и быстродействия системы 11,Недостатком такой системы является снижение надежностииз-за необходимости передачи сигнала по всей длине бьефа и вызванные этим дополнителыые капитальные затраты, особенно для бьефов большой протяженности.Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система, которая служит для стабилизации уровня воды нижнего бьефа и ликвидации аварийных ситуаций в верхнем бьефе. Регулятор работает в комплекте с контактными датчиками и формиру"ет первый управлякщнй импульс, пропорциональный скорости выхода урбвняна границу зоны нечувствительности,и последующие управляющие импульсыс постоянной дискретностью н одинаковой длительности. При достиженииуровня в верхнем бьефе аварийнойотметки регулятор независимо от состояния нижнего бьефа формирует команды подъема щита с постоянной дискретностью одинаковой длительности дополного сброса излишка воды в нижнийбьеф и возвращения уровня верхнегобьефа к заданной отметке 12 ,Однако этот регулятор не обеспечивает удовлетворительного качестварегулирования при .широком диапаоо-.не изменения нагрузки на канал. Формирование импульса, пропорционального скорости изменения уровня, возможно только в одной точке при выходеуровня на границу зоны нечувствительности, т,е, на границе между двумя4256 4ных значений уровня воды верхнегобьефа, а вторые входы - к выходу датчика уровня воды верхнего бьефа.Апгебраическое суммирование сигнала рассбгласования по верхнему бьефус сигналом задатчика уровня водынижнего бьефа позволяет корректировать задание стабилизации уровня нижнего бьефа по отклонению уровня верх 10 него бьефа и этим повысить устойчивость процесса автоматического регулирования при накоплении и срабатывании резервных обьемов, уменьшить величину динамической и статическойошибки стабилизации уровней верхнегои нижнего бьефов, автоматизироватьпроцесс сглаживания неравномерногографика водопотребления.Введение пропорционального регулирования по верхнему бьефу, использованное в предлагаемой системе, повышает устойчивость и качество регулиро"вания в широком диапазоне изменениянагрузок на канал, исключает устойчивые автоколебания, допускаемые визвестных системах.На чертеже представлена блок-схема устройства для регулирования верхнего и нижнего уровней воды смежныхбьефов,Устройство содержит датчик 1 уровня воды верхнего бьефа, датчик 2 уровня воды нижнего бьефа, регулятор 3,а также узел управления 4, электропривод затвора 5, образующие исполнительный блок 6, задатчики 7,7 предельных значений уровня воды верхнего бьефа, блоки рассогласования8,9, вентили 10,11, сумматор 12, задатчик 13 уровня воды нижнего бьефа.4 О На входы блока 8 поступают сигналызадатчика 7 предельного верхнегозначения датчика 1 верхнего бьефа.Сигнал рассогласования с выхода блока 8 через вентиль 10, поступает нафф один вход сумматора 12. Аналогичнона входы блока 9 поступают сигналызадатчика 7 предельного нижнего значения и датчикаверхнего бьефа. 3 86 электродами. Этот недостаток неизбеж но приводит к ухудшению качества регулирования, снижению степени устойчивости процесса стабилизации уровня воды нижнего бьефа, которое в конечном итоге приводит к устойчивым автоколебаниям или так называемым "качаниям" воды в бьефе.Увеличение зоны нечувствительности регулятора повышает степень устойчивости, однако при этом значительно увеличивается погрешность стабилиза-. ции уровня.Недостатком регулирования по верхнему бьефу является то, что рассматриваемая система не может обеспечить пропорционального регулирования. Так, при нарушении равенства 0, = Ораскода стОРоНУ УВЕЗЩНИ" 0 приюдс 1 в верхнем бьефе накапливаются объемы воды и при достижении аварийной отметки производится сброс этого объема воды в нижний бьеф. Однако после .сброса регулятор снова переключается на регулирование по нижнему бьефу и стремится к обратному действию (прикрытию затвора), так как задание на поддержание уровня нижнего бьефа остается неизменным в то время, как уровень в нем возрастает. Этим создаются условия для накопления в верхнем бьефе снова аварийной емкости. Процесс повторяется, что может привести к нежелательным колебаниям уровня и, "раскачиваниям" бьефа, а также увеличению непроизводительных потерь воды.Цель изобретения - повышение устойчивости и точности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования верхнего и нижнего уровней воды смежных бьефов, содержащее датчики и задатчики уровня воды верхнего и нижнего бьефов, задатчики предельных значений уровня воды верхнего бьефа, причем выход датчика уровня воды нижнего бьефа связан с первым входом регулятора, выходом подключенного ко входу исполнительного блока, введены сумматор.и блоки рассогласования 50 подключенные выходом через соответствующие вентили к первым входам сумматора, второй вход которого связан с выходом задатчика уровня воды нижнего бьефа, а выход со вторым входом 55 регулятора, первые входы блоков рассогласования подключены к выходам соответствующих задатчиков предельВыходной сигнал блока 9 через вентиль 11, поступает на другой вход . сумматора 12. Выходной сигнал элементов 10 или 11 отличный .от нуля, если сигнал датчика уровня воды верхнего бьефа, соответственно больше или меньше выходных сигналов задатчиков 7 7Осоответственно верхнего или нижнего предельных значений, В сумматоре про86425 гз ЭО г 0 40 5изводится математическая операция алгебраического сложения этих сигналов с сигналом задатчнка 13 уровня воды нижнего бьефа, Суммарчый сигнал поступает на вход импульсного регулятора,Задание верхнего предельного значения уровня, воды верхнего бьефа производится с целью защиты от переполнения верхнего бьефа, а задание нижнего предельного значения - с целью защиты от его опорожнения.При отсутствии сигнала рассогла,сования по верхнему бьефу система производит стабилизацию уровня нижнего бьефа, Регулирование по верхнемубьефу производится прн появлениисигнала рассогласования на выходеблоков 8 или 9 и регулирующее воздействие формируется импульсвам регулятором 3 с,учетом величины и знака сигнала рассогласования по нижнему бьефу, Если уровень нижнего бьефасоответствует заданному, то при появ"ленин сигнала, величина которогобольше нечувствительности регулятора3, система отрабатывает управляющеевоздействие для компенсации рассогласования по верхнему бьефу, Таким образом, регулирование по верхнему бьефу начинается с малых рассогласовзний и система обеспечивает пропорционально-имйульсное регулирование.Если верхним бьефом является головной источник водозабора, уровень в котором увеличивается прн сокращении водопотреблення хозяйствами, система автоматически переключается на стабилизацию другого уровня нижнего бьефа. При этом величина уровня стабилизации нижнего бьефа увеличивается по сравнению с заданной задатчиком 13, на величину рассогласования по верхнему бьефу. Такой режим работы; при котором система автоматически изменяет задание установки уровня стабилизации нижнего бьефа в зависимости от ситуации в верхнем бьефе, важен для оросительных систем, у которых наблюдается при суточном регулировании колебания уровня источника водозабора, и в связи с этим важна накапливать в бьефе резервные емкости при снижении водопотребления. Накапливание резервных емкостей и распределение нх по бьефам производится равномерно при увеличении уровня верхнего бьефа выше заданной верхней зоны, т.е, при 6 6появлении иа выходе блока 10 сигнал рассогласования.Аналогичным образом производится автоматическое изменение уровней стабилизации нижнего бьефа в нижерасположенных не показанных) бьефах оросительного канала, перегораживающие сооружения которого снабжены предлагаемой системой автоматизации,Срабатывание резервных емкостей также происходит автоматически при снижении уровня головного источника водозабора, так как при этом сигнал рассогласования с выхода задатчика 7 уменьшается до нуля и система переключается на стабилиэщию уровнянижнего бьефа в соответствии с уставкой задатчика 13 нижнего бьефа.Системы каскадного регулирования, перегораживающие сооружения которых автоматизированы с помощью предлагае" мой системы местной автоматики, обеспечивают равномерную подачу расходов водопотребителям, позволяют полностью автоматизировать процесс водо- распределения открытой оросительной сети и этим высвободить постоянный обслуживающий персонал. Повышение же точности и качества регулирования позволяет минимизировать дефициты и непроизводительные поте ри воды. Формула изобретенияУстройство для регулирования верхнего и нижнего уровней воды смежныхбьефов, содержащее датчики уровняводы верхнего и нижнего бьефов, задатчик уровня воды нижнего бьефа,задатчики предельных значений уров=ня воды верхнего бьефа, причем выход датчика уровня воды нижнего бье фа связан с первым входом регулятора, выходом подключенного ко входуисполнительного блока, о т л и ч аю щ е е с я тем, ч,.о, с целью повышения устойчивости и точности устройства, оио содержит сумматор иблоки рассогласования, подключенныевыходом через соответствующие вентили к первым входам сумматора, второйвход которого связан с выходом задат"чика уровня воды нижнего бьефа, авыход - со вторым входом регулятора,первые входы блоков рассогласованияподключены к выходам соответствующихзадатчиков предельных значений уровняводы верхнего бьефа, а вторые входык зыходу датчика уровня воды верхнего864256 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР В 477390, кл. 005 В 11/01, 1975.тираж осударстве ам изобрет Москва, Ж 2. Новые автоматические регуляторы АРУи АРУ. Экспресс-информация Мигводхоза СССР. Серия 5, вып,6, 1976 (прототиг). 943 Пного комитета СССний и открытий5, Раушская наб., д