Способ водораспределения между смежными бьефами оросительного канала и устройство для его осуществления

(51)4 С 05 П 9/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Кордун,(54) СПСМЕЖНЫМИЛА И,УС(57) Изтизациирования тых кан Цель изтивност емкосте а регу о осно ил. соба жени Сущность предлагаемого сп водораспределения между сопр бьефами заключается в регули стока воды в нижний бьеф, пр ром в рабочем диапазоне уров ду предельными отметками) в поддерживается заданное соот между текущими значениями ре емкостей и разбалансов расходИзо томаение относитс о рот л тизации процесса каскадно вания водораспределения н каналах оросительных сист ованиикотоей (меж ьефах ыть шени рвных повырвныхв (раэ(46) 30.04.89. Бюл, К (7 1) Киевский институт автоматики им, ХХЧ съезда КПСС(56) Маковский Э. Автоматизация гидротехнических сооружений в системах каскадного регулирования расходов воды. Фрунзе; ИЛИМ, 1972, й 6.1, 5 6.2, с. 227-246.Авторское свидетельство СССР р 864256, кл, С 05 Р 9/12, 1978,СОБ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕЖДУБЬЕФАМИ ОРОСИТЕЛЬНОГО КАНАРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ бретение относится к автомапроцесса каскадного регуливодораспределения на открыалах оросительных систем, бретения - повьппение эффекиспользования резервныхбьефов и повышение качестирования. Способ и устройстаны на измерении текущих Цель изобретения - повьппефективности использования реемкостей сопряженных бьефовшение качества регулирования1 значений разбаланса расходов и резервных емкостей сопряженных бьефови перераспределений избыточных объемов между резервными емкостями верх"него и нижнего бьефов в соотйошении измеренных величин, при которомзаполнение этих емкостей при избыточной водоподаче или опорожнениепри ее дефиците будет вестись равномерно. Для этого поддерживают равенство отношений резервных емкостейи разбалансов расходов сопряженныхбьефов, а при заполненных или опорожненных резервных емкостях этих бьефов водораспределение ведут путемстабилизации уровня нижнего бьефа назаданной соответственно верхней илинижней предельной отметке уровня.Устройство для реализации способа содержит датчики уровней верхнего инижнего бьефов, блоки определениянезаполненных и накопленных объемовводы, блоки определения скорости изменения уровней, блок вычисления заданного значения скорости измененияуровня воды в нижнем бьефе импульсный регулятор и исполнительный блок.1ности подаваемых и потребляемых раскодов) соответственно для верхнего и нижнего бьефа, а при достижении уровнем нижнего бьефа нижней или верхней предельной отметки водорас 5 пределения ведется известным спасо" бом, путем стабилизации уровня нижнего бьефа на заданных соответственно нижней или верхней отметках. Так как отношение текущих значений резервных емкостей и разбаланса расходов соответствует расчетному време" ни заполнения (опорожнения) резервных емкостей сопряженных бьефов, то поддержание равенства этих отношений гарантирует равномерное заполнение (опорожнение емкостей, при котором процессы заполнения резервных емкостей сопряженных бьефов или срабатывания ранее накопленных объемов воды при опорожнении бьефов заканчивается одновременно). При этом: величина резервной емкости, в которую производится накопление избыточных объемов, равна сумме емкостей верхнего и нижнего сопряжений бьефов.Если период Т заполнения резерв-. ной емкости Ю при установившемся разбалансе расходов дЯ в бьефе равен отношению значения этой емкости кйразбалансу (Т = в ) то для обеспеЦ Фчения равномерного заполнения резервных емкостей сопряженных бьефов расчетные значения их периодов должны быть равны.Условием равномерного заполнения бьефов являются равенство отношений резервных емкостей и разбалансов рас, н ЙВходов: -- = -- для сопряженныхЯд ЯВбьефов, Регулируемой величиной для достижения этого равенства является разбаланс расходов в нижнем бьефе, численное значение которого определяют из равенства временных интервалов заполнения резервной емкости нижнего бьефа и суммарной емкости сопсопряженных бьефови 4(ьЬ л) н + дЩв50д м + а(И)Искомое значение разбаланса расходов бЦв нижнем бьефе, при котором заполнение резервных емкостей будет вестись равномерно, примет видф(,)юИ) + йы( ) Условием равномерного опорожнения сопряженных бьефов является равенство отношений запасенных объемов и.разбалансов расходов. При этом в выражении для 4 Цвместо емкости резервной используют величину запасенного объема 04 воды.Достижение эффекта равномерного заполнения (опорожнения) сообщающихся через перегораживающее сооружение резервных емкостей сопряженных бьефов повышает качество регулирования водо- распределения между ними, при этом эффективность использования резервных емкостей в процессе накопления и срабатывания избыточных объемов возрастает.Способ осуществляют следующим образом.В качестве регулируемой величины используют скорость изменения уровня в нижнем бьефе, величина которой характеризует разбаланс расходов в нижнем бьефе. Для этого измеряют текущие значения скоростей изменения уровней в сопряженных бьефах (Ч и Ч(й) ) и численные значения изме 8ренных скоростей масштабируют в единицах разбаланса расходов (дЯ),Задают рабочие диапазоны изменения уровней в бьефах и измеряют текущие значения незаполненной (ЛЬ(С) и ЛЬ(Е) 6) и заполненной (ЮЬд и ЛЙ(С частей рабочих диапазонов изменений уровней нижнего и верхнего бьефов. Численное значение измеренных значений глубины бьефов масштабируют в единицах объема резервной емкости (дЧ) этих бьефов.1Суммируют сигналы скоростей изменения уровней в бьефах. При значении суммы Ч(е) + ЧО производят накопление избыточных объемов. При этом заданное значение скорости (+Ч) изменения уровня в нижнем бьефе определяют по выражениюСрабатывают накопленные объемы призначении суммы Ч(С) ц + Чс О,при этом заданное значение скорости39 енем и нижнем бьефах. Сигнал положительного знака суммы с первого выхода детектора 23 поступает на вход элемента 2 1 умножения, а сигнал отрица"тельного знака суммы со второго выхода детектора 23 поступает на вход элемента 22 умножения.При положительном знаке суммы скоростей с помощью сумматора 18, элемента 21 умножения и делителя 24 оп"ределяют скорость заполнения резервной емкости нижнего бьефа (+Ч),при этом на выходе делителя 25 сигнал равен нулю. Аналогично, при отрицательном знаке суммы скоростей с помощью сумматора 19 элемента 22 умножения и делителя 25 определяют скорость (-Ч) опорожнения резервнойемкости нижнего бьефа. Заданные значения сигнала (+Ч) скорости измене"ния уровня с выхода блока 7 и еготекущее значение (Чн) с выходаблока 6 определения скорости изменение уровня в нижнем бьефе приложены на входы регулятора 8, который отрабатывает сигнал Г = Ч - Ч(С)рассогласования. Выходные сигналы блоков 5 и 6 масштабированы в единицахрасхода,Для измерения незаполненных частей рабочих диапазонов измененияуровня в сопряженных бьефах с помощью элементов 12 и 13 вычитанияопределяют разность между текущимизначениями уровней с выходов датчиков1 и 2 уровней и уставками задатчиков10 и 11 верхних уровней, АналогичноФпри изменении значений сигналов(дЬ (Т) ) заполненных частей рабочихдиапазонов - с помощью элементов16 и 17 вычитания и задатчиков 14и 15 нижних уровней.Импульсный регулятор 8 через исполнительный блок 9 воздействует назатвор 26 таким образом, чтобы скорость (Ч(с)н) изменения уровня в .нижнем бьефе соответствовала заданному блоком 7 значению (+Ч). Призаполнении резервной емкости нижнегобьефа значение сигнала незаполненнойчасти рабочего диапазона станет равным нулю (ЛЬ(с)= О) и заданное значение скорости, равное +Ч, с выходаблока 7 также будет равно нулю, т.е.регулятор 8 перейдет на стабилизацию уровня нижнего бьефа на заданнойзадатчиком 11 верхней отметке, Аналогично, при опорожнении резервной 5 14764При равенстве нулю суммарной скорости (Ч.+ Ч(Т)= О) стабилизируют текущие значения уровней.Стабилизируют уровень нижнего бье5фа на заданной отметке нижнего уровня при полном срабатывании накопленного объема (дЬ(С) н = О) или на отметке .верхнего уровня - при заполнении резервной емкости (АЬ(е) = О). 10На чертеже изображена функциональная схема устройства для водораспрецеления между смежными бьефами оросительного канала.Устройство содержит датчики 1 и 2 15уровня верхнего и нижнего бьефов соответственно, блоки 3 и 4 определениятекущих значений незаполненных и накопленных объемов воды соответственно, первый 5 и второй 6 блоки скоростей изменения уровня воды, блок 7вычисления заданного значения скорости изменения уровня воды в нижнембьефе, импульсный регулятор 8 и исполнительный блок 9. 25Блок 3 содержит эадатчики 10 и 11верхнего уровня и нижнего бьефов соответственно, а также первый 12 ивторой 13 элементы вычитания,Блок 4 содержит задатчики 14 и 15 зОнижнего уровня верхнего и нижнего бьефов соответственно, а также третий16 и четвертый 17 элементы вычитания.Блок 7 содержит первый 18, второй 19 и третий 20 сумматоры, первый21 и второй 22 элементы умножения,детектор 23, первый 24 и второй 25делители.Устройство работает следующим образом. 40С помощью блока 3 определяют текущие значения сигналов незаполненныхчастей рабочих диапазонов измененияуровней в верхнем (дЬ(Т) в) и нижнем(Йп(с) и) бьефах, а с помощью второго 45блока 4 измерения - текущие значениясигналов заполненных частей рабочихдиапазонов верхнего (дЬ 5) и нижнего (ЮЬ (г) ) бьефов, При этом величины указанных сигналов с выходов блоков 3 и 4 поступают масштабированнымив единицах объема резервной емкостиэтих бьефов.Блок 7 формирует заданное значение .скорости (Ч) в нижнем бьефе. Дляэтого с помощью сумматора 20 определяют алгебраическую сумму сигналовблоков 5 и 6 контроля скорости изменения уровней в сопряженных верх.емкости нижнего бьефа сигнал значения заполненной части рабочего диапазона изменения уровня станет рав-, ным нулю (ЛЬ(й) н = 0) и регулятор 8 перейдет на стабилизацию нижнего5 бьефа на заданной задатчиков 15 нижней отметке.Стабилизация промежуточного между предельными отметками уровня нижнего бьефа произойдет при равенстве нулю сигналов блоков 5 и 6 или когда эти сигналы равны по величине и противоположны по знаку, т.е. Ч+ + Ч= О. Во втором случае регуля тор 8 при помощи затвора 26 изменит сток воды в нижний бьеф таким образом, что скорости изменения уровней в сопряженных бьефах станут равными нулю и таким образом произойдет ста билизация текущего (промежуточного) значения уровня нижнего бьефа. формула и э обретения25Способ водораспределения между смежными бьефами оросительного канала, заключающийся в регулировании расходов воды через перегораживающие сооружения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, ЗО что, с целью повышения эффективности использования резервных емкостей . - бьефов и повышения качества регулирования, измеряют текущие значения резервных емкостей и разбалансов расхо- З 5 дов и воздействуют на затвор перегораживающего сооружения, поддерживая отношение разбалансов расходов в смежных бьефах равным отношению резервных емкостей этих бьефов. 402. Устройство для водораспределения между смежными бьефами оросительного канала, содержащее датчики уровня верхнего и нижнего бьефов и последовательно соединенные импульсный регулятор и исполнительный блок,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения эффективности использования резервных емкостей бьефов иповышения качества регулирования устройство содержит блоки определенияскорости изменения уровня воды, блоки определения текущих значений незаполненных и накопленных объемов воды и блок вычисления заданного значения.скорости изменения уровня водыв нижнем бьефе, выход которого подключен к первому входу импульсногорегулятора, связанного вторым входомс выходом первого блока определенияскорости изменения уровня воды и спервым входом блока вычисления заданного значения скорости измененияуровня воды в нижнем бьефе, выходдатчика уровня верхнего бьефа соединен с первыми входами блоков определения текущих значений переполненныхи накопленных объемов воды и с входом второго блока определения скорости изменения уровня воды, подключенного выходом к второму входу блока вычисления заданного значенияскорости изменения уровня воды в нижнем бьефе, выход датчика уровня нижнего бьефа соединен с вторыми входами блоков определения текущих значений незаполненных и накопленных объемов воды и с входом первого блокаопределения скорости изменения уровня воды, третий и четвертый выходы Аблока вычисления заданного значенияскорости изменения уровня воды в нижнем бьефе подключены к соответствующим выходам блока определения текущихзначений незаполненных объемов воды,а пятый и шестой входы - к соответствующим выходам блока определениятекущих значений накопленных объемовводы.роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина Заказ 2155/48 Тираж 789ВНИИПИ Государственного комитета по изоб113035, Москва, 3-35, Ра Подписноениям и открытиям при ГКНТ СССРая наб., д. 4/5