Способ водораспределения на участке канала

 

СПОСОБ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА УЧАСТКЕ КАНАЛА, включающий изменение расхода в начале участка по изменению уровня в конце участка, отличающийся тем, что, с целью уменьшения резервного объема и времени перестойки при возмущении в конце участка из-за изменения расхода потребителей, изменение расхода в начале участка в период добегания осуществляют прерывисто образованием волн от максимального уровня до минимального , причем среднее значение уровня волн за этот период равно значению изменения уровня в конце участка и обратно ему по знаку.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(я) Е 02 В 13/00

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3354925/29-15 (22) 12.11.81 (46) 07.06.83. Бюл. № 21 (72) Г. А. Гольдштейн, Н. М. Большаков и И. А. Гольдштейн (53) 631.347.1 (088.8) (56) 1. Бочкарев Я. В. и др. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов в гидромелиорации. М., «Колос», 1969, с. 292-300.

2. Авторское свидетельство СССР № 681151, кл. Е 02 В 13/00, 1979.

„SU„„1021705 A (54) (57) СПОСОБ ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА УЧАСТКЕ КАНАЛА, включающий изменение расхода в начале участка по изменению уровня в конце участка, отличающийся тем, что, с целью уменьшения резервного объема и времени перестойки при возмущении в конце участка из-за изменения расхода потребителей, изменение расхода в начале участка в период добегания осуществляют прерывисто образованием волн от максимального уровня до минимального, причем среднее значение уровня волн за этот период равно значению изменения уровня в конце участка и обратно ему по знаку.

102! 705

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к автоматизации водораспределения в мелиорации, и может быть использовано в системах регулирования уровня (расхода) воды, в открытых каналах.

Известен способ водораспределения, включающий изменение подачи расходов воды на постоянную величину в начале участ ков канала в зависимости от изменения расходов их потребителей и поддержание постоянного (заданного) расхода в конце участков. Этот способ реализован в виде системы автоматического регулирования водораспределения по уровню воды нижнего бьефа (1) .

Недостатком способа является длительное время перестройки режима работы участка канала при изменении расходов потребителей, что приводит к большому резервированию воды для обеспечения потребителей на время перестройки и повышению стоимости канала.

Известен также способ водораспределения на участке канала, включающий изменение расхода участка по изменению уровня в конце участка . Расход подается в начало участка форсированно постоянно в зависимости от изменения расходов потребителей с целью поддержания постоянного расхода в конце участка (2).

Недостатком этого способа являются повышенные резервные объемы воды. из-за большой постоянной подачи воды на период добегания от начала до конца участка, а также большое время перестройки из-за необходимости отработки возмущений в конце участка после времени добегания.

Цель изобретения — уменьшение резервного объема и времени перестройки при возмущении в конце участка из-за изменения расхода потребителей.

Цель достигается тем, что изменение расхода в начале участка в период добегания осуществляют прерывисто образованием волн от максимального уровня до минимального, причем среднее значение уровня волн за этот период равно значению изменения уровня в конце участка и обратно ему по знаку.

Способ включает измерение изменения расходов потребителей; вычисление необходимого постоянного изменения расхода в начале участка; вычисление высоты и ширины волны, периодичности (скважности) волн (на основе постоянного изменения) и времени добегания измененного расхода; изменение расхода в начале участка на время добегания путем волнообразования; изменение расхода в начале участка по окончании времени добегания на постоянную, вычисленную ранее, величину.

На фиг. 1 изображен пример отработки понижения заданного уровня в конце участ5

55 ка; на фиг. 2 — система регулирования для реализации способа; на ф и г. 3 — схема ре гул ятора.

Увеличение скорости передачи изменения расхода в начале участка, например, в конец участка путем образования волн обусловит следующие преимущества. В сопоставлении с идеей форсировки можно передать форсированное значение расхода за выбранный период, т.е. за заранее определенный период все равно будет передано среднее значение, равное постоянному изменению расхода, а значит не надо перестраивать режим работы участка. Движение прерывистой волны, как известно, не приводит к размыву дамб канала (это как бы перемещение воды вверх-вниз). Можно получить наибольшую скорость перемещения (она ограничивается только высотой сухих бровок канала) .

Схема включает участок открытого канала 1, расположенный между перегораживающими сооружениями (не показаны), оборудованными затворами с электроприводом 2 (в начале участка) и 3 (в конце участка), с потребителями в виде насосных станций или открытых водовыпусков (не показаны); на участке 1 имеется датчик 4 уровня (расхода) воды в конце участка и регулятор 5, управляющий затвором с электроприводом 2, элемент сравнений 6, реле времени 7 и 8, генератор импульсов 9, триггер 10, счетчик (двоичный) 11, пороговый элемент 12, одновибратор 13, усилитель-ограничитель 14, инвертор сигнала 15, сумматор 16, регулирующее устройство 17, ключи 18-23,элементы совпадения 24 и 25.

Способ водораспределения на участке заключается в следующем.

В начале на участке имеется установившийся процесс водоподачи в участок водопотребления, при этом выходной сигнал датчика 4 скомпенсирован сигналом задания Н, и с выхода регулятора 5 отсутствует управляющий сигнал.

При изменении расхода воды потребителями изменится уровень воды в конце участка, выходной сигнал датчика 4, измеряющего уровень (расход) в конце участка, вследствие чего разница между ним и сигналом задания Н приведет к образованию управляющего сигнала регулятора

5 на затвор с электроприводом 2. Управление с регулятора 5 производится путем формирования удлительности управлений (импульс) и периодичности (пауза) управления затвором с электроприводом 2, т.е. образованиям воды, а по достижению времени добегания первой волны до датчика

4, с регулятора 5 производится управление путем формирования длительности постоянного управления, т.е. постоянное изменение расхода. После этого вновь наблю1021705 дается установившийся процесс на участке.

Регулятор основного блока системы работает следующим образом.

Вначале с выхода элемента сравнения

6 отсутствует сигнал рассогласования (сигнал задания равен выходному сигналу датчика 4), с выходного реле времени 7 (оно отключено) открыты ключи 18 и 19, закрыт ключ 23 и отсутствуют выходные сигналы с элементов совпадения 25 и 24, вследствие чего закрыты ключи 20 и 21. Кроме того, отсутствует управляющий сигнал регулирующего устройства 17.

При появлении сигнала рассогласования с выхода элемента сравнения 6 через ключ 18 срабатывает реле времени 7, с выхода которого закрывается ключ 19, открывается ключ 23 и появляется разрешающий сигнал на входах элементов совпадения 24 и 25.

Через усилитель-ограничитель 14 и инвертор 15 пропорциональные рассогласования сигналы (но с разными знаками) поступают на вход ключей 20 и 21, с выхода которых через сумматор 16 они поступают на вход регулирующего устройства

17. Как не трудно проследить, ключи 20 и

21 открываются попеременно на время, равное длительности импульса генератора импульсов 9 (образование волны), а затем закрываются на время, устанавливаемое реле времени 8 (пауза). Причем, после прохождения двух импульсов на открытие ключей 20 и 21, реле времени срабатывает, и на входах элементов совпадения 24 и 25 появляется его выходной запрещающий сигнал, и ключ 22 закрывается, а по истечении времени паузы реле времени 8 отпускает и вновь появляется разрешающий сигнал на входах элементов совпадения 24 и

25 и открывается ключ 22. Пороговый элемент 12 через одновибратор 13 устанавливает триггер 10 в такое положение, чтобы первый импульс соответствовал знаку сигнала рассогласования. А по достижении времени добегания первой волны до створа датчика 4 с выхода реле времени 7 появляется запрещающий сигнал на входах элементов совпадения 24 и 25, открывается ключ 19 и закрывается ключ 23 (причем, это происходит немного раньше добеганий первой волны, для того, чтобы описанный ниже процесс постоянного управления был возможен. Выходной сигнал рассогласования с выхода элемента сравнения 6 через ключи 18 и 19 и через сумматор 16 поступает на вход регулирующего устройства 17, с выхода которого появляется управ.ляющий сигнал на установление затвора с электроприводом 2 в необходимое постоянное положение, соответствующее изменившемуся уровню (расходу). А после времени добегания с выхода реле времени 7 закрывается ключ 18 на небольшое время (время демпфирования), в течение которого уменьшаются колебания в створе датчика 4. После чего реле времени отключается и вся схема устанавливается в первоначальное состояние.

Образование .волн возможно и таким образом, при котором первая волна будет наибольшей величины, а остальные уменьшаются по величине и тогда среднее значение измененного расхода берется за период не между соседними волнами (как в нашем примере), а за больший период.

Применение способа позволяет на участках открытых каналов с перегораживаю35 щими сооружениями снизить строительную стоимость канала за счет уменьшения резервных объемов воды.

1921705

Редактор М. Товтин

Заказ 3990/19

Составитель Г. Параев

Техред И. Верес Корректор А. Ильин

Тираж б73 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4