Система регулирования водораспределения открытого канала
СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОДОгРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКРЫТОГО КАНАЛА, содержащая регуляторы уровня воды верхних бьефов перегораживающих сооружений , выходс1ми связанные с приводами затворов перегораживающих сооружений , а входами - о оответственно с выходами первых блоков задания и с выходс1ми датчиков уровня воды верхних бьефов перегораживающих сооружений , а также приводы затворов водо- . выпусков и датчики положения затворов водовыпусков, отличающая с я тем, что, с целью расширения области применения системы, она .содержит датчик расхода.воды в начале канала, датчики положения затворов перегораживающих сооружений, последовательно соединенные вторые блоки задания и регуляторы уровня воды нижних бьефов водовыпусков, последовательно соединенные блок памяти, блок умножения, суммирующий накбпитель и блок дистанционной коммутации, а. также датчики уровня воды бьефов водовыпусков., выходы которых подключены к вторым входам соответствующих регуляторов уровня воды нижних бьефов водовыпусков, выходами связанных с приводами затворов водовыпусков, первый выход блока дистанционной коммутации подключен к входу блока умноже (П ния, вторые выходы - к входам соответствующих первых и вторых блоков задания, выходы датчика расхода воды в начале канала, датчиков положения затворов перегораживакяцих сооружений и водовыпусков, датчиков уровня воды верхних бьефов перегораживающих сооружений и датчйкрв уровня воды нижних бьефов водовыпусков соеди4 нены с соответствующими вхою дами блока дистанционной .коммутации.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„.SU„„1042000
$(5D G 05 D 9 12 (21) 3236979/18-24 (22) 19.01.81 (46) 15.09.83. Бюл. В 34 (72) П.С.Свердель, В.П.Прямков и A.Â.Квасников (71) Проектное конструкторско-технологическое бюро "Узводприборавтоматика" (53 ) 62-531.6 (088.8) (56) 1. Авторское свицетельство СССР.
В 477390, кл. G 05 В 11/01, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
М 589331, кл. Е 02 В 13/00, 1974 (прототип). рения области применения системы, она ,содержит датчик расхода воды в начале канала, датчики положения затворов перегораживающих сооружений, последовательно соединенные вторые блоки задания и регуляторы уровня воды нижних бьефов водовыпусков, последовательно соединенные блок памяти, блок умножения, суммирующий накопитель и блок дистанционной коммутации, а .также датчики уровня воды бьефов водовыпусков., выходы которых подключены к вторым входам соответствующих регуляторов уровня воды нижних бьефов водовыпусков, выходами связанных с приводами затворов водовыпусков, пер- . вый выход блока дистанционной комму- 3 тации подключен к входу блока умножения, вторые выходы — к входам соответствующих первых и вторых блоков задания,,выходы датчика расхода воды в начале канала, датчиков положения затворов перегораживающих сооружений и водовыпусков, датчиков уровня воды верхних бьефов перегораживающих сооружений и датчиков уровня водц () нижних бьефов водовыпусков соединены с соответствующими вторыми входами блока дистанционной .коммутации. 3©
4Р (54) (57) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОДО-.
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКРЫТОГО КАНАЛА, со.держащая регуляторы уровня воды верх,них бьефов перегораживающих сооружений, выходами связанные с приводами затворов перегораживающих сооружений, а входами — соответственно с выходами первых блоков задания и с выходами датчиков уровня води верхних бьефов перегораживающих сооружений, а также приводы затворов водовыпусков и датчики положения затворов водовыпусков, о т л и ч а ю — . щ а я с я тем, что, с целью расшяД
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ .1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ.ГЕНИЯ, . -"., .,"-,„./ н втоеском свидсткль ву
1042000
Изобретение относится к водному хозяйству, а именно автоматизации водораспределения открытого канала.
:. Известна система автоматического регулирования водораспределения открытого канала, .содержащая регуляторы уровней воды, связанные с датчиками уровней верхних и нижних бьефов перегораживающих сооружений, блоки заданий и сумматоры t 1 ).
Недостатком известной системы является наличие непроизводительных сбросов воды при отключении потребителей.
Наиболее близкой по технической ?5 сущности к предлагаемому изобретению является система регулирования водораспределения открытого канала с перегораживающими сооружениями и водовыпусками с затворами и приводами 20 к ним, содержащая регуляторы уровней воды, связанные с датчиками уровней верхних и нижних бьефов перегораживающих сооружений, блоки заданий, сумматоры, датчики возмущений, g5
:датчики положения регуляторов и ин,.верторы (2j. 1
Известная система обеспечивает перестройку и стабилизацию режима водораспределения таких открытых ка- 30 налов, подача воды в которые и, соответственно, забор воды из них не лимитированы. При этом в процессе функционирования каналов допускаются произвольные во времени включения и величины открытия затворов водовыпусков со стороны потребителей, которые в любой момент могут быть удовлетворены согласно их потребности. Однако существует множество открытых каналов„ подача воды 40 в которые и, соответственно, забор воды из них лимитированы. В процессе функционирования этих каналов не допускаются произвольные Во времени включения и величины открытия зат- 45 воров водовыпусков со стороны,потребителей. В связи с этим забор воды и, соответственно, регулирование затворов водовыпусков потребителей на таких каналах должны осуществляться в зависимости от изменения величины подачи воды в канал. Основным недос-татком известной системы является невозможность регулирования водорас пределения открытого канала, подача 5? воды в который лимитирована, так как не обеспечивается регулирование затворов водовыпусков потребителей при изменениях величины подачи во-. ды в канал.
Цель изобретения - расширение области применения системы. регулирования водораспределения.
Поставленная цель достигается тем, что в систему регулирования во-, у дораспределения открытого канала содержащую регуляторы уров ня Воды верхних бьефов перегораживающих сооружений, выходами связанные с приводами затворов перегораживающих сооружений, а входами - соответственно с выходами первых блоков за-. дания и с выходами датчиков уровняводы верхних бьефов перегораживающих сооружений., а также приводы затворов водовыпусков и датчики положения затворов -водовыпусков, введены датчик расхода воды в начале канала, датчики положения затворов перегораживающих сооружений, последовательно соединенные вторые блоки задания и регуляторы уровня воды нижних бьефов водовыпусков, последовательно соединенные блок памяти, блок умножения, суммирующий накопитель и блок дистанционной коммутации, а также датчики уровня воды нижних бьефов водовыпусков, выходы которых подключены х вторьм входам соответствующих регуляторов уровня воды нижних бьефов водовыпусков, выходами связанных с приводами затворов водовыпусков, первый выход блока дистанционной коммутации подключен к входу блока умножения, вторые выходы - к входам соответствующих первых и вторых блоков задания, выходы датчика . расхода воды в начале канала, датчиков положения затворов перегораживающих сооружений и водовыпусков, датчиков уровня воды верхних бьефов перегораживающих сооружений и датчи! ков уровня воды нижних бьефов. водовыпусков соединены с соответствующими вторыми входами блока дистанционной коммутации.
Открытый канал представляет собой совокупность в общем случае м узлов (каждый из которых состоит иэ перегораживающего сооружения и прилегающих к нему в общем случае водовы— пусков ), связанных участками Открытых водоводов.
На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой системы для 1-го aaron-го узлов; на фиг. 2 - схема регулятора уровня воды; на фиг. 3 - схема блока дистанционной коммутации.
Система включает датчики 1 уровней воды верхних бьефов перегораживающих сооружений и датчики 2 уровней воды нижних бьефов водовыпусков, первые входы которых соединены соответственно с входами регуляторов 3 уровня воды верхних бьефов перегораживающих сооружений,, выходы которых связаны с приводамк затворов перегораживающих сооружений и входами регуляторов 4 уровня воды нижних бьефов водовыпусков, выходы которых соединены с приводами -. атворсв водо-: выпусков, причем втооые входы регуляФ
3, -10.42 0
i .торов 3 уровня воды верхних бьефов. перегораживающих сооружений соедине-ны с выходами первых блоков 5 зада ния, а вторые входы регуляторов 4 уровня воды нижних бьефов водовыпус.— ков - с выходами вторых блоков 6 за - дания; датчики 7 положения затворов" перегораживающих сооружений, датчики
8 положения затворов водовыпусков и датчик 9 расхода воды в начале канала, выходы которых, а также 10 вторые выходы датчиков 1 уровней воды верхних бьефов перегораживающИхсоаруженнй и датчиков 2 уровней во-.. ды нижних бьефов водовыпусков соеди». иены с соответствующими вторычи вхо-. 15. дами блока 10.дистанционной коммута- . цииу последовательно соединенные блок 11 памяти, блок 12 умножения и.суммирующий накопитель 13, выход которого соединен с первьы входом ., 2О блока 10 дистанционной коммутации, первый выход которого подключен к входу блока .12 умножения, а вторые выходы — к входам соответствующих первых 5 и вторых 6 блоков задания.
Количество датчиков 2 уровня воды, регуляторов 4, блоков 6 зада..ния и.датчиков 8 положения затвора на каждом из tn узлов зависит от числа водовыпусков.
Датчик 9 расхода воды предназна-. чен для и мерения величины.подачи воды в канал из источника (реки, во дохранилища )и размещен в начале канала. 35
Регуляторы 3 уровня воды верхнего бьефа перегораживающего соору . жения и регуля1орй 4 уровней воды нижнего бьефа водовыпусков имеют одинаковое принципиальное исполне- . 4Q ние. Блок-схема регулятора представ-" лена на фиг. 2 и состоит иэ блока сравнения 14 и ШНМ, 15.
На один вход блока 14 поступают .сигналы от датчика уровня, а на другой вход - сигналы от блока за-, дания На выходе блока 14 вырабаты-, ваются сигналы рассогласования пропорциональные по величине разносги . сигналов от датчика уровня и блока. -. задания. Сигналы рассогласования с выхода блока сравнения поступают-,- . . на вход блока 15, который вырабаты-" . вает на выходе импульсные сигналы::. с.длительностью импульса,пропорцио-. .
samson величине сигнала рассогла-. ::, 5 сования.
Первые 5 и вторые 6 блоки задания преобразуют сигналы установок в сигналы удобные для сравнения их в регуляторе с сигналами от дат--" &О чиков. Блоки 5 и 6 задания имеют одинаковое принципиальное исполне-.: -, ние. Одним иэ вариантов исполнения- -" блока задания является шаговый двиГатель. На вход двигателя поступают импульсные сигналы уставок, которые преобразуются на выходе в сигналы угла поворота вала шагового двигателя пропорциональные величине сигнала уставки.
Блок 10 дистанционной коммутации функционирует периодически и предназначен.для коммутации и передачи последовательно во времени измерительных сигналов от датчиков к блоку
12 умножения, а также сигналов уставок от суммирующего накопителя 13 к первым 5 и вторым 6 блокам задания.
Блок 10 дистанционной коммутации может быть выполнен, например, на базе распределителя импульсов 16, .связанного с вентильными схемами 17 (см. фиг. 3 ).
Блок 11 памяти предназначен для хранения значений весовых коэффициентов, известных для каждого конкретного открытого канала.
Блок 12 умножения производит
l поочередное последовательно во времени умножение значения сигнала от каждого датчика на свой весовой коэффициент.
Суммирующий накопитель 13 предназначен для выработки сигналов уставок путем суммирования нарастающим и-.огом сигналов, поступающих послещовательно во времени из блока 12 умножения.
Алгоритм функционирования последс,-- вательно соединенных блоков 11-13 с . учетом подключенного.к входу блока 12 первого выхода блока 10 может быть представлен в следующем виде
ll
gg j- f... И
11 F33 где и - количество датчиков, N — - количество регуляторов;, значение установки для j-ro регулятора; д.— значение сигнала от g-го датчика;
K>- â€, весовой коэффициент..
Весовые коэффициенты являются индивидуальной характеристикой канала и представляют собой известную матри<у значений коэффициентов.
Для расчета этих коэффициентов используются гидродинамические харак теристики (передаточные функции участков ) канала, получаемые экспериментальным путем, гидрометрические данные (расходные характеристики перегораживающих сооружений и водовыпусков ), получаемые гидрометрической службой канала на основе результатов тарировочных работ конструктивно-технологические характеристики канала (пропускные способности перегораживающих сооружений. и водовыпусков, максимальные значения уровней
1042009
1042000 р рруЯуф зая40 к
O z. 2
3п
Атил/
1 I
1 t6 1
ВНИИПИ Закаэ 7127/48 Тираж 874 Подписное
<илиал ППП "Патент", F, Ужгород, ул. Проектная,4
I
Хф му лчЬииК
К ddsc
Я7ф /Щ.У! I
L!
t кжуapд
t aim
1
1
1
I
1
l ди Ьга Awй! -
Р яа glt1DIN
t
1 !
