SU1476439A1

SU1476439A1 - Способ водораспределени между смежными бьефами оросительного канала и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1476439A1
Application number: SU874291317A
Authority: SU
Inventors: Поликарп Станиславович Ходаковский; Николай Николаевич Кордун; Алексей Ростиславович Заграничный; Валерий Григорьевич Снежко
Original assignee: Киевский институт автоматики им.ХХУ съезда КПСС
Priority date: 1987-07-28
Filing date: 1987-07-28
Publication date: 1989-04-30

Abstract

Изобретение относитс к автоматизации процесса каскадного регулировани водораспределени на открытых каналах оросительных систем. Цель изобретени - повышение эффективности использовани резервных емкостей бьефов и повышени качества регулировани . Способ и устройство основаны на измерении текущих значений разбаланса расходов и резервных емкостей сопр женных бьефов и перераспределени избыточных объемов между резервными емкост ми верхнего и нижнего бьефов и перераспределени избыточных объемов между резервными емкост ми верхнего и нижнего бьефов в соотношении измеренных величин, при котором заполнение этих емкостей при избыточной водоподаче или опорожнение при ее дефиците будет вестись равномерно. Дл этого поддерживают равенство отношений резервных емкостей и разбалансов расходов сопр женных бьефов, а при заполненных или опорожненных резервных емкост х этих бьефов водораспределение ведут известным способом путем стабилизации уровн нижнего бьефа на заданных соответственно верхней или нижней предельных отметках уровн . Устройство дл реализации способа содержит датчики уровней верхнего и нижнего бьефов, блоки определени незаполненных и накопленных объемов воды, блоки определени скорости изменени уровней, блок вычислени заданного значени скорости изменени уровн воды в нижнем бьефе импульсный регул тор и исполнительный блок. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к автоматизации процесса каскадного регулировани водораспределени на открытых каналах оросительных систем.

Цель изобретени - повышение эффективности использовани резервных емкостей сопр женных бьефов и повышение качества регулировани .

Сущность предлагаемого способа водораспределени между сопр женными бьефами заключаетс в регулировании стока воды в нижний бьеф, при котором в рабочем диапазоне уровней (между предельными отметками) в бьефах поддерживаетс заданное соотношение между текущими значени ми резервных емкостей и разбалансов расходов (раз

ности подаваемых и потребл емых расходов ) соответственно дл верхнего и нижнего бьефа, а при достижении уровнем нижнего бьефа нижней или верхней предельной отметки водорас- пределени ведетс известным способом , путем стабилизации уровн нижнего бьефа на заданных соответственно нижней или верхней отметках. Так как отношение текущих значений резервных емкостей и разбаланса расходов соответствует расчетному времени заполнени (опорожнени ) резервных емкостей сопр женных бьефов, то поддержание равенства этих отношений гарантирует равномерное заполнение (опорожнение емкостей, при котором процессы заполнени резервных емкостей сопр женных бьефов или срабатывани ранее накопленных объемов воды при опорожнении бьефов заканчиваетс одновременно). При этом величина резервной емкости, в которую производитс накопление избыточ- ных объемов, равна сумме емкостей верхнего и нижнего сопр жений бьефов

Если период Т заполнени резервной емкости /3W при установившемс разбалансе расходов 3Q в бьефе равен отношению значени этой емкости к

W

разбалансу (Т тт:), то дл обеспечени равномерного заполнени резервных емкостей сопр женных бьефов расчетные значени их периодов должны быть равны.

Условием равномерного заполнени бьефов вл ютс равенство отношений резервных емкостей и разбалансов рас

4WH flW6° ходов: -г™3 г™ дл сопр женных

ДЧц Д4в

бьефов. Регулируемой величиной дл достижени этого равенства вл етс разбаланс расходов в нижнем бьефе, численное значение которого определ ют из равенства временных интервалов заполнени резервной емкости нижнего бьефа и суммарной емкости с сопр женных бьефов AW(t dWit) н + 4WЈtie ДОх Q(t)(tb

Искомое значение разбаланса расходов flQv в нижнем бьефе, при котор заполнение резервных емкостей бу- дет вестись равномерно, примет вид

,(5b iJ-2i2lL.UW(x)H. flW(t) и + dW(t)a

0

5

0

5

..

0

5

0

Условием равномерного опорожнени сопр женных бьефов вл етс равенство отношений запасенных объемов и разбалансов расходов. При этом в выражении дл 4Qy вместо емкости резервной используют величину запасенного объема 3W воды.

Достижение эффекта равномерного заполнени (опорожнени ) сообщающихс через перегораживающее сооружение резервных емкостей сопр женных бьефов повышает качество регулировани водо- распределени между ними, при этом эффективность использовани резервных емкостей в процессе накоплени и срабатывани избыточных объемов возрастает .

Способ осуществл ют следующим образом .

В качестве регулируемой величины используют скорость изменени уровн в нижнем бьефе, величина которой характеризует разбаланс расходов в нижнем бьефе. Дл этого измер ют текущие значени скоростей изменени . уровней в сопр женных бьефах (V(t)H и V(t)g) и численные значени измеренных скоростей масштабируют в единицах разбаланса расходов (dQ).

Задают рабочие диапазоны изменени уровней в бьефах и измер ют текущие значени незаполненной (Ah(t)H к ЛЬ(с)6) и заполненной (Ah (t)n и dh (t)6) частей рабочих диапазонов изменений уровней нижнего и верхнего бьефов. Численное значение измеренных значений глубины бьефов масштабируют в единицах объема резервной емкости (4W) этих бьефов.

1

Суммируют сигналы скоростей изменени уровней в бьефах. При значении суммы V(t)H+ V(t)6 0 производ т накопление избыточных объемов. При этом заданное значение скорости (+Vx) изменени уровн в нижнем бьефе определ ют по выражению

+v,a (t)H±Y(tiL

+V 4h(t)H+ dh(t)fc hU)H

Срабатывают накопленные объемы при значении суммы V(t)н + V(t) 8 О, при этом заданное значение скорости (-Vx) равно

V(t)H + V(t)6 , .

-v - Zh4t)ah4t)7 h (t)«

При равенстве нулю суммарной скорости (V(t)N+ V(t)B 0) стабилизируют текущие значени уровней.

Стабилизируют уровень нижнего бьефа на заданной отметке нижнего уровн при полном срабатывании накопленного объема G)h (t)H 0) или на отметке -верхнего уровн - при заполнении резервной емкости (dh(t)H 0).

На чертеже изображена функциональна схема устройства дл водораспре- целени между смежными бьефами оросительного канала.

Устройство содержит датчики t и 2 (Уровн верхнего и нижнего бьефов соответственно , блоки 3 и 4 определени текущих значений незаполненных и накопленных объемов воды соответственно , первый 5 и второй 6 блоки скоростей изменени уровн воды, блок 7 вычислени заданного значени скорости изменени уровн воды в нижнем бьефе, импульсный регул тор 8 и исполнительный блок 9.

Блок 3 содержит эадатчики 10 и 11 верхнего уровн и нижнего бьефов соответственно , а также первый 12 и второй 13 элементы вычитани .

Блок 4 содержит задатчики 14 и 15 нижнего уровн верхнего и нижнего бьефов соответственно, а также третий 16 и четвертый 17 элементы вычитани .

Блок 7 содержит первый 18, второй 19 и третий 20 сумматоры, первый 21 и второй 22 элементы умножени , детектор 23, первый 24 и второй 25 делители.

Устройство работает следующим образом .

С помощью блока 3 определ ют текущие значени сигналов незаполненных частей рабочих диапазонов изменени уровней в верхнем (Ah(t) g) и нижнем (uh(t)H) бьефах, а с помощью второго блока 4 измерени - текущие значени сигналов заполненных частей рабочих диапазонов верхнего (ah (t)B) и нижнего (flh (t)tt) бьефов. При этом величины указанных сигналов с выходов блоков 3 и 4 поступают масштабированными в единицах объема резервной емкости этих бьефов.

Блок 7 формирует заданное значение

скорости (Vj() в нижнем бьефе. Дл этого с помощью сумматора 20 определ ют алгебраическую сумму сигналов блоков 5 и 6 контрол скорости изменени уровней в сопр женных верх-

10

15

20

25

30

35

0

5

при

нал

0

5

нем и нижнем бьефах. Сигнал положительного знака суммы с первого выхода детектора 23 поступает на вход элемента 21 умножени , а сигнал отрицательного знака суммы со второго выхода детектора 23 поступает на вход элемента 22 умножени .

При положительном знаке суммы скоростей с помощью сумматора 18, элемента 21 умножени и делител 24 определ ют скорость заполнени резервной емкости нижнего бьефа (+VV),

этом на выходе делител 25 сиг- равен нулю. Аналогично, при отрицательном знаке суммы скоростей с помощью сумматора 19 элемента 22 умножени и делител 25 определ ют скорость (VX) опорожнени резервной емкости нижнего бьефа. Заданные значени сигнала (iVv) скорости изменени уровн с выхода блока 7 и его текущее значение (V(t)H) с выхода блока 6 определени скорости изменение уровн в нижнем бьефе приложены на входы регул тора 8, который отрабатывает сигнал Ј V у- V(t)H рассогласовани . Выходные сигналы блоков 5 и 6 масштабированы в единицах расхода.

Дл измерени незаполненных частей рабочих диапазонов изменени уровн в сопр женных бьефах с помощью элементов 12 и 13 вычитани определ ют разность между текущими значени ми уровней с выходов датчиков 1 и 2 уровней и уставками задатчиков 10 и 11 верхних уровней. Аналогично при изменении значений сигналов (dh (t) ) заполненных частей рабочих диапазонов - с помощью элементов 16 и 17 вычитани и задатчиков 14 и 15 нижних уровней.

Импульсный регул тор 8 через исполнительный блок 9 воздействует на затвор 26 таким образом, чтобы скорость (V(t)H) изменени уровн в нижнем бьефе соответствовала заданному блоком 7 значению (iV,). При заполнении резервной емкости нижнего бьефа значение сигнала незаполненной части рабочего диапазона станет равным нулю (Лп(О н 0) и заданное значение скорости, равное +V, с выхода блока 7 также будет равно нулю, т.е. регул тор 8 перейдет на стабилизацию уровн нижнего бьефа на заданной задатчиком 11 верхней отметке. Аналогично , при опорожнении резервной

емкости нижнего бьефа сигнал значени заполненной части рабочего диапазона изменени уровн станет равным нулю (4h(t)n 0) и регул тор 8 перейдет на стабилизацию нижнего бьефа на заданной задатчиков 15 нижней отметке.

Стабилизаци промежуточного между предельными отметками уровн нижнего бьефа произойдет при равенстве нулю сигналов блоков 5 и 6 или когда эти сигналы равны по величине и противоположны по знаку, т.е. V(t)H+

10

ный регул тор и исполнительный блок, отличающеес тем, что, с целью повышени эффективности использовани резервных емкостей бьефов и повышени качества регулировани устройство содержит блоки определени скорости изменени уровн воды, блоки определени текущих значений незаполненных и накопленных объемов воды и блок вычислени заданного значени скорости изменени уровн воды в нижнем бьефе, выход которого подключен к первому входу импульсного

+ V(t)B 0. Во втором случае регул - $ регул тора, св занного вторым входом тор 8 при помощи затвора 26 изменит сток воды в нижний бьеф таким образом что скорости изменени уровней в сопр женных бьефах станут равными нулю и таким образом произойдет стабилизаци текущего (промежуточного) значени уровн нижнего бьефа.

20

с выходом первого блока определени скорости изменени уровн воды и с первым входом блока вычислени заданного значени скорости изменени уровн воды в нижнем бьефе, выход датчика уровн верхнего бьефа соединен с первыми входами блоков определени текущих значений переполненных и накопленных объемов воды и с вхо- 25 дом второго блока определени скорости изменени уровн воды, подключенного выходом к второму входу блока вычислени заданного значени скорости изменени уровн воды в нижнем бьефе, выход датчика уровн нижнего бьефа соединен с вторыми входами блоков определени текущих значений незаполненных и накопленных объемов воды и с входом первого, блока

Claims

1. Способ водораспределени между смежными бьефами оросительного канала, заключающийс в регулировании расходов воды через перегораживающие сооружени , отличающийс тем, 30 что, с целью повышени эффективности использовани резервных емкостей .. бьефов и повышени качества регулировани , измер ют текущие значени ре25

регул тора, св занного вторым входом

с выходом первого блока определени скорости изменени уровн воды и с первым входом блока вычислени заданного значени скорости изменени уровн воды в нижнем бьефе, выход датчика уровн верхнего бьефа соединен с первыми входами блоков определени текущих значений переполненных и накопленных объемов воды и с вхо- дом второго блока определени скорости изменени уровн воды, подключенного выходом к второму входу блока вычислени заданного значени скорости изменени уровн воды в нижнем бьефе, выход датчика уровн нижнего бьефа соединен с вторыми входами блоков определени текущих значений незаполненных и накопленных объемов воды и с входом первого, блока

эервных емкостей и разбалансов расхо- 35 определени скорости изменени уровдов и воздействуют1 на затвор перегораживающего сооружени , поддержива отношение разбалансов расходов в смежных бьефах равным отношению резервных емкостей этих бьефов,

2. Устройство дл водораспределени между смежными бьефами оросительного канала, содержащее датчики уровн верхнего и нижнего бьефов и последовательно соединенные импульсн воды, третий и четвертый выходы А блока вычислени заданного значени скорости изменени уровн воды в ниж нем бьефе подключены к соответствую- 40 щим выходам блока определени текущи значений незаполненных объемов воды, а п тый и шестой входы - к соответствующим выходам блока определени текущих значений накопленных объемов воды.

определени скорости изменени уровн воды, третий и четвертый выходы А блока вычислени заданного значени скорости изменени уровн воды в нижнем бьефе подключены к соответствую- щим выходам блока определени текущих значений незаполненных объемов воды, а п тый и шестой входы - к соответствующим выходам блока определени текущих значений накопленных объемов воды.