Система регулирования расходов на участках канала с головной насосной станцией

Система регулирования расходов на участках канала с головной насосной станцией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 Е 02 В 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3802810/30-15 (22) 17,10.84 (46) 23.03,87. Бюл, Р 11 (71) Одесский политехнический институт (72) Рауль Ривас TIepec (CU)

П.И.Коваленко (SU) Као Тиен Гуинь (VN), Е,Д.Пичугин, Е.М,Мацелюк (SU) и Хасинто Сирес Лопес (CU), (53) 631.347 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 817135, кл. Е 02 В 13/00, 1979, (54) (57) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДОВ НА УЧАСТКАХ КАНАЛА С ГОЛОВНОЙ

НАСОСНОЙ СТАНЦИЕЙ, содержащая блок управления, подключенный к входу насосной станции, на выходе которой размещен расходомер, установленные по потоку последовательно на каждом участке канала первый датчик уровня, датчик расхода потребителя, второй датчик уровня и перегораживающее сооружение с затвором, связанным с выходом регулятора, первый вход которого подключен через элемент срав- нения к первому датчику уровня, причем второй вход элемента сравнения

„Л0„„129 303 А1 соединен через сумматор с датчиком расхода потребителя, второй вход сумматора подключен к выходу сумматора последующего участка канала, а второй вход регулятора соединен с выходом второго датчика уровня последующего участка канала, а также установленные на первом участке канала блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом расходомера, установленного на насосной станции, а второй вход — с выходом сумматора, и пороговый блок, подключенный между вторым датчиком уровня и блоком управления, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности системы путем повышения быстродействия отработки изменения расходов потребителей изменением расхода насосной станцией, система снабжена согласующими блоками на участках канала, включенными между выходами сумматоров последующих участков канала и третьим входом регулятора на данном участке канала, и установленным на первом участке канала пороговым элементом, включенным между выходом блока сравнения и вторым входом блока управления.

1298303 2

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при автоматизации водораспределения на открытых каналах.

Цель изобретения — повышение надежности системы путем повышения быстродействия отработки изменения расходов потребителей изменением расхода насосной станцией, На фиг.1 показана функциональная схема системы; на фиг.2 - схема головной насосной станции с блоком управления; на фиг,3 — схема регулятора; на фиг, 4 — схема широтно-импульсного модулятора; на фиг. 5— диаграмма сигналов на выходе широтноимпульсного модулятора (ШИМ), установленного в блоке регулятора.

Система содержит головную насосную станцию 1, перегораживающее сооружение 2, блок: 3 управления, расходомер 4, первый датчик 5 уровня„ датчик 6 расхода потребителя, второй датчик 7 уровня, затвор 8, регулятор 9, элемент 10 сравнения, сумматор 11, пороговый блок 12, блок 13 сравнения, согласующий блок 14, по" роговый элемент 15.

Блок 3 управления подключен к входу насосной станции 1, выход которой соединен с входом расходомера 4. Выход последнего соединен с первым входом блока 13 сравнения, второй вход которого подключен к выходу сумматора ll первого участка канала. Выход блока 13 сравнения соединен с первым входом блока 3 управления через пороговый элемент 15, Второй вход блока 3 управления подключен к выходу второго датчика 7 уровня первого участка канала через пороговый блок 12, Первый вход регулятора 9 подключен к выходу первого датчика

5 уровня через элемент 10 сравнения, второй вход которого соединен через сумматор 11 с выходом датчика 6 расхода потребителя, причем второй вход сумматора 11 подключен к выходу сумматора 11 последующего участка канала, Второй вход регулятора,9 соединен с выходом второго датчика 7 уровня последующего участка канала. Третий вход регулятора 9 подключен к выходу сумматора 11 последующего участка канала через согласующий блок 14. Выход регулятора 9 связан с затвором 8.

Насосная станция 1 состоит из агрегатов 16 (фиг, 2) . Блок 3 управления состоит из нормально-разомкнутых ключей 17, нормально-замкнутых ключей 18, элементов 19 зацержки и логических схем И 20.

Регулятор 9 содержит сумматор 21, широтно-импульсный модулятор 22, исполнительный блок 23 (фиг.3) . Широт® но-импульсный модулятор состоит из блока 24 выделения модуля, генератора 25 пилообразного напряжения, компаратора 26, релейного элемента 27 и формирователя 28 управляющих импульсов (фиг.4), Система работает следующим образом.

В исходном состоянии расход, подаваемый в канал и разбираемый потребителями, сбалансирован и система работает устойчиво. При этом уровни воды в участках канала поддерживаются постоянными, При изменении расхода потребителей участка, например увеличении расхода потребителей перед вторым и третьим перегораживающими сооружениями 2, появляются сигналы соответствующих датчиков 6 и 7, что приводит к срабатыванию регуляторов 9 и изменению расхода в участки канала, На входы регулятора 9 второго перегораживающего сооружения 2 подаются сигналы с выхода датчика 7 уровня третьего перегораживающего сооружения 2 и с выхода датчика 6 расхода потребителя третьего перегораживающего сооружения 2 через последовательно соединенные сумматор

11 и согласующий блок 14, Кроме того, на третий вход указанного регулятора поступает сигнал с выхода элемента 10 сравнения второго перегораживающего сооружения 2, Регулятор 9 второго перегораживающего сооружения 2 вырабатывает сигнал управления затвором 8 соответствующего перегораживающего сооружения 2. Величина открытия затвора 8 данного перегораживающего сооружения 2 зависит от расходов и уровней воды во втором и третьем участках.

Алгоритм, по которому регулятор 9 формирует управляющий сигнал, может

55 быть представлен в следующем виде:

+ с; н„;„, 1298303 где U

Ц с, С„,С„.— ьн,„„ управляющий сигнал регулятора, i-го участка канала„ коэффициенты пропорциональности i-го участка канала; сигнал на выходе соответст- 5 вующего согласующего блока

14 i-го участка канала; сигнал с выхода элемента

1О сравнения i-ro участка канала; сигнал с выхода датчика 7 уровня в конце (i+1) -го участка канала;

i=1,2

15 ....п;n — общее количество участков канала, Коэффициенты С,, С °, С, определяются характеристиками участка канала, например глубиной, длиной, шири- 0 ной и т,д, Сигнал управления U поступает одновременно на вход блока 24 выделения модуля и на вход релейного элемента 27 (фиг,4), На второй вход ком-25 паратора 26 поступает сигнал из выхода генератора 25 пилообразного напряжения, На первый вход формирователя

28 управляющих импульсов поступает сигнал с выхода компаратора 26, à íà 3g второй вход — сигнал с выхода релейного элемента 27, На выходе формирователя 28 управляющих импульсов получается последовательность импульсов, амплитуда которых постоянна, длительность и знак каждого из них зависит от модуля и знака сигналов Б„; .

Поскольку изменения уровней воды в участках канала непосредственно зависят от расходов потребителей, то в элементе 10 сравнения сигналы с выхода датчика 5 уровня и сигналы с выхода сумматора 11 сравниваются с учетом коэффициента соответствия расходов потребителей и уровней воды.

Аналогично регулятор 9 первого перегораживающего сооружения 2 вырабатывает сигналы управления затвором 8 соответствующего перегораживающего сооружения 2, При этом величина открытия затвора 8 указанного перегораживающего сооружения 2 зависит от суммарного расхода потребителей второго и третьего участков и от уровней воды в конце второго и начале первого участков, Таким образом величина открытия затвора 8 каждого перегораживакщего сооружения ? зависит не только от уровней и расходов воды соответствующих участков, но и от суммарных расходов потребителей всех нижерасположенных участков.

Если разность межцу суммарным расходом потребителей и расходом, подаваемым насосной станцией 1, не превышает порогового значения К порогового блока 15 на величину Ъ, на выходе порогового блока 15 появляется сигнал, который включает нормально-разомкнутый ключ 17 блока 3 управления. j3 результате включается очередной дополнительный агрегат 16 насосной станции 1. При этом ступенчато изменяется на величину расхода агрегата 16 расход, подаваемый в канал.

Если сигнал с выхода элемента 13 сравнения превышает пороговое значение К на величину 2 то сигнал с выхода порогового блока 15 включает два нормально-разомкнутых ключа блока 3 управления, В результате включаются два очередных агрегата насосной станции 1. При этом ступенчато изменяется на величину расхода агрегатов расход, подаваемый в канал. Аналогично если выходной сигнал элемента 13 сравнения превышает пороговое значение К на величину 0, то выходной сигнал порофФ гового блока 15 включает нормальноразомкнутый ключей блока 3 управления, В результате чего включаются очередные С агрегатов насосной станции 1. При этом ступенчато изменяется на величину расхода агрегатов расход, подаваемый в канал, Дополнительные агрегаты насосной станции

1 работают, пока не залолнятся резервные объемы всех нижележащих перегораживающих сооружений 2, Так как величина резервных объемов значительна, то число срабатываний дополнительных агрегатов насосной станции 1 резко уменьшается, что повышает надежность работы насосной станции 1.

Если в результате включения дополнительных агрегатов 16 уровень воды в конце первого участка канала достигает максимально допустимого уровня, то с выхода порогового элемента 12 появляется сигнал, который выключает нормально-замкнутый ключ 18 блока 3 управления, Б результате чего выключается очередной дополнительный агрегат 16 насосной станции 1. Если через

1298303 время r на выходе порогового элемента 12 еще существует сигнал, то выключается еще один нормально-замкну° тый ключ 18 блока 3 управления, При этом выключается очередной дополнительный агрегат 16 насосной станции 1, Аналогично, если через время dr сигнал на выходе порогового элемента 12 еще существует, то выключается нормально-замкнутый d-1 ключ 18 блока

3 управления, в результате выключается d-l агрегат 16 насосной станции 1 во избежание переполнения дамб канала.

Таким образом, в системе количест- 15 во подключенных насосных агрегатов зависит от суммарных расходов всех участков канала, Кроме того, величина открытия затвора 8 каждого перегораживающего сооружения 2 зависит не 20 только от уровней и расхода воды соответствующего участка, но и от суммарных расходов потребителей всех нижерасположенных участков, что позволяет повысить быстродействие регулирования расходов и уровней воды в канале.

Упрощение системы достигается тем, что в ней не применяются линии связи, соединяющие выход блока 13 сравнения с регуляторами 9, и логические элементы И, Так как оросительный магистральный канал имеет большую длину и много участков, то отсутствие указанной линии связи и логических элементов и дает дополнительную экономию средств, Таким образом, предлагаемая система позволяет повысить быстродействие регулирования расходов и уровней воды в канале и повысить надежность работы насосной станции путем уменьшения числа срабатывания насосных агрегатов за счет максимального использования резервных объемов в канале.!

298303

Фиг.2

1298303

Редактор Н.Бобкова

Заказ 867/29 Тираж 607 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

>rn

Ny /

Cra

Составитель Г,Параев

Техред Н.Глущенко Корректор. И.Муска