Сучасні меліоративні системи

 

ТЕМА: 

1. ЗАГАЛЬНІ ПОНЯТТЯ 

2. КЛАСИФІКАЦІЯ СИСТЕМ ЗА ІНФОРМАЦІЙНИМИ ОЗНАКАМИ. ПРИНЦИПИ ЇХ ПОБУДОВИ І СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

 

 

Сучасні меліоративні системи повинні забезпечувати потреби рослин у воді і не допускати її непродуктивного скидання, що можна досягти за рахунок надійної системи керування процесами руху води від джерела зрошення до кореневмісного шару грунту. Керувати цими процесами можна на основі достовірної інформації про вологість ґрунту, знання законів руху води в ґрунті і транспортуючій мережі, а також маючи дані про кількість опадів. Збір, обробка і використання цієї інформації для оперативного  керування великим числом об'єктів, розосереджених на значній території, все частіше передається засобам автоматики і телемеханіки.

Тому інженер-гідротехнік повинен знати про можливості засобів автоматики і задачах, що вони можуть вирішувати. Йому необхідно мати представлення про принципи керування, пристрої і роботу основних елементів автоматичних систем, методи аналізу їх роботи і знати перспективні системи автоматичного керування основними технологічними процесами і всією меліоративною системою. Ці знання студент повинний набути при вивченні курсу «Основи автоматики й автоматизація технологічних процесів в гідромеліорації».

Отримані знання дозволять проектувати нові і реконструювати існуючі гідромеліоративні системи, у яких за рахунок застосування сучасних систем автоматичного керування і регулювання не буде холостих скидів води, підтоплення зрошуваних і переосушення осушуваних земель. При цьому, використовуючи раціональні методи водорозподілу і контролю процесу зволоження або осушення, одержувати економію коштів як при будівництві, так і при експлуатації. Крім того, знаючи засоби і можливості автоматики, інженер-гідротехнік зможе правильно ставити задачі фахівцям з автоматизації технологічних процесів.

 

У навколишньому світі ми постійно спостерігаємо різні процеси керування: від найпростіших до досить складних. Вони зустрічаються практично у всіх сферах діяльності людини: водії керують різними засобами транспорту, на виробництві фахівці керують верстатами і машинами, технологічними й іншими процесами. Таким чином, керування являє собою таку форму організації процесу, що забезпечує досягнення заданої мети.

У всіх процесах керування можна виділити об'єкт керування і засоби керування, сукупність яких утворює систему керування. Об'єктами керування можуть бути дощувальна машина, насосна станція, меліороване поле, будівельна організація і т.п. 

У техніці під об'єктом керування розуміють сукупність технічних засобів, споруд і інших пристроїв, в яких протікають керовані процеси.

 Фізичні величини, що кількісно визначають керований процес, називаються параметрами керування або вихідними величинами. 

Засоби керування забезпечують бажане протікання процесів в об'єкті. Керування будь-яким об'єктом при наявності завад складається з чотирьох елементів: наявності інформації про мету керування, одержання інформації про результати керування, вироблення рішення на основі аналізу отриманої інформації і виконання прийнятого рішення. Тому система керування повинна мати джерела інформації про мету і результати керування, засоби, що аналізують інформацію і виробляють впливи, і виконавчі пристрої. Якщо функції окремих елементів виконує оператор, то система керування називається автоматизованою. При цьому ступінь автоматизації визначається кількістю функцій, виконуваних оператором. Чим їх менше, тим ступінь автоматизації вище. 

Якщо функції всіх елементів системи керування виконують технічні пристрої, то така система керування називається автоматичною системою керування.

Мета автоматизації - підвищення продуктивності праці і поліпшення якості продукції або роботи за рахунок звільнення людини від оперативного керування механізмами і машинами, виконання обчислень і інших операцій, зв'язаних з керуванням.

У залежності від ступеня участі людини в керуванні виробничим процесом розрізняють часткову і комплексну автоматизацію.

1.  При частковій автоматизації частину операцій виконує людина, а частину - технічні пристрої, які називають засобами автоматизації. Наприклад, при частковій автоматизації водорозподілу на зрошувальних системах гідротехнічні споруди обладнуються засобами місцевої автоматизації - автоматичними регуляторами для стабілізації регулюючих параметрів (рівнів, витрат тощо), і контрольно-вимірювальними приладами. При змінах режиму інформація надходить на диспетчерський пункт, звідкіля команди керування (по телефону або посильним) передаються лінійному персоналу, який змінює режими роботи засобів місцевої автоматизації.

2. Для комплексної автоматизації характерно те, що всі операції з керування виконуються без особистої участі людини. При комплексній автоматизації в обов'язки людини входять лише налагодження засобів автоматизації, їх вмикання і періодичний контроль за їх роботою.

Для забезпечення раціонального керування складним об'єктом (меліоративною системою, заводом, великим будівництвом і т.д.) необхідно в обмежений час аналізувати великий обсяг інформації, що надходить, порівнювати безліч можливих варіантів, що стає вже не під силу одній людині або групі людей. У цьому випадку застосовують автоматизовані системи керування (АСК), що являють собою сукупність економіко-математичних методів, технічних засобів (ЕОМ, засобів зв'язку, пристроїв відображення інформації тощо) і організаційних комплексів, що забезпечують керування об'єктом відповідно до заданої мети.

Центральне місце в АСК належить ЕОМ, яка відповідно до заданого алгоритму переробляє інформацію, що надходить, і видає рекомендації з найбільш ефективного керування об'єктом. Оператор відповідно до цих рекомендацій приймає рішення і формує команди керування.

Замінивши роботу оператора керуючою машиною (комп’ютером), здійснюють повну автоматизацію (вища форма керування). Якщо об'єктом керування є технологічний процес, то говорять про автоматичну систему управління технологічним процесом (АСУТП).

Вибір ступеня автоматизації гідромеліоративних об'єктів роблять на основі техніко-економічного обґрунтування. Автоматизація зрошувальної системи повинна охоплювати водорозподіл, полив, вертикальний і горизонтальний дренажі і інші процеси, що вимагає створення АСУТП.