The Ratio Controller for Regulation of Turnout Flow Rate

Abstract

Setting and adjusting flow rates through turnout gates is a common task for canal operators and irrigators. When downstream flow measurement is available, the flow source is a relatively stable canal, and the turnout is controlled by a sluice gate for which flow rate is approximately proportional to gate opening, a simple ratio calculation can be used to estimate the change of gate position needed to reach a desired flow rate. This method can be used to estimate the next necessary manual gate adjustment or it can be incorporated into an automated ratio controller. The control method is analysed to demonstrate its stability and example applications are modelled to compare its performance to that of a typical proportional controller. The method generally performs as well as the proportional controller, with no need for empirical tuning. The one tuning parameter required by the method is the selection of a control cycle time. Cycle time is related to the settling time required for the canal reach between the turnout gate and the measurement device to attain equilibrium following a flow change. A design parameter for estimating a stable control cycle time is proposed. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd. proportionnelle à son ouverture, on peut calculer simplement débit pour manoeuvrer la vanne en fonction de l'écoulement désiré. On peut employer cette méthode pour la manoeuvre manuelle de la vanne ou bien l'incorporer dans un mécanisme automatique radio-piloté. L'analyse de la méthode démontre sa stabilité et les exemples utilisés sont modélisés pour faire la comparaison avec des systèmes de régulation typiques. En général la méthode fonctionne aussi bien que le système de régu-lation proportionnel mais sans besoin de réglage empirique. Le paramètre unique de réglage est le contrôle du temps de cycle. Le temps de cycle est le temps pour le niveau d'eau du canal pour se rétablir après un changement. Un paramètre de conception pour estimer ce temps de cycle est bien proposé dans cet article.

EFFECTS OF CANAL AUTOMATION ON REDUCING GROUNDWATER EXTRACTION WITHIN IRRIGATION DISTRICTS: CASE STUDY OF QAZVIN IRRIGATION DISTRICT†

“…To attain this objective, several managerial features, various automatic operational systems for the irrigation districts, have been designed, tested and developed by researchers (Playán and Mateos, ; Stringam and Esplin, ). Furthermore, analysis of various irrigation canals has been carried out by applying several configurations of decentralized control systems (Burt and Piao, ; Burt, ; Hashemy et al, ; Stringam and Wahl, ; Shang and Shang, ; Wahlin and Zimbelman, ).…”

Evaluación de la operación de un tramo del canal principal de riego con un enfoque económico

“…Calcular la relación entre el precio de la producción y el volumen de agua utilizado. En la operación de las compuertas, los cambios en la apertura deberán ser menores o iguales al 5 % de la apertura actual (Stringam & Wahl, 2015), con la finalidad de evitar aperturas o cierres abruptos que induzcan inestabilidad en el sistema.…”

“…También se observa que no hay cambios en el gasto en la compuerta de la descarga lateral. Sin embargo, hacia aguas abajo del canal, debido a que se quiere mantener el control al final del tramo, se generan variaciones en la descarga hacia el punto C. De igual forma, se evaluaron las ventajas de aplicar controles automáticos no tan complejos, pero con fundamentos sólidos como el de Stringam(Stringam & Wahl, 2015) de perturbaciones, como el que se presenta en el anexo A. Se observa que con los modelos de control automáticos mejora la uniformidad en las entregas de los volúmenes de agua, e incluso cuando se combinan con controles locales automáticos con un control global manual.…”