Рис. 8.3. Функциональная схема САУ стабилизацией уровня воды в водосборнике

Объект регулирования в САУ водоотливной установкой — водосборник В, а его выходной параметр — уровень воды Н, который необходимо поддерживать постоянным путем изменения производительности Q_н насоса Н. Возмущающее воздействие в этой системе — приток воды Q_пр. Дифференциальное уравнение такого объекта:

где dH/dt – скорость изменения уровня воды в водосборнике, м/с;

Q_пр – приток воды, м³/с; k_В = 1/F – передаточный коэффициент объекта (F — площадь водосборника, м²); Q_н — производительность насоса, м³/с.

Следовательно, объект представляет собой астатическое звено первого порядка, передаточная функция которого:

Насос характеризуется угловой скоростью рабочего колеса  на входе и производительностью Q_н на выходе. Он может быть представлен апериодическим звеном первого порядка с передаточ­ной функцией:

Угловая скорость рабочего колеса насоса меняется путем изме­нения частоты f напряжения, питающего электродвигатель насоса. Регулирование этой частоты в САУ осуществляется тиристорным преобразователем частоты ТПЧ, сигнал управления  на который подаётся от блока управления БУ. Измерение выходного парамет­ра объекта Н производится датчиком уровня ДУ. Знак и уровень сигнала рассогласования U между фактическим U_ф и заданным U_з значениями уровней определяет характер выходного сигнала блока управления БУ. Сигналы U_з и U_ф соответственно пропорцио­нальны Н_з и Н_ф. Для получения непрерывного сигнала U_ф исполь­зуются индуктивные и реостатные датчики с поплавковым чувст­вительным элементом, а также другие типы уровнемеров.

Данный способ регулирования производительности насосов наи­более эффективен по сравнению с другими.

В зависимости от постановки задачи при автоматическом регулировании производительности насосных агрегатов могут быть реализованы различные алгоритмы управления: поддержание постоянного уровня воды в водосборнике; изменение уровня воды по заданной программе; выравнивание нагрузки на шинах шахтной подстанции.