Устройство для управления перекачкой жидкости

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и 1004988 (61) Дополнительное к авт. саид-ву—

tj1lha Nil з (22) Заявлено 1 4. 08. 81 (21) 332459 3/18-24 с присоединением заявки Мо

-G 05 0 9/12

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытнй (23) Приоритет{$3) УДЫ(б2-503.. 55-б 2-531 (088.8) Опубликовано 150383, Бюллетень Но 10

Дата опубликования описания 15. 03. 83

{72) Авторы изобретения

Н, В. Ручьев, A Т.. и Г. А.

Свердловский ордена горный институт (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКАЧКОЙ

ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к автоматизации водоотливных установок и может быть применено для водоотлива шахт, карьеров и для других систем по перекачке жидкостей.

Известно устройство автоматичесЬ кого управления группой насосов, содержащее датчики контроля различных параметров процесса, подключенные через программные, логические и решающие блоки к системе управления механизмами g 1).

Однако система с такой структурой и межблочными связями не учитывает процесс формирования графиков нагрузок источников электроэнергии. Поэтому насосы могут откачивать воду в период максимальной нагрузки энергосистемы, что экономически нецелесообразно.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматического. управления технологическим процессом, содержащее связанные с блоком управления приводом насоса датчики нижнего и верхнего уровней, логический блок, реле времени, решающий блок и элементы совпадения, 2 1.

Однако данное устройство может нормально функционировать только при

Марков, Г. С. Хронусов

Вагаутинов

I д .- .: ...:; - - с.r - i h; " —: съ "

Трудового Красного Знамени, им. В. В. Вахрушева < цикличной работе водоотливной установки, постоянной подаче насосов и стабильном притоке воды в интервале рабочего цикла. В практике эксплу-, атации водоотливных установок эти условия непрерывно меняются, что приводит к появлению погрешностей при достижении заданных параметров режимов работы насосов.. Кроме того, в известном устройстве не предусмбтрен контроль количества воды и степени заиловки водосборника.

Цель v.зобретения ; повышение точности и надежности устройства за счет повышения точности и надежности реализации программы внепикового потребления электроэнергии, а также снижение утреннего и вечернего максиму20 мов нагрузки предприятия и энергосистемы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления перекачкой жидкости, содержащее блок управления приводами насосов, реле времени, подключенное выходами к соответствующим первым входам логического блока, введены последовательно соединенные блок определения количества жидкости и степени заиловки водосборника и блок индикации и

1004988

Предлагаемое устройство с заданной периодичностью определяет фактичест-,, кую вместимость водосборника и с учетом полученных результатов формирует и реализует программу управления насосными агрегатами, обеспечивающую откачивание водосборника с устанп ленным допуском к моменту наступления очередного максимума энергосистемы, Работа устройства осуществляется в следующей последовательности (фиг. 2).

Реле 1 времени выдает сигнал в виде постоянного напряжения, вели3 Мина которого пропорциональна нремени, оставшемуся до начала прохождения очередного максимума нагрузки энергосистемы. Это напряжение поступает с выхода цифроаналогового преъо образователя 13, который подключен к выходу счетчика 10, заполняемого импульсами генератора 11 опорной частоты. Время прохождения максимума нагрузки в энергосистеме устанав ливается на электрочасах 9, которые ю- управляют работой счетчика 10 и генератора 11. После запуска генератора и счетчика с промежуточного выхо да счетчика снимается сигнал на формирователь 12 стробирующих импульсов.

Ультразвуковой датчик (УЗД) 7 блока 3 выдает сигнал н виде постоянного напряжения U< пропорционального по величине фактической вместимости водосборника. Указанный датчик

Зэ измеряет уровень воды над .слоем ила, который периодически накапливается в водосборнике и существенно уменьшает его фактическую вместимость.

Напряжения U è И поступают на

40 входы вычитателя 14 логического блока 2 .. Вычитатель вычисляет разность сигнализации, причем второй вход логического блока подключен к Одному из выходов блока определения количес ва жидкости и степени заиловки водь,сборника, а выходы — к соответствующим входам блока управления приводами насосоя, связанного выходом

Ь вторым входом блока индикации и

1 си гнали з ации.

На фиг. 1 приведен блсх-схема предлагаемого устройства для управле ния перекачкой жидкости; на фиг. 2— функциональные схемы всех блоков устройства.

Устройство состоит из реле 1 времени, логического блока 2, блока 3 определения количества жидкости и степени заиловки водосборника, блок

4 управления приводами насосов и блока 5 индикации и сигнализации.

На фиг. 2 - датчик 6 уровня, ультразвуковой датчик 7 и вычитатель 8, электрочасы 9, счетчик 10, генератор

11 опорной частоты, формирователь 12 стробирующих импульсов и цифроаналоговый преобразователь 13; вычитатель

14, пороговые элементы 15<и 15р, кл чевые элементы 16,, и 16д.:, сигнальные лампы 17 и измерительные приборы 18 и 19; счетчик 20, элементы 21 и 21 задержки, дешифратор 22, формиронатели 23(и 23 стробирующих импульсов, усилители 24, -24, релейные эле менты 25„ »25и

Реле 1 времени предназначено для задания времени, оставшегося до начала очередного максимума энергосистемы и для формирования стробирующих импульсон.

Логическйй блок 2 устанавливает соответствие величины фактической вместимости водосборника времени, оставшемуся до начала очередного максимума энергосистемы, и ныдает команды в блок 4 управления принодом насосов иа вклкчение или отключение очередного насосного агрегата.

Блок 3 определения количества жидкости и степени заиловки водасборт ника определяет уровень воды в водосборнике, фактическую его вмести-, .мость и степень заиловки.

Блок 4 управления приводами насосов предназначен для выполнечия ,-команд логического блока 2.

Блок 5 индикации и сигнализации формирует и передает информацию о количестве включенных насосов, воды в нодосборнике и о степени его заиловки.

Принцип действия предлагаемого устройства основан на периодическом сравнении напряжения, пропорционального фактической вместимости водосборника, с напряжением, пропорциональным времени, оставшемуся до начала прохождения очередного максимума энергосистемы.

ЬН4 -0, - U„, () а результат вычисления с учетом его

4> знака подается на два пороговых элемента 15< и 15, определяющих зоны нечувствительности устройства. Зона нечувствительности необходима для уменьшения количества пусков и оста50 новов насосных агрегатов при откачивании водосборникон. Границы эоны нечувствительности определяются допустимым по условиям эксплуатации водоотливных установок уровнем воды

55 в водосборнике перед наступлением очередного максимума нагрузки энергосистемы и задаются величиной напряжения XU . Если при вычислении напряжения ЬН„ имеет место неравенств но ьо„> +uc,, (2) то на выходе порогового элемента появляется сигнап, разрешающий включение насосных агрегатов ° Этот сигнал

65 поступает на вход ключевого элемен1004988 та 16. Ключевой элемент открывается ° передним и закрывается задним фронтом стробирующего импульса блока.

При открытом ключевом элементе сигнал, разрешающий включение насосных агрегатов, поступает на вход сложе5 ния реверсивного счетчика блока 4 и на вход формирователя 23 стробирующих импульсов через элемент 21, задержки, К выходу счетчика 20 подсоединен дешифратор 22, количество выходов которого равно количеству насосных агрегатов. Каждый выход дешифратора подключен к двум стробируемым усилителям 24 и 24 мощности, нагрузкой которых являются ре- 15 лейные элементы 25„ и 25 . Стробирование усилителей необходимо для повышения помехозащищенности устройства и формирования команды на вклю, чение и отключение насосных агрега- 20 тов.

Сигнал, разрешающий включение насосных агрегатов, поступает на первый вход усилителя 24„ . При появлении на втором входе усилителя стро- 75 бирующего импульса срабатывает релейный ъпемент и запускается первый насосный агрегат.

Вычисление д U ïðîèñõîäèò непрерывно, а стробирующие импульсы бло- 30 ка появляются периодически через каждые 12 мин.. Если при очередном стробирующем импульсе блока сохраняется неравенство (2), то снова-формируется сигнал, разрешающий включение 35 насосных агрегатов, и в работу включается второй насосный агрегат. Включение насосных агрегатов продолжает ся до тех пор, пока уровень воды в водосборнике не снизится до отметки, соответствующей напряжению -Uy т.е. до тех пор, пока не выполняется неравенство

Ь0, < -0 (3)

В этом случае на выходе порогового элемента 152 появляется сигнал, -разрешающий отключение насосных агрегатов. Этот сигнал поступает на вход ключевого элемента 16, который открывается тем же стробирующим импуль..сОм, что и элемент 16 . При открытом ключевом элементе 16> сигнал, разрешающий отключенйе насосных агрегатов,.поступает на вход усилителя 24> rto цепи: вход вычитания счетчика — дешифратора 22 — усилителя 24.

Одновременно данный сигнал поступает на формирователь 232 стробирующего импульса через элемент 21 задержки, При появлении на втором входе усили- 60 теля 24 стробирующего импульса срабатывает релейный элемент 25 и отключается первый насосный агрегат.

Если при отключенном первом насосном агрегате продолжает. сохраняться не- 65 равенство (3),. то при поступлении очередного стрсбирующего импульса блока отключается второй насосный агрегат и т.д.

Отключение насосных агрегатов бурет продолжаться до тех пор, пока имеет место неравенство (3) °

Для контроля за степенью заиловки водосборника в блоке 3 предусмотрен отдельный датчик 6 уровня.,Выходным, сигналом датчика уровня является напряжение постоянного тока U . Поскольку величина .этого напряжения пропорциональна уровню воды, отсчитываемому от строительного дна водосборника, то разность напряжений пропорциональна

ЬИ - U. — U (4) толщине слоя ила на дне водосборника.

Указанная разность вычисляется вычитателем 8 блока 3. Напряжения U m + поступают в блок 5, где регистрируются измерительными приборами 18 и

19. В том же блоке сигнальные лампы

17 указывают количество включенных насосных агрегатов, уровень воды в водосборнике и степень его заиловки.

Конкретная техническая реализация ,каждого унифицированного стандарт:ного блока (вычитатель, реверсивний счетчик и т.д.) может быть различиойф

Предлагаемое устройство"пцрволя-. ет управлять насосными агрегатами в режиме внепикового электролотребления при изменяющихся притоках воды, различной подаче и циклах работы насосов, а также получать информацию о количестве включенных насосов, . уровень воды в водосборнике и степе-ни его заиловки.

Формула изобретения

Устройство для управления пере-, качкой жидкости, содержащее блок управления приводами насосов, реле времени, подключенное выходами к соответствующим первым входам логического блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, оно содержит последоватеьно соединенные блок определения количества жидкости и степени заиловки водосборника и блок индикации и сигнализации, причем второй вход логического блока подклю;чен к одному из выходов блока определения количества жидкости и степени заиловки водосборника; а выходык соответствующим входам блока управления приводами насосов, связанного выходом с вторым входом блока индикации и сигнализации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 9 50-143б2, кл. 63 (3) В 011, опублик. 1975.

2. Авторское свипетельство СССР

9448434,кл.. 05 9/12,1972(прототип), 1004988 4 !

I ! !

I

Составитель Л. Цаллагова

Редактор И. Келемеш Техред М.Костик Корректор Г. 0rap

Заказ 1896/61 Тираж 872 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3 -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII "патент", r. Ужгород, ул. проектная, 4