Устройство автоматического согласования и контроля режимов многоступенчатых насосных и гидротранспортных установок

 

1. УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО СОГЛАСОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ РЕЖИМОВ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ НАСОСНЫХ И ГИДРОТРАНСПОРТНЫХ УСТАНОВОК по авт. св. № 819011, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия согласования, оно снабжено для каждой ступени блоком определения числа работающих насосов, подключенным к его выходам входами блоком вычисления iуставки требуемого уровня жидкости в резервуаре и подключенным входом к его выходу блоком упреждения возмущений, первый, второй и третий выходы которого соединены с входами блоков сравнения собственной, предыдущей и последующей ступеней соответственно . ®

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) 3(д)) Б 65 4 53/66

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (61) 8190)1 (21) 3475782/27-11 (22) 26.07.82 (46) 15.03.84. Бюл. М - 10 (72) А.А. Борисов, Г.В. Мокрый и Н.П; Косарев (7)) Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 621 867.82(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

))- 8190)1, кл. В 65 G 53/66, 19.03.79 (прототип). (54 )(57 ) ). УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО СОГЛАСОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ РЕЖИМОВ

МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ НАСОСНЫХ И ГИДРОТРАНСПОРТНЫХ УСТАНОВОК по авт. св.

N - 8)90\1, а т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия согласования, оно снабжена для каждой ступени блоком определения числа. работающих насосов, подключенным к его выходам входами блоком вычисления,уставки требуемо- . го уровня жидкости в резервуаре и подключенным входом к его выходу блоком упреждения возмущений, первый, второй и третий выходы которого соединены с входами блоков сравнения собственной, предыдущей и последующей ступеней соответственно.

1079568

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок определения числа работающих насосов включает в себя двоично-десятичный счетчик, выходы которого являются выходами блока, элементы ИЛИ, ЗАДЕРЖКА и одновибраторы, при этом счетный вход счетчика лодключен к выходу первого элемента ИЛИ, первый и второй входы которого через первый и второй эле1 менты ЗАДЕРЖКА соответственно подключены к выходам второго и третьего элементов ИЛИ, каждый из которых своими входами. включен в цепь питания электродвигателей насосов через соот» ветствующие контакты реле контроля питания двигателей, а шины сложения и вычитания счетчика подключены к выходам второго и третьего элементов

ИЛИ соответственно.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок выИзобретение относится к системам автоматического регулирования, согласования и контроля многоступенчатых перекачных насосных и гидротранспортных установок и может быть использо- 5 вано в многоступенчатых гидротранепортных системах и системах водоснабжения на большие расстояния, при гидротранспорте горной массы на шахтах, концентратов на горнообогатительных комбинатах, в гидромелиорации с развитой сетью водораспределения, а также в химической и нефтеперерабатывающей промышленности при транспорте промпродуктов в последовательно рабо- 15 тающих реакторах с путевым его отбором.

Известно устройство автоматическо го согласования и контроля режимов многоступенчатых насосных и гидротранспортных установок, содержащее для каждой ступени резервуар с клапаном, датчик перепада давления, датчик и задатчик уровня в резервуаре, соединенные соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход которого соединен с регулятором, числения установки требуемого уровня жидкости в резервуаре выполнен на матрице с весовыми резисторами по числу разрядов счетчика блока определения числа работающих насосов, подключенном на ее выходе операционном усилителе, выход которого является выходом блока, и подключенных к входам резисторной матрицы ключевых элементах на MOII-транзисторах, входы ко торых подключены к выходам преобразoвателей, входы которых являются входами блока.

4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок упреждения возмущения содержит счетчик с позиционным двоичным дешифратором состояния счетчика и подключенный к выходам последнего через триггеры своими управляющими входами коммутатор, выполненный на транзисторных ключевых элементах, сигнальные входы ко, торого являются входами блока. связанным с .исполнительным механизмом регулирующего органа и для каждой ступени релейный усилитель, анализа— тор режимов, блок реверса регулятора, инвертор выходного сигнала регулятора и блок определения знака приращения перепада давления, который входом соединен с выходом датчика перепада давления, а выходом — с одним из входов анализатора режимов, другой вход которого подключен к выходу блока сравнения, соединенному с входами релейного усилителя и регулятора, а выхоt ды — с одним из входов блока реверса своей и последующей ступеней, причем выход регулятора соединен с другим входом блока реверса своей ступени, один из выходов которого через инвертор подключен к одному из входов исполнительных механизмов своей ступени, а другой — непосредственно к входу исполнительного механизма предыдущей ступени jl) .

Однако это устройство не обеспечивает надежного и устойчивого согласования режимов перекачных ступеней при резких скачках рассогласова1079568 4 рами по числу разрядов счетчика блоюг ка определения числа работающих насосов, подключенном на ее выходе операционном усилителе, выход которого явр- 5 ляется выходом блока, и подключенных к входам резисторной матрицы ключевых о. элементах на МОП-транзисторах, входы которых подключены к выходам преобра. эователей, входы которых являются

1Î входами блока.

Блок упреждения возмущения .содержит счетчик с позиционным двоичным дешифратором состояний счетчика и подключенный к выходам последнего че15 Рез тРиггеры своими управляющими входами коммутатор, выполненный на транзисторных ключевых элементах, сигнальные входы которого являются входами блока. щ На фиг. 1 приведена блок-схема устройства автоматического согласоа- вания и контроля режимов многоступенчатых насосных и гидротранспортных установок; на фиг. 2 — функциональ25 ные схемы блока определения числа работающих насосов, связанного с ним о блок-упреждения; на фиг. 3 — принцис. пиальная схема блока вычисления уставки требуемого запаса жидкости в резервуаре ° у Устройство (фиг. 1) на каждой i-й ступени насосной перекачной, станции (i-я НПС). содержит резервуар 1 с клапаном 2 на верхней крышке, управляе35 мым Релейным Усилителем 3 ° В Резер вуаре 1 установлен датчик .4 текущего уровня (Н), выходом подключенный к первому входу элемента 5 сравнения, функции которого в данном устройстве ае 40 соответствуют функциям cJJMìÿòÎäÿ

Выход эадатчика 6 уровня (Но) в резервуаре подается на второй вход сумматора. Выход сумматора соединен о-, с входами релейного усилителя 3 и рек- гулятора 7 i-й ступени и с вторым

45 е-. входом анализатора 8 режимов для вые- явления причины рассогласования режи.ма в гидротранспортной системе.

3 ния режимов, вызванных аварийными или плановыми отключениями и перекл чениями насосов на ступенях из-за возможного развития кавитационных явлений при полном опорожнении резе вуара и захвата воздуха во всасываю щие трубопроводы насосов. Кроме тог недостаточное быстродействие системь согласования в переходных режимах при отключениях насосов, связанное с кратковременными срывами или раскачкой режимов на время отработки системой рассогласования, приводит к интенсивному износу насосов, арма туры и трубопровода из-за возникновения частичных гидроударов, и накапливающихся от них последствий, при восстановлении режимов системой

Цель изобретейия — повышение точ ности и быстродействия.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство автоматического согл сования и контроля режимов многосту пенчатых насосных и гидротранспортных установок снабжено для каждой ступени блоком определения числа ра ботающих насосов, подключенным к ег выходам входами блоком вычисления у тавки требуемого уровня жидкости в резервуаре и подключенным входом к его выходу блоком упреждения возм жений, первый, второй и третий выхо ды которого соединены с входал и бл ков сравнения собственной, предыду щей и последующей ступеней соответ ственно.

Кроме того, блок определения чи ла работающих насосов включает в с бя двоично-десятичный счетчик, вых ды которого являются выходами блок элементы ИЛИ, ЗАДЕРЖКА и одновибр торы, при,этом счетный вход счетчи ка подключен к выходу первого эле мента ИЛИ, первый и второй входы к торого через первый и второй элеме ты ЗАДЕРЖКА соответственно подключ ны к выходам второго и третьего эл ментов ИЛИ, каждый из которых свои ми входами включен в цепь питания электродвигателей насосов через соответствующие контакты реле контроля питания двигателей, а шины сложения и вычитания счетчика подключены к выходам второго и третьего элементов

ИЛИ соответственно.

Блок вычисления уставки требуемого уровня жидкости в резервуаре выполнен -на матрице с весовыми резистоПревый вход анализатора 8 соединен с выходом блока 9 определения знака приращения перепада давления (ЬР), вход которого подключен к выхо. ду датчика 10 перепада давления, установленного на напорном трубопроводе 11 i-й ступени, являющегося одновременно и входньм для (i d!)-й (последукишей ступени). Выход регулятора 7 i-й ступени соединен с входом

1079568 блока 12 реверса, предназначенного для переключения выхода регулятора на соответствующую ступень.

Блок 12 своими первым и вторым входами подсоединен к соответствую- 5 щим выходам анализаторов 8 i-й и (i-1)-й ступеней, а первым выходом через инвертор 13, предназначенный. для реверса выходного сигнала регулятора 7 i é ступени, подключен к первому входу исполнительного механизма 14 своей ступени, вторым — к второму входу исполнительного механизма 14 (i-1)-й ступени, Механизм

14 i-й, ступени выходом связан с входом регулирующего органа 15 (управляемая заслонка или клапан-задвижка), установленный на чапорном трубопроводе i-й ступени, либо с входом блока 16 управления регулируемо- 20

: ro привода 17 для регулирования подачи насоса 18 или группы насосов.

Блок содержит узел 19 задержки и цепь 20, которые входами соединены с выходом датчика 10, а выходами с соответствующими входами узла 21 сравнения, выходом подключенного к первому входу анализатора 8.

К исполнительным цепям 22 реле контроля напряжения шин энергопита- 30 ния или пусковой аппаратуры электродвигателей насосов подключен блок 23 определения числа работающих насосов °

При использовании регулируемого электропривода блок 23 подключается к исполнительным цепям пусковой аппаратуры, входящей в состав блока 16 управления регулируемого привода 17.

Блок 23 (фиг. 2) включает набор

40 размыкающих 24 и замыкающих 25 контактов, которые коммутируют выходы блока 26 питания контрольных цепей с входами соответствующих одновибраторов 27 и 28. Число контактов в на45 боре и соответствующих им одновибраторов определяется количеством реле контроля напряжений на шинах электродвигателей насосов, которое равно общему числу всех контролируемых насо сов на i-й НПС. Выходы одновибрато-:

50 ров 2? и 28 через соответствующие элементы ИЛИ 29 и 30"соединены с входами элементов 31 и 32 задержки и шин

33 и 34 счетчика 35, выполненного на IK-триггерах. Счетный вход счетчи- ка 35 через элемечт 36 ИЛИ соединен с выходами соответствующих элементов

ЗАДЕРЖКИ 31 и 3?. Выход блока 23 соединен с входом блока 37 вычисления уставки требуемого уровня жидкости в резервуарах 1 i — и (своей)>"предыдущей (i-1 — 1-й) и последующей (i+1-й) ступеней соответственно ислу отключенных на текущий момент насосов. Блок

37 (фиг. 2) включает блок 38 управления и подключаемый через него к выходам разрядов счетчика 35 блока 23 цифроаналоговый преобразователь (ЦАП ) 39, Выход блока 37 подключен к входу блока 40 упрежцения возмущений для расчета времени выбега отключаемых насосов своей ступени и времени начала регулирования подачи соседних ступеней до прихода к ним волны возмущения, который своими первым, вторым и третьим выходами соединен соответственно с дополнительными первым, вторым и третьим входами сумматоров 5 (элементов сравнения) своей, предыдущей и последующей ступеней.

Блок 40 (фиг. 2) содержит коммутатор

41 с ключами управления ими. Аналоговые входы ключей коммутатора 41 соединены с выходом ПАП 39, а управляющие — с прямыми выходами триггеров

42. Информационные входы триггеров

42 дешифратором 43 состояний связаны с разрядами двоичного счетчика 44, который счетным входом через элемент

45 запрета подключен к выходу генератора 46 импульсов. Установочные входы триггеров 42 и счетчика 44, я также управляюшие входы элемента 45 и счетчика 44 соединены с соответствующими выходами блока 47 управления счетчи— ка. Количество разрядов счетчика 44 и модуль его счета, а следовательно, состояний счетчика и соответствующее ему число триггеров 42, составляют диапазон настройки блока 40 упреждения и определяются временной диаряммой распределения команд или управляющих сигналов между НПС, где возникают возмущения и где они компенсируются.

Преобразователь 39 (фиг, 2) выполнен на матрице с весовыми резисторами 48-50 и операционном усилителе 51. Последовательно с резисторами

50 включены ключевые элементы 52 на

МОП-транзисторах, входы которых подключены к выходам соответствующих транзисторных блоков 38 управления.

Работа устройства автоматического согласОвания и контроля режимов мно1079568 гоступенчатых насссных и гидротранспортных установок заключается в следующем.

Согласно алгоритмам влияние действующих в трубопроводе и на ступенях возмущений сводится к изменению перепада давления (дР) или уровня (запаса жидкости) (ь1!) в резервуаре, или одновременно и уровня (запаса жидкости) и перепада давления, вслед- 10 ствие изменения водопотребления на выходе транспортной системы или в любой промежуточной точке отбора между ступенями; изменения подачи

-й ступени при неисправностях, либо 15 случайных сбросах и снижении характеристик отдельных насосных агрегатов; изменения раехода между i-й и (i+1)-й ступенями, и наконец, аварийных отключений или плановых отключе- 20 ний и подключений одного или нескольких насосов. .При увеличении (уменьшении нагрузки на выходе транспортной системы или подаче, например, последней 2S ступени по водопотреблению (или другого полезного продукта, транспортируемого в данный момент по трубопроводу) происходит увеличение (уменьшение) расхода на выходе (i+1)-й сту- 30 пени (фиг. 1), уровень в ее резервуаре 1 снижается (повышается) на вели-. чину -gH(+b,H), перепад давления на нагрузке снижается (повышается на величину -ЬР (+hP), вследствие подключения (отключения) параллельных ветвей нагрузки за точкой, соответст- вующей отбору.

При этом сигнал, формируемый на выходе датчика 10 перепада давления 40 (i+1)-й ступени, пропорциональный текущему расходу этой ступени, посту.пает одновременно на входы узла 19 . задержки и цепи 20 блока 9 для выяв-. ления знака приращения перепада дав- 4 ления. Далее сигналы текущего перепада давления, сдвинутого на расчетный интервал времени (ь) с выхода узла задержки поступают на соответствующие входы элемента 21 сравнения, на выходе которого формируется сигнал отклонения +ЬГ(-ЬР) текущего перепада давления P(t) от перепада P(t-c), который имеет, место на выходе системы до

L увеличения (уменьшения) нагрузки, т е fi,Р=P(t) ° Р(т, c) Интервал численно равен расчетному интервалу времени, необходимому для изменения значения параметра перепада давления или уровня на допустимую, расчетную величину, превышающую порог нечувствительности измерительных каналов уровня и перепада давления. Использование только знака приращения перепада давления на допустимую величину повышает точность работы устройства и его помехозащищенность в режиме согласования., Одновременно по сигналам с выходом датчика 4 уровня о текущем уровне Н в резервуаре 1 и задатчика 6 уровня (H ) в этом же резервуаре, поступающим соответственно на первый и второй входы сумматора 5, на его выходе формируется сигнал отклонения

-hH(+6H) текущего уровня H(t) от заданного Но. Далее выходной сигнал сумматора 5 поступает на вход релейного усилителя 3 регулятора 7 и второй вход анализатора 8, на первый вход которого поступает сигнал с выхода блока 9. По знакам и величине приращений Н и дР в анализаторе 8 определяется причина рассогласования режимов: увеличение (уменьшенп ) нагрузки на выходе (i+1)-й .ступени, вследствие чего в нем срабатывает соответствующий пороговый канал и на первом выходе появляется логический сигнал — команда, поступающая на вход блока 12 реверса регулятора 7 подачи (i+1)-й ступени.

По этой команде сохраняется нормальное положение подключения выхода регулятора 7 подачи (i+1)-й ступени вторым выходок блока 12 этой ступени к соответствующему входу исполнительного механизма 14 i-й ступени. Вследствие наличия рассогласования по уровню -AH(+EH) в резервуаре (i+1)-й ступени регулятор 7 этой ступени через исполнительный мехашиизм 14 i-й ступени воздействует на орган 15, либо блок 16 управления регулируемого привода 17, открывая (закрывая) заслонку или увеличивая (уменьшая) обороты приводного двигателя, пока подачи i-й ступени не становится равной расходу (i+1)-й ступени и не исчезает сигнал рассогласования по уровню Ü Í. Одновременно при срабатывании соответствующего канала анализатора 8 режимов диспетчеру подается сигнал "Увеличение" ("Уменьшение"$ расхода на выходе (i+1 )-й ступени.

1079568

Так как начальное рассогласовани . по уровню ДН не превышает порога сра батывания релейного усилителя 3, клапан 2, установленный на крышке резервуара 1 остается открытым, что обеспечивает работу (i+1)-й ступени с подключенным открытым резервуаром и необходимую точность оòðàáîòêè ошибки рассогласования режима.

В случае, если подача i-й ступени 1 0 не может быть увеличена по причине неисправности, износа насосов 18 и т.п. при сохранении сигнала - P на ,выходе блока 9 (i+1)-й ступени уровень Н в резервуаре 1 (i+1)-й ступени 15 снижается так, что на выходе сумматора 5 появляется величина рассогласо:вания -ЬН, которая ниже второй поро,говой -ДНо,т.е. — gH(-QFIp. Величина рассогласования -аН(- ИО превышает 20 порог срабатывания релейного усилителя 3, когорый, срабатывая, воздействует на клапан 2, закрывающий отверстие на верхней крышке резервуара

1 (i+1)-й ступени, тем самым предот- 25 вращая возможные подсосы воздуха насосом 18 из атмосферы при дальнейшем понижении уровня в резервуаре.

По этой же величине рассогласования срабатывает соответствующий канал анализатора 8, где устанавливается причина рассогласования режима увеличение расхода на выходе ступени свыше возможностей i-й ступени" и на его первом выходе появля- 35 ется сигнал — команда, по которой блок 12 отключает выход регулятора

7 (i. +I)-й ступени от исполнительного механизма i-й ступени и вторым выходом через инвертор 13 подключает к первому входу исполнительного механизма ступени. Инвертор 13 изменяет полярность выходного сигнала регулятора 7, что при одновременном пере.ключении регулятора, при наличии рас- 45 согласования - На-AFI на его выходе О приводит к изменению знака обратной связи с отрицательного на положительный в контуре локальной системы автоматического регулирования (САВ) 50 (i+I)-й ступени. Тем самым обеспечивается такой ход исполнительного механизма (i+1)-й ступени, при котором происходит закрытие заслонки регу= лирующего органа 15 (либо снижение 55 оборотов приводного двигателя 17) до тех пор, пока, подача (.+1)-й ступени не становится равной предельl0 но возможной подаче i-й ступени и исчезает сигнал рассогласования по уровню Н.

Одновременно диспетчеру соответствующим каналом анализатора 8 подается сигнал "Неисправность на i-й ступени".

После устранения сигнала рассогласования по уровню ниже заданной величины - Н релейный усилитель отключается и восстанавливается открытое состояние клапана 2.

Аналогично действует устройство при увеличении расхода в .любой другой точке отбора. Так, при всех исправных ступенях в случае уменьшения (увеличения) расхода за точкой отбора в предыдущей рассмотренной в магистральном трубопроводе 11 и увеличения (уменьшения его этой точкой вследствие отбора нз !i+I)-й сту. пени д>ормируются сйгналы приращения

ЬН(О(АН)О) и

Аналогично анализатор 8 i-й ступени через блок 12 реверса подключает свой регулятор 7 к исполнительному ме-. ханизму (i-I}-й ступени до исчезновения сигналов рассогласования g FI.

В случае, если подача какой-либо из ступеней, например (i-i)-й ступени, не может быть увеличена до требуемого значения равного расходу в предшествующей точке, уровень в резервуаре 1 1 и ступени снижается до величины -ЬН(-QI>о.

По сигналам Д11С-ьНо и дР=О анализатор 8 i-й ступени формирует на своих первом и втором выходах логические сигналы, поступающие на со— ответствующие входы блоков 12 ревер.са i-й и (i+1)-й ступеней. В свою очередь, блоки реверса осуществляют переключение выходов собственных регуляторов 7 с исполнительных механизМов предыдущей ступени на исполнительные механизмы своей ступени соответственно с. одновременным инвер-.. тированием 13 выходных сигналов pery1079568

12 ляторон. Прп наличии рассогласования уровня -д1!(-дН в резервуаре 1 a

1-й ступени работа релейного усилителя 3 совместно с клапаном 2 происходит аналогично, а регулятор этой ступени, воздействуя через свой исполнительный механизм, прикрывает заслонку(снижает обороты), пока подача этой ступени не становится оавяой предельной подаче (:-1)-й ступе- 10 ни и исчезает сигнал рассогласования Н.

Уменьшение подачи i-й ступени вызывает понижение уровня в резервуаре 1 (i+1)-й ступени, вследствие чего реверсированный регулятор 7 (i+I)-й ступени прикрывает заслонку регулирующего органа 15 (снижает обороты привд;;а 17), уменьшая тем самым подачу (i+I)-й ступени до исчезновения рассогласования ДН.

Так как сниженис уровня Ь Н4-бН< происходит íà i-й ступени, то диспетчеру подается сигнал "Неисправность на (1. 1)-й ступени".

В случае снижения подачи любой из ступеней, например, i-й ступени, из-за неисправности или износа насоса уровень в резервуаре этой ступени повышается, а расход на выходе ступеии падает, что приводит к снижению уровня в резервуаре (i+1)-й ступени, при сохранении установившегося расхода на выходе (i+1)-й ступени.

При этом анализаторы 8 режимов

i-й и (i+I)-й ступеней сохраняют прямое подключение своих регуляторов

7 соответственно на исполнительные механизмы 14 предыдущих ступеней, чта способствует увеличению подачи i-u

40 ступени насколько это возможно.

Если подача i-й ступени не увеличивается до требуемого значения, а уровень (i+1)-й ступени снижается ниже пороговой величины, то анализа45 тор 8 (i+1)-È ступени через блок 12 переключает свой регулятор на исполнительный механизм (i+1)-й ступени и уменьшает ее подачу до исчезновения рассогласования режима. между

i-й и (i+1)-й ступенями.

Уменьшение подачи.(i-l)-й ступени происходит аналогично при сохранении прямого подключения регулятора

7 i-й ступени к исполнительному меха-55 низму 14 (i-1)-й ступени.

При аварийном отключении одного или нескольких насосов, например п насосов, íà (i-1)-й НПС или плановом его (их) отключении из-за резкого снижения потребления продукта от места отбора снимается напряжение с шин энергопитания электродвигателей 17 насосов 18, т.е. пусковая аппаратура отключает электродвигатель этих насосов.

Реле контроля напряжения, соответствующее этим насосным агрегатом, обесточивается, в результате чего замыкаются один или несколько размыкающих контактов 24 группы и размыкаются замыкающие контакты 25 группы этих же реле. Контакты 24 подключают источник опорного напряг:ения блока 26 питания контрольных цепей к входам соответствующих одновибраторов 27 блока- 23 для подсчета числа отключенных насосов.

Одновибраторы 27 и 28 реагируют только на передний фронт. импульса (положительный перепад входного сигнала). В результате на выходе соответствующего одновибратора 27 формируется единичный прямоугольный импульс, который через элемент ИЛИ 29 поступает на элемент 31 задержки и шину 34, которая готовит цепи счетчика 35 к приему поступающих единичных импульсов в режиме работы на вычитание. Двоичная единица, соответствующая единичному импульсу, прошедшая задержку., поступает через элемент.

ИЛИ 36 на счетный вход счетчика 35 и вычитается из содержимого счетчика. В результате чего на выходе счет чика 35 формируется сигнал в виде цифрового слова, соответствующего числу работающих насосов на текущий момент времени на (i-1)-й HTIC.

Для повышения надежности подсчета числа одновременно (хотя это и маловероятно) включаемых или отключаеьых насосов на НПС длительности . формируемых одновибраторами единичных импульсов различны и сдвинуты во времени.

Цифровое слово с выходов счетчика, 35 .блока 23 поступает на вход блока

37. Запас уровня (коррекция Н ; ) резервуара 1. i-й НПС расчитывается в блоке 37 таким образом, чтобы после прихода волны резкого понижения расхода от (i-1)-й к i-й НПС, она эа время регулирования системой подачи не вызывала бы понижения запа-. сенного уровня из его верхнего эна"

13 1079 чения, определяемого блоком 3?, ниже среднего значения, поддерживаемого в нормальном согласованном режи- . ме. При этом по цифровому слову счетчика 35 блок 38 управления коммутирует соответствующие ключи резистивной матрицы ЦАП 39, на выходе кото" рого формируется аналоговый сигнал, пропорциональный коррекции g НО, уров. ня в резервуаре 1 i-й НПС. 10

Для обеспечения создания запаса жидкости (уровня) в резервуаре l

i-й НПС заранее, с упреждением, сигнал пропорциональный требуемому запасу жидкости в резервуаре 1 i-й 15

НПС с выхода блока 37 поступает на вход блока 40 упреждения (i-1)-й ступени, в котором автоматически определяется время начала регулирования подачи i-й НПС до прихода возму- 20 щения со стороны (i-1)-й HIIC. При этом настройки модуля счета в блоке

47 управления блока 40 упреждения выбираются такими, что при открытом элементе 45 счетчик 44 заполняется 25 единичными импульсами генератора 46, а дешифратор 43, расшифровывая состояние счетчика 44, формирует на соответствующем выходе сигнал, передаваемый через триггер 42 на ту схему go управления ключом коммутатора 41, который подключает выход ItÀÏ 39 бло. ка 37 к информационному каналу i-й

НПС для передачи сигнала коррекции

6Но;

Таким образом, в момент времени, определяемый блоком 40 (1-1)-й ступени с его выхода на третий дополнительный вход сумматора 5 i-й ступени поступает сигнал на изменение уставки4О уровня в резервуаре 1 i-й ступени на величину Я Н о,, в результате задание .по уровню в резервуаре 1 i-й ступени становится равным (Н + НО,)

После сравнения всех составляющих 4 сигналов в сумматоре i-й НПС, на его выходе формируется сигнал Н+5Н, который поступает на входы релейного усилителя 3, регулягора подачи 7 и второй вход анализатора режимов 8. Ж Так как выходной сигнал сумматора превышает по величине вторую порого-, вую величину а Но т. е. а H+ Ho b Ho срабатывания релейного усилителя 3, то он, срабатывая, закрывает клайа- 55 ном 2 отверстие в верхней крышке резервуара l i-й ступени, предотвращая перелив жидкости при накопле568

14 нии ее запаса в этом резервуаре. По этой величине рассогласования уровня срабатывает соответствующий канал анализатора 8 режимов и на его первом выходе появляется сигнал — команда, по которой блок 12 отключает выход регулятора 7 i-й ступени от исполнительного механизма (-1)-й ступени и вторым выходом через инвертор 13 подключает к первому входу исполнительного механизма 14 i-й ступени.

Инвертор 13, изменяя полярность выходного сигнала регулятора 7, осуществляет смену отрицательной связи на положительную в контуре локальной

САР i-.é ступени. Тем самым обеспечивается такой ход исполнительного механизма i-й ступени, при котором происходит закрытие заслонки регулирующего органа 15 (либо снижение оборотов приводного двигателя 17) до тех пор, пока текущее значение уровня в резервуаре 1. i-й ступени не становится равным скорректированному его значению (H +3 . ). .В итоге создается расчетный запас жидкости (уровня) в резервуаре i-й ступени.

Б момент прихода волны резкого понижения расхода уровень в резервуаре i-й ступени из верхнего значения резко понижается. Однако время расходования запаса жидкости из верхнего значения к среднему равно времени перевода насосов на новую подачу системой регулирования, так что при подходе уровня к среднему значению режимы оказываются согласованными и уровень удерживается в среднем нормальном положении.

Таким образом, согласование .режимов предлагаемым устройством при отключении одного из нескольких насосов на (i-.g-й ступени. начинается по информационному сигналу, распространяющемуся мгновенно по каналу к i-й НПС путем создания запаса жидкости (уровня) в резервуаре i-й ступени заранее до распространения гидравлических возмущений по длинному трубопроводу и начала резкого изменения уровней в резервуарах, с отработкой которых не справляется система регулирования подачи насосов из-за недостаточного ее быстродействия. Одновременно при отключении q насосов на (i 1) и ступени через счетчик датчика числа работающих на сосов диспетчеру подается сигнал

1079568

30

Так как отключение »1-насосов на (+1)-й НПС в многоступенчатых гидротранспортных системах с подключен- 50 ными согласующими резервуарами ведет к росту уровня жидкости в.резервуаре

1 i- и ступени, необходимо обеспечить расход жидкости из резервуара 1 i-й ступени, чтобы после прихода волны 55 резкого понижения расхода от (i-1)-,й

НПС к i-й НПС, эта волна не вызвала бы повышение уровня в резервуаре 1, "Отключение и — насосов íà (i-1)-й ступени".

В случае при дополнительном, плановом включении »1 насосов на (i-1)-й

НПС, связанном с резким увеличением потребления прод "<та от места отбора, включаются. реле 22 контроля напряжения питающих шин электродвигателей этих насосов. Включение реле

22 приводит к замыканию соответст- »О вующих контактов 25 группы и р змыканию контактов 24 группы. Первые скоммутируют цепи блоков 26 питания с входами соответствующих одновибраторов 28, формирующие на своих t5 выходах единичные импульсы, которые, пройдя элемент ИЛИ 30, поступают на элемент 32, шину 33, подготавливая счетчик 35 для работы в режиме на сложение поступающих импульсов. Им- 20 пульсы, прошедшие элемент 32 через элемент 36, поступают на счетный вход счетчика 35 и суммируются .с содержимым счетчика. В результате на выходах счетчика 35 блока 23 формулируется цифровое слово, соответствующее количеству работающих насосов на (i-1)-й НПС на текущий момент.

Далее устройство работает аналогично с тем лишь отличием, что после преобразования ЦАП цифрового слова блока 23 на выходе блока 37 формируется сигнал, по которому создается не запас, а расход жидкости из резервуара 1 i-й HIIC (расчетное опорожне- З5 ние резервуара) для приема волны по- . вышенного расхода от ступени и предупреждения резкого скачка давления (гидроудара).

При этом на третий дополнительный вход сумматора 5 i-й ступени поступает сигнал на изменение уставки Уровня в резервуаре 1 i-й ступени на величину (-5H ) и в результате задания

О»

45 по уровню в резервуаре данной ступени становится равным (Я bH»») поддерживаемого в согласованном режиме.

При отключении rl насосов на (i+1)-й НПС формирование сигнала в виде цифрового слова, соответствующее числу работающих насосов на (1+1)-й ступени, на выходе счетчика

35 блока 23 этой ступени происходит аналогично. Цифровое слово блока 23 поступает на преобразователь блока

37. Рассчитанный сигнал коррекции (- Но); поступает на вход блока 40, в котором заранее, с упреждением определяется время начала регулирования подачи i-й ступени до прихода волны возмущения со стороны (+1)-й ступени. В момент начала регулирования подачи i-й НПС сигнал (- НО); с выхода блока 40 упреждения (i+1)-й ступени поступает на пятый дополнительный вход сумматора 5 i-й ступени, уменьшая установку уровня в.резервуаре 1 этой ступени, пропорционально числу отключаемых насосов на (i+1)-й ступени. Относительно новой установки уровня равной (H -8H ). в

0 о» резервуаре 1 i-й ступени, после суммирования всех сигналов в сумматоре

5 на его выходе формируется сигнал, равный - Н, который ниже второй по роговой величины (-gH(-ЬН ) срабао тывания релейного усилителя 3, от срабатывания которого закрывается клапан 2, предотвращая заранее возможные подсосы воздуха к моменту прихода от (i+1)-й ступени волны повышенного расхода. По отношению Рас согласования -gH(-ЬНосрабатывает соответствующий канал анализатора 8 режимов, который переключает блох 12 реверса, регулятор 7 подачи i-й ступени на исполнительный механизм (или привод) своей ступени, увеличивая подачу этой ступени, тем самым уменьшая запас жидкости в резервуаре 1 и выводя уровень в нижнее рассчетное значение, равное (Ко-8Н„)1 . Одновременно диспетчеру с вьгхода датчика

35 датчика 23 числа работающих насосов (i+1)-й ступени подается сигнал

Отключение 11 насосов (i+i)-й ступени".

При включении»1 насосов на (i+1)-й

НПС компенсация возмущений íà i-й ступени осуществляется аналогично, что и при отключении 11 насосов на (i+1)-й ступени, с той лишь разницей, что создается не расчетный расход!

У

l8

)079568 жидкости, а расчетный запас ее по отношению к новой установке.

При отключении (переключении) п насосов на i-й HIIC компенсация возмущений на этой НПС происходит аналогично sa .исключением того, что время упреждения начала повышения подачи оставшихся насосов выбирается с учетбм времени выбега отключенных насосов, и система регулирования по- 10 дачи оставшихся насосов успевает неревести оставшиеся насосы на нужную подачу для сохранения среднего значения уровня в резервуаре 1 этой

HIIC. 15

Таким образом, практически. ao всем диапазоне величины и скорости

1 нарастания возмущений предлагаемое устройство обеспечивает надежное и точное согласование режимов перекачных ступеней, повышая быстродействие системы регулирования подачи в целом, поскольку на ее долю остается ликвидация малых рассогласований, ооусловленных погрешностью блоков вычисления и упреждения, Устройство от момента включения его в работу обеспечивает устойчивое согласование режимов перекачных ступеней в многоступенчатых гидротранспортных системах как при плавных рассогласованиях, так и при резких скачках рассогласования режимов, вызванных аварийными и плановыми отключениями, переключениями насосов. 079568

I ф

1079568

3

Составитель Г. Корнева

Редактор И. Касаода Техред С.Легеза Корректор Г.Огар

3аказ 1239/20 Тираж 843 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

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

Филиал НПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4