Система орошения

 

1 9

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 А 01 G 25/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4035313/30-15 (22) 17,01 86 (467 23.12.87. Бюл. У 47 (71) Отдел энергетической кибернетики АН ЧССР (75 ) Ю.А.Дмитренко, В.И.Олещук, Е.А.Маранец, В.Ю.Любицкий, P.Ä.Àâåðбух и ф.Ф.Чуру (531 631.347.1 (088,8) (5e) Авторское свидетельство СССР

Р 843868, кл. А 01 G 25/02, 1979.

„„SU„„1360654 А1 (54) СИСТЕМА ОРОШЕНИЯ (57) Изобретение относится к области сельскохозяйственной мелиорации н может применяться в системах перекачки жидкости, требующих плавного регулирования в диктующей точке трубопровода при изменении расхода в

- достаточно широком диапазоне. Цель изобретения — экономия электроэнергии и капитальных затрат и повышение надежности. Давление в системе ре1360654 гулируется комплексно: изменением частоты вращения насосных агрегатов (HA) 1,8,9,10 подключением (отключением). Дополнительные НА 8,9,10 выполнены нерегулируемыми по мере необходимости. Подключение (отключе-. ние) дополнительных НА происходит автоматически по команде программного устройства 6, которая вырабатывается на основе информации датчика

4 о соотношении текущих значений давления в диктующей точке и частоты выходного напряжения, регулируемого по частоте источника 7 переменного тока с заданными величинами. Такое

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации и может найти применение в системах перекачки жидкости, требующих плавного регулирования в диктующей точке трубопровода при изменении расхода в достаточно широком диапазоне.

Цель изобретения - экономия электроэнергии и капитальных затрат и повышение надежности системы.

На фиг.1 представлена схема системы орошения; на фиг.2 — рабочие характеристики элементов предлагаемой системы орошения.

Система орошения содержит электронасосный агрегат 1, фильтр 2, напорный трубопровод 3, в котором установлен датчик 4 давления, блок 5 задания, программное устройство 6,,источник 7 переменйого тока, регулируемый по частоте, и дополнительные электронасосные агрегаты 8 — 10.

Программное устройство б в свою очередь состоит из блока 11 сравнения, блока 12 формирования команд изменения частоты, блока 13 включения и блока )4 отключения. Блок. 13 включения содержит компараторы 15 и 16 и логические элементы И 17 — 19 со схемами 20-22 задержки. Блок 14 отключения содержит компараторы 23 и

24 и логические элементы И 25 — 27 со схемами задержки 28 - 30. Выход датчика 4 давления соединен с входом 31 блока 11 сравнения, а выход решение позволяет сохранить все преимущества плавного регулирования давления, избегая при этом затрат на регулируемый источник переменного тока суммарной мощности, либо на оборудование каждого из НА 8,9, 10 индивидуальным источником переменного тока, регулируемым по частоте.

Указанные затраты имеют место при одновременном изменении частоты вращения всех HA включенных параллельно. В системе предусмотрено управление очередностью подключения (отключения) HA и защита от ложных срабатываний. 2 ил.

2 блока 5 задания соединен с входом

32 блока 11 сравнения, выход которого соединен с входом блока 12 формирования команд изменения частоты и

5 с входами компараторов 15 и 23. Выход блока 12 формирования команд и изменения частоты соединен с входом источника 7 переменного тока, регулируемого по частоте, и с входами

10 компараторов 16 и 24. Выход источника 7 переменного тока, регулируемого по частоте, соединен с входом электронасосного агрегата 1, выход которо15 го соединен с входом фильтра 2, с которым также соединены выходы допол.нительных электронасосных агрегатов

8 — 10. Первый вход логического элемента И 17 блока 13 включения

20 соединен с выходом компаратора 15, а второй вход 33 логического элемента И 17 соединен с выходом компаратора 16, Аналогично первые и вторые входы всех логических элементов И блока 13 включения подключены к выходам компараторов 15 и 16. Выход первого логического элемента И 17 блока 13 включения через схему 20 задержки соединен с третьим входом

34 второго логического элемента И

18 блока 13 включения. Аналогично, выход второго логического элемента

И 18 блока 13 включения через схему задержки 21 соединен с третьим входом 35 логического элемента И 19 блоЗ5 ка 13 включения и далее последова1360654

3 тельно до (и-1)-го логического элемента И блока 13 включения, выход которого через схему задержки соединен с третьим входом и-го логического элемента И блока 13 включения.

В блоке 14 отключения выход компаратора 23 соединен с первым входом 36 логического элемента И 25, а выход компаратора 24 соединен с вторым входом 37 логического элемента И 25. Аналогично выходы компараторов 23 и 24 соединены с первым и вторым входами всех остальных (и-l.)-х логических элементов И блока 14 15 отключения. Выход и-го логического элемента И 27 .блока 14 отключения через схему 28 задержки соединен с третьим входом 38 (n-1)-го логического элемента И 26. Таким же образом 20 в блоке 14 отключения выход каждого

i-го логического элемента И через соответствующую схему задержки соединен с третьим входом (1-1)-го логического элемента И, где i — ряд 25 натуральных чисел от 1 до и. .Выход схемы 20 задержки блока 13 включения соединен с первым управляющим входом 39 первого дополнительного насосного агрегата 8, а его вто- 30 рой управляющий вход 40 соединен с выходом схемы 30 задержки блока 14 отключения. Аналогично первый и второй управляющие входы всех остальных (n-1)-х дополнительных электронасосных агрегатов 9 и 10 соединены с соответствующими выходами схем задержки блока 13 ° включения и блока

14 отключения. 40

Электронасосные агрегаты 1,8,9 и

10 состоят из центробежного насоса, электродвигателя с коммутирующим устройством с двумя управляющими входами, один — на включение, вто- 45 рой — на отключение.

Источником 7 переменного тока, регулируемым по частоте, служит серийный преобразователь частоты.

Компараторами 15,16,23 и 24 служат операционные усилители. Логическими элементами И 17,18,19,25,26 и

27 являются интегральные микросхемы.

В качестве схем 28-30 задержки применяется транзисторно-емкостное реле времени с регулируемой установкой.

Предлагаемая система орошения ра ботает следующим образом.

В тех случаях, когда к гидросистеме подключено относительно малое число потребителей, заданное блоком 5 задания давление в напорном трубопроводе 3 поддерживается одним электронасосным агрегатом 1 с помощью источника 7 переменного тока, регулируемого по частоте, который увеличивает,частоту вращения у электронасосного агрегата 1 с увеличением потребления воды.

После того, как частота вращения (d электронасосного агрегата 1 достигает максимального значения Ы „„ с мысс дальнейшим увеличением расхода воды давление в напорном трубопроводе 3 падает, так как один электронасосный агрегат даже при максимальной частоте уже не в состоянии поддерживать заданное давление в системе.

При выполнении условия

ДН)Н U 7 (к (1) где dH - приращение давления в напорном трубопроводе 3;

Н - заданное значение давления в напорном трубопроводе 3;

cu — текущее значение частоты вращения электронасосного агрегата м — максимальное значение часмакс тоты вращения электронасосного агрегата, которое анализируется компараторами

15 и 16.

В качестве блока 5 задания служит переменное сопротивление. Блок 11 сравнения представляет собой операционный усилитель, включенный по схеме сумматора.

Блок 12 формирования команд изменения частоты представляет собой операционный усилитель с резистивноемкостными навесными элементами, которые образуют пропорциональноинтегральное корректирующее звено.

На выходе первого логического элемента И 17 блока 13 включения появляется сигнал логической "1". Этот сигнал через схему 20 задержки подается на первый управляющий вход 39 первого дополнительного электронасосного агрегата 8 и включает его.

Если два электронасосных агрегата 1 и 8 с избытком обеспечивают расход воды, то заданное давление в системе можно поддерживать и при текущих

1360654 значениях частоты вращения,г перво-,. го электронасосного агрегата 1, меньших ы„ . Если снова расход воды начинает возрастать, опять увеличивают частоту вращения ы элек- 5 тронасосного агрегата 1 до м до тех пор, пока снова не будет .достигнуто условие (1). После этого второй логический элемент И 18 блока

13 включения через временной проме- 1О жуток, определяемый схемой 21, подает сигнал логической "1" на пер-, вый управляющий вход 41 второго дополнительного электронасосного агрегата 9 и включает его в f5

1 работу и далее вплоть до. и-го дополнительного электронасосного агрегата 10.

Отключение электронасосных агрегатов 1,8.,9 и 10 производится следую-20 щим образом. Если в момент времени и происходит отключение ряда потребителей, то давление в трубопроводе .

3 начинает возрастать. Сигнал от

25 датчика 4 давления поступает в программное устройство 6 на вход 31 блока 11 сравнения, где сравнивается с сигналом, поступившим с блока

5 задания. По результирующему сигналу программного устройства 6 источник 7 переменного тока, регулируемый по частоте, снижает частоту вра» щения электронасосного агрегата 1.

Если давление в трубопроводе 3 продолжает возрастать, то при выполнении условия (d Н !) 8н и М < ы,„щ (2), которое анализируют соответственно компараторы 23 и 24, они выдают сигнал на и-й логический элемент И 27 блока 14 отключения. Логический элемент И 27 с задержкой на схеме 28 подает сигнал логической "1" на второй управляющий вход и-ro дополнительного электронасосного агрегата

10 и отключает его, одновременно сигнал с выхода логического элемента

И 27 через схему задержки 28 подается на вход (п-1)"го логического элемента И и подготавливает его к отключению. Если и после этого продолжает выполняться условие (2), то происходит последовательное отключение дополнительных электронасосных агрегатов от (и-1)-ro до первого с задержками, равными Я, для каждого.

Использование предлагаемого технического решения по сравнению с известным обеспечивает следующие преимущества: экономию электроэнергии за счет увеличения КПД системы орошения, так как исключаются дополнительные преобразователи. частоты; экономию электроэнергии и увеличение надежности за счет обеспечения плавного регулирования и исключения аварий, вызванных превышением давления в системе; экономию капитальных затрат за счет исключения дополнительных преобразователей частоты.

Формула и з о б р е т е н и я

Система орошения, содержащая электронасосный агрегат, через фильтр соединенный с напорным трубопроводом, в котором установлен датчик давления, и блок задания, причем выходы датчика. давления и блока задания через программное устройство, содержащее последовательно соединенные блок сравнения и блок формирования команд изменения частоты, соединены с источником переменногб тока, регулируемым по частоте, выход которого соединен с входом электронасосного

f агрегата, о т л и.ч а ю щ а я с я тем, что, с целью экономии электроэнергии, капитальных -затрат и повышения надежности, она снабжена и дополнительными электронасосными агрегатами, а программное устройство снабжено блоками включения и отключения, каждый из которых состоит из двух компараторов и и логических элементов И, причем все дополнительные электронасосные агрегаты соединены через фильтр с напорным трубопроводом, входы первых компараторов блоков включения и отключения соединены с выходом блока сравнения, а их выходы соединены е первыми входами соответствующих логических эле-. ментов И, входы вторых компараторов блоков включения и отключения соединены с выходом блока формирования. команд изменения частоты, а их выходы соединены с вторыми входами соответствующих логических элементов И, в блоке включения выходов

i-го логического элемента И через соответствующую схему задержки соединен с третьим входом (i+1) -го логического элемента И и с первым управляющим входом 1-ro электронасосного агрегата, в блоке отключения выход i-ro логического элемента И

1360654 щим входом 1-го электронасосного агрегата, где i - ряд натуральных чисел от 1 до п.

Вых.

Вьи7

Hb1Xf

8bIx

Bbix

Составитель Б.Кузьмич

Техред И,Ходанич

Корректор И.Муска

Редактор Л.Лангазо

Заказ 6173/3

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 также через схему задержки соединен с третьим входом Ii- 1)"го логическо. го элемента И и с вторым r управляв8bIX

В и

Вых

Вых2 бьи

Вых

Тираж 628

ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

t