Способ автоматического управления перекачивающей насосной станцией и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к средствам автоматизации перекачивающих на сосных станций, используемых в мелиорации . Целью изобретения является повьппение надежности управления при работе насосной станции на канал с резервной емкостью. Определяют расход воды из канала. Запоминают текущее значение расходов в течение заданного интервала времени и опреде- / ляют среднесуточное значение и среднее значение отклонения хранимых расходов от среднесуточного. По величине среднесуточного расхода определяют число работающих насосных агрегатов . По средним значениям отклон - ний расходов от среднесуточного определяют суточные колебания уровня и управляют работой насосных агрегатов при достижении уровнем расчетных значений , включая или выключая их. Сигнал с датчика 1 уровня поступает на вход блока контроля скорости изменения уровня в канале и далее - на блок расхода 4. В вычислительном блоке 5 рассчитьшаются среднесуточные значения расхода и отклонения текущих значений от среднесуточных, после чего сигналы с выхода вычислительного блока 5 и блока контроля уровней 6 подаются в блок управления 7, который управляет работой насосных агрегатов. 1 з.п. ф-лы. 4 ил. i сл со О) а о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Р 04 D 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3907326/30-15 (22) 03.04.85 (46) 15.01.88. Бюл. Р 2 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) А.P. Заграничный, Н.Н. Кордун и П.С. Ходаковский (53) 63).67.626.824(088.8) (56) Козлов Д.Д. Бесконтактные устройства для автоматического регулирования режима работы канала при механическом водоподъеме. Т. 1. М.:

В/О Союэводпроект, 1969, с.141 †1. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКАЧИВАЮЩЕЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУИ1ЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к средствам автоматизации перекачивающих на-. сосных станций, используемых в мелиорации. Целью изобретения является повышение надежности управления при работе насосной станции на канал с резервной емкостью. Определяют расход воды иэ канала. Запоминают теку„,SU,„, 1366703 А1 щее значение расходов в течение заданного интервала времени и определяют среднесуточное значение и среднее значение отклонения хранимых расходов от среднесуточного ° По вели-. чине среднесуточного расхода определяют число работающих насосных агрегатов. По средним значениям отклоне. — .— ний расходов от среднесуточного определяют суточные колебания уровня и управляют работой насосных агрегатов при достижении уровнем расчетных зна- . чений, включая или выключая их. Сигнал с датчика 1 уровня поступает на вход блока контроля скорости изменения уровня в канале и далее — на блок расхода 4. В вычислительном блоке 5 рассчитываются среднесуточные значения расхода и отклонения текущих значений от среднесуточных, после чего сигналы с выхода вычислительного блока 5 и блока контроля уровней 6 подаются в блок управления 7, который управляет работой насосных агрегатов. з.п. ф-лы. 4 ил.

6703 2

50

1 .136

Изобретение относится к средствам автоматизации перекачивающих насосных станций, используемых в мелиорации.

Целью изобретения является повышение надежности управления при ра-. боте насосной станции на канал с резервной емкостью.

На фиг.1 показана блок-схема устройства для автоматического управления перекачивающей насосной станцией; на фиг.2 — функциональная схема устройства; на фиг.3 — функциональная схема блока управления; на фиг.4временная диаграмма изменения расхо. да из канала и временная функция колебаний уровня в канале.

Устройство для автоматического управления перекачивающей насосной станцией содержит датчик 1 уровня, блок 2 контроля скорости изменения уровня в канале, блок 3 производительностей, блок 4 расхода, вычислительный блок 5, блок 6 контроля уровней, блок 7 управления и блок 8 синхронизации, причем датчик 1 уровня подключен к входу блока 2 контроля скорости изменения уровня в канаде и первому входу блока 6 контроля уровней, первый и второй выходы которого связаны с соответствующими входами блока 7 управления, выход блока 2 контроля скорости изменения уровня в канале подключен к третьему входу блока 7 управления и первому входу блока 4 расхода, первый, второй и третий выходы блока 3 производительностей подключены соответственно к четвертому, пятому и шестому входам блока 7 управления, адресные выходы которого подключены к насосным агрегатам. Второй вход блока 4 расхода сое динен с третьим выходом блока 3 производительности, а выход блока 4 расхода связан с первым входом вычислительного блока 5, с вторым входом блока 6 контроля уровней и первым входом блока 8 синхронизации, выход которого подключен к седьмому входу блока 7 управления, кроме того, первый, второй и третий выходы вычислительного блока 5 связаны соответственно с вторым, третьим и четвертым входами блока 8 синхронизации, при этом третий выход блока 6 контроля уровней подключен к пятому входу блока 8 синхронизации, а первый выход

1г

40 вычислительного блока 5 подсоединен к восьмому входу блока 7 управления.

Блок 3 производительностей содержит по числу насосных агрегатов последовательно соединенные задатчики

9(1-n) производительностей насосных агрегатов и элементы 10 (1-и) их включения, первые и вторые выходы которых подключены на выходы блока, и сумматор 11, выход которого подключен на вход блока 4 со схемой 12 масштабирования и сумматором 13, а входы — на вторые выходы элементов 10 (I-è) включения.

Вычислительный блок 5 содержит последовательно соединенные таймер

14, запоминающее устройство 15 и низкочастотный фильтр 16, выход которого связан с входами двух схем 17<, 17 сравнения и выходом блока, при этом выходы схем сравнения подключены на другие выхода блока, а их другие входы подключены к выходу запоминающего устройства 15, второй вход которого соединен с входом блока.

Блок 6 контроля уровней содержит задатчики верхнего 18 и нижнего 19 статистических уровней, выходы которых подключены соответственно через последовательно соединенные первый сумматор 20., и первую схему 21, сравнения, второй сумматор 20 и вторую схему 21 сравнения на выходы блока, причем вторые входы схем сравнения и вторые входы сумматоров связаны с входами блока, а выход первого сумматора 20,подключен на выход блока.

Блок 8 синхронизации содержит последовательно соединенные схему 22 сравнения иформирователь 23 текущего времени, задатчик 24 временного интервала, подключенный через первый 25< сумматор, связанный вторым входом с вьтходом формирователя 23 текущего времени и входом первой 26, схемы умножения, на вход второй 26 схемы умножения, причем вторые входы первой и второй схем умножения подключены на входы блока, а их выходы соответственно через второй 25 и третий 25З сумматоры, связанные- вторыми входами с входом блока контроля уровней, соединены с входами схемы 26 сравнения, выход которой через вторую схему

22 сравнения, связанную вторым входом с входом блока, подключен к выходу блока, а входы первой схемы 22I сравнения связаны с входами блока.

03 з 13667

Блок 7 управления содержит первый

27, и второй 27» коммутаторы, выходы которых через первую 28, схему ИЛИ подключены на первый вход компаратора

29, на другие входы которого подключены выходы первого 30, и второго 30 ключей, связанных своими входами с выходами соответственно сумматора 31 и второй 28 схемы ИЛИ, триггер 32, связанный входом с выходом сумматора

31, первый выход триггера через последовательно соединенные первую 33, схему И, связанную вторым входом с входами второй 33 схемы И, первого кляча 30,- и входом "е" блока, третью

28 схему ИЛИ, связанную вторым входом с первым входом второй 28 схемы

ИЛЧ и входом "ж" блока, третий ключ

30>, связанный вторым входом с выхо- 20 дом генератора 34 и вторым входомчетвертого ключа 304 и первый счетчик

35, связан с вторым входом первого коммутатора 27, и выходом "к" блока, а второй выход триггера через последовательно соединенные вторую 33 схему И, четвертую 284 схему ИЛИ, связанную вторым входом с выходом

"з" блока и вторым входом второй 28 схемы ИЛИ, четвертый ключ 304 и вто- 30 рой счетчик 35» подключен на второй вход второго 27» коммутатора и выход

"и блока, причем входы первого 27, и второго 27 коммутаторов соединены с входами "а", "б" блока, а выход компаратора 29 соединен с входом генератора 34.

Устройство для автоматического управления перекачивающей насосной станцией в соответствии с предлагае- 40 мым способом работает следующим образом

Определяют расход воды из,канала.

Дпя этого с помощью сумматора ll блока 3 производительностей находят те- 45 кущую производительность станции путем суммирбвания производительностей включенных насосных агрегатов.

Значения подачи насосов устанавливают задатчиками 9(1-n). Полученный gp сигнал расхода корректируют на величину скорости изменения уроння в канале. Для этого сигнал скорости с выхода блока 2, масштабиронанный схемой

12 в единицах расхода, суммируют с выходным сигналом блока 3 производительностей в сумматоре 13.

Задают задатчиками 18, !9 блока

6 контрдля уровней статические уровни в канале, соответствующие предельно допустимым отметкам уровня при минимальных расходах воды иэ канала.

Предварительно устанавливают соотношение значений глубины наполнения канала на его концевом участке и величины расхода из него и в найденном соотношении корректируют сумматорами

20,, 20 заданные задатчики 18, 19 верхней и нижней предельные статические уровни в голове канала. Непре-, рывно сравнивают с помощью схем 21< и 2I» сравнения сигналы датчика 1 уронйя и скорректированные по расходу сигналы задатчикон IS, 19. При понижении или увеличении уровней воды н канале до заданных нижней или верхней отметок на выходе соответствующей схемы 21<, 21 сравнения формируют логический сигнал требонания включения дополнительного или отключения лишнего насосного агрегата, поиск адреса которого осуществляет блок 7 управления по скорости изменения уровня.

С помощью вычислительного блока 5 определяют среднесуточное значение расхода воды из канала и формируют массив данных о текущих значениях расхода. Для этого с заданной таймером 14 дискретностью записывают в память запоминающего устройства 15 текущие значения расходов. Эти значения сохраняют в течение заданного интервала, например в течение суток.

Для получения среднесуточного значения расхода Q, хранимые в памяти расходы Q (1) последовательно считывают с высокой частотой по кольцу и подают на вход фильтра 16.

Определяют среднее значение отклонений считываемых расходов, хранимых в памяти, от найденного среднесуточного значения. Для этого с помощью схем 17, и 17 сравнения выделяют разность считываемого и среднесуточного расходов. Гхемы сравнения на выходе также имеют фильтры, позволяющие получить средние значения отклонений расходов от среднесуточного (Ь, ; Ь ). .При этом схема 17, сравнения контролирует неравенство

Q (t) — Оср О, а схема 17 сравнения — Q (Г) — Я . 4 О.

Для формировайия временной функции колебания уровня в канале с помощью схемы 26< умножения блока 8 синхронизации находят произведение сигна5 136670 лов среднего значения отклонений ы,р, и текущего времени формирователя 23 и полученный сигнал произведения подают на вход сумматора 25 ; на второй вход которого приложен сигнал верхнего предельного уровня Н . На выходе сумматора 25 формируется расчетная временная функция срабатывания резервной емкости канала U<(t)

= Н вЂ” (Ь,р / t. Аналогично на выхор! де сумматора 25 э формируют расчетную временную функцию восстановления резервной емкости Н (t) Н р l ср, 1. х х (Т- ), где Т вЂ” суточный интервал.

Из функции U,(t) и U (t) с помощью схемы 26 сравнения формируют временную функцию суточного колебания уровня воды в канале по следующим логическим условиям: 20 включения группами от включенных и отключенных агрегатов.

Выборку насосного агрегата на включение или отключение производят по сигналам счетчиков 35< и 35, которые поочередно управляют ключами коммутаторов 271 и 27 . На счетчики через ключи 30 и 30 подаются импульсы генератора 34, управляемого компаратором 29. Ключи управляются по сигналам логических схем 28>, 284

ИЛИ и 33„, 33 И, на входы которых подается сигнал требования управления по предельным уровням воды в канале (входы "ж", "з") или по результату „. сравнения уровня с моделирующей временной функцией (вход "е"). На другие входы компаратора 29 через ключи

30„ и 30 подаются соответственно с выхода сумматора 31 сигнал разности значений текущей производительности насосной станции и вычислительного среднесуточного расхода или сигнал с выхода блока 2 контроля скорости.

Управление этими ключами осуществляют . также сигналами требований управления. При управлении по моделируемой временной функции U(t) требование

"включить" или "отключить" опреде- . ляют с помощью триггера 32.., () при Н, (t) U,() U(t) 55 иа (t) при U4,(t) U z (t)

Функция U(t) моделирует расчетные .суточные колебания уровня в канале, вызванные изменением расходов в тече- ние предшествующего временного интервала. При этом производительность станции должна быть равной среднесу30 точному расходу, вычисленному блоком

5 по массиву данных расходов за этот же интевал.

На фиг.4 показан пример графика функции U(t). Начало ее отсчета ве35 дут по изменению знака разности текущего расхода Q<(t) и его среднесуточного Q значения и в момент наступJIeHHH неравенства Q <(t) .— Яср) О Bbl- 40 ходной сигнал первой схемы 22, сравнения запускает формирователь 23 текущего времени. В момент равенства сигналов с выхода. схемы 26 сравнения и датчика 1 на выходе схемы 22 сравнения формируют логический сигнал требования изменения производительно= сти станции на величину разности значения текущей водонодачи насосной станции и среднесуточного расхода °

Поиск насосного агрегата требуемой производительности осуществляет блок

7 управления.

Блок 7 управления (фиг.3) содержит коммутаторы 271 и 27, на соответствующие ключи которых поступают сигналы задатчиков 9(1-n) производительностей через элементы 10(1-и) Формула изобретения

1. Способ автоматического управления перекачивающей насосной станцией, включающий измерение скорости изменения уровня воды и определение на основании этого требуемого количества работающих насосных агрегатов с их включением или отключением при достижении уровня заданных предельных значений, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности управления при работе насосной станции на канал с резервной емкос". тью, определяют расход воды из канала и формируют массив данных о теку-. щих значениях в течение заданного интервала времени, затем определяют его среднесуточное значение и среднее значение отклонения расходов от среднесуточного и по величине среднесуточного расхода определяют число работающих насосных агрегатов, а по средним значениям отклонения.расходов от среднесуточного, рассчитывают суточные колебания уровня и включают или отключают насосные агрегаты при

7 1366 достижении уровнем расчетных значений, при этом заданные значения предельных - уровней корректируют с учетом текущего значения расхода воды

5 из канала.

2. Устройство автоматического управления перекачивающей насосной станцией, содержащее датчик уровня, подключенный к входу блока контроля скорости изменения уровня в канале и первому входу блока контроля уровней, первый и второй выходы которого связаны с соответствующими входами блока управления, а выход блока конт- роля скорости изменения уровня в ка.нале подключен к третьему входу блока.управления, блок производительностей, первый, второй и третий выходы . которого подключены соответственно к четвертому, пятому и шестому входам блока управления, адресные выходы которого подключены к насосным агрегатам, отличающееся тем, 7ОЗ 8 что, с целью повышения надежности управления, оно включает блок расхода, вычислительный блок и блок синхронизации, при этом выход блока контроля скорости изменения уровня в канале подключен к первому входу блока расхода, к второму входу которого под-. ключен третий выход блока производительности, а выход блока расхода связан с первым входом вычислительного блока, с вторым входом блока контроля уровней и первым входом блока синхронизации, выход которого подключен к седьмому входу блока управления, кроме того, первый, второй и третий выходы вычислительного блока связаны соответственно с вторым, третьим и четвертым входами блока синхронизации, при этом третий выход блока контроля уровня подключен к пятому входу блока синхронизации, а первый выход вычислительного блока подсоединен к восьмому входу блока управления.

l366703 нв ю,т фигЯ

Составитель В. Тыняный

Техред M.Õoäàíè÷ Корректор Л. Пилипенко

Редактор М. Бандура

Тираж 574 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 6803/32

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4