Устройство автоматического управления режимами насосного агрегата установки для гидротранспорта сыпучих грузов

 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройству для автоматического управления режимами насосного агрегата установки для гидротранспорта сыпучих грузов. Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит датчики 4 и 5 расхода в начале и в конце трубопровода, датчик 12 подпора, блок 11 переключения обратных связей и первый и второй блоки 7 и 8 динамической модели трубопровода. За 2 - 3 цикла переключения устройство обрабатывает любые возмущения подпора и обеспечивает надежный режим эксплуатации магистрального трубопровода, исключает колебательные явления в трубопроводе, приводящие к срывам режимов перекачки из-за образования закупорок и недопустимых превышений давления. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„Л0„„153763

А1 (51)5 В 65 G 53 66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4250863/31-11 (22) 25.05.87 (46) 23.01 90. Бюл. У 3 (») Донецкий политехнический институт (72) А.А.Борисов, В.И.Бессараб, А.В.Доценко, В.Д.Черепанов и И.П.Задвирная (53) 621.867.81(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1104083, кл. В 65 G 53/66, 1982. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ НАСОСНОГО АГРЕГАТА

УСТАНОВКИ ДЛЯ ГИДРОТРАНСПОРТА СЫПУЧИХ

ГРУЗОВ (57) Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройству для автоматического управления режимами насосного агрегата установки для гидротранспорта сыпучих грузов. Цель изобретения — повьппение надежности. Устройство содержит датчики 4 и 5 расхода в начале и в конце трубопровода, датчик 12 подпора, блок 11 переключения обратных сзязей и первый и второй блоки 7 и 8 динамической модели трубопровода. За 2-3 цикла переключения устройство отрабатывает любые возмущения подпора и обеспечивает надежный режим эксплуатации магистрального трубопровода, исключает колебательные явления в трубопроводе приводящие к срывам ре- с2

У

Ж жимов перекачки из-за образования закупорок и недопустимых превьппений давления. 1 ил.

С:, 1537631

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к устройству автоматического управления режимами насосного агрегата установки для гидротранспорта сыпучих грузов.

Цель изобретения — повышение надежности.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 регулирования, связанный с пусковой аппаратурой 2 насосного агрегата 3, датчики 4 и 5 расхода гидросмеси,уста- 15 новленные в начале и в конце трубопровода 6, выход первого из иих соединен с входом первого блока 7 динамической модели трубопровода по каналу

"Расход на входе - расход на выходе" 20 и входом второго блока 8 динамической модели трубопровода по каналу "Расход ,на входе — давление на выходе . Вйход блока 7 подключен к блоку 9 сравнения, вторым входом подключенному к 25 выходу. датчика 5, расхода гидросмеси, а выходом — к входу порогового элемента 10, выход которого подключен к управляющему входу блока 11 переключения обратных связей, с информациои- 30 ными входами которого соединены выходы блока 8 и датчика 12 подпора в конце трубопровода, а его выход соединен с одним из входов блока 13 сравнения, на второй вход которого подключен сигнал с эгдатчика 14 подпора, причем его выход подключен к входу блока 1.

Устройство работает следующим образом. 40

В исходном состоянии при согласованном режиме перекачки в трубопроводе 6 например, i-й ступени много«9 ступенчатой установки установлен номинальный (заданный) расход гидросме- 45 си, одинаковый во всех точках трассы трубопровода ступени. Эпюра давления по трубопроводу 6 распределена таким образом, что на выходе обеспечивается заданное значение подпора, необходимое для нормальной работы (i+1)-й станции. Сигнал с датчика 4 расхода гидросмеси в начале трубопровода поступает на вход блока 7 динамической модели трубопровода по каналу "Расход на входе — расход на выходе, коIt торый выдает модельное значение расхода в конце трубопровода, равное значению в точке контроля датчиком 5.

Разность сигналов на выходе блока 9 равна нулю, пороговый элемент 10 находится в выключенном состоянии, под действием нулевого сигнала которого блок 11 обеспечивает подключение выхода датчика 12 подпора на (i+1)-й станции на вход блока 13, где в соответствии с заданным значением подпора с задатчика 14 на входе блока 1 формируется сигнал, обеспечивающий через аппаратуру 2 поддержание заданного расхода (производительности) трубопровода 6 ступени. Если по какой-либо причине на выходе трубопровода 6 пере- качной ступени величина подпора отклоняется от заданного значения, установленного задатчиком 14, на выходе блока 13 появляется приращение сиг. нана„ приводящее к изменению оборотов насосного агрегата 3 посредством воздействия блока 1 через пусковую аппаратуру 2 на его привод для изменения расхода гидросмеси в трубопроводе и отработки возникшего возмущения. Сигнал с датчика 4 расхода гидросмеси,установленного в начале трубопровода ступени, подается на вход блока 7 ди,намической модели трубопровода по каналу "Расход на входе — расход на выходе" сигнал с выхода которого сравнивается с помощью блока 9 с действительным текущим значением расхода гидросмеси на выходе трубопровода 6 ступени, измеряемым датчиком 5. Так как в трубопроводе 6 изменение расхода гидросмеси происходит с запаздыванием, на выходе трубопровода расход остается неизменным (таким, каким он был до выработки управляющего воздействия) и величина подпора не меняется. Поэтому на выходе блока 9 появляется сигнал разности расходов в начале и в конце трубопровода 6 ступени, и если эта величина превьппает порог блока 8 срабатывания порого.вого элемента 10 (величина которого выбирается из условий помехоэащищенности и предотвращения ложных сраба тываний),на управляющий вход блока 11 подается единичный сигнал, и блок 11 отключает от входа блока 13 датчик

12 подпора, а подключает к его входу выход блока 8. Это приводит к тому, что пока регулирующее воздействие (изменение расхода) дойдет до конца, трубопровода, контур регулирования замыкается на модель трубопровода, учитывающую инерционные свойства изгд е P „„(S) ч вых(S)

q,„(S) L л

T и Т р

Значения Т Т и К рассчитывают< Э р ся через гидравлич-..ские параметры транспортируемой гидросмеси и физические параметры трубопровода.

В предлагаемом устройстве используются блоки динамических моделей трубопровода, которые представляют собой электрические модели инерцион5 15376 менения давления на выходе трубопровода по отношению к изменению расхода на входе, но исключающую запаздывание. Такое изменение структуры позволяет избежать перерегулирования в трубопроводе и исключает. потерю устойчивости в переходном режиме, потому что блок 1получает сигнал обратной

/ связи на входе блока 13 с упреждением 10 т.е. без существующего запаздывания, но с инерционностью, соответствующей динамике реального трубопровода ступени.

Через время запаздывания регулирующего воздействия сигналы на выходе блока 7 и датчика 5 расхода гидросмеси на выходе трубопровода становятся равны. По нулевому сигналу с блока 9 в нулевое состояние переключается по- 2р роговый элемент 10, что приводит к изменению уровня сигнала на управляющем входе блока 11. Под действием этoro сигнала блок 11 отключает выход блока

8 от входа блока 13, подключает реаль-25 ный датчик 12 подпора на выходе трубо. провода ступени на вход блока 13 и тем самым замыкает обратную связь на регулируемый объект.

Если после замыкания обратной связи Зб через датчик 12 подпора снова требуется регулирование расхода на входе ступени, т.е. возмущение отработано не полностью, устройство автоматически повторяет описанную последователь- 35 ность действий.

За 2-3 цикла переключения устройство отрабатывает любые возмущения подпора и обеспечивает надежный ре-: жим эксплуатации магистрального тру- 4р .бопровода, исключает колебательные явления в трубопроводе, приводящие к срывам режимов перекачки из-за образования закупорок и недопустимых превышений давления.

В качестве датчиков 4 и 5 расхода использованы измерительные преобразователи Сапфир-22ДД в совокупности с блоками извлечения корня БИК-1, в качестве датчика 12 подпора применя- яп ется датчик Сапфир-22ДИ . Блок 1 представляет собой регулятор РБА из набора АКЭСР. В качестве задатчика

14 подпора использовано задающее устройство ЗУ-05 из унифицированной сис- Бб темы приборов автоматического регулирования КАСКАД. Блоки 7 и 8, представляющие собой модели инерционных звеньев первого порядка, построены

31 6 на операционных усилителях К140УД7 по известной схеме, Блоки 9 и 13 построены на операционных усилителях

К140УД7, включенных по схеме аналогового сравнения двух величин с единичным коэффициентом передачи по обоим входам. Пороговый элемент 10 представляет собой двухуровневый компаратор, построенный с применением микросхемы К521СА1 по известной схеме.

Блок 11 представляет собой аналоговый коммутатор, выполненный на интегральных аналоговых ключах серии

К168КТ1, Передаточная функция трубопровода по каналу "Расход на входе — давление на выходе" представляется в виде э с

P s.û,x(S) К е

w„(s)

1 Q „(S) Т1S+1 а передаточная функция трубопровода по каналу "Расход на входе — расход на выходе" в виде

S i

О вх(Б) е

w (s)

,„(S) Т, 8+1 изображения по Лапласу функций изменения давления и расхода гидросмеси на выходе трубопровода ступени и расхода на входе соответственно, время чистого запаздывания L — длина трубопровода ступени, С вЂ” скорость распространения возмущения, т.е. скорость звука в гидросмеси; постоянные времени трубопровода по давлению и расходу соответственно; коэффициент передачи, учитывающий удельные потери напора в трубопроводе.

1537631

" м® «òT, S+1 — К

Т S++1

Составитель Г.Киселева

Редактор О.Юрковецкая Техред . M. èäûê

Корректор,T.Ïàäèä

Заказ 143 Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113935, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 ных частей передаточных функций (Б) и 1 (я) без учета запаздывания, т.е., блок динамической модели трубопровода по каналу "Расход на входе — рас5

Ход на выходе" есть модель звена с передаточной функцией а блок динамической модели трубопровода по каналу "Расход на входедавление на выходе" представляет собой модель звена с передаточной функ- 15 цией:

Формул а из о бр ет ения

Устройство автоматического управления режимами насосного агрегата установки для гидротранспорта сыпучих грузов, содержащее связанный с пуско- 15 вой аппаратурой насосного агрегата блок регулирования, датчик расхода s начале магистрального трубопровода, датчик подпора в конце трубопровода и задатчик подпора, первый из кото.рых связан выходом с первым входом блока переключения обратных связей, а второй выходом — с входом первого блока сравнения, связанного другим входом с выходом блока переключения обратных связей, а выходом — с блоком регулирования, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено датчиком расхода в конце трубопровода, первым блоком динамической модели трубопровода по каналу "Расход на входе — расход на выходе", вторым блоком динамической модели трубопровода по каналу "Расход на входе — давление на выходе" и вторым элементом сравнения, соединенным соответствующими входами с выходом .датчика расхода в конце трубопровода и выходом первого блока ди- намической модели соединены входами с датчиком расхода в начале трубопро- вода, а блок переключения обратных связей вторым и третьим входами связан соответственно с выходом второго блока динамической модели и через пороговый элемент с выходом второго блока сравнения.