Устройство для контроля и управления насосной установкой гидротранспортной системы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБ ЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 676515

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.02.77 (21) 2451880/27-11 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень № 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.79 (51) М. Кл.е

В 65 G 53/66

F 04D 15/00

Гасударственный комитет

СССР (53) УДК 621.671 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. А. Борисов и Г. В. Мокрый (71) Заявитель Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ

НАСОСНОЙ УСТАНОВКОЙ ГИДРОТРАНСПОРТНОЙ

СИСТЕМЫ

Изобретение относится к системам оптимального управления и контроля загрузки трубопроводов гидротранспортных установок и может быть использовано в горной и горнорудной промышленности.

Известно устройство для контроля и управления насосной установкой гидротранспортной системы, содержащее установленные на трубопроводе датчики давления, соединенные с одними из входов элементов сравнения, другие входы которых подключены к моделям характеристик потерь напора в трубопроводе, связанным с датчиком расхода, пороговые элементы и исполнительные органы изменения режима работы насоса (1).

Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет оптимизировать управление и .повысить производительность установки.

Целью изобретения является, повышение производйтельности установки.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено дополнительными элементами сравнения, моделями прогнозной и критической скорости, подключенными к одним из входов дополнительных элементов сравнения, и моделью текущей скорости, подключенной к другим их входам, блоком оптимизации режима работы насоса и блоками выявления знака отклонения текущей и прогнозной скорости от критической, один из которых непосредственно, а другой через пороговый блок подключены к исполнительным органам изменения режима работы насоса и блоку оптимизации режима работы насоса.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

1р Устройство содержит датчики 1, 2 и 3 давления, установленные на трубопроводе 4 в контролируемых участках, элементы 5, 6 и 7 сравнения, к одним из входов которых подключены датчики 1, 2 и 3, а к другим—

15 выходы моделей 8, 9 и 10 характеристик потерь напора в трубопроводе 4, входы которых подключены к выходу датчика 11 расхода.

К выходу датчика 11 подключена также своим входом модель 12 текущей скорости, выход которой подключен к одним из входов дополнительных элементов 13, 14 и 15 сравнения. Выходы элементов 13, 14 и 15 подключены к входам блока 16 выявления знака отклонения текущей скорости от критической, а другие входы элементов 13, 14 и 15 подключены соответственно к моделям

17, 18 и 19 критической скорости, которые выполнены на последовательно соединенных

30 преобразователях 20, 21 и 22 загрузки в

676515

3 плотность смеси и преобразователях 23,24 и 25 плотности в критическую скорость, Модель 26 прогнозной скорости состоит пз последовательно соединенных модели 27 вычисления прогнозного режима и преобразователя 28 прогнозной скорости.

Выход модели 26 подключен к одному из входов дополнительного элемента 29 сравнения, второй вход которого соединен с выходом модели 17, а выход — с входом блока 30 выявления знака отклонения прогнозной скорости от критической.

Выход блока 30 подключен к исполнительным органам 31 и 32 изменения режима работы насоса и к одному.из входов блока

33 оптимизации режима работы насоса.

Вторые входы блока 33 и исполнительных органов 31 и 32 подключены через пороговый блок 34 к блоку 16 выявления знака отклонения текущей скорости от критической.

Исполнительный орган 32 связан с регулирующим органом 35 фильтра-сгустителя

36, а исполнительный орган 31 — с регулирующим органом 37 заборного устройства

38 с заборным трубопроводом 39.

Устройство работает следующим образом.

Поиск оптимальной загрузки трубопровода 4 осуществляется по двум каналам: по каналу загрузки трубопровода 39 регулированием устройства 38 с помощью регулирующего органа 37 и по каналу отвода части потока через фильтр-сгуститель 36 по сливному патрубку с помощью регулирующего органа 35, причем блок 33 поочередно подключается к исполнительным органам 31 и

32 блоками 30 и 34.

Первый канал работает при большой плотности, поступающей в зумпф гидросмеси, дозируя гидросмесь оптимальной плотности в трубопровод 39. Канал отвода потока из трубопровода работает при малой плотности поступающей в зумпф гидросмеси, формируя гидросмесь оптимальной плотности в трубопроводе 4 за счет отвода излишней жидкости через фильтр-сгуститель 36.

Поиск оптимальной загрузки трубопровода переключением каналов не может быть осуществлен по информационному сигналу из одной точки, так как текущий режим на входе в трубопровод 39 не дает информации о режиме на последующих его участках по ходу потока. Режим каждого участка трубопровода как распределенной системы определяется местной консистенцией (плотностью), транспортной скоростью гидросмеси и может оказаться критическим, тогда как для других участков будет сохраняться нормальный режим.

На каждом участке трубопровода с помощью моделей 8, 9 и 10 определяется текущая загрузка участков трубопровода, а с помощью преобразователей 20, 21 и 22, преобразующих загрузку в плотность гидро5

65 смеси, и преобразователей 23, 24 и 25 вычисляется критическая скорость для участков при данной текущей плотности, Таким образом, сигнал с датчика 11 расхода, пропорциональный расходу базового участка трубопровода, поступает на вход моделей 8, 9 и 10, моделирующих потери на воде в исправном трубопроводе каждого участка. С выхода моделей снимается сигнал модельных потерь на участке, которые были бы на участке трубопровода на воде при расходе базового участка и исправном насосном агрегате. При этом же расходе и исправном насосе действительные потери, поступающие с датчиков 1, 2 и 3, будут определяться расходом и консистенцией (плотностью гидросмеси) на соответствующих участках. После сравнения модельных (эталонных) потерь и действительных потерь от датчиков (сигналов с датчиков 1, 2 и 3) в соответствующих элементах 5, 6 и 7 на их выходах появляется сигнал, пропорциональный текущей загрузки участков трубопровода, которые поступают на модели

17, 18 и 19 критической скорости. С выходов моделей 17, 18 и 19 снимаются сигналы, пропорциональные критической скорости (V») на каждом участке трубопровода, которая должна быть обеспечена при данной его загрузке, Критические скорости (Р»), определенные для всех участков, с помощью элементов 13, 14 и 15 сравниваются с действительной скоростью (V ) в трубопроводе, поступающей от датчика 11 через модель 12, и сигнал, пропорциональный разности скоростей ЛУ= V,р — V„, поступает в блок 16 для анализа знака отклонения AV.

При V ) V р (— h V) для всех участков пороговый блок 34 подключает блок 33 к исполнительным органам 31 и 32 для оптимизации загрузки дозированием и отводом части потока, причем блок 33, представляющий собой шаговый экстремальный регулятор, автоматически отыскивает оптимальный режим (максимум производительности Q, по твердому материалу) в пределах, выработанных моделями ограничений по скорости (1 д) акр) °

В случае, если хотя бы на одном из участков действительная скорость V становится равной или меньшей критической (V (< V»), то с выхода блока 16 на вход блока

34 поступает сигнал запрета на оптимизацию отводом потока во избежание осаждения гидросмеси. В этом случае блок 34 отключает органы 32 и 35 и исключает исполнительный орган 32 на уменьшение отводимого потока (повышение скорости в трубопроводе) через регулирующий орган 35.

Диапазон допустимого отклонения V от V» устанавливается порогом срабатывания блока 34 в пределах некоторого запаса по скорости сверх критической для обеспечения требуемой надежности гидротранспорта,так что Уд — — У»+Л1, где AV — запас по

676515

Составитель Г. Корнева

Техред 3. Тарасова

Корректор 3. Тарасова

Редактор Т. Горячева

Подписное

Тираж 969

Изд. № 470

Заказ 1677/5

Типография, пр. Сапунова, 2 скорости сверх критической, и блок 34 срабатывает при Vz(У,р+ЬК

Прогнозная скорость Рпр в элементе 29 сравнивается с критической скоростью, необходимой для базового участка при дан- 5 ной его загрузке, поступающей с выхода модели 17. В случае, если V ð) Унр, то загрузка трубопровода продолжается до получения условия Рр= V„„I, с учетом запаса скорости (нечувствительности измеритель- 10 ных устройств и блока 30). В случае, если

Рпп(Р,р, то блок 30 отключает блок 33 по каналу загрузки базового участка, чем исключается возможность перегрузки трубопровода и потери транспортной с пособности 15 в будущем, когда весь трубопровод за полняется гидросмесью с плотностью базового участка.

Формула изобретения

Устройство для контроля и управления насосной установкой гидротранспортной системы, содержащее установленные на трубопроводе датчики давления, соединенные с одними из входов элементов сравнения, 25 другие входы которых подключены к моделям характеристик потерь напора в трубопроводе, связанным с датчиком расхода, пороговые элементы и,исполнительные органы изменения режима работы насоса, отлич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности установки, устройство снабжено дополнительными элементами сравнения, моделями прогнозной и критической скоростей, подключенными к одним из входов дополнительных элементов сравнения, и моделью текущей скорости, подключенной к другим их входам, блоком оптимизации режима работы насоса и блоками выявления знака отклонения текущей и прогнозной скорости от критической, один из которых непосредственно, а другой через пороговый блок подключены к исполнительным органам изменения режима работы насоса и блоку оптимизации режима работы насоса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 447524, кл. F 04 D 15/00, 1972.