Устройство автоматического контроля и защиты насосной станции
Союз Советсиик
Соцналястмчвскнк, Рвслублвк
OflHCAHHE
ИЗОБРЕТЕНИЯ к авторском свидип:.льстец
«i>918545 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 18.07.80 (21) 2959604/25-06 с ярисоедмненвем заявки М(23} Приорнтет
Опубликовало 07.04 ° 82, Бюллетень М 13
Дата опубликования описания 07,04.82 (53)М. Кл. 04 0 15/00
9жудаустеавей кеютет
CCCP ю дамм азвбретеявВ в Ютирмтвв (53) УДК 621.671 (088. 8) (T2) А вторн изобретения
A.A,Áîðèñîâ, Г.В.Иокрый и Н.А.
Донецкий ордена Трудового Крас политехнический институ (71) Заявятель (54) УСТРОЙСТВО АВТОИАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
И ЗАЩИТЫ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
Изобретение oTHocNTGR к автомати ческому управлению системами водоснабжения и может быть использовано для контроля и защиты станции насосных агрегатов, работающих на общий напорный трубопровод.
Известно устройство автоматичес-. кого контроля и защиты насосной станции, содержащее датчики давления, установленные на трубопроводах, задатчики давления, блок сигнализации, группу сравнивающих устройств, входами подключенных к датчикам и задатчикам давления, а выходами связанных с блоком сигнализации, и пороговый элемент давления, связанный с будним из датчиков давления и с приводом -, станции (1) .
Недостатком этого устройства является низкая надежность.
Целью изобретения является повышение надежности.
Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиками
2 и эталонными моделями потребляемой приводом мощности, группой дополнительных сравнивающих устройств, двумя блоками компараторов и блоком селективной диагностики, при этом каждое иэ дополнительных сравнивающих устройств входами связано с датчиками и эталонными моделями потребляемой мощности, выходы каждой из групп сравнивающих устройств подключены через один из блоков компараторов ко входам блока диагностики, выходы которого связаны с приводом и с блоком сигнализации.
На чертеже изображена схема уст" ройства автоматического контроля и защиты нас4сной станции.
Устройство содержит датчики давления 1"4, установленные на трубопроводах 5"8, соответственно, задат" чики давления, объединенные в блок 9, блок сигнализации 1О, группу сравнивающих устройств 11-13, пороговый элемент давления 14, сравнивающее
3 91854 устройство 15, датчики давления 16-18 и эталонные модели 19-21 потребляемой мощности, группу дополнительных сравнивающих устройств 22-24,. блоки компараторов 25 и 26, и блок 27 селективной диагностики. Насосная станция выполнена, например, в виде трех насосных агрегатов, имеющих подпорные насосы 28-30 с пусковыми аппаратами 31-33, высоконапорные насосы 34- Ig
36 с пусковыми аппаратами 37-39 и с электродвигателями привода (на чертеже не изображены), и трансформаторы напряжения и тока 40-42, установленные на выходе пусковых аппаратов 37- д
39. Высоконапорные насосы подключены к трубопроводу 8 через коллектор 43.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал от датчика 4 давления,пропорциональной текущему давлению P на выходе коллектора 8, поступает на входы эталонных моделей 19-21 потребления мощности исправными высоконапорными насосами с исправным трубопро-ц водом, На выходах моделей 19, 20 и 21 формируются сигналы Иэ,Из и Ч >,пропорциональные мощности, которую должен потреблять каждый исправный высоконапорный насос. Одновременно по значениям токов и напряжений, снимаемых с трансформаторов 40-42, на выходах датчиков давления 16, 17 и 18 формируются сигналы И, И> и И пропорциональные действительной потребляе35 мой мощности. После сравнения модельных W < мощностей и действительных И1 мощностей, i=1,2,3 где i - номер насоса, в соответствующих элементах сравнения 22, 23 и 24 на их выходах
40 появляются сигналы h Wi =Wqi -И
=1,2,3, пропорциональные отклонениям эталонной мощности от действительной мощности потребляемой каждым насосом, которые поступают на соответствующие
4$ входы каналов блока компараторов 26.
Вследствие того, что каждый i-й канал блока компараторов 26 настраивается на средний уровень сравнения, равный значению ЧЗ1 мощности, потребляемой исправным высоконапорным насосом в номинальном режиме, а ширина
I -ro канала, равная значению соответствующего порогу. срабатывания i ãî канала, т.е. установленной заранее чувствительности по фиксированию сигналов отклонения относительно минимального и максимального их значений, 5 4 то на двух выходах каждого -ro канала компаратора формируются сигналы логических уровней "0" или 1". И так как высокие уровни значений этих сигналов на обоих выходах i-го канала компаратора не совпадают, то это эквивалентно формированию логических комбинаций сигналов, которые соответствуют отношениям Wi И 1 +5W;, /W; -W3i/à
4$!/i и И; <Чз(-FWj несуцих определенную порцию информации о номере насоса и его рабочем состоянии.
Таким образом, при величине отклонения дай превышающей допустимое значение Wi установленного порога срабатывания i ãî канала компаратора, т. е. / W< /> f W, срабатывает -й канал блока компараторов 26, передавая порцию информации, сооТ ветствующей номеру неисправного насоса, в блок 27 диагностики для анализа ситуаций и выявления причины неисправности, Параллельно от датчиков давления
2 и 3 на входы сравнивающих устройств 11, 12 и 13 подаются сигналы, пропорциональные соответственно текущим подпорам h>, hg u hq на входе в каждый высоконапорный насос, для сравнения их с сигналами требуемого подпора ho<,hoz. и hoq на входах насосов, поступающие с выходов блока задатчиков 9, Сигналы рассогласования Ahi =hoi "hi 1=1,2,3, с выходов сравнивающих устройств 11, 12 и 13 поступают на входы соответствующих каналов блока компараторов 25, на выходах которых, как и в блоке компараторов 26, формируются логические комбинации сигналов, соответствующие отношениям hi hoi+ Ehi /ht -hoi /й3Ь и hi (hoi -NIhi> где 5,- ширина поро" га срабатывания t-ro канала блока компараторов 25, и несущие вторую порцию информации о насосе и его рабочем состоянии. При превышении сигналами рассогласования д hi допустимого значения 3 Ь; установленного порога срабатывания i-ro канала блока компараторов 25, т.е. Ah 1 / Ь с ?абатывает 1-й канал компаратора, передавая дополнительную порцию информации о неисправном насосе в блок
27 селективной диагностики для анализа ситуаций и выявления причины неисправности.
В блоке 27 селективной диагностики выходные сигналы блоков компараторов 25 и 26 в форме логических комбинаций, соответствующих номерам
5 918545 6 неисправных насосов, подвергаются насосов) 1 снижение характеристики на" анализу для получения решения об от- соса из-за протечки или подсосов, ключении неисправного насоса и вы- что и вызвало недопустимое снижение дачи селективной информации в блоке подачи. сигнализации 10 о причине и месте Для scex возможных на практике
После ешения неисправности в насосной станции. случаев возникающих при различны х осле решения зада чи об от ключении комбинациях контролируемых параметров, того или другого неисправного насоса предусматриваются алгоритмы диагноси установления причины неисправности, тического контроля. с одной группы выходов блока 27 се- 30 Для повышения быстродействия защилективной диагностики поступают сиг- ты всего блока параллельных насосов налы через соответствующие входы на от черезмерного повышения давления пусковые аппараты 31 и 37 или 32 и и трубопровода 8 с коллектором 43 от
3, или 39 и 33, для отключения
38 или утечек, выходные сигналы выходных цесоответствующих высоконапорного и ts пей блока 27 селективной диагностики подпорного насосов, а с другой груп- и порогового элемента 14, коммутирупы выходов - в блок сигнализации 10. ющие входные цепи пусковых аппаратов
В блоке диагностики реализован 37 и 31, 38 и 32, 39 и 33 насосов, алгоритм, отображающий диагностичес" развязаны. Если на выходе сравниваюкий граф всевозможных ситуаций, воз- 2в щего устройства 15 сигнал отклонения никающих в насосной станции, состоя» ЬР, вызванный черезмерным повышением щей из параллельных насосов, и кото- или черезмерным снижением давления Р рые выявляются по совокупности логи- относительно заданного давления Ро ческих комбинаций на выходах компа- блоком задатчиков 9, превышает допусраторов на основании текущих значе- 2з тимое значение ЗР порога срабатывания ний контролируемых параметров, 6ла- элемента 14, т.е. A,Р ЗР или h,P(-BP, годаря этому в блоке диагностики пу- то при срабатывании элемента 14 сфортем сопоставления логических комбина- мированный на его выходе сигнал через ции анализируются всевозможные ситуа- дополнительные входы в пусковых аппации, возникающие в процессе эксплуа" зв ратах 37, 38у 39 и 31 32 33 отклютации параллельных насосов. чает все насосы.
Например, при отклонении сигнала
ЬР на выходе сравнивающих устройств Применение данного изобретения в
15, пропорционального разности теку- . системах водоснабжения обеспечивает щего давления P„ на выходе коллектора надежную и бесперебойную работу насос33
43 и заданного Ро, снимаемых соответ- ной станции в нормальном режиме, контственно от датчика 4 давления и блока роль рабочего состояния и защиту каж" задатчиков 9, меньше установленного дого из насосов и трубопроводов с зазначения 8P - порога срабатывания по" порной арматурой, что уменьшает их рогового элемента 14, т,е. b,p (p«pz )<
Я ля и защиты насосной станции, содер- подпоре отрицательный (мощность жащее датчики давления, установленные уменьшилась) например, для gM<(-fW> на трубопроводах,,задатчики давления, и остальных /ДИ <$W, где 1 1 то блок сигнализации, группу сравниваюследует вывод: трубопроводы исправны. щих устройств, входами подключенных (иначе понизилось бы давление в кол- к датчикам и задатчикам давления, а лекторе 43 из-за утечки)> а неиспра- выходами связанных с блоком сигналиИ вен высоконапорный насос 34; причины зации, и пороговый элемент давления, неисправности: износ поршневой систе- связанный с одним из датчиков давления мы (или рабочих колес центробежных ;и с приводом станции, о т л и ч а ю918545 8 щ е е,с я тем, что, с целью повыше- ляемой мощности, выходы каждой из ния надежности, устройство снабжено групп сравнивающих устройств подклюдатчиками и эталонными моделями по- чены через один из блоков компаратотребляемой приводом мощности, группой ров к входам блока диагностики, выдополнительных. сравнивающих устройств,у ходы которого связаны с приводом и двумя блоками компараторов и блоком с блоком сигнализации. селективной диагностики, при этом Источники информации, каждое из дополнительных сравниваю- принятые во внимание при экспертизе щих устройств входами связано с дат- 1. Авторское свидетельство CCCP чиками и эталонными моделями потреб- 10 tf 447524, кл. F 04 0 15/00,, 1972.
ВНИИПИ Заказ 2090/13, Тираж 671 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
