БЛОК УПРАВЛЕНИЯ, ЗАЩИТЫ И СИГНАЛИЗАЦИИ МОДУЛЯ КОМПРЕССОРНОГО ЗАПРАВОЧНОГО Российский патент 2003 года по МПК G05B15/02 G07F15/10 

Область техники
Изобретение относится к управляющим и регулирующим системам общего назначения, а именно к средствам и системам управления компрессорной газозаправочной установкой (станцией).

Уровень техники
Известны устройства защиты и сигнализации автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) (например, АГНКС БК-40 Э-МК ВК, предназначенной для заправки от магистральных газопроводов), осуществляющие сигнализацию и аварийное отключение АГНКС при возникновении аварийных ситуаций. Недостатком этих технических решений является отсутствие автоматического управления функционированием.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототипом) является панель управления (Control Panel) станции заправки природным газом CUBOGAS-S (CUBOGAS NATURAL GAS REFUELLING STATION), установленная в безопасной зоне и оборудованная автоматической управляющей секцией с кнопками "Старт", "Стоп" компрессора и кнопками аварийной тревожной сигнализации и электросиловой секцией.

Недостатком этого технического решения являются его малые функциональные возможности, т.к. функции учета расхода газа, стоимости и оплаты отпущенного газа выполняются централизованной управляющей системой. Функции управления, защиты и сигнализации и финансово-расчетные разделены. Поэтому общие затраты оборудования на получение требуемых параметров управления являются значительными.

В заявляемом устройстве предлагается совместить функции управления, защиты и сигнализации и отпуска газа при использовании возможностей обработки информации процессорным модулем и детализацией вывода информации на индикаторную панель о состоянии технических средств в аварийных ситуациях с использованием многоцелевого четырехразрядного светодиодного индикатора.

Сущность изобретения
Известное устройство содержит программируемый контроллер, состоящий из модуля центрального процессора с флэш-памятью и подключенных к системной шине VME модуля аналого-цифрового преобразователя ВВОД АЦ, модуля дискретного ввода ВВОД = 24, первого и второго модулей дискретного вывода ВЫВОД = 24/1, модуля дискретного вывода ВЫВОД = 24/2, модуля дискретного вывода ВЫВОД ~ 220/2, к входам и выходам которых подключены датчики и исполнительные механизмы, а также термостабилизатор, обеспечивающий требуемые климатические условия функционирования блока, контакты неисправности которого подключены к входу модуля дискретного ввода ВВОД = 24.

Целью данного изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности и оперативности функционирования.

Для получения данного технического результата в известное устройство дополнительно введены панель индикации и счетчик времени наработки, подключенные к выходам первого и второго модулей дискретного вывода ВЫВОД = 24/1 и модуля дискретного вывода ВЫВОД = 24/2 контроллера.

Панель индикации содержит четырехразрядный семисегментный светодиодный индикатор, управляющие входы двух младших разрядов через резисторы подключены к выходам первого модуля дискретного вывода ВЫВОД = 24/1, управляющие входы двух старших разрядов через резисторы подключены к выходам второго модуля дискретного вывода ВЫВОД = 24/1, светодиоды, аноды светодиодов "ДАВЛЕНИЕ НАГНЕТАНИЯ >5 МПа", "ДАВЛЕНИЕ ВСАСЫВАНИЯ <2 МПа", "ПОВЫШЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ НА ВХОДЕ", "НЕИСПРАВНОСТЬ КОМПРЕССОРА", "ПОЖАР", "УТЕЧКА ГАЗА" через резисторы подключены к выходам модуля дискретного вывода "ВЫВОД = 24/2", а катоды объединены и подключены к источнику питания, катоды светодиодов "ТЕРМОСТАТ ВКЛ.", "АВТОМАТИКА ВКЛ.", "НЕИСПРАВНОСТЬ ТЕРМОСТАТА" подключены к выходам датчиков термостабилизатора, а аноды - к источнику напряжения, счетчик времени наработки, контакты которого подключены соответственно к одному из выходов модуля дискретного вывода ВЫВОД = 24/2 и источнику питающего напряжения.

К входам модуля аналого-цифрового преобразователя ВВОД АЦ контроллера подключены датчик "Давление на входе в модуль" ДД1, датчик "Давление на входе в компрессор" ДД2, датчик "Давление нагнетания I ступени" ДД3, датчик "Давление нагнетания II ступени" ДД4, датчик "Давление на выходе из модуля" ДД5, датчик "Температура на выходе из модуля" ДТ1. К входам модуля дискретного ввода ВВОД = 24 подключены контакты пожарного датчика, нормально разомкнутые контакты кнопок "Пуск" и "Стоп", нормально разомкнутые контакты "Уставка 1" и "Уставка 2" и выходы "О В" и "24 В" газоанализатора, нормально замкнутые контакты кнопки "Авария" и нормально разомкнутые контакты кнопок "Выбор" и "Изменение", к выходам модуля дискретного вывода ВЫВОД = 24/2 подключены электромагнитные приводы клапанов "Клапан (байпас)" и "Клапан (выходной)", к выходам модуля дискретного вывода ВЫВОД ~ 220/2 подключены индикаторы с лампами накаливания "Заправка", "Авария", клеммы электрической сирены "Звуковая сигнализация" и контакты катушки второго магнитного пускателя. Первые выводы трех основных контактов второго магнитного пускателя запитаны от второго трехфазного автоматического выключателя, а вторые выводы подключены к входным клеммам электрического привода компрессора МКЗ. Вспомогательный нормально разомкнутый контакт второго магнитного пускателя подключен к входу модуля дискретного ввода ВВОД = 24. Выходные клеммы второго автоматического выключателя подключены к трехфазной сети переменного тока, одна из фаз трехфазного питания после второго автоматического выключателя через нормально замкнутый контакт кнопки "Откл." подключена к первому контакту группы нормально разомкнутых контактов первого магнитного пускателя и через нормально разомкнутые контакты кнопки "Вкл." к обмотке первого магнитного пускателя, а второй контакт группы нормально разомкнутых контактов и выводы катушки первого магнитного пускателя подключены к контактам термостабилизатора.

Перечень чертежей
На фиг. 1 приведена структурная схема блока управления, защиты и сигнализации.

На фиг.2 приведена принципиальная электрическая схема панели индикации.

На фиг. 3 приведена схема подключения блока управления, защиты и сигнализации в составе модуля компрессорного заправочного.

Пример варианта выполнения изобретения
Блок управления, защиты и сигнализации (БУЗС) 1 (фиг.1) содержит программируемый контроллер 2, состоящий из модуля центрального процессора 3 и подключенных к системной шине VME модуля аналого-цифрового преобразователя ВВОД АЦ 4, модуля дискретного ввода ВВОД = 24 5, первого 6 и второго 7 модуля дискретного вывода ВЫВОД = 24/1, модуля дискретного вывода ВЫВОД = 24/2 8, модуля дискретного вывода ВЫВОД ~ 220/2 9, термостабилизатор БТ 10 и панель индикации 11 с установленными на ней счетчиком времени наработки 12, четырехразрядным семисегментным светодиодным индикатором 13 и светодиодами "ТЕРМОСТАТ ВКЛ." 14, "АВТОМАТИКА ВКЛ." 15, "ДАВЛЕНИЕ НАГНЕТАНИЯ >5 МПа" 16, "ДАВЛЕНИЕ ВСАСЫВАНИЯ <2 МПа" 17, "ПОВЫШЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ НА ВХОДЕ" 18, "НЕИСПРАВНОСТЬ КОМПРЕССОРА" 19, "ПОЖАР" 20, "УТЕЧКА ГАЗА" 21, "НЕИСПРАВНОСТЬ ТЕРМОСТАТА" 22, а также интерфейс RS-232-C для подключения внешней персональной ЭВМ 23 и входные-выходные цепи 24 подключения датчиков и исполнительных механизмов.

Панель индикации 11 (фиг.2) содержит индикатор 13, светодиоды 14-22, первые, вторые и третьи резисторы 25, 26, 27. На фиг.3 дополнительно обозначены следующие датчики и исполнительные элементы, размещенные в модуле компрессорном заправочном (МКЗ) 28 и подключенные к блоку управления, защиты и сигнализации 1: "Пожарный датчик" 29, кнопки "Стоп" 30 и "Пуск" 31, датчик газоанализатора 32, датчики "Давление на входе в модуль" 33, "Давление на входе в компрессор" 34, "Давление нагнетания I ступени" 35, "Давление нагнетания II ступени" 36, "Давление на выходе из модуля" 37, "Температура на выходе из модуля" 38, клапаны "Клапан (выходной)" 39, "Клапан (байпас)" 40, индикаторы "Заправка" 41, "Авария" 42, сирена "Звуковая сигнализация" 43, кнопки "Авария" 44, "Выбор" 45, "Изменение" 46, первый магнитный пускатель 47, первый автоматический выключатель 48, второй магнитный пускатель 49, второй автоматический выключатель 50.

БУЗС предназначен для автоматического управления, аварийно-предупредительной сигнализации и защиты модуля компрессорного заправочного (МКЗ) 28.

БУЗС обеспечивает:
- автоматическое управление магнитным пускателем подачи и снятия напряжения питания на БУЗС, магнитным пускателем для пуска и остановки компрессора, электромагнитным клапаном байпаса, выходным электромагнитным клапаном, звуковой и световой (авария, заправка) сигнализацией;
- автоматический пуск и остановку компрессора по программе;
- прием информации с датчиков контролируемых параметров (давления, температуры, газоанализатора, пожарного извещателя), обеспечение автоматической аварийно-предупредительной сигнализации и защиты компрессора при выходе контролируемых параметров за допустимые пределы;
- оперативный расчет объема заправленного газа;
- оперативную диагностику работы компрессора МКЗ, базирующуюся на оперативном расчете и контроле производительности;
- вывод информации об объеме баллонов, заправляемых газом, и кода аварии при обнаружении аварийных и предаварийных ситуаций на панель индикации.

Основные технические характеристики БУЗС:
- количество дискретных каналов ввода с уровнем = 24 В - 12;
- количество аналоговых каналов ввода 4-20 мА - 6;
- количество дискретных каналов вывода = 24 В - 41.

В состав БУЗС 1 входят следующие основные устройства и агрегаты:
- контроллер 2, включающий в себя модуль центрального процесса 3, модуль аналого-цифрового преобразователя ВВОД АЦ 4, модуль дискретного ввода ВВОД = 24 5, два модуля дискретного вывода ВЫВОД = 24/1 6, 7, модуль дискретного вывода ВЫВОД = 24/2 8 и модуль дискретного вывода ВЫВОД ~ 220/2 9;
- термостабилизатор 10;
- панель индикации 11;
- счетчик времени наработки 12.

Контроллер 2 является верхним звеном управления БУЗС и предназначен для сбора данных, их обработки, управления работой и диагностики оборудования БУЗС и элементов автоматики МКЗ, а также для обеспечения связи по интерфейсу 23 с удаленной ПЭВМ.

Контроллер 2 реализует программное управление защитой и сигнализацией и предусматривает экстренный останов и защиту компрессора.

Термостабилизатор 10 предназначен для поддержания температуры внутри БУЗС в пределах от плюс 5 до плюс 55^oС при температуре окружающего воздуха от минус 40 до плюс 40^oС и прекращения функционирования БУЗС при нарушении температурного режима внутри корпуса блока.

Панель индикации 11 предназначена для визуального контроля времени наработки компрессора, объема баллонов, заправляемых газом, расшифровки рабочих, предаварийных и аварийных состояний системы путем засветки определенного светодиода, отображения заправленного объема газа, а также вывода номера ошибки на четырехразрядный светодиодный индикатор 13, а именно:
- светодиод 14 "ТЕРМОСТАТ ВКЛ." - сигнализирует о том, что нагревательный элемент термостабилизатора 10 включен и идет прогрев БУЗС;
- светодиод 15 "АВТОМАТИКА ВКЛ." - сигнализирует о том, что первичное питание с термостабилизатора 10 на субмодули вторичного электропитания подано;
- светодиод 16 "ДАВЛЕНИЕ НАГНЕТАНИЯ >5 МПа" - сигнализирует о том, что команда на пуск компрессора запрещена, так как давление нагнетания больше 5 МПа;
- светодиод 17 "ДАВЛЕНИЕ ВСАСЫВАНИЯ <2 МПа" - сигнализирует о понижении давления на входе в компрессор менее 2 МПа;
- светодиод 18 "ПОВЫШЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ НА ВХОДЕ" - сигнализирует о превышении разницы давлений на входе в МКЗ и на входе в компрессор более чем на 0,5-3 кгс/см²;
- светодиод 19 "НЕИСПРАВНОСТЬ КОМПРЕССОРА" - сигнализирует о том, что производительность компрессора меньше заданной и (или) давление нагнетания первой ступени компрессора больше давления нагнетания второй ступени, в то же время давление нагнетания второй ступени превышает давление на входе в компрессор;
- светодиод 20 "ПОЖАР" - сигнализирует о срабатывании пожарного извещателя;
- светодиод 21 "УТЕЧКА ГАЗА" - сигнализирует о срабатывании газоанализатора;
- светодиод 22 "НЕИСПРАВНОСТЬ ТЕРМОСТАТА" - сигнализирует о выходе температуры внутри БУЗС и (или) нагревательного элемента термостабилизатора 10 за границы допустимых значений.

Код ошибки и расшифровка его значения при выводе на четырехразрядный светодиодный индикатор 13 приведены в таблице.

Счетчик времени наработки 12 предназначен для регистрации времени работы компрессора.

Блок управления, защиты и сигнализации работает следующим образом (краткий алгоритм работы).

БУЗС может находиться в следующих состояниях:
- выключен;
- питание включено, идет прогрев, автоматика отключена;
- рабочий режим, автоматика включена;
- отказ термостата, автоматика отключена;
- перегрев блока, автоматика отключена.

Переход между состояниями "АВТОМАТИКА ВЫКЛЮЧЕНА" - "АВТОМАТИКА ВКЛЮЧЕНА" происходит автоматически по сигналу от термостабилизатора о достижении рабочей температуры. Включение блока происходит при достижении рабочей температуры +5^oС, а отключение - при перегреве выше +50^oС или снижении температуры ниже +2^oС.

После достижения рабочего режима подается питание на контроллер БУЗС, датчики и другие элементы схемы.

Автоматика БУЗС может работать в следующих режимах:
- тестирование;
- стоп;
- работа (заправка);
- нормальный останов;
- аварийный останов.

Режим "ТЕСТИРОВАНИЕ" возникает после включения питания автоматики. Через 10-15 с после включения БУЗС подает короткий звуковой сигнал, и засвечиваются все элементы индикации, кроме "НЕИСПРАВНОСТЬ ТЕРМОСТАТА" 22. Для завершения режима тестирования необходимо нажать кнопку "Стоп" 30. Элементы индикации также автоматически отключаются через 10 мин, даже если кнопка не была нажата.

Режим "СТОП" возникает после завершения выполнения команды "СТОП", то есть и после режима "ТЕСТИРОВАНИЕ". При этом двигатель компрессора отключен, оба клапана (выходной 39 и байпаса 40) закрыты. В этом режиме должен задаваться объем заправки емкостей.

Режим "РАБОТА" начинается при нажатии кнопки "Пуск" 31, если нет мешающих заправке условий.

Заправка выполняется в следующей последовательности. После нажатия (кратковременно) кнопки "Пуск" 31 выдается звуковой сигнал сиреной 43. Считывается значение установленного объема газа. Проверяется величина давления на выходе МКЗ. Если выходное давление мало (<0,2 МПа), то вырабатывается ошибка "Е534" - "МАЛОЕ ДАВЛЕНИЕ НА ВЫХОДЕ УСТРОЙСТВА". В случае необходимости заправки транспорта с низким остаточным давлением нужно нажать и удерживать кнопку "Пуск" 31 на время звукового сигнала (5-7 с).

Проверяется величина давления нагнетания. В том случае, если она >5 МПа, а давление на выходе МКЗ существенно меньше, то осуществляется сброс давления нагнетания в транспорт. (Индикатор "ДАВЛЕНИЕ НАГНЕТАНИЯ >5 МПа" 16 в этом случае светится в прерывистом режиме.) Для этого открывается выходной клапан 39. Если после сброса (уравнивания) давления оно ниже 5 МПа, то разрешается запуск компрессора, иначе вырабатывается ошибка "Е538" - "ПОПЫТКА ЗАПУСКА ПРИ ДАВЛЕНИИ НАГНЕТАНИЯ >50 КГС/СМ²".

В случае, если давление нагнетания >5 МПа, а величина выходного давления не позволяет его сбросить, то запуск компрессора блокируется. Индикатор "ДАВЛЕНИЕ НАГНЕТАНИЯ >5 МПа" 16 светится непрерывно.

При разрешении компрессорной заправки открывается клапан байпаса 40. Затем включается компрессор. После выдержки (5-10 с) для разгона компрессора начинается заправка. Зажигается индикатор "Заправка" 41, закрывается клапан байпаса 40, а затем через 1-2 с открывается выходной клапан 39 (если он не был открыт ранее при прямой заправке).

При компрессорной и прямой заправке через 3-5 с после начала процесса запоминается значение выходного давления и температуры, по которым сразу рассчитывается начальный объем газа в заправляемой емкости.

В процессе заправки осуществляется периодический расчет и отображение объема заправленного газа, а исходя из него определяется производительность компрессора. В случае, если производительность ниже уставки минимальной производительности (25 л/мин), засвечивается индикатор предупреждения "НЕИСПРАВНОСТЬ КОМПРЕССОРА" 19.

В процессе заправки также непрерывно определяется допустимое давление нагнетания, исходя из разрешенного перепада на компрессоре и величины давления всасывания. В том случае, если расчетное выходное давление ниже номинального давления заправки (20 МПа), индикатор "ДАВЛЕНИЕ ВСАСЫВАНИЯ <2 МПа" 17 работает в прерывистом режиме. Если расчетное давление окажется ниже достигнутого давления нагнетания, вырабатывается сигнал аварии с кодом "Е520" - "ДАВЛЕНИЕ ВСАСЫВАНИЯ В 12,5 РАЗ МЕНЬШЕ ВЫХОДНОГО".

После достижения давлением на выходе величины уставки давления заправки автоматически вырабатывается команда "НОРМАЛЬНЫЙ ОСТАНОВ". После закрывания выходного клапана 39, с задержкой 2-3 с, определяются конечные давление и температура в емкости, а по ним производится расчет заправленного объема газа.

В процессе заправки непрерывно контролируется величина перепада давления между входом БУЗС и входом всасывания компрессоpa. Если перепад давления на фильтре достигает 1,5 кгс/см², вырабатывается предупреждение, а индикатор "ПОВЫШЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ НА ВХОДЕ" 18 работает в прерывистом режиме. Если же перепад давления >3 кгс/ см², свечение индикатора непрерывное.

Также непрерывно в процессе заправки контролируется температура и давление на выходе МКЗ. В случае превышения температурой верхнего порога ("Е536") или нижнего ("Е537") или превышения выходным давлением уставки аварийного останова ("Е521") вырабатывается соответствующая авария.

Аналогично при работе компрессора контролируется и максимальное входное давление всасывания (ошибка "Е535").

Рассчитанное значение заправленного объема удерживается на индикаторе БУЗС до начала новой заправки или установки другого исходного объема.

При работе компрессора на нагнетание также осуществляется контроль соотношения давлений I и II ступеней. Если давление нагнетания I ступени превышает давление нагнетания II ступени, а давление нагнетания II ступени при этом больше давления всасывания, вырабатывается авария "Е527" и включается индикатор "НЕИСПРАВНОСТЬ КОМПРЕССОРА" 19.

Нормальная остановка МКЗ осуществляется в трех случаях:
- при нажатии оператором кнопки "Стоп" 30;
- при получении дистанционной команды "СТОП" (от удаленной ПЭВМ);
- автоматически, при достижении уставки давления заправки (20 МПа или менее).

В последнем случае выдается короткий звуковой сигнал извещения оператора. Процесс остановки выполняется в следующей последовательности.

Закрывается выходной клапан 39. Затем через 1-2 с открывается клапан байпаса 40. Через 10 с (для прогона компрессора) отключается его питание. Гасится индикатор "Заправка" 41. Он затем будет светиться в прерывистом режиме, если выходное давление близко к уставке заправки (20 МПа).

Через 10 с после выключения компрессора закрывается клапан байпаса 40.

После нормальной остановки МКЗ переходит в состояние "СТОП".

Аварийная остановка выполняется в двух случаях:
- при нажатии кнопки "Авария" 44;
- при возникновении аварии, определенной БУЗС.

В случае аварийной остановки выдаются световой (индикатор "Авария" 42) и непрерывный звуковой (сирена "Звуковая сигнализация" 43) сигналы. Отключение оборудования выполняется аналогично нормальной остановке, только компрессор выключается немедленно.

При возникновении аварийной остановки на индикаторе БУЗС отображается код аварии, типа "Е...". (Расшифровка кодов приведена выше в таблице).

Для разблокировки (сброса) аварии необходимо нажать кнопку "Стоп" 30. В случае, если причины аварий не устранены, аварийный останов возникает вновь. При нормальном завершении устройство перейдет в состояние "СТОП".

При включенной автоматике непрерывно контролируются следующие сигналы с датчиков МКЗ.

При поступлении сигнала с "Уставки 2" газоанализатора вырабатывается авария "Е523" с включением индикатора "УТЕЧКА ГАЗА" 21 в непрерывном режиме.

При поступлении сигнала с "Уставки 1" газоанализатора вырабатывается предупреждение "УТЕЧКА ГАЗА" 21. Индикатор "УТЕЧКА ГАЗА" работает в прерывистом режиме.

При поступлении сигнала с пожарного датчика 29 вырабатывается авария "Е524" с включением индикатора "ПОЖАР" 20.

Модуль компрессорный заправочный работает следующим образом (краткий алгоритм работы).

Открыть переднюю панель корпуса МКЗ.

Подать внешнее питание на МКЗ. При этом на панели БУЗС должны появиться сигналы "ТЕРМОСТАТ ВКЛ." 14 и "АВТОМАТИКА ВКЛ." 15. Второй сигнал в холодный период эксплуатации (при охлаждении БУЗС до +5^oС и ниже) появляется с задержкой до 30 мин (в зависимости от времени прогрева устройства).

Через 15-20 с после появления сигнала "АВТОМАТИКА ВКЛ." 15 при нормальном запуске программы выдается короткий звуковой сигнал и засвечиваются все индикаторы панели БУЗС (кроме сигнала "НЕИСПРАВНОСТЬ ТЕРМОСТАТА" 22) и индикаторы "Авария" 42 и "Заправка" 41 на МКЗ.

Оператор должен проверить свечение всех индикаторов и в случае успешной проверки нажать кнопку "Стоп" 30 на МКЗ. В случае отсутствия свечения любого индикатора эксплуатация БУЗС запрещается до устранения неисправности.

Если по каким-либо причинам оператор не нажмет кнопки "Стоп" 30, ненужные индикаторы автоматически погаснут через 10 мин. В этом случае возобновление работы БУЗС также возможно после нажатия кнопки "Стоп" 30.

Для заправки автотранспорта оператор должен подключить автомобили, проверить герметичность стыка и наличие остаточного давления в баках технических средств, а также определить суммарную емкость (в литрах) заправочных баков.

Суммарная емкость в литрах вводится в БУЗС при помощи кнопок на МКЗ "Выбор" 45 и "Изменение" 46.

При нажатии кнопки "Выбор" 45 происходит поочередное выделение разрядов индикатора (выделенный разряд начинает мигать). Кнопкой "Изменение" 46 меняется значение (0. ..9, 0 и т.д.). После завершения ввода, через 10-15 с, мигание разряда автоматически прекращается.

Заправка автотранспорта начинается при нажатии кнопки "Пуск" 31. При этом подается кратковременный звуковой сигнал готовности.

В том случае, если по каким-либо причинам остаточное давление в автотранспорте близко к нулю (менее 0,2 МПа), для запуска заправки необходимо нажать и удерживать кнопку "Пуск" 31 до окончания звукового сигнала, включающегося при заправке (6-10 с). При обычном (кратковременном) нажатии кнопки "Пуск" 31 в такой ситуации будет определена авария "Е534" - "МАЛОЕ ОСТАТОЧНОЕ ДАВЛЕНИЕ НА ВЫХОДЕ".

Процесс заправки может прекращаться автоматически в трех случаях:
- по достижении уставки выходного напряжения в баках (20 МПа);
- при возникновении аварийной ситуации, обнаруженной системой защиты БУЗС;
- при пропадании питающего напряжения, в том числе и кратковременного.

При неработающем компрессоре допустимы провалы напряжения, длительностью до 1 с, а при работе на нагнетание - до 0,1 с. Провал напряжения определяется по отпусканию контакторов МКЗ.

При завершении заправки вследствие достижения номинального давления после выключения оборудования МКЗ выдается кратковременный звуковой сигнал для оповещения оператора. В случае аварии сирена "Звуковая сигнализация" 43 и световой сигнал "Авария" 42 выдается непрерывно до разблокировки аварии оператором. При перерывах питания осуществляется штатная процедура включения модуля.

В процессе заправки непрерывно горит сигнал "Заправка" 41. По ее завершении при давлении в заправляемом транспорте, равном номинальной уставке (20 МПа), индикатор горит в прерывистом режиме.

При заправке и по ее завершении на индикаторе БУЗС высвечивается "бегущей" строкой текущая величина рассчитанного объема заправки в "нормальных" литрах. Например, величина "1,23 н.м³" будет отображаться как "1_230".

Оператор может остановить процесс заправки вручную в любой момент нажатием кнопок "Стоп" 30 или "Авария" 44 в зависимости от ситуации.

Также команда "СТОП" может быть передана оператором с удаленной ПЭВМ при возникновении такой необходимости.

При возникновении автоматически обнаруженной аварийной ситуации, а также при нажатии кнопки "Авария" 44 происходит экстренное отключение оборудования с выдачей звукового и светового сигнала "Авария". На индикаторе БУЗС в этом случае выдается код аварии "Е...". Также часть аварийных ситуаций расшифровывается световыми индикаторами на панели БУЗС с поясняющими надписями. Для разблокировки аварии необходимо нажать кнопку "Стоп" 30. Если аварийная ситуация не устранена, происходит повторное срабатывание защиты.

При обнаружении угрожающих ситуаций БУЗС выдает сигнал предупреждения на лампу "Авария" 42 в прерывистом режиме без звукового сигнала. Расшифровка причины предупреждения осуществляется индикаторами на панели БУЗС. Эксплуатация (продолжение заправки) МКЗ при наличии предупреждений должна выполняться под непрерывным контролем оператора, под его ответственность. По завершении работы необходимо предпринять меры по устранению причины возникновения угрожающей ситуации.

В случае возникновения предупреждения "ДАВЛЕНИЕ ВСАСЫВАНИЯ <2 МПа" 17 (до заправки или в ее процессе) заправка будет выполняться не до максимальной уставки 20 МПа, а до величины, определяемой входным давлением и допустимым перепадом на компрессоре (ориентировочно - 12,5 * величину давления всасывания).

При возникновении предупреждения "ДАВЛЕНИЕ НАГНЕТАНИЯ >5 МПа" 16 запуск компрессора без стравливания давления нагнетания невозможен. Тем не менее, если индикатор предупреждения работает в прерывистом режиме, это означает, что возможно стравить давление в заправляемый транспорт. В этом случае по кнопке "Пуск" 31 открывается выход МКЗ (без запуска компрессора). Если после стравливания давления оно понизится ниже разрешаемого для запуска предела, компрессор МКЗ автоматически включится и заправка продолжится. В противном случае произойдет завершение работы.

Для увеличения ресурса БУЗС при длительных перерывах в работе (более 1-2 часов) рекомендуется отключать МКЗ от питающей сети.

Установка параметров природного газа (газовой постоянной, критического давления, температуры), а также объема заправляемого транспорта возможна с удаленной ПЭВМ. Заданные параметры газа сохраняются до выключения питания БУЗС. При включении питания они устанавливаются в исходное значение.

Промышленная применимость
Предложенное устройство обладает более широкими функциональными возможностями управления, повышенной надежностью за счет детализации причин аварийных ситуаций и большей оперативностью функционирования, а также непрерывной диагностикой работы компрессора на базе оперативного расчета производительности.

Изобретение относится к управляющим и регулирующим системам общего назначения, в частности к средствам управления компрессорной газозаправочной установкой. Технический результат заключается в обеспечении совмещения функций управления, защиты и сигнализации и отпуска газа при использовании возможностей обработки информации процессорным модулем. Блок управления содержит центральный процессор, модуль аналого-цифрового преобразователя, модули дискретного ввода и вывода и панель индикации, содержащую светодиоды, четырехразрядный семисегментный светодиодный индикатор и счетчик времени наработки, подключенные к выходам модулей дискретного вывода. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. , 1 табл.

1. Блок управления, защиты и сигнализации модуля компрессорного заправочного, содержащий программируемый контроллер, состоящий из модуля центрального процессора с флэш-памятью с системной шиной VME, а также датчики и исполнительные механизмы, отличающийся тем, что блок содержит также модуль ввода аналого-цифрового преобразователя (4), термостабилизатор, предназначенный для обеспечения требуемых климатических условий функционирования блока, контакты датчика температуры которого подключены к входам модуля ввода аналого-цифрового преобразователя (4), а контакты неисправностей термостата ко входу модуля дискретного ввода (5), модули дискретного вывода (6), (7), (8) и (9), счетчик времени наработки и панель индикации, содержащую свето диоды, четырехразрядный семисегментный светодиодный индикатор, выходы первого модуля дискретного вывода (6) предназначены для подключения к одним входам светодиодного индикатора, а выходы второго модуля дискретного вывода (7) предназначены для подключения к другим входам светодиодного индикатора, выходы одного из модулей дискретного вывода (8) предназначены для подключения к светодиодам, а один из выходов предназначен для подключения счетчика времени наработки, при этом датчики и исполнительные механизмы подключены к входам и выходам модуля дискретного ввода, модуля ввода аналого-цифрового преобразователя и модулей дискретного вывода, подключенным к системной шине VME. 2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что панель индикации содержит четырехразрядный семисегментный светодиодный индикатор, управляющие входы двух младших разрядов через резисторы подключены к выходам первого модуля дискретного вывода (6), управляющие входы двух старших разрядов через резисторы подключены к выходам второго модуля дискретного вывода (7), светодиоды, аноды светодиодов "ДАВЛЕНИЕ НАГНЕТАНИЯ > 5 МПа", "ДАВЛЕНИЕ ВСАСЫВАНИЯ < 2 МПа", "ПОВЫШЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ НА ВХОДЕ", "НЕИСПРАВНОСТЬ КОМПРЕССОРА", "ПОЖАР", "УТЕЧКА ГАЗА" через резисторы подключены к выходам одного модуля дискретного вывода (8), а катоды объединены и подключены к источнику питания, катоды светодиодов "ТЕРМОСТАТ ВКЛ. ", "АВТОМАТИКА ВКЛ. ", "НЕИСПРАВНОСТЬ ТЕРМОСТАТА" подключены к выходам датчиков термостабилизатора, а аноды к источнику напряжения, счетчик времени наработки, контакты которого подключены соответственно к одному из выходов одного модуля дискретного вывода (8) и источнику питающего напряжения. 3. Блок по п. 1, отличающийся тем, что к входам модуля ввода аналого-цифрового преобразователя (4) контроллера подключены датчик "Давление на входе в модуль", датчик "Давление на входе в компрессор", датчик "Давление нагнетания I ступени", датчик "Давление нагнетания II ступени", датчик "Давление на выходе из модуля", датчик "Температура на выходе из модуля", к входам модуля дискретного ввода (5) подключены контакты пожарного датчика, нормально разомкнутые контакты кнопок "Пуск" и "Стоп", нормально разомкнутые контакты "Уставка 1" и "Уставка 2" и выходы "О В" и "24 В" газоанализатора, нормально замкнутые контакты кнопки "Авария" и нормально разомкнутые контакты кнопок "Выбор" и "Изменение", к выходам одного модуля дискретного вывода (8) подключены электромагнитные приводы клапанов "Клапан (байпас)" и "Клапан (выходной)", к выходам другого модуля дискретного вывода (9) подключены индикаторы с лампами накаливания "Заправка", "Авария", клеммы электрической сирены "Звуковая сигнализация" и контакты катушки второго магнитного пускателя, первые выводы трех основных контактов второго магнитного пускателя запитаны от второго трехфазного автоматического выключателя, а вторые выводы подключены к входным клеммам электрического привода компрессора, вспомогательный нормально разомкнутый контакт второго магнитного пускателя подключен к входу модуля дискретного ввода (5), выходные клеммы второго автоматического выключателя подключены к трехфазной сети переменного тока, одна из фаз трехфазного питания после второго автоматического выключателя через нормально замкнутый контакт кнопки "Откл. " подключена к первому контакту группы нормально разомкнутых контактов первого магнитного пускателя и через нормально разомкнутые контакты кнопки "Вкл. " к обмотке первого магнитного пускателя, а второй контакт группы нормально разомкнутых контактов и выводы катушки первого магнитного пускателя подключены к контактам термостабилизатора.