Устройство для управления перекачкой жидкости Советский патент 1983 года по МПК G05D9/12 

Изобретение относится к автоматизации водоотливных установок и может быть применено для водоотлива шахт, карьеров и для других систем по перекачке жидкостей.

Известно устройство автоматического управления группой насосов, содержащее датчики контроля различных параметров процесса, подключенное через программные, логические и решающие блоки к системе управления

механизмами tl.

Однако система с такой структурой и межблочными связями не учитывает процесс формирования графиков нагрузок источников электроэнергии. Поэтому насосы -могут откачивать воду в период максимальной нагрузки энергосистемы, что экономически нецелесообразно.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматического управления технологическим процессом, содержащее связанные с блоком управления приводом насоса датчики нижнего и верхнего уровней, логический блок, реле времени, решающий блок и элементы совпадения t23

Однако данное устройство может нормально функционировать только при

цикличной работе водоотлигной установки , постоянной подаче насосов и стабильном притоке воды в интервале 5 рабочего цикла. В практике эксплуатации водоотливных установок эти условия непрерывно меняются, что приводит к появлению погрешностей при достижении заданных параметров режимов работы насосов.. Кроме того,

10 в известном устройстве не предусмотрен контроль количества воды и степени заиловки водосборника.

Цель изобретения .- повышение точности и надежности устройства за

15 счет повышения точности и надежности реализации программы внепикового потребления электроэнергии, а также снижение утреннего и вечернего максимумов нагрузки предприятия и энергоси20стемы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления перекачкой жидкости, содержащее блок управления приводами насосов, реле

25 времени, подключенное выходами к соответствующим первым входам логического блока, введены последовательно соединенные блок определения количества жидкости и степени заиловки водосборника и блок индикации и сигнализации, причем второй вход логического блока подключен к Одном из выходов блока определения количе ва жидкости и степени заиловки водо Сборника, а выходы - к соответствующим входам блока управления приводами насосов, связанного выходом Ь- вторым входом блока индикации и сигнализации, На фиг. 1 приведен блсх-схема предлагаемого устройства для управле НИН передачкой жидкости; на фиг. 2функциональные схемы всех блоков устройства. Устройство состоит из реле 1 времени, логического блока 2, блока 3 определения количества жидкости и степени заиловки водосборника, блок 4 управления приводами насосов и блока 5 индикации и сигнализации. На фиг. 2 - датчик 6 уровня, ультразвуковой датчик 7 и вычитатель 8, электрочасы 9, счетчик 10, генератор 11 опорной частоты, формирователь 12 стробирующих импульсов и цифроаналоговый преобразователь 13j вычитатель 14, пороговые -элементы 15 и 15а, клю чевые элементы 16 и l&ii сигнальные лампы 17 и измерительные приборы 18 и 19; счетчик 20, элементы 21 и 21у задержки, дешифратор 22, формирователи и 23/j стробирующих импулысов, усилители 241-24, peлeйkыв эле менты . Реле 1 времени предназначено для задания времени, оставшегося до начала очередного максимума энергосистемы и для формирования стробирующих импульсов. Логический блок 2 устанавливает соответствие величины фактической вместимости водосборника времени, оставшемуся до начала очередного максимума энергосистемы, и выдаеткоманды в блок 4 управления приводом насосов на включение или отключение очередного насосного агрегата, Блок 3 определения количества жидкости и степени заиловки водосбор ника опредеяАет уровень воды в водо- сборнике, фактическую его вмести- . мость и степень заиловки. Влок 4 управления приводами насосов предназначен для выполнения /команд логического блока 2. Блок 5 индикации и сигнализации формирует и передает информацию о ко личестве включенных насосов, воды в водосборнике и о степени его заиловки. Принцип действия предлсгаемого устройства основан на периодическом сравнении напряжения, пропорционального фактической вместимости водосборника, с напряжением, пропорци.ональным времени, оставшемуся до начала прохождения очередного максимума энергосистемы. Предлагаемое устройство с заданной периодичностью определяет фактическую вместимость водосборника и с учетом пЬлученных результатов формирует и реализует программу управления насосными агрегатами, обеспечивающую 5 ткачивание водосборника с устанопленным допуском к моменту наступления очередного максимума энергосистемл. Работа устройства Осуществляется в следующей последовательности (фиг, 2). Реле 1 времени выдает сигнал :в виде постоянного напряжения, вели ина которого пропорциональна времеЧЛ, оставшемуся до начала прохождения очередного максимума.нагрузки энергосистемы. Это напряжение поступает с выхода цифроаналогового преобразователя 13, который подключен к выходу счетчика 10, заполняемого импульсами генератора 11 опорной частоты. Время прохождения максимума нагрузки в энергосистеме устанавливается на электрочасах 9, которые управляют работой сче.тчика 10 и генератора 11, После запуска генератора и счетчика с промежуточного выхо- да счетчика снимается сигнал на формирователь 12 стробирующих импульсов. Ультразвуковой датчик (УЗ-Д) 7 блока 3 выдает сигнал в виде постоянного напряжения и, пропорционального по величине фактической вместимос.ти водосборника. Указанный датчик измеряет уровень воды над-слоем ила, который периодически накапливается в водосборнике и существенно уменьшает его фактическую вместимость. Напряжения U и tl. поступают на входы вычитателя 14 логического блока 2,. Вычитатель вычисляет разность . - и , а результат вычисления с учетом его знака подается на два пороговых элемента 15 и ISj., определяющих зоны нечувствительности устройства. Зона нечувствительности необходима для уменьшения количества пусков и остановов насосных агрегатов при откачивании водосборников. Границы зоны нечувствительности определяются допустимым по условиям эксплуатации водоотливных установок уровнем воды в водосборнике перед наступлением очередного максимума нагрузки энергосистемы и задаются величиной напряжения i ил. Если при вычислении напряжения йи имеет место неравенствоаи f +Ua, (2) то на выходе порогового элемента появляется сигнал, разрешающий включение насосных агрегатов. Этот сигнал поступает на вход ключевого элемента 16. Ключевой элемент открывается передним и закрывается задним фронтом стробирующего импульса блока. При открытом ключевом элементе сигнал, разрешающий включение насосных агрегатов, поступает на вход сложения реверсивного счетчика блока 4 и на вход формирователя 23 стробирующих импульсов через элемент 21 задержки. К выходу счетчика 20 подсоединен дешифратор 22, количество выходов которого равно количеству насосных агрегатов. Каждый выход дешифратора подключен к двум строби руемым усилителям 24 и 24 мощности, нагрузкой которых являются релейные элементы 25 и 252.. Стробирование усилителей необходимо для повышения помехозащищенности устрой ства и формирования команды на вклю , чение и отключение насосных агрегатов. Сигнал, разрешающий включение на сосных агрегатов, поступает на первый вход усилителя 24 . При появлении на втором входе усилителя стробир5}ющедо импульса срабатывает реле ный гяемент изапускается первый на сосный агрегат. . Вычисление д U происходит непрерывно, а стробирующие импульсы блока появляются периодически через каждые 12 мин. Если при очередном стробирукадем импульсе блока сохраняется неравенство (2), то снова форми руется сигнал, разрешающий включение насосных агрегатов, и в работу включается второй насосный агрегат. Вклю чение насосных агрегатов продолжается до тех пор, пока уровень воды в водосборнике не снизится до отметки, соответствующей напряжению -Ua/, т.е. до тех пор, пока не выполняете неравенство Ли -1).(3) В этом случае на выходе порогового элемента 15 появляется сигнал, разрешающий отключение насосных агрега тов. Этот сигнал поступает на вход ключевого элемента 16, который открывается тем же стробирующим импуль .сом, что и элемент 16 . При открытом ключевом элементе IGj сигнал, разрешающий отключение насосных агрегатов, . поступает на вход усилителя 242. цепи: вход вычитания счет чика - дешифратора 22 - усилителя 2 Одновременно данный сигнал поступае на формирователь 23. стробирующето импульса через элемент 212 задержк При появлении на втором входе усили теля 242 стробирующего импульса сра батывает релейный элемент 252 и отключается первый насосный агрегат. Если при отключенном первом насосно агрегате продолжает сохраняться неравенство (3),. то при поступлении очередного стрсбируюшего импульса блока отключается второй насосный агрегат и т.д. Отключение насосных агрегатов бурет продолжаться до тех пор, пока имеет место неравенство (3). Для контроля за степенью заиловки водосборника в блоке 3 предусмотрен отдельный датчик 6 уровня. .Выходным . сигналом датчика уровня является напряжение постоянного тока Uj. Поскольку величина этого напряжения пропорциональна уровню воды, отсчитываемому от строительного дна водосборника , то разность напряжений пропорциональна AUjj, и - ) толщине слоя ила на дне водосборника. Указанная разность вычисляется вычитателем 8 блока 3. Напряжения Uj поступают в блок 5, где регистрируются измерительными приборагда 18 и 19. В том же блоке сигнальные лампы 17 указывают количество включенных насосных агрегатов, уровень воды в водосборнике и степень его Зсшловки. КонкретнсШ техническая реализация каждого унифицированного стандартного блока (вычитатель, реверсивный счетчик и т.д.) может быть различной Предлагаемое устройство п волят ет управлять насосными агрегатами в режиме BHenHjcoBoro электроглотребления при изме яющихся притоках воды, различной подаче и циклах работы насосов , а также получать информацию о количестве включенных насосов, уровень воды н водосборнике и степеня его заиловки. Формула изобретения Устройство для управления пере-,, качкой жидкости, содержащее блок управления приводами н.асосов, реле времени, подключенное выходами к соответствующим первым входам логического блока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, оно содержит последоватеьно соединенные блок определения количества жидкости и степени эаиловки водосборника и блок индикации и сигнализации, причем второй вход логического блока подклю|чен к одному из выходов блока определения количества жидкости и степени заиловки водосборника-, а выходы к соответствующим входам блока управления привод 1ми насосов, связанного выходом с вторым входом блока индикаций и сигнализации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Патент Японии 50-143 2, кл. 63 (3) б 011, опублик. 1975, 2, Авторское свидетельство СССР №448434,кл. 05 9/12 ,1972 (прототип). - --f m «jTH p-i I (