Устройство для управления циркуляционной электродиализной установкой Советский патент 1983 года по МПК G05B19/04 

4. Устройство по п. 1, о Т л и чающееся тем, что логический блок содержит первый, второй и трети элементы ЗАПРЕТ, первый, второй и третий элементы И, элемент НЕ, элемент ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, причем первый и второй входы логического блока соединены с прямым и инверсным входами первого элемента ЗАПРЕТ, третий вход логического блока связан с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ и с первым входом первого элемента И, четвёртый вход логического блока соединен .с инверсными входами второго и третьего элементов ЗАПРЕТ и с первым входом элемента ИЛИ, пятый вход логического блока соединен с прямым входом третьего элемента ЗАПРЕТ, связанного своим выходом с вторым входом третьего элемента И, выход

первого элемента ЗАПРЕТ связан с вторым входом первого элемента И, с входом элемента НЕ, с вторым входом второго элемента И, первый вход которого сообщен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, с первым входом третьего элемента И, выходы первого элемента И и элемента НЕ соединены соответственно с включающим и выключающим входами первого триггера, выход второго элемента И связан с включающим входом второго триггера, выход элемента ИЛИ соединен с включающими входами второго и третьго триггеров, выход третьего элемента И сообщен с включающим входом третьего триггера, а выходы первого .второго и третьего триггеров соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами логического блока.

1 .УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОП ЭЛЕКТРОДИАЛИЗНОЙ УСТАНОВКОЙ, содержащее сигнализатор уровня в емкости очищенной воды , пускатель выпрямительного агрегата, реверсивный пускатель двигателя лабиринтных насосов, логический блок, выходы которого связаны с пускателем выпрямительного агрегата и с реверсивным пускателем двигателя лабиринтных насосов, блок аварийной .защиты и основной блок пуска, первый и второй входы которого соединены соответственно с кнопками пуска и остановки,а третий вход - с выходом блока аварийной защиты, о т л и чаю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения обслуткивания установки, оно снабжено дополнительным блоком пуска, узлом управления и программным устройством, причем первый, второй, третий и четвертый входы дополнительного блока пуска соединены соответственно с выходом основного блока пуска, с пер вым выходом программного устройства, с выходом блока аварийной защиты и с кнопкой остановки; выход дополнительного блока пуска сообщен с первым входом блока аварийной защиты, второй вход которого сообщен. с кнопкой снятия аварийного сигнала, и с первым входом логического блока, выход блока аварийной защиты связан с четвертым входомузла управления, первый, второй.и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом программного блока, с выходом сигнализатора уровня и с выходом основного блока пуска, выход узла управления соединен с входом програюдаого блока, второй, третий, четвертый и пятый выходы котсфого соединены соответственно с третьим, вторым, пятым и.четвертым вхрдаМН логического блока. 2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что дбпсзлнйтельнью. блок пуска содержит первый и второй элементы И, элемент ЗАПРЕТ, элемент НЕ и триггер, причем входы первого элемента И соединены с первЫм и вторьм входгмя дополнительно$ го блока пуска, а выход - с первым входом второго элемента И, третий и четвёртый входы дополнительного блока пуска соединены соответственно с инверС111Л4 и входами элемента ЗАПРЕТ выход которого сообщен с вторьш второго эJ eмeнтa и ; и с входом sn&fsmei ЦБ, выходы второго элемента И и элемента НЕ соединены соответственно с включающим и выключающим входгада триггера, выа: ход которого связан с выходом дополнительного блока пуска. « 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел управления содержит первый- и второй ЗАПРЕТ и элемент ИМПЛИКАЦИЯ причем , второй, третий и четвертый входы узла управления соединены соответственно с инверсным входом элемента ИМПЛИКАЦИЯ,, с инверс ным и пря1«Д4 входами первого элемента 3A1IPET, а также с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход которого связан с выходом узла управления и прямой вход которого сообщен с выходом элемента ИМПЛИКАЦИЯ, выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен- с прямым входом элемента ИМПЛИКАЦИЯ.

1

Изобретение относится к системам управления технологическими циклическими процессами, а именно к системам управления электродиализными установками циркуляционного типа, предназначенными для опреснения солоHbiaaTux вод или морской воды с целью получения питьевой воды, воды для технических или сельскохозяйственных нуз1сд,для обессоливания пресной воды с целью использования ее, например, в медицине для приготовления физиологического раствора, применяемого в аппаратах Искусственная почка .

Известны электродиапизные установки циркуляционного типа, системы управления которыми содержат сигнализаторы уровня и солесодержания в циркуляционных баках дилюата и концентрата Cl

Большое количество датчиков, установленных в среде с высокой коррозийной активностью, снижает надежность данной системы управления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство управления электродиализной установкой, содержащее логический блок, связанный своими выхо-, дами с пускателем выпрямительного агрегата и реверсивным пускателем электродвигателя лабиринтных насосов установленных в бгисах дилюата и концентрата. Входы логического блока соединены с сигнализаторами верхнего и иижиего уровня в емкости очищенной воды, с выходом блока пуска, с сигнализаторами солесодержания и

-уровня, размещенными в циркуляционных баках Сз .

Однако известное устройство также содержит много датчиков, установленных в коррозийной среде, а кроме того, оно требует обслуживания при пуске установки: после подачи на устройство управления электропитания нужно дождаться сигнала о заполнении

о установки исходной водой и лишь после этого можно осуществить с помощью кнопки пуск .установки.

Цель изобретения - повышение надежности устройства и упрощение

,. обслуживания автоматизированнрй электродиализной установки.

Указанная цель достигается те.м, что устройство для управления циркуляционной электродиализной установкой содержащее сигнализатор уровня в

0 емкости очищенной воды, пускатель выпрямительного агрегата, реверсивный пускатель двигателя лабиринтных насосов, логический блок, выходы которого связаны с пускателем выпрямительного агрегата и реверсившлм пускателем двигателя лабиринтных насосов, блок аварийной згиаиты и основной блок пуска, первый и второй входы которого соединены соответственно с кнопками пуска и остановки, а третий вход - с выходом блока аварийной защиты, снабжено дополнительным блоком пуска, узлом управления и программным устройством, при этом

5 первый, второй, третий и четвертый входы дополнительного блока пуска соединены соответственно с выходом основного блока пуска, с первым выходом программного устройства, с выгг ходом блока аварийной защиты и с кнопкой остановки; выход дополнительного блока пуска сообщен с первым .входом блока аварийной защиты, второй вход которого сообщен с кнопкой снятия аварийного сидгнала, и с первым входом логического блока; выход блока аварийной защиты связан с четвертым входом узла управления, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом программного блока, с выходом сигнализатора уровня и с выходом основного блока пуска; выход узла управления соединен с входом программного блока, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно.с третьим, вторым, пятым и четвертым входами логического блока. .,

Дополнительный блок пуска содержит первый и второй элементы И, элемент ЗАПРЕТ, элемент НЕ и триггер; при этом входы первого элемента И соединены с первым и вторым входами дополнительного блока пуска, а вы ход - с первым входом второго элемента И, третий и ч:етвертый входы дополнительного блока пуска соединены соответственно с инверсным и прямьни входами элемента ЗАПРЕТ, выход которого сообщен с вторым входом второго элемента И и с входом элемента НЕ, выходы второго элемента Ни элемента НЕ соединены соответственно с включающим и выключающим входами триггера, выход которого связан с выходом дополнительного блока пуска.

Узел управления содержит первый и второй элементы ЗАПРЕТ и элемент ИМПЛИКАЦИЯ, причем первый, второй, третий и четвертый входы этого узла соединены соответственно с инверсным входом элемента ИМПЛИКАЦИЯ, с инверсным и прямым входами первого элемента ЗАПРЕТ, а также с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход которого связан с выходом узла управления и прямой вход которого сообщён с выходом элемента ИМПЛИКАЦИЯ; выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с прямым входом элемента ИМПЛИКАЦИЯ.

Логический блок содержит первый, второй и третий элементы ЗАПРЕТ, первый, второй и третий элементы И, элемент НЕ, элемент ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, при этом первый и второй входы логического блока соединены с прямым и инверсйым входами первого элемента ЗАПРЕТ, третий вход логического блока связан с прямым входом второго элемент ЗАПРЕТ и с первум входом первого элемента И, четвертый вход логического блока соединен с инверсными

входами второго и третьего элементов ЗАПРЕТ и с первым входом элемента ИЛИ, пятый .вход логического блока - с npHNttiM входом третьего глемента ЗАПРЕТ, связанного своим выходом с вторым входом третьего элемента И; выход первого элемента ЗАПРЕТ связан с вторым входом первого элемента И, с входом элемента НЕ, C вторым входом второго элементе И, первый вход которого сообщен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, и с первым входом третьего элемента И; выходы первого элемента И и элемента НЕ соединены соответственно с включающим и выключающим входами первого триггера, выход второго элемента И связан с включающим входом второго триггера, выход элемента ИЛИ соединен с выключающими входами второго . и третьего триггеров, выход третьего элемента И сообщен с включающим входом третьего триггера, а выходш первого, второго и третьего триггеров соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами логического блока. I

На чер1;еже приведена схема устройства для управления циркуляционной электродиализной установкой. Схема содержит виходы 1, 2 и 3 соот ветственно основного блока 4 пуска, дополнительного блока 5 пуска, блока 6 аварийной защиты; первый 7, второй 8, третий 9, четвертый .10 и пятый 11 выходы программного блока 12; сигнализатор 13 уровня; выход 14 узла 15 управления; логический блок 16, первый 17, второй 18, третий 19, четвертый 20 и пятый 21 вхоДы логического блока, элементы ЗАПPET 22-28; элементы И 29-36, триггеры 37-39 логического блока 16, элементы НЕ 40-43; элементы ИЛИ 44 и 45, первый 46, второй 47 и третий 48 выходы логического блока 16; кнопку 49 пуска, триггер 50 основного блока 4 пуска; первый 51, второй 52, третий 53 и четвертый 54 входы дополнительного блока 5 пуска; триггер 55 дополнительного блока 5 пуска; пускатель 56 выпрямительного агрегата 57; реверсивный пускатель 58 двигателя 59 лабиринтного насоса; бак 60 дилюата; бак 61 концентрата; емкость 62 очищенной воды; электродиализатор 63, напорную емкость 64, поплавковый клапан 65; первый 66, второй 67, третий 68 и четвертый 69 входы узла 15; кнопку 70 остановки, первый 71, второй 72 и третий 73 входы основного блока 4 пуска; первый .74, второй 75, третий 76 входы блока 6 аварийной защиты, триггер 77 блока 6 аварийной защиты; кнопку 78 снятия аварийного сигнала; элемент ИМПЛИКАЦИЯ 79 узла 15 управления. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Пусть в исходный момент/ после подачи на устройство электропитания на выходах 1, 2 и 3 основного блока j4 пуска, дополнительного блока 5 пуска, блока б аварийной защиты, а также на первом выходе 7 программно го блока 12 и на выходе сигнализатора 13 формируются сигналы, соот- ветствующие логическому нулю. Тогда на выходе 14 узла 15 управления появляется логическая единица, и программный блок 12 начинает отсчет вр менных выдержек. Сигналы с выходов 8-11 блока 12 начинают поступать на входы логического блока 16. Однако, так как сигнал с выхода 2 блока 5, равный нулю, поступает на вход 17 блока 16, связанный с прямым входом элемента ЗАПРЕТ 22, сигнал на выходе последнего также равен нулю. Наличие этого сигнала на одном из вхо дов кашдого из элементов И 29, 30 и 31 блокирует эти элементы, не поз ляя воздействовать на включающие S-гвходы триггеров 37-39. Логическая единица, сформированная на выходе элемента НЕ 40, поступает на выключающий R-вход триггера 37, а через элемент ИЛИ 44 - на выключакмдие R-входы триггеров 38 и 39. Таким об разом, несмотря на то, что сигналы с выходов 8,9,10 и 11 блока 12 пост пают соответственно на входы 19, 18 21 и 20 блока 16, на выходах 46-48 этого блока сохраняется логический нуль. Вели теперь нажать кнопку 49 пуска-, то на выходе элемента И 32 появляется логическая единица, кото рая поступает на включаю ций S-вход триггера 50; в результате этого на выходе 1 основного блока 4 пуска появляется единица. Однако фактичес кий пуск установки осуществится лишь а тот момент, когда на выходе 7 блока 12 появится сигнал единица, свидетельствующий об исходном состоянии установки . Этот сигнал посту пает на вход 52 дополнительного бло ка 5 пуска, соединенный с входом элемента И 33, второй вход которого соединен с входом 51 блока 5. Едини ца с выхода элемента И 33 поступает на вход И 34, на второй вход которого поступает единица с выхода элемента ЗАПРЕТ 23; в результате единица поступает на включающий S-вход триггера 55, триггер сбрасывает, и единица появляется на выходе 2 блока 5. Этот сигнал поступает на вход-17 блока 16; в результате отпираются элементы И 2931, которые теперь могут изменить состояние триггеров 37-39. Сигнал единица на выходах программного блока 12 появляется последовательно через определенные интервалы времени; если единица имеется на одном . из входов, то на других она отсутствует { длительности сигналов на выходах 7-11 блока 12 и интервалы между ними задаются настройкой блока 12). При появлении единицы на выходе 8 блока 12 с помощьк) элемента ЗАПРЕТ 22 взводится триггер 37, пускатель 56 включает выпрямительный агрегат 57; одновременно с элементов 24 и 30 взводится триггер 38, воздействуя на реверсивный пускатель 58, который включает двигатель 59 лабиринтных насосов на режим циркуляции. При включенном выпрямительном агрегате 57 и работающих на циркуляции лабиринтных насосах начинается процесс обессоливания содержащейся в баке 50 дилюата исходной воды с одновременным повышением солесодержания воды,, находящейся в баке 61 концентрата. Когда сигнал на выходе 9 блока 12 становится равным единице, сигнал на выходе элемента ЗАПРЕТ 22 становится равным нулю, вызывая появление единицы на выходе-элемента НЕ 40 и элемента ИЛИ 44; триггеры 37 и 38 сбрасываются, отключая с помощью пускателей 56 и 58 агрегат 57 и насос 59. Когда сигнал на выходе 10 блока 12 становится равным единице, срабатывает элемент ЗАПРЕТ 25, вызывая появление единицы на выходе элемента И 31 и взведение триггера 3-9; реверсивный пускатель 58 включает двигатель 59лабиринтного насоса на режим слива обессоленой воды из бака 60 в емкость 62. Когда сигнгш на выходе 11 блока 12 становится равным единице, с помощью элемента ИЛИ 44 триггер 39 сбрасывается, и слив обессоленой воды прекращается. Интервал времени между моментами пропадания сигнала на выходе 11 блока 12 и появления сигнала на выходе 7 этого блока выбирается таким, чтобы обеспечить за это время автоматическое заполнение исходной водой бака 60и пополнение бака 61, часть воды из которого расходуется на промывку электродных камер диализатора 63. Подача исходной воды осуществляется с помощью напорной емкости 64 с поплавковым клапаном 65. С появлением на выходе 7 блока 12 единицы начинается.новый технологический цикл. Так как в ходе технологических циклов среднее потребление обессоленной воды меньше, чем средняя производительность электродиализной установки, уровень в емкости 62 возрастает. При достижении этим уровнем заданного значения срабатывает сигнализатор 13, и единица поступает на вход 67 узла 15, запрещая прохождение единицы с входа 68 этого узла на выход элемента ЗАПРЕТ 26, Теперь, как только блок 12 выдаст единицу на выходе 7, она поступит на вход 66 , соединенный с инверсным входом элемента 79, в результате чего пропадет единица на выходе элемента ЗАПРЕТ 27 и выходе 14 узла 15. Программный блок 12 остановится в исходном состоянии, вызывая прекращение технологического процесса. После того, как уровен в емкости 62 понизится в результате потребления обессоленной воды, на выходе 14 узла 15 вновь появится единица, и работа установки продолжится. Отключение установки проводится с помощью кнопки 70, так как на -входе 71 блока 4 в этот ьюмент имеется логический нуль, а нажатие на кнопку 70 вызывает появление нуля и на входе 72 блока 4, с помощью элементов 28 и 41 подается единица на включающий R-вход триггера 50 и осуществляется его сброс. Нажатие на кнопку 70 вызывает также появлен нуля на входе 54 блока 5, в результате чего с помощью элементов 23 и 42 сбрасывается триггер 55. Появлен нуля на выходе 2 блока 5 приводит к появлению единиц на выключающих R-входах триггеров 37-39 блока 16 и к отключению установки. Однако на выходе 14 узла 15 сохраняется единица до тех пор, пока блок 12 не выдаст единицу на своем выходе 7. Только теперь, когда программный блок 12 установился в . исходном состоянии, сигнал на выходе 14 узла 15 станет равным нулю: установка в исходном состоянии и :готова к новому пуску. Отключение установки в аварийных ситуациях осу ществляется с помощью блока 6 аварийной защиты: при появлении сигнала об аварии хотя бы на одном из входов 76 появляется единица на выходе элемента ИЛИ 45, который соединен с входом элемента И 35. На второй вход элемента И 35 поступает единица с выходаэлемента И 36. Еди ница, поступающая с выхода элемент И 35 на включающий S-вход триггера 77, взводит его. Сигнал единица с выхода 3 блока 6 поступает на вход 73 блока 4 и на вход 53 блока 5, вызывая отключение установки, а та е на вход 69 узла 15, останавливая программный блок 12. Запоминание сигнсшов, которые в момент аварийного отключения имеются на выходах блока 12; обеспечивается его конструкцией: в качестве прогрс1ммного блока может быть использован, например, командный электрический прибор КЭП-12У. Единица на выходе блока 6 может быть сформирована лишь з период работы установки, когда на вход 74 блока 6 поступает единица с выхода 2 блока 5. Снятие аварийного сигнала после устранения причины аварии обеспечивается с помощью кнопки 78. При нажатии этой кнопки пропадает единица с входа 75 блока 6 и с помощью элемента НЕ 43 формируется единица, поступающая на R-вход триггера 77 и сбрасывакяцая его. После устранения причины аварии и снятия аварийного сигнала с помощью кнопки 78 устройство автоматически устанавливается в исходное состояние: единица на выходе 14 узла 15 сохраняется до тех пор, пока на выходе 7 блока 12 не появится единица. Тогда Jeдиницa на выходе 14 пропадает и не пояйитря до тех пор, пока не будет нажата кнопка 49. Лишь теперь установка-йачнет технологический цикл. Предлагаемое устройство содержит лишь один сигнализатор 13, который размещен не в баках 60 и 61, где металлические детали подвергаются интенсивной электрохимической ко4 розии, а в емкости 2, где находится обессоленная вода. Кроме того, это устройство не нуждается в обслуживании в период пуска и обеспечивает запоминание момента аварийного отключения. Таким образом, достигается повышение надежности устройства и упрощение обслуживания, т.е. улучшаются основные характеристки базового объекта, входящего в состав выпускаемых промялиленностью автоматизированных электродиализных установок. По- . вышенная надежность и простота в обслуживании, особо важны при применении устройства и автоматизированной электродиализной установки в целом для медицинских целей и в сельском хозяйстве.