Способ управления насосной станцией и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК F04D15/00 

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее схему формирования сигналов, к входам которой подключены датчики технологических параметров, а к выходам - посредством определителей включения и отключения насосов входы блока силовых выключателей, один вход которого связан через блок выдержки времени с сигнализаторами аварий насосов, а выходы с дещифратором числа работающих насосов, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности и экономичности работы насосной станции, схема формирования сигналов

состоит из блока сравнения с задатчиком технологических параметров и блока порогового числа работающих насосов, подключенного к блоку сравнения посредством элемента сравнения и задатчика, связанных с дешифратором, и формирователей сигналов включения и отключения с последовательно подсоединенными к ним логическими элементами, связанными между собой и блоком сравнения, и коммутаторами сигналов включения, неисправностей и отключения, входы которых подключены к элементу сравнения и блоку сравнения.

1. Способ управления насосной станцией путем изменения числа работающих насосов с электроприводами, подсоединенных к общей напорной магистрали, при отклонении от заданных значений сигналов двух датчиков технологических параметров, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности и экономичности работы насосной станции, дополнительно формируют сигнал по меньшей мере еще от одного датчика технологического параметра, а изменение числа работающих насосов производят при отклонении от заданных значений большинства сигналов от датчиков технологических параметров с коррекцией по количеству работающих насосов. (Л О5 О 4: СО

1

Изобретение относится к насосостроению, в частности к средствам автоматизации насосной станции, используемой в мелиорации и других отраслях народного хозяйства, производительность которых изменяется путем изменения числа работающих насосов.

Известен способ управления насосной станцией и устройство для его осуществления, причем в способе управления изменение числа работающих насосов производится в зависимости от водопотребления, оцениваемого по сигналам датчиков технологических параметров 1.

Недостатками этого способа н устройства являются низкая надежность и экономичность работы насосной станции. Низкая надежность обусловлена тем, что каждая команда на включение или выключение насоса формируется по сигналу отклонения от заданных -значений одного технологического параметра. Поэтому, при возникновении неисправности датчика этого технологического -параметра работоспособность устройства управления теряется. Причиной низкой экономичности работы насосной станции, управляемой указанным устройством в соответствии с упомянутым способом управления, является вероятность ощибочных переключений, которые повышают время эксплуатации насосов на неэкономичных режимах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ управления насосной станцией путем изменения числа работающих насосов с электроприводами, подсоединенных к общей напорной магистрали, при отклонении от заданных значений сигналов двух датчиков технологических параметров, а также устройство для осуществления указанного способа, содержащее схему формирования сигналов, к входам которой подключены датчики технологических параметров, а к выходам - посредством определителей включения и отключения насосов входы блока силовых

выключателей, один вход которого связан через блок задержки времени с сигнализаторами аварий насосов, а выходы - с дещифратором числа работающих насоров 2.

Недостатками известного способа управления насосной станцией и устройства для его осуществления являются низкие надежность и экрномичность работы насосной станции.

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности работы насосной станции.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления насосной станцией путем изменения числа работающих

насосов с электроприводами, подсоединенных к общей напорной магистрали, при отклонении от заданных значений сигналов двух датчиков технологических параметров, дополнительно формирует сигнал по меньшей мере еще от одного датчика технологического параметра, а изменение числа работающих насосов производят при отклонении от заданных значений больщинства сигналов от датчиков технологических параметров с коррекцией по количеству:работающих насосов.

В устройстве для управления насосной станцией, содержащем схему формирования сигналов, к входам которой подключены датчики технологических параметров, а к выходам - посредством определителей включения и отключения насосов входы блока силовых выключателей, один вход которого связан через блок выдержки времени с сигнализатором аварий насосов, а выходы с дещифратором числа работающих насосов, схема формирования сигналов состоит из

блока сравнения с задатчиком технологических параметров и блока порогового числа работающих насосов,, подключенного к блоку сравнения посредством элемента сравнения и задатчика, связанных с дещифратором, и формирователей сигналов включения и отключения с последовательно подсоединенными к ним логическими элементами, связанными между собой и блоком сравнения, и коммутаторами сигналов включения, неисправностей .и отключения, входы которых подключены к элементу сравнения и блоку сравнения. На фиг. 1 изображена схема устройства для управления насосной станцией; на фиг. 2 - кривая напорной характеристики группы параллельно включенных насосов; на фиг. 3 - кривая мощности группы параллельно работающих насосов в зависимости от расхода; на фиг. 4 - таблица соответствия между сочетаниями зон расхода и напора; на фиг. 5 - таблица команд включения и вь ключения для случая малого числа включенных насосов, на которой включение одного насоса обозначено (+), отключение одного насоса - (-), а отсутствие команды включения или отключение - (0) ; на фиг. 6 - то же, для случая большого числа включенных насосов. Устройство для управления насосной станцией содержит схему I формирбвания сигналов, к входам 2 - 4 которой подключены датчики 5-7 технологических параметров, а к выходам 8 и 9 - посредством определителей 10 и 11 включения и отключения насосов 12-14 входьк15 и 16 блока 17 силовых выключателей электроприводов 18-20, вход 21 блока 17 связан через блок 22 выдержки времени с сигнализатором 23 аварий насосов, а выходы 24-26 блока 17 связаны с дешифратором 27 числа работающих насосов 12-14. Схема 1 формирования сигналов состоит из блока 28 сравнения с задатчиком 29 технологических параметров и блока 30 порогового числа работающих насосов, подключенного к блоку 28 сравнения посредством элемента 31 сравнения и задатчика 32, связанных с дещифратором 27, и формирователей 33 и 34 сигналов включения и, отключения с последовательно подсоединенными к ним логическими элементами 35 и 36, связанными между собой и блоком 28 сравнения, и коммутаторами 37 и 39 сигналов включения, неисправностей и отключения, входы которых подключены к элементу 31 сравнения и блоку 28 сравнения. Датчики 5-7 технологических параметров.установлены на общей напорной магистрали, к которой подключены, и являются соответственно датчиками мощности, давления и расхода. Устройство для управления насосной станцией в соответствии с предлагаемым способом управления насосной станцией работает следующим образом. Предварительно устанавливают значения расходов, напоров и мощностей, исходя из характеристик насосов 12-14 и требований к технологическим параметрам в общей напорной магистрали строят таблицы (фиг. 4-6). Кроме того, исходя из данных о погрешностях, используемых в насосной станции датчиков 6 и 7 технологических параметров, являющихся соответственно датчиками давления и расхода и уравнений напорных характеристик насосов 12- 14, определяют пороговое (максимальное) число одновременно работающих насосов, при котором вероятность принятия правильного решения о необход1 мости переключений по показаниям датчика 6 давления выше, чем по показаниям датчика 7 расхода. После выполнения этих предварительных операций и пуска насосной станции фиЦсируют число включенных насосов и сравнивают его с пороговым. Для случая, если число включенных насосов меньше или равно пороговому используют таблицу, приведенную на фиг. 5, а в противоположном случае - таблицу, приведенную на фиг. 6. Затем измеряют расход и давление в общей напорной магистрали и потребляемую электроприводами 18-20 мощность и сравнивают ее с установленными значени ями, определяя при этом, номера зон -по расходу, давлению и мощности на графиках (фиг. 2 и 3). По номерам зон расхода и давления с помощью таблицы (фиг. 4) определяют совместный номер зоны по давлению и расходу, а затем по этому номеру и номеру зоны по мощности с помощью таблицы (фиг. 5 или фиг. 6, в зависимости от соотношения между пороговым числом и числом включенных насосов) определяют требуемую команду на переключение насосов. Так, если пороговое число 3, работает два насоса, то номер зоны по давлению 2, расходу 2, мощности 2 и 4 и согласно таблице, приведенной на фиг. 5, требуемая команда « + , т.е. необходимо включение одного насоса, В последнем случае имеет место совпадение сигналов отклонения всех технологических параметров от заданных значений, Однако вследствие погрешностей датчи - технологических параметров и износа насосов 12-14, вызывающих смещение их напорных характеристик, сигналы отклонения технологических параметров от заданных значений могут не совпадать. Команды на включение или отключение насосов, записанные в таблицах (фиг. 5 и 6), для случаев несовпадения сигналов отклонения технологических параметров от заданных значений определены с учетом вероятности принятия правильного решения по сигналу отклонения каждого технологического параметра от заданного значения. В том случае, когда номер зоны по давлению О, по расходу 1, по мощности 1, команда, записанная в таблице (фиг. 5) «-, а в таблице (фиг. 6) «О. Такой выбор команд включения и отключения насосов принят потому, что когда число работающих насосов меньще или равно пороговому, вероятность ошибки при принятии рещения по сигналу отклонения расхода от требуемых значений выше, чем по сигналу отклонения давления. Поэтому, в этом.случае сигнал отклонения давления от требуемых значений считается более достоверным, что сигнал отклонения расхода. В другом случае имеет место обратное соотношение. При возникновении неисправностей датчика технологического параметра, определяемых по выходу значения технологического параметра за диапазон пороговых значений (номер зоны 3), формируемый им сигнал не учитывается при определении команд включения или отключения. Так, например, при числе работающих, насосов меньшем или равном пороговому значению и в случае, когда номер зоны по давлению 3, расходу I, мошности «О - требуемая команда «-. В случае выхода из строя двух датчиков команды переключения насосов назначаются по сигналам отклонения оставшегося исправного датчика. Таким образом, согласно предлагаемому способу управления насосной станцией предполагается сопоставление сигналов отклонения технологических параметров от требуемых значений и формирование команд на включение и отключение насосов при одновременно отклонении большинства технологических параметров от требуемых значений, определяемых с учетом исправности датчиков 5-7 технологических параметров и числа работающих насосов 12-14. Блок 30 порогового числа работающих насосов по текушим измерениям расхода и давления определяет пороговое число включенных насосов. Значения технологических параметров давления, расхода и потребляемой мощности характеризующие водопотребление из общей напорной магистрали 40 поступают в блок 28 сравнения. Значение каждого технологического па,раметра сравнивается с заданными значениями, формируемыми элементом 31 сравнения и пороговыми значениями, поступающими с задатчика 29 технологических параметров. Выходы блока 28 сравнения объединены в три группы. В первую группу выходов блока 28 сравнения объединены выходы, по которым передаются сигналы отклонения технологических параметров от заданных значений технологических параметров. На этих выходах появляются сигналы логической «1 при выполнении условий по давлению, напору и мощности соответственно. Во вторую группу выходов блока 28 сравнения объединены выходы, по которым передаются сигналы неисправности датчиков 5-7 технологических параметров. На этих выходах появляются сигналы логической «1 при выполнении условий по давлению, расходу -и мощности соответственно. В третью группу выходов блока 28 сравнения объединены выходы, по которым передаются сигналы отклонения технологических параметров от заданных значений. На этих выходах появляются сигналы логической «1 при выполнении условий по напору, расходу и мощности соответственно. Сигналы логической «1 или логического «О, формируемые на выходах блока 28 сравнения, соответствующих napaMefpaM давления и расхода, поступают на коммутаторы 37-39 сигналов. Сигналы, формируемые на выходах блока 28 сравнения, соответствующих параметру потребляемой мощности, поступают непосредственно на входы логических элементов 35 и 36. Коммутаторы 38 и 39 имеют по два выхода. По первому выходу передается сигнал отклонения того технологического параметра (давления или расхода), вероятность принятия правильного решения о необходимости изменения числа работающих насосов по которому велика. Этот технологический параметр считается приоритетным для данного числа работающих насосов. По второму выходу, передается сигнал отклонения технологического параметра, вероятность принятия правильного решения о необходимости изменения числа работающих насосов по которому меньше, чем по приоритетному. По первому выходу коммутатора 37 определяется сигнал неисправности датчика приоритетного технологического параметра, а по второму - неприоритетного. Выходы коммутаторов 37-39 подключены к входам логических элементов 35 и 36. Таким образом, на входы логических элементов 35 и 36 поступают сигналы отклонения технологических параметров от заданных значений и сигналы неисправностей датчиков 5-.7 технологических параметров, логические элементы 35 и 36 осуществляют сопоставление этих сигналов и - вырабатывают команды на включение и отключение насосов 12-14 в соответствии с требуемыми условиями, работы. Команды включения и выключения подаются на формирователи 33 и 34 сигналов включения и отключения соответственно. При поступлении совокупности сигналов, определяемых соотношением значений технологических параметров, заданных и пороговых значений на входы логических элементов 35 и 36 на их выходах формируется или команда включения, или команда отключения одного насоса, если водопотребление не соответствует числу включенных насосов. Выходы формирователей 33 и 34, сигналов включения и отключения соединены с входами определителей 10 и 11 очередности включения и отключения насосов 12-14, которые определяют номер очередного насоса для включения или отключения и передают его в блок 17 силовых выключателей, осуществляющий управление электроприводами 18-20 насосов 12-14.

Таким образом, наличие новых операций в способе и новых элементов и связей в осуществляемом его устройстве позволяют повысить надежность и экономичность насосной установки.

И

Qy «3

сриг.З

фиг. if

фиг.5

фиг. 6