Устройство для автоматического регулирования уровня жидкости в резервуаре Советский патент 1987 года по МПК G05D9/12 

10

15

20

Изобретение относится к системам управления насосными станциями, в частности станциями водоснабжения и канализации оснащенными регулируемым электроприводом

Цель изобретения - повьппение качества регулирования путем увеличения запаса устойчивости и точности регулирования.

На фиг. 1 показана структурная с;хема устройства; на фиг. 2 - диа- граммь, поясняющие работу устройства.

Устройство для автоматического регулирования уровня жидкости в резервуаре содержит установленньй в резервуаре 1 трехпозиционный сигнализатор 2 уровня, двухполярньш источник 3 постоянного напряжения, ключи 4 и 5, интегратор 6, генератор 7 импульсов, коммутатор 8, реверсивный счетчик 9, переключатели 10 и 11, реверсивный счетчик 12, блок 13 сравнения, за- датчик 14 скорости, элементы И 15 и 16, генератор 17 импульсов, триггер 18, сумматор 19, цифроаналоговый преобразователь 20, усилитель 21, ограничитель 22 сигнала усилитель 23 и насосный агрегат 24 (с регулируемой частотой вращения).

Устройство работает следующим об разом.

В исходном состоянии, когда уровень жидкости в резервуаре 1 находится в заданной зоне, ключи 4 и 5 разомкнуты, а переключатели 10 и 11 нахо- 3-5 дятся в положении, при котором сумми- рующий и вычитающий реверсивного счетчика 12 подключены к выходам соответственно элементов И 15 и 16, Состояние реверсивного счетчика 9 ра.вно нулю, а в реверсивном счетчике 12с0аписан код сигнала, соответствующего заданной минимальной скорости насосного агрегата 24. При этом на обоих выходах блока 13 сформированы логические О, а насосный агрегат 24 развивает производительность, при которой компенсируется противодавление сети. При повьшении уровня жидкости в резервуаре 1 вьппе задан- ного замыкается ключ 4, на прямом выходе триггера 18 появляется логическая 1, а входы реверсивного счетчика 12 подключаются переключателями 10 и 11 к выходам коммутатора 8. На выходе интегратора 6 формируется напряжение положительной полярности, поэтому импульсы генератора 7 пос30

40

45

5

0

-5

0

0

5

тупают через коммутатор 8 на суммирующие входы реверсивных счетчиков 9 и 12. Блоками 19-23 формируется возрастающий сигнал управления насосным агрегатом 24, который увеличивает свою производительность до тех пор, пока уровень жидкости в резервуаре 1 не установится в заданной зоне. Тогда ключ 4 размыкается, переключатели 10 и 11 подключают входы счетчика 12 к выходам элементов И 15 и 16. В это время на входах элемента И 16 сформированы логические 1 триггером 18 и блоком 13. Поэтому импульсы генератора 17, период повторения которых выбирается намного больше периода повторения импульсов генератора 7, поступают на вычитающий вход счетчика 12 до тех пор, пока на выходе блока 13 не сформируется логический О и не запретит поступление импульсов с генератора 17. При этом производительность насосного агрегата 24 изменится скачком, а уровень жидкости стабилизируется в за,цанной зоне.

В момент t (фиг. 2) в устройстве производится возмущение ступенчатым З/величёнием подачи жидкости. Это приводит к зшеличению отведения жидкости из резервуара 1 с постоянной скоростью. До момента t ,пока поступление жидкости больше отведения, уровень в резервуаре 1 повышается. В момент t поступление становится равным отведению и возрастание уровня прекращается, но так как уровень не соответствует заданному, то отведение продолжает увеличиваться. В мо- мецт t уровень достигает заданного значения, однако отведение все еще больше поступления и, если отведение не уменьшить на величину EF, то возникнут колебания около заданного уровня. Для исключения колебаний состояние счетчика 12 возвращается к коду сигнала минимальной скорости практически мгновенно, так как период повторения импульсов генератора 17 выбирается намного меньше периода повторения импульсов генератора 7.

Работа устройства при уменьшении поступления жидкости аналогична. При этом отведение воды уменьшается насосным агрегатом 24 до тех пор, пока уровень жидкости не вернется в заданную зону.

в переходных режимах скорость вра- щения насосного агрегата 24 ограничивается по нижнему и верхнему пределам за счет двухстороннего ограничения сигнала управления в ограничителе 22,

Изобретение позволяет повысить устойчивость работы устройства за счет исключения незатухающих колебаний и повысить точность регулирования уровня до ±5 см на всем диапазоне изменений притока жидкости в резервуаре. Кроме того, изобретение позволяет экономить на 7-8% электроэнергию за счет отсутствия пераг регулирований и частых включений - отключений насосного агрегата.

Формула изо&ретения

Устройство для автоматического регулирования уровня жидкости в

резервуаре, содержащее трехпозици- 25 онный сигнализатор уровня, двухпо- лярный источник постоянного напряжения, первый и второй ключи входы которых подключены соответственно к первому и второму вьссодам двухполяр- ЗО ного источника постоянного напряжения, а управляющие входы - соответственно к первому и второму выходам трехпозиционного сигнализатора уровня, первый реверсивный счетчик, ком- мутатор, первый и.второй выходы ко- торого соединены соответственно с первым и вторым входами первого реверсивного сч етчика, интегратор,подключенный входом к выходам первого 40 и второго ключей, а выходом - к первому входу коммутатора, к второму

входу которого подключен первый генератор импульсов, а также последовательно- включенные цифроаналоговый 45

10

2987244

преобразователь, первый усилитель, ограничитель сигналов, второй усили - тель и насосный агрегат, отличающееся тем, что, с целью повышения качества регулирования путем увеличения запаса устойчивости и точности регулирования, в устройство введены сумматор, подключенный первой группой входов к соответствующим выходам первого реверсивного счетчика, а выходами - к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя, второй реверсивный счетчик, подключенный выходами к второй группе соответствующих входов сумматцра, блок сравнения, подключенный первой группой входов к соответствующим выходам второго реверсивного счетчика, задатчик скорости, подключенный выходами к второй группе соответствующих входов блока срав15

20

нения, первый и второй элементы И, подключенные первыми входами соответственно к первому и второму выходам блока сравнения, второй генератор импульсов, подключенный выходом к вторым входам обоих элементов И, триггер, подключенный первым и вторым входами соответственно к первому и второму выходам трехпозиционного сигнализатора уровня, а первым и вторым выходами - к третьим входам соответственно первого и второго элементов И, первый и второй переключатели, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам второго реверсивного счетчика, первые входы переключателей подключены соответственно к первому и второму выходам коммутатора, вторые входам переключателей подключены к выходам соответственно второго и первого элементов И, а управляющие входы переключателей - к третьему выходу трехпозиционного сигнализатора уровня.

Q kM%

Vu2.2

Изобретение относится к системам управления насосными станциями, в частности станциями водоснабжения и канализации, оснащенными регулируемым электроприводом. Цель изобретения - повьшение качества регулирования путем увеличения запаса устойчиПвспупмнив вости и точности регулирования. Для этого устройство для автоматического регулирования уровня жидкости в резервуаре содержит трехпозиционный сигнализатор 2 уровня, двухполярт ый источник 3 постоянного напряжения, ключи 4, 5, интегратор 6, генераторы 7, 17 импульсов, коммутатор 8, реверсивные счетчики 9, 12, переключатели 10, 11, блок 13 сравнения, задатчик 14 скорости, элементы И 15, 16, триггер 18, сумматор 19, цифро- аналоговый преобразователь 20, усилители 21, 23, ограничитель 22 сигнала и насосный агрегат 24. Обеспечивается повЕзшение устойчивости работы устройства за счет исключения незатухающих колебаний и повышения точности регулирования уровня до ±5 см на всем диапазоне изменений притока жидкости в резервуаре. Кроме того, обеспечивается экономия на 7-8% электроэнергии за счет отсутствия перерегулирований и частых включений-отключений насосного агрегата. 2 ил. С S (Л с to со 00 1чЭ N SmSedcHue