Система управления и аварийной защиты многоопорной дождевальной машины Советский патент 1987 года по МПК A01G25/16 A01G25/09 

1

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использо- на оросительных системах с широкозахватными дождевальными машинами (дм), работающими по кругу.

Цель изобретения - повышение надежности ра боты системы электрической защиты дождевальной машины от

аварий и повышение надежности защиты ю цепи электрической защиты, логичес- трубопроводов сети и дождевальной кий узел 20, разделительный диод 21,

машины. , .

На фиг.1 приведена блок-схема системь управления и аварийной защиты мно гоопорной ДМ; на фиг.2 - блок- схема электрической защиты -ДМ; на фиг.З - алгоритм работы пульта управления; на фиг.4 - алгоритм работы блока электрической защиты.

Система управления и аварийной защиты многоопорной ДМ содержит пульт 1 управления, который находится на диспетчерском пункте (насосной станции) и соединен двухпроводными линиями 2 связи с блоками 3 электрической защиты на ДМ.

Пульт управления содержит источник питания, контроллер, например на основе микро ЭВМ, выходы которого соединены с ключами управления подачей напряжения двух полярностей в двухпроводные линии 2 связи, а выходы соединены с элементами контроля силы тока в линиях связи (например, пороговые элементы, реле тока, аналого-цифровой преобразователь). Кроме того, выходы соединены со схема,- ми сигнализации о неисправности ДМ и задвижки на ее входе, о включении

и выключении ДМ. В системе может быть 40 управления подается напряжение позадействовано несколько ДМ, подключенных к одному пульту управления.

Блок 3 электрической защиты соединен с линией 4 электрической защиты, содержащей ртутные или герконо- вые выключатели, взаимодействующие с датчиками положений опор ДМ и последовательно соединенные с обмоткой электрогидравлического клапана 5 трубопровода 6 питания гидропривода 7 ведущей тележки ДМ. Контакт 9 контроля нижнего порога заданного давления электроконтактного манометра 10 соединен с обмоткой электро- гидрореле 11 управления гидроприводом 12 задвижки 13 на входе ДМ, а такж е с обмоткой электрогидрореле :J4 в цепи дренажного сброса воДы из гидропривода 12 и с контактом 15 контроля верхнего порога заданного давления, контактом 16 контроля отсутствия давления электроконтактного манометра 10, измеряющего давления в трубопроводе ДМ.

Блок 3 электрической защиты содержит узел 17 питания, электронные ключи 18, реле 19 контроля тока в

программируемый таймер 22, раздели- тельньй диод 23. Логический узел содержит логические элементы, например

на микросхемах, элемент вьщержки времени. Таймер может быть выполнен на основе известных программируемых таймеров или контроллеров. Система управления и аварийной

защиты многоопорной ДМ работает следующим образом.

Перед пуском системы в работу в память контроллера пульта управления вводят коды ДМ, которые должны

быть включены при первом пуске системы, время выключения этих ДМ и включения, и выключения остальных ДМ оросительной системы в работу. Бремя включения и выключения ДМ по

возможности вводят одинаковым, что уменьшает число переключений насосных агрегатов для регулирования давления в трубопроводной сет и гидроударов .

После пуска контроллер по заданной программе управляет поочередным включением ДМ. При этом поочередно в блоки электрической защиты на электронные ключи 18 из пульта 1

ложительной полярности. Электронные ключи 18- подключат линию электрической защиты ДМ к двухпроводной линии 2 связи. При замкнутой линии

электрической защиты включается реле 19 контроля тока в линии электрической защиты и подает сигнал логической 1 на первый вход логического узла 20, который через замкнутый

контакт 9 нижнего заданного порога давления подает напряжение на об- мотку электрогидрореле 11. Последнее соединяет нижнюю полость гидропривода 12 задвижки 13 с подводящим

напорным трубопроводом трубопровод- ной сети, а верхнюю полость гидропривода 12 - с электрогидрореле 14 в цепи дренажного сброса воды из гидропривода.

При замкнутой линии электрической защиты включается электрогидравлический клапан 5 трубопровода 6 питания гидропривода 7 ведущей тележки ДМ и соединяет гидропривод с клапаном-распределителем трубопровода ДМ. Логический узел 20 на первый вход программируемого таймера 22 подает команду на открытие задвижки 13. Таймер 22 производит импульсное включение электрогидрореле 14 по оптимальному заданному алгоритму с формированием длительности включения электрогидрореле, не вызывающей недопустимых гидроударов и пауз, достаточных для релаксации ударных волн. Задвижка 13 открывается до размыкания контакта 9 электроконтактного манометра 10 при достижении в трубопроводе ДМ номинального рабочего давления. Логический узел 20 прекращает подачу на первый вход таймера команды на открытие задвижки 13, который прекращает включение электрогидрореле 14. Дальнейшее открытие задвижки прекращается. Электрогидрореле 11 выключается. ДМ начинает свое движение и полив.

Контроллер пульта 1 управления ведет контроль замкнутости линии электрической защиты по току в линии связи и времени открытия задвижки 13 по импульсам тока, подаваемым в линию связи таймером 22 через разделительный диод 23. В случае разомкнутой линии электрической защиты на ДМ контроллер формирует команду на включение сигнализации ДМ неисправна, если время открытия задвиж- ки 13 больше допустимого или число импульсов включения электрогидрореле 14 больше допустимого, формируется команда на включение сигнализа5

10

15

20

тактного манометра 10. При этом логический узел не включает электрогидрореле 11, вследствие чего задвиж ка закрывается. В случае, если задвижка не закрывается длительное время, например 20 мин, таймер прекращает включение электрогидрореле 14. Закрытие задвижки блок электрической защиты производит за счет внутреннего источника питания в узле 17 питания.

После включения группы ДМ пульт 1 управления ведет контроль работы включенных ДМ циклическим измерением токов в линиях связи с их блоками электрической защиты, выключение их по заданной программе и включение новых ДМ. Блок электрической защиты контролирует поддержание давления на ДМ в номинальных пределах, заданного положением контактов 9 и 15 электроконтактного манометра 10. При повьшении давления в трубопроводе

25 ДМ Bbmie верхнего заданного и пони

„ жении ниже нижнего заданного порогов давления замыкается контакт 15 или контакт 9. Логический узел 20 формирует команды на закрытие и открытие задвижки до установления давления в трубопроводе ДМ в номинальных пределах с выдержкой времени на регулирование с целью исключения регулирования при переходных процессах в трубопроводной сети при включении и выключении ДМ и переключениях насосных агрегатов, что исключает усиление гидроударов .

При размыкании линии 4 электри- 40 ческой защиту (при аварийном изгибе трубопровода дм) выключается электро гидравлический клапан 5 прерывая подачу воды в гидропривод 7 ведущей тележки ДМ,вызывая быструю останов30

35

ции Задвижка ДМ неисправна. В обо- 45 У Выключается реле 19, логичес- их случаях контроллер формирует команду Выключить ДМ|, (где 1 номер дм). Подача напряжения в линию связи прекращается, контроллер запоминает неисправную ДМ и производит аналогичное включение следующей ДМ. На исправной ДМ прекращается ток в линии электрической защиты (при неисправной задвиж1се) , выключается реле 19, и если задвужка была приот крыта, то таймер 22 по заданному алгоритму производит импульсное включение электрогидрореле 14 до размыкания контакта 16 электроконкий узел 20 формирует таймеру 22 команду на закрытие задвижки 13. Таймер 22 по заданному алгоритму производит импульсное включение

50 электрогидрореле 14. Логический узел 20 не подает напряжение на электрогидрореле 11. Электрогидрореле 11 выключено, верхняя полость гидропривода 12 соединена с подводя55 Щим напорным трубопроводом, а ниж- няя полость - с электрогидрореле 14 в цепи дренажного сброса воды. Закрытие задвижки производится до разрывания контакта 16.

5

0

5

0

тактного манометра 10. При этом логический узел не включает электрогидрореле 11, вследствие чего задвижка закрывается. В случае, если задвижка не закрывается длительное время, например 20 мин, таймер прекращает включение электрогидрореле 14. Закрытие задвижки блок электрической защиты производит за счет внутреннего источника питания в узле 17 питания.

После включения группы ДМ пульт 1 управления ведет контроль работы включенных ДМ циклическим измерением токов в линиях связи с их блоками электрической защиты, выключение их по заданной программе и включение новых ДМ. Блок электрической защиты контролирует поддержание давления на ДМ в номинальных пределах, заданного положением контактов 9 и 15 электроконтактного манометра 10. При повьшении давления в трубопроводе

5 ДМ Bbmie верхнего заданного и пони

„ жении ниже нижнего заданного порогов давления замыкается контакт 15 или контакт 9. Логический узел 20 формирует команды на закрытие и открытие задвижки до установления давления в трубопроводе ДМ в номинальных пределах с выдержкой времени на регулирование с целью исключения регулирования при переходных процессах в трубопроводной сети при включении и выключении ДМ и переключениях насосных агрегатов, что исключает усиление гидроударов .

При размыкании линии 4 электри- 0 ческой защиту (при аварийном изгибе трубопровода дм) выключается электрогидравлический клапан 5 прерывая подачу воды в гидропривод 7 ведущей тележки ДМ,вызывая быструю останов0

5

У Выключается реле 19, логичес-

кий узел 20 формирует таймеру 22 команду на закрытие задвижки 13. Таймер 22 по заданному алгоритму производит импульсное включение

электрогидрореле 14. Логический узел 20 не подает напряжение на электрогидрореле 11. Электрогидрореле 11 выключено, верхняя полость гидропривода 12 соединена с подводяЩим напорным трубопроводом, а ниж- няя полость - с электрогидрореле 14 в цепи дренажного сброса воды. Закрытие задвижки производится до разрыания контакта 16.

Контроллер пульта 1 управления формирует команду на включение сигнализации ДМ неисправна, блокировку выключения работающих дождевальных машин, в линии связи с которыми пульт 1 управления подает напряжение отрицательной полярности, а при наличии очередной для включения ДМ формирует команду на ее включение, во время закрывания задвижки 13 на входе ДМ ведет контроль времени выключения задвижки 13. Если время закрытия больше допустимого, формируется команда на сигнализацию . Задвижка ДМ неисправна, затем снимается блокировка выключения других ДМ. При возможности параллельной работы контроллер ведет контроль включения очередной ДМ. После устранения неисправностей на аварийно выключенной ДМ производят ее пуск.При этом,ее ли время включения очередной ДМ еще н наступило, контролер формирует команду на ее вьжлючение. Затем в контрол- 25 электрической защиты от аварий, вклюлер вводится откорректированное время выключения аварийно выключаемой ДМ и время включения очередной ДМ. При выключении ДМ пульт управления формирует в линию связи ее с блоком электрической защиты команду выключения ДМ вьтк.пючением подачи напряжения. Прерывается ток в линии электрической защиты, и блок электрической защиты управляет закрытием задвижки аналогично описанному вьше. Одновременно при наличии очередной для включения ДМ контролер пульта управления формирует команду на ее включение, контролирует неисправность ДМ и задвижки на входе а также подает команду ДМ выключить при неисправной задвижке и контролирует .исправность :ДМ и задвижки на ее входе. Таким образом стабилизируется давление в трубопроводной сети, повышается надежность защиты трубопроводной сети от гидроударов, минимизируется их влияние на трубопроводную сеть и ДМ и уменьшается число переключений насосных агрегатов, вследствие которых возникают гидроудары или усиление гидроударов, возникающих при закрытии задвижек ДМ. Для уменьшения гидроударов возможна синхронизация таймерами импульсов включения и выключения ДМ. Выходы сигнализации пульта управления могут быть соединены с входами блока управления

насосными агрегатами с целью повышения качества регулирования давления в трубопроводной сети. Система позволяет устранить аварийный изгиб трубопровода включаемой ДМ когда задвижка на входе ДМ вследствие неисправности только приоткрывается и на ДМ не возникает номинального рабочего давления (например, на ДМ давление 2,5 - 3,5 кг/см ). В этом случае возникает рассинхронйзация движения тележек ДМ и вследствие этого аварийный изгиб трубопровода ДМ, устранение которого требует значительного времени и снижает производительность труда операторов ДМ.

Формула изобретения

1. Система управления и аварийной защиты многоопорной дождевальной машины, содержащая пульт управления, двухпроводную линию связи, блок

0

5

0

5

0

5

чающий цепь электрической защиты, гидроуправляемую задвижку на трубопроводе дождевальной машины, оснащенную основным гидрореле, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы системы электрической защиты дождевальной машины и повьш1ения .надежности защиты трубопроводов сети и дождевальной машины от гидроударов, она дополнительно содержит электроконтактный манометр на трубопроводе дождевальной машины, имеющий контакты контроля нижнего цорогов заданного давления и отсутствия давления, дополнительное электрогидрореле в цепи дренажного сброса воды из гидропривода задвижки на трубопроводе дождевальной машины, а в цепь электрической защиты дополнительно включен , Электрогидравлический клапан трубопровода питания гидропривода ведущей тележки дождевальной машины.

2. Система поп.1,отличаю- щ а я с я тем, что блок электрической защиты содержит узел питания, электронный ключ, реле контроля тока в цепи электрической защиты, логический узел, разделительные диоды и программируемый таймер, причем пульт управления связан посредством двухпроводной линии связи с первыми входами узла питания и электронного ключа, а через разделительные диоды - с входами логического узла и программируемого таймера, цепь электрической защиты соединена с вторым входом электронного ключа и первым входом реле контроля тока в цепи электрической защиты, при этом первый выход узла питания связан с .третьим входом электронного ключа, а второй выход узла питания и первый выход электронного ключа йрисоедине- ны к второму входу, реле контроля тока в цепи электрической защиты, при этом второй вход программируемого .

таймера связан с первым выходом логического узла, кроме того, первый выход программируемого таймера подсоединен к обмотке электрогидрореле в цепи дренажного сброса воды из гидропривода задвижки на трубопроводе дождевальной машины, причем первый выход реле контроля тока в цепи электрической защиты соединен с вторым входом логического узла, второй и третий выходы которого связаны с контактами электроконтактного манометра.

С НачаАН

Нет

С Начало j

ФигЛ

Редактор А.Лангазо

Составитель Л.Пантелеева Техред М.Ходанич

Заказ 6173/3Тираж 628

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делг1м изобретений и.открытий 113035, Москва,; Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор М.Пожо

Подписное

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Цель изобретения - повьппение надежности работы системы электрической защиты дождевальной машины (дм) от аварий и повышение надежности защиты трубопроводов сети и ДМ от гидроударов. Пульт управления 1 системы соединен двухпроводными линиями связи 2 с блоками электрической защиты 3 на ДМ. Линия электрической защиты 4 включает ртутные или герконовые выключатели. взаимодействующие с датчиками положения опор ДМ. Датчики последовательно соединены с обмоткой электрогидравлического клапана 5 трубопровода 6 питания гидропривода 7 ведущей тележки ДМ 8. Контакт 9 контроля нижнего порога заданнаго давления электроконтактного манометра 10 связан с обмоткой электрогидрореле 11 управления гидроприводом 12 задвижки 13 на входе ДМ. Электрогидрореле 14 установлено в цепи дренажного сброса воды из гидропривода 12. Контакт 15 контроля верхнего порога заданного давления и контакт 16 контроля отсутствия давления электроконтактного манометра 10 введены в схему управления системы. Перед началом работы системы в память контроллера пульта управления вводят коды ДМ,время включения и вьжлючени ДМ. В случае возникновения аварийной ситуации в системе предусмотрено закрытие задвижки на подающем трубопроводе сети и останов ДО. В нормальном режиме работы произвЬдится постоянный контроль давления в трубопроводах да. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. i (Л 00 О5 О 05 01 со fM: