Система управления холодопроизводительностью компрессоров холодильных машин Советский патент 1988 года по МПК G05D23/19 

со

Од

эо

Изобретение относится к автоматическому управлению неэлектрических машин, может быть использовано для автоматического управления холодо- производительностью компрессоров холодильных машин и является усовершенствованием системы по авт.св. 1260926.

Цель изобретения - повьш1ение надежности системы путем выравнивания времени наработки пускателей на малых нагрузках и, тем самым, повышение ресурса работы системы.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы управления холодопроизводи- тельностью компрессоров з олодильных машин;на фиг. 2 - схема коммутирующего блока.

Система содержит измерительный блок 1, преобразователи 2 и 3 тока, блок 4 выделения модуля, формирователь 5 команд, элемент 6 сравнения, вторые пороговые элементы 7 и 8,первые пороговые элементы 9 и 10,первые элементы И 11 и 12, логические блоки 13 и 14, второй элемент И 15, третий элемент И 16, усилители 17-20 мощности, исполнительные механизмы 21 и 22, компрессоры 23 и 24, двигатели 25 и 26, датчики 27 и 28 тока, объект 29 охлаждения, датчик 30 технологического параметра, пускатели 31 и 32,коммутирующий блок 33,счетчик 34, компаратор 35, сумматор 36, задатчик 37 тока.

Коммутирующий блок (фиг. 2) содержит элементы ИЛИ 38 и ИЛИ 39, элемент НЕ 40.

Система работает следующим образом.

Датчик (давления или температуры) 30 измеряет действительное значение технологического параметра (давление или температуру кипения хладагента) объекта 29 охлаждения. Электрический сигнал (напряжение),модулированный частотой 50 Гц, поступает с датчика на вход измерительного блока 1, где демодулируется, усиливается и одновременно сглаживается фильтром низких частот, а также суммируется с сигналом (напряжением) задатчика. С выхода блока 1 сигнал (напряжение), пропорциональный отклонению давления (температуры) от заданного значения напряжения, установленного на задатчике, подаётся параллельно на вход блока 4, в котором выделяется

5

абсолютная величина входного напряжения, и на входы пороговых элементов 7 и 8 соответственно. При подаче на вход элемента 7 напряжения положительной полярности выходной сигнал зависит от величины входного сигнала и от установленного порога нечувствительности элемента 7. Если уровень входного сигнала выше порога нечувствительности, то на выходе элемента 7 появляется сигнал, соответствующий логической 1, в противном случае - О. При поступлении на вход элемента 7 напряжения отрицательной полярности напряжение на выходе соответствует уровню логического О, независимо от величины входного сигнала. При подаче на вход 0 элемента 8 напряжения отрицательной полярности выходной сигнал зависит от величины входного сигнала и от установленного порога нечувствительности элемента 8. Если уровень вход- 5 ного сигнала выше порога нечувствительности, то на выходе элемента 8 появляется сигнал, соответствующий логической 1, а в противном случае О. При подаче на вход элемента 8 0 напряжения положительной полярности напряжение на его выходе Соответствует уровнюг логического О независимо от величины входного сигнала. Сигнал (напряжение) с выхода блока 4 поступает на вход формирователя 5 команд, в котором вырабатывается требуемый закон управления (например, импульсный ПД-закон управления).С выхода формирователя 5 сигнал ( пульс напряжения) поступает на вход элемента И 11 и на вход элемента И 12. Кроме того, на второй вход элемента И 11 поступает сигнал (напряжение) с выхода элемента 7,а на 5 второй вход элемента И 12 поступает сигнал (напряжение) с выхода элемента 8. Сигналы (напряжения) с выходов элементов И 11 и 12 определяют выбор канала для увеличения или умень gQ шения холодопроизводительности обоих компрессоров в зависимости от соотношения сигналов (напряжений) на их входах. При поступлении на оба входа элементов И 11 и 12 сигнала (напряже- 5g ния), соответствующего логической 1, на выходе их вырабатывается нап ряжение, соответствующее уровню логической 1. В противном случае на выходе этих элементов И 11 и 12 вы5

0

. 31368866

рабатывается напряжение, соответст- (напряжения) поступают на вход эле- вующее уровню логического О, мента И 15, ас другого выхода элеДатчики 27 и 28 тока измеряют мента 6 (канал 1) и элемента И 12 действительные значения токов статор- сигналы (напряжения) поступают на Ных обмоток двигателей 25 и 26 компрессоров 23 и 24, которые поступают в преобразователи 2 и 3 тока. В преобразователях 2 и 3 тока они преобвход элемента И 16.

При помощи блоков 1Д и 13 происходит выбор компрессооа.для увеличения холодопроизводительности ,а при

разуются в пропорциональные им сигна- ю помощи элементов И 15 и 16 осущестлы (напряжения) постоянного тока ляется выбор компрессора для уменьи поступают с выхода преобразователя

2 на вход порогового элемента 10, на

вход : лемента 6 сравнения и на вход

шения холодопроизводительности.При поступлении сигналов (напряжений) с выходов элементов 11, 6 (канал 1)

шения холодопроизводительности.При поступлении сигналов (напряжений) с выходов элементов 11, 6 (канал 1

сумматора 36, а с выхода преобразова- 15 и 10 на вход блока 14 в последнем теля 3 - на вход порогового элемента 9, на вход элемента 6 сравнения и на вход сумматора 36.

Следует отметить, что элементы 10

вырабатывается напряжение согласно табл. 1 истинности.

Как следует из табл. 1, при по туплении напряжения, соответствуюшения холодопроизводительности.При поступлении сигналов (напряжений) с выходов элементов 11, 6 (канал 1)

и 10 на вход блока 14 в последнем

вырабатывается напряжение согласно табл. 1 истинности.

Как следует из табл. 1, при поступлении напряжения, соответствую

Изобретение относится к автоматическому управлению неэлектрическими машинами. Цель изобретения - повышение надежности системы, а именно, повышение ресурса работы установки за счет одинакового времени наработки пускателей. Для этого система дополнительно содержит коммутатор и счетчик. 3 ил., 2 табл.

и 9 настраиваются таким образом,что- 20 щего уровню логической 1, с выхода

бы напряжение, соответствующее уровню логической l на их выходах, появлялось только в тех случаях,когда величина тока статорной обмотки соответствующего двигателя превышает допустимое значение. В противном случае на выходе элементов 10 и 9 появляется сигнал (напряжение), соответствующий уровню логического О.

В элементе 6 сравнения вырабатывают- 30 10 - О, а с выхода элемента 6 - ся напряжения, соответствующие уровням логических сигналов, которые поступают на два выходных канала элемента 6. Сигнал (напряжение) с выхода элемента 6 (канал 1, фиг. 1) соответствует уровню логической 1, если сигнал (напряжение) с выхода преобразователя 2 меньше сигнала (напряжения) с выхода преобразователя 3.

ЗЬ

|Г . II

в этом случае несмотря на то, ч отклонение управляемой величины (давления или. температуры) поддер живается на заданном уровне, на в ходе блока 14 будет сигнал Лог. 1 так как производительности обоих компрессоров не равны.

При поступлении с выхода блока

В противном случае на выходе элемен- 40 сигнала, соответствующего логи- та 6 (канал 1) сигнал (напряжение) ческой 1, он подается на вход уси- соответствует уровню логического О. лителя 17 мощности,в котором происхо- Сигнал (напряжение) с выхода элемен- дит усиление входного сигнала (напря- та 6 (канал 2) соответствует уровню жения) по мощности до значения, нелогической 1, если сигнал (напряже- 45 обходимого для включения механизма : ние) с выхода преобразователя 2 боль- 21 регулятора и перемещения регулирующего органа в сторону увеличения холодопроизводительности компрессора 23. При поступлении с выхода 50 блока сигнала (напряжения), соответше сигнала (напряжения) с выхода преобразователя 3. В противном случае на выходе элемента 6 (канал 2) сигнал (напряжение) соответствует уровню логического О.

С выхода элементов И 11, 10 и 6 (канал 1) сигналы (напряжения) поступают на вход логического блока

ствующего логическому О, дальнбй- шее увеличение холодопроизводительности компрессора 23 прекратится. Аналогично работе блока 14, уси14, с выходов элементов И 11,6 (ка- gg лителя 17, механизма 21 и компрессо-.

нал 2) и 9 сигналы (напряжения) поступают на вход логического блока 13, с одного выхода элемента 6 (канал 2) и элемента И 12 сигналы

ра 23 функционирует блок 13, усилитель 18, механизм 22, компрессор 24 в режиме увеличения (или ограничения) холодопроизводительности компрессора

элемента 10 на вход блока 14 (что свидетельствует о превышении тока двигателя 25 допустимого значения), осуществляется ограничение холодопро- изводительности компрессора (на выходе блока 14 сигнал О).

Следует отметить такой случай, когда с выхода элемента И 11 поступает сигнал О, с выхода элемента

10 - О, а с выхода элемента 6 -

|Г . II

в этом случае несмотря на то, что отклонение управляемой величины (давления или. температуры) поддеривается на заданном уровне, на выходе блока 14 будет сигнал Лог. 1, так как производительности обоих компрессоров не равны.

При поступлении с выхода блока

ствующего логическому О, дальнбй- шее увеличение холодопроизводительности компрессора 23 прекратится. Аналогично работе блока 14, усира 23 функционирует блок 13, усилитель 18, механизм 22, компрессор 24 в режиме увеличения (или ограничения) холодопроизводительности компрессора

10

20

При поступлении сигналов (напряжений) , соответствующих уровню логической 1, с выхода элемента 6 (канал 2) и с выхода элемента И 12 на вход элемента И 15 в последнем вырабатывается напряжение, соответст- 15 вующее логической 1, которое подается на вход усилителя 19 мощности, где происходит усиление входного канала по мощности до значения, необходимого для включения механизма 21 и перемещения регулирующего органа в сторону уменьшения холодо- производительности компрессора 23. В противном случае на выходе элемента И 15 вырабатывается напряжение, соответствующее уровню логического О, и изменения холодопроизводительнос- ти компрессора не происходит.

Аналогично работе элемента 15,усилителя 19, механизма 21, компрессора 23 функционируют элемент 16, усилитель 20, механизм 22, компрессор 24. При этом работа элемента И 15 аналогична работе элемента И 16. В сумматоре 36 вырабатывается сигнал (напряжение), пропорциональный сумме токов статорных обмоток двигателей 25 и 26 (что соответствует сумме мощностей компрессоров 23 и 24), который поступает на компа- 40 ратор 35, где сравнивается с заданным значением. Заданное значение напряжения, установленное на задатчи- ке 37 тока, соответствует, например предельному току (мощности) одного компрессора.

Напряжение на выходе компаратора устанавливается на уровне логического О или логической 1 в зависимости от того, превьщ1ает или нет входное напряжение (с выхода сумматора 36) величину заданного напряжения (установленного на задатчике 37 тока)

13683666

тановленного на задатчике 37 тока) , то на выходе компаратора 35 сигнал Лог. О который запускает счетчик 34 разности времени, а также подается на коммутирующий блок 33.

В случае, когда сумма токов на выходе сумматора 36 больше заданного значения задатчика 37, то на выходе компаратора 35 появляется сигнал (напряжение) Лог. 1, который остановит счетчик 34, а также подается на коммутирующий блок 33.

На коммутирующий блок 33 подается два сигнала (один со счетчика 34, а другой - с компаратора). С выхода коммутирующего блока 33 снимается также два сигнала (один на пускатель 31 двигателя 25, а второй - на пускатель 32 двигателя 26).

В исходном положении, когда тепловая нагрузка П9требителя небольщая, работает один компрессор 24, а ком2 прессор 23 отключен. При этом включен счетчик 34. Пока положение счетчика не достигло установленного времени наработки компрессора 24, на его выходе сигнал Лог. О, на выхо30 де компаратора 35 сумма токов ниже предельного, установленного на задат чике 37, следовательно, на его выходе также сигнал Лог. О.Оба сигнала Лог. О через первый элемент

35 ИЛИ 38 отключают пускатель 31 двигателя 25 компрессора 23. При этом сигнал Лог. О с выхода счетчика 34, пройдя через элемент НЕ 40 и второй элемент ИЛИ 39, уровнем логической 1 включает пускатель 32 двигателя 26 компрессора 24. Этому положению соответствует первая строчка табл. 2 истинности. В соответствии с этой табл. 2 функционирует коммутирующий

45 блок 33.

Как только счетчик 34 разности времени отработает установленный промежуток времени, с его выхода поступает сигнал Лог. 1, который че50 рез первый элемент ИЛИ 38 подается на пускатель 31 и включает двигатель 25 компрессора 23. Одновременно сигнал Лог. 1 с выхода счетчика 34, пройдя через элемент НЕ 40 и

Если сумма токов (пропорциональный ей сигнал напряжения на выходе сумматора 36) ниже заданного значения тока (величины напряжения), пропорционального заданному току (ус

В исходном положении, когда тепловая нагрузка П9требителя небольщая, работает один компрессор 24, а компрессор 23 отключен. При этом включен счетчик 34. Пока положение счетчика не достигло установленного времени наработки компрессора 24, на его выходе сигнал Лог. О, на выходе компаратора 35 сумма токов ниже предельного, установленного на задат чике 37, следовательно, на его выходе также сигнал Лог. О.Оба сигнала Лог. О через первый элемент

ИЛИ 38 отключают пускатель 31 двигателя 25 компрессора 23. При этом сигнал Лог. О с выхода счетчика 34, пройдя через элемент НЕ 40 и второй элемент ИЛИ 39, уровнем логической 1 включает пускатель 32 двигателя 26 компрессора 24. Этому положению соответствует первая строчка табл. 2 истинности. В соответствии с этой табл. 2 функционирует коммутирующий

блок 33.

Как только счетчик 34 разности времени отработает установленный промежуток времени, с его выхода поступает сигнал Лог. 1, который через первый элемент ИЛИ 38 подается на пускатель 31 и включает двигатель 25 компрессора 23. Одновременно сигнал Лог. 1 с выхода счетчика 34, пройдя через элемент НЕ 40 и

второй элемент ИЛИ 38,нулевым уровнем отключает пускатель 32 двигателя 26 компрессора 24. Этому положению соответствует вторая строчка табл. 2 истинности.

I

В случае повьпиенил производительности компрессора выше заданного (сумма токов на сумматоре 36 превышает установленное значение задатчи- ка 37) на выходе компаратора 35 будет сигнал Лог. 1, который через элементы ИЛИ 38 и 39 подключит второй компрессор, независимо от положения счетчика 34, и отключит счет чик 34. Этому положению соответствует 3 и 4 строчки табл. 2 истинности

Таким образом, за два срабатывания счетчика времени наработка обоих компрессорных агрегатов будет равна

В результате автоматического регулирования холодопроизводительнести компрессоров 23 и 24 изменяются состояние объекта 29 охлаждения ,выходное значение которого (давление или температуру кипения хладагента) воспринимает датчик 30 технологического параметра (давления, температуры),а также токи статорных обкэток приводных двигателей 25 и 26, действительные величине которых воспринимаются датчиками 27 и 28 тока соответственно.

При снижении суммы тсчов (мощностей) компрессоров ниже заданной производят отключение одного из компрессоров.

Формула изобретения

Система управления холодопроизво- дитёльностью компрессоров холодильных маши н по авт.св. № 1260926, о т- ли чающаяся тем,что,с целью повышения надежности системы, она дополнительно содержит коммутирующий блок и счетчик, причем выход компаратора соединен с первым входом коммутатора и с входом счетчика, подключенного выходом к второму входу коммутатора, выходы кото

8

рого соединены соответственно с входами пускателей.

Таблица 1

Входы с выходов элементов

Выход усилителя 17

10

15

20

25

Таблица2

30

35

40

45

Л

1

34

38

39

35

фиг. 2