Устройство управления группой насосов Советский патент 1990 года по МПК F04D15/00 

Изобретение относится к насосо- строению, в частности к системам автоматического управления насосами.

Цель изобретения - снижение затрат энергии на поддержание работы основного насоса при отключении потребителей путем снижения давления в напорном трубопроводе.

На чертеже показана схема устрой-; ства.

Устройство управления группой насосов, содержащей основной 1 и дополнительный 2 насосы, подключенные параллельно к общему напорному труоопрово- ду 3, включает блок 4 регулирования частоты вращения привода основного насоса 1, функциональные преобразователи 5 и 6, блок 7 задержки, датчик 8 расхода, установленный на на- порном трубопроводе 3, пускатель 9 с блоком 10 управления и сумматор 11. Выходы преобразователей 5 и 6 соединены с входом сумматора 11, выход последнего с блоком 10 управления, выход преобразователя 5 с входом преобразователя 6, а выход датчика 8 расхода - с входом преобразователя 5 непосредственно и с входом преобразователя 6 через блок 7 задержки. При этом устройство снабжено компаратором 12 и блоком 13 коммутации. Входы последнего подключены к выходам сумматора 11 и компаратора 12, а выход - к входу блока 4 регулирования часто- ты вращения привода основного насоса 1. К напорному трубопроводу 3 подключены потребители, например гидромониторы 14, а вход компаратора 12 соединен с выходом датчика 8 расхода

Устройство работает следующим образом.

Сигнал текущего значения расхода

Q от датчика В расхода поступает на входы функционального преобразователя 5, блока 7 задержки и компаратора 12, Функциональный преобразователь 5 формирует значение номинального расхода QHI соответствующее Q- (точ5

5

5

0

5 д ,, ,-

ка на характеристике сети, ближе к которой находится значение Q.) и определяет количество работающих потребителей - гидромониторов 14 N,z,i.

Блок 7 задержки обеспечивает одновременное поступление значений Q. и на функциональный преобразователь 6 путем формирования выдержки времени,равной отработке сигнала в преобразователе 5, что исключает ложное срабатывание устройства.

Значения QH,с преобразователя 5 и Qt с блока 7 задержки поступают на входы функционального преобразователя 6, который формирует сигнал t+ЈM соответствукщий тому, увеличится или уменьшится число работающих потребителей через время w (время подключения гидромониторов к общему напорному трубопроводу 3). Причем ; Z., где Z+; С

+ п z о,

1, при Д ь 0,1, .0, при -0,,1. 1, при -0,1, .0, при -0, 0,1,

где У л относительн°е измене- Si Hl ние текущего значения расхода Q-t от номинального Q ц;.

Преобразователь 6 использует зону нечувствительности (соответствующую -0,1«iЈ 0,1), что позволяет исключить ложное регулирование при слу- - чайных флуктуациях

Сигналы N с выхода преобраэовате- с „,

,м

о, 1}, z

здесь

Z4

0

5

ля 5 . с выхода преобразователя 6 поступают на входы сумматора 11 Последний обеспечивает увеличение на разряд двоично-десятичного кода Ь при Zji. 1 и его уменьшение при Z 1, т.е. рассчитывает на момент (t +tw) значение N.числа работаю- щюс потребителей. Причем N-k+.ЈM - сформированном

lzl} при IV М,

tVcTM

где

Z4nZ;MUZ;.( П Z.M 7 П . -nZ;«lЈi iMOX(J

ZtnZj.,U Z. П - i 2, П. Z+ Л Z0 - i

z.nz, и

1маке5 0.

Выходной сигнал N, л. сумматора 11

T. +С frt

поступает на вход блока 13 коммутации и на вход блока 10 управления. На другой вход блока 10 управления поступает сигнал х,(х,) - дополнительный насос 2 включен (выключен) - с пускателя 9 насоса 2. Блок 10 управления по значениям сигнала N.J. +ЈM в совокупности с дискретными сигналами х,(х,) формирует на выходе команды у, и у .

Команда у (включить дополнительный насос 2) формируется в том случае, если работающий основной насос 1 через время t + Јм не обеспечит требуемого напора (с учетом потерь напора в напорном трубопроводе 3) потребителям.

Команда у(выключить дополнительный насос 2) формируется в случае, если насосы 1 и 2 работают одновременно, однако, через время t+t основной насос 1 сам обеспечит необходимый напор.

Команды у , и у с выхода блока 10 управления поступают на пускатель 9 дополнительного насоса 2„

При наличии определенного числа работающих гидромониторов 14 выходной сигнал сумматора 11 через блок 13 коммутации подается (через цифроаналоговый преобразователь) в блок 4 регулирования частоты вращения привода основного насоса 1. При частоте вращения п , основной насос 1 сбздает необходимый напор для кон iM

кретного числа

N

работающих

гидромониторов 14. При этом выходной сигнал компаратора 12 не проходит через блок 13 коммутации и не влияет на частоту вращения п; привода.

Управляющие сигналы yj s y4 и п; таким образом, вырабатываются упреж- денно с учетом прогнозного числа работающих потребителей и в устройстве решается задача статической оптимизации режима работы насосной станции. Если через время t-f oM от напорного трубопровода 3 отключаются все гидромониторы 14, на выходе сумматора 11 появляется двоично-десятичный код числа О, который через блок 13 коммутации подается (через цифроаналоговый преобразователь) на вход блока 4 регулирования. Устанавливает485276

ся частота вращения пь привода, при

10

20

которой создаваемое насосом 1 давление достаточно для предотвращения попадания воздуха в напорный трубопровод 3, т.е. поддержания ее в состоянии горячего резерва. При этом резко снижается потребляемая насосной станцией мощность холостого хода и основной насос 1 не. пере- , гревается. Тем самым исключается необходимость сброса-отвода воды из насоса. Через промежуток времени, достаточный для снижения частоты вра15 щения основного насоса 1 до величины nfl, блок 13 коммутации подключает на вход блока 4 регулирования частоты выход компаратора 12 и отключает выход сумматора 11. Установка QuCr компаратора 12 выбирается несколько меньше, чем расход одного гидромонитора 14 при частоте п0 вращения основного насоса 1 . При расходе меньше (за счет утечек) на выходе компарато25 ра 12 формируется код числа О, который задает частоту п0 вращения холостого хода привода насоса 1. При расходе больше величины Qуст на выходе компаратора 12 появляется код числа 1, соответствующий наличию одного, гидромонитора 14, что приводит к увеличению частоты вращения привода основного насоса 1 и повышению напора до необходимой для работы величины (с учетом потерь). При появлении на выходе сумматора 11 кода, соответствующего наличию хотя бы одного работающего гидромонитора 14, блок 13 коммутации подключает к блоку 4 выход сумматора 11 и отключает выход компаратора 12. Устройство продолжает работу в режиме статической оптимизации.

30

35

40

Таким образом, при отсутствии работающих гидромониторов 14 насосная станция переводится в режим холостого хода и работает при пониженном давлении.

Формула изобретения

Устройство управления группой насосов, содержащей основной и дополнительные насосы, подключенные параллельно к общему напорному трубопроводу, включает блок регулирования частоты вращения привода основного насоса, преобразователи, блок задержки, сдатчик расхода, установленный на

715485278

напорном трубопроводе, пускатель сзатрат энергии на поддержание рабоблоком управления и сумматор, причемты основного насоса при отключении

выходы преобразователей соединены спотребителей путем снижения давления входом сумматора, выход последнего ев напорном трубопроводе, устройство

блоком управления, выход первого пре-снабжено компаратором и блоком коммуобразователя с одним из входов вто-тации, входы последнего подключены к

рого, а выход датчика расхода с вхо-выходам сумматора и компаратора, выход

дом первого преобразователя непосред-к входу блока регулирования частоты

ственно и с другим входом второго - JQвращения привода основного насоса, а

через блок задержки, отличаю-вход компаратора подключен к выходу /

щ е е с я тем, что, с целью снижениядатчика расхода.

Изобретение позволяет снизить затраты энергии на поддержание работы основного насоса (Н) 1 при отключении потребителей путем снижения давления в напорном трубопроводе (НТ) 3. Устройство содержит датчик 8 расхода в НТ 3, подключенный через функциональные преобразователи 5 и 6, блок 6 задержки, сумматор 11 и компаратор 12 к входам блока 13 коммутации, а выход последнего - к блоку 4 регулирования частоты вращения привода Н 1. Выход сумматора 11 подключен также к блоку 10 управления пускателями 9 дополнительных насосов (Н) 2. При наличии расхода в НТ 3 в зависимости от величины и изменения сигнала с датчика 8 расхода на выходе сумматора 11 формируются сигналы регулирования, поступающие в блоки 4 и 10. При этом происходят изменение частоты вращения привода Н 1 и включение или отключение Н 2. При отключении потребителей от НТ 3 расход падает ниже уставки компаратора 12, через него сигнал с датчика 8 расхода поступает на другой вход блока 13 коммутации. Последний, воздействуя на блок 4, устанавливает значение частоты вращения привода Н 1 такое, при котором давление в НТ 3 меньше, чем в номинальном режиме. Таким образом, при холостом режиме не затрачивается энергия на поддержание повышенных значений давления и отпадает необходимость в непроизводительном сбросе жидкости из НТ 3.