Устройство для автоматического управления насосным агрегатом Советский патент 1990 года по МПК F04D15/00 

Изобретение относится к автоматическому управлению насосными агрегатами, в частности к системам поддержания пластового давления, и является усовершенствованием изобретения но авт.св. N 1320516.

Цель изобретения - повышение надежности управления путем предотвращения срабатываний устройства при появлении ложных команд или неисправности узла формирования временных интервалов.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - схема формирователя временных интервалов.

Устройство для автоматического управления насосным агрегатом -содержит пульт 1 управления с узлом 2 управления, узел 3 контроля и защиты, узел 4 индикации состояния оборудования, узел 5 индикации аварийных параметров, исполнительные органы 6, датчик 7 состояния и датчики 8 аварийных параметров, при этом узел 2 управления соединен с датчиками 7 состояния, узлом 4 индикации состояния оборудования, исполнительным органом 6, узлом 3 контроля и защиты, который соединен с исполнительным органом, генератор 9 импульсов, узел 10 формирования временных интервалов, анализатор 11 причин отключения насоса и узел 12 отображения. Узел 2 управления соединен с генератором 9 импульсов, узлом 10 формирования временных интервалов и анализатором 11, который соединен с датчиками 8 аварийных параметров, узлом 3 контроля и защиты, узлом 5 индикации аварийных параметров и пультом 1 управления. Узел 2 управления состоит из триггеров, логических элементов и схем И. Кроме того, устрой0

5

0

5

0

5

0

5

ство снабжено формирователем 13 аварийного сигнала, дополнительным элементом ИЛИ 14, блоком 15 индикаций и схемой 16 запрета з. При этом вход узла 10 формирования временных интервалов подключен к входу формирователя 13 аварийного сигнала, выход которого соединен с входом блока 15 индикации и первым входом элемента ИЛИ 14, при этом последний выход узла 10 формирования временных интервалов соеди- с соответствующим входом узла 2 управления через второй вход и выход дополнительного элемента ИЛИ 14, а первые четыре выхода узла 2 управления соединены с исполнительными органами 6 через схему 16 запрета з, у управляющий вход которой подключен к выходу элемента ИЛИ 17 узла 2 управления .

Узел 10 формирования временных интервалов и формирователь 13 аварийного сигнала состоит из трех последовательно соединенных двоично-десятичных счетчиков с выходными дешифраторами, коммутационного поля и группы трех- входовых схем И (фиг.2). Выходы дешифраторов с помощью перемычек соединяются с входами схем И, на выходах которых формируются такты, соответст вующие заданным временным интервалам. Временное распределение выходных сигналов в зависимости от места применения устройства может меняться.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания формируется сигнал Сброс (эта связь на фиг.1 не показана), который приводит триггеры Т1, ТЗ и Т4 в состояние О, триггеры Т2 и Т5 - в состояние 1.

При этом на выходе элемента ИЛИ 17 устанавливается нулевой потенциал, . который, поступая на запрещающий вход схемы 16 запрета з, запрещает про- хождение ложных команд управления на исполнительные органы 6.

Сигнал 1 с выхода триггера Т5 зажигает лампу НА отключен в узле 4 индикации. Триггер Т2 в состоянии 1 формирует сигнал Блокировка датчика давления (так как датчик давления в начале пуска имеет состояние О), который поступает в анализатор 11 причин аварийного отключения НА, участвующего в формировании на выходе элемента И-НЕ узла 3 контроля и защиты сигнала НА готов к пуску.

При наличии сигнала НА готов .к пуску (первый выход узла 3 контроля и защиты) по команде Пуск НА от пульта 1 управления триггер Т1 переходит в состояние 1 и устанавливает Режим А (режим пуска НА), разрешает прохождение секундных импульсов гене- ратора 9 импульсов на входы узла 10 формирования временных интервалов и формирователя 13 аварийного сигнала. При этом на выходе элемента ИЛИ 17 устанавливается состояние 1, по ко- торому разрешается прохождение команд управления через схемы 16 запрет з.

По сигналу Режим А выбирается группа схем ИЗ-И8, и если на входе ИЗ имеется сигнал Задвижка закрыта (от датчиков 7 состояния оборудования НА), то на выходе схемы ИЗ формируется команда Включить двигатель, которая поступает на первый вход исполнительного органа 6 НА.

После заданного интервала времени Ј, ( Т, - время, необходимое для включения двигателя,) на первом выходе узла 10 формирования временных интервалов формируется такт Т1, по которому на схеме И4 проверяется включение двигателя. Если двигатель не включен, то сигнал Двигатель включен с состоянием 1 поступает на четвертый

д -

15518286

гателя) на втором выходе узла является такт Т2, по которому Р Р

бык невыполнении условия Р

(ряется условие г вых - НЈ,рма

вых

РнорМа сигнал с уровнем О1 с первого выхода датчика 8 аварийных параметров поступает через элемент НЕ на вход схемы И5 узла 2 управления. На выходе схемы И5 формируется сигнал с уровнем 1, который через элемент ИЛИ 3 поступает на вход R триггера Т2, тем самым снимается сигнал Блокировка датчика давления, что приводит к формированию сигнала Аварийно отключение НА на втором выходе узла 3 контроля и защиты НА, так как дав- ление на выходе НА не в норме.

При выполнении условия P$biX PHOp/wa сигнал с уровнем 1 с первого выхода датчиков 8 аварийных параметров НА поступает на вход схемы И6 узла управления. На выходе схемы И6 формируется команда Открыть задвижку, которая подается на второй вход исполнительных органов 6, одновременно сигнал I с выхода схемы И6 через элемент ИЛИ 3 поступает на вход R триггера Т2, обнуляет его и снимает сигнал Блокировка датчика давления.

По истечении заданного интервала Ј}(Јj - время открытия задвижки) на третьем выходе узла 10 формирования временных интервалов появляется такт ТЗ, по которому проверяется открытие задвижки. Если за время Ј$ задвижка не открылась, то сигнал с состоянием О поступает с третьего выхода узла датчиков 7 на пятый вход узла 2 управления и через элемент НЕ2, схему И7 и элемент ИЛИ-НЕ формирует сигнал Неисправность оборудования НА.

Если же в момент появления такта задвижка открыта, то сигнал с состоянием третьего выхода узла датчиков 7 состояния оборудования поступает на пятый вход узла 2 управления.

I

Изобретение может быть использовано в автоматизированных системах поддержания пластового давления. Цель изобретения - повышение надежности управления путем предотвращения срабатываний устройства при появлении ложных команд или неисправности узла (У) 10 формирования временных интервалов. Вход последнего подключен к входу формирователя (Ф) 13 аварийного сигнала, выход которого соединен с входами блока 15 индикации и элемента ИЛИ (Э) 14. Последний выход У 10 соединен с входом узла 2 управления через Э 14. Входы узла 2 управления соединены с исполнительными органами 6 через схему 16 запрета, управляющий вход которой подключен к выходу второго элемента ИЛИ 17 узла 2 управления. При неисправности У 10 и отсутствии на его выходе такта T_кц (конец цикла) на выходе Ф 13 формируется такт T_кц+, который поступает на вход блока 15 и Э 14. С узла 2 управления с выхода второго элемента ИЛИ 17 в этом случае, а также и в исходном состоянии на схему 16 запрета поступает сигнал, блокирующий прохождение ложных команд на исполнительные органы 6. 2 ил.

вход узла 2 управления. При этом фор- so При этом на выходе схемы И8 формируется сигнал i, переводящий триггер Т 4 в состояние 1. Триггер Т4 в состоянии 1 формирует сигнал НА включен, который подается на первый вход узла 55 4 индикации и зажигает лампу НА вклюмируется сигнал Неисправность оборудования НА на выходе элемента ИЛИ-НЕ и выдается на первый вход анализатора 11 причин аварийного отключения НА. В данном случае пуск НА останавливается.

После интервала времени ( Ј% - время достижения нормального давления на выходе НА с момента включения двичен.

После получения сигнала НА включен на седьмом выходе узла 10 появляется такт Тхц (конец цикла), по кочен.

После получения сигнала НА включен на седьмом выходе узла 10 появляется такт Тхц (конец цикла), по ко

торому обнуляется триггер Т1, снимая режим пуска НА. При этом на выходе элемента ИЛИ 17 устанавливается О, который, поступая на запрещающий вход схемы 16 запрета з, запрещает прохождение ложных команд управления на исполнительные органы 6.

Остановка НА выполняется следующим образом. По команде Останов НА от пульта 1 управления на выходе элемента ИЛИ узла 2 управления формируется команда Отключить двигатель, которая через схему 16 запрета з поступает на третий вход исполнительных органов 6. Одновременно триггер ТЗ переводится в состояние 1, при котором устанавливается Режим Б (режим остановки НА) и разрешается поступление импульсов от генератора 9 импульсов на вход узла 10 формирования временных интервалов, аналогично режиму А. По сигналу Режим Б выбирается группа схем И9-И12 совпадений

После интервала времени Ј, (Ј, - интервал времени между командами Отключить двигатель и Закрыть задвижку) на четвертом выходе узла 10 формирования временных интервалов появляется такт Т1, который поступает на четырнадцатый вход узла 2 управления (вход схемы И9). На выходе схемы И9 формируется команда Закрыть задвижку, которая подается на четвертый вход исполнительных органов 6.

После интервала времени Ъг ( Ј2 - время отключения двигателя) по такту Т2 проверяется выполнение команды Отключить двигатель, которая поступает на вход схемы И10. Если двигатель не отключился, то сигнал Двигатель включен с шестого входа узла 2 управления поступает на вход схемы И10. На выходе схемы И10 через элемент ИЛИ-НЕ формируется сигнал Неисправность оборудования НА.

По истечении заданного времени Ј)(Ј) время закрытия задвижки) на шестом выходе узла 10 формирования временных интервалов появляется такт ТЗ , который через шестнадцатый вход узла 2 управления поступает на входы схем ИМ и И12.

Если задвижка не закрылась, то сигнал через элемент НЕ 3 поступает на вход схемы И12. На .выходе последней формируется сигнал Неисправность , задвижки и зажигается в узле 4 индикации соответствующая лампа.

0

r

5 0

5

0

5

0

5

Если же задвижка закрылась, то сигналом с выхода схемы И11 триггер Т5 переводится в состояние 1 и зажигает лампу НА отключен в узле 4 индикации состояния оборудования. После получения сигнала НА отключен на седьмом выходе узла 10 формироваг ния временных интервалов появляется такт ТКц(конец цикла), по которому триггер ТЗ сбрасывается в нулевое состояние, снимая режим Останов НА. Это также приводит узел 10 и формирователь 13 временных интервалов в исходное состояние, а схема 16 запрета з запрещает прохождение ложных команд на исполнительные органы 6.

Устройство при неисправном узле 10 формирования временных интервалов работает следующим образом.

Секундные импульсы, поступающие ...- на вход формирователя 13 аварийного сигнала, на выходе Т кц +Ј формируют такт, который, проходя через элемент ИЛИ 14, переводит триггеры Т1 и ТЗ в состояние О и одновременно, поступая на вход индикатора 15, оповещает о неисправности узла 10 фор-., мирования временных интервалов.

Узел 3 контроля и защиты и анализатор 11 причин аварийного отключения работает следующим образом.

В исходном состоянии выходы датчиков (кроме датчика давления) имеют состояние 1, а выход датчика давления блокируется сигналом 1, поступающим с выхода триггера Т2 узла 2 управления. Кроме этого сигнала, 1 формируется на инверсном выходе элемента ИЛИ-НЕ (т.е. сигнал Неисправность оборудования НА отсутствует) узла 2 управления. Таким образом, к моменту пуска НА все входы узла 3 контроля и защиты должны иметь состояние 1, в противном случае невозможен пуск НА, так как на прямом выходе элемента И-НЕ узла 3 контроля и защиты не формируется сигнал НА готов к пуску.

Поэтому в исходном состоянии выходы (1,...,п+1) групп схем запрета з в анализаторе 11 причин аварийного отключения НА имеют состояние 1, а на выходе элемента И-НЕ узла 3 контроля и защиты формируется сигнал НА готов к . При аварийном срабатывании одного из датчиков 8 аварийных параметров или поступлении признака Неисправность оборудования НА

на инверсном выходе элемента И-НЕ узла 3 контроля и защиты формируется команда Аварийное отключение НА, одновре- .менно состояние данного параметра с выхода группы схемы запрета з анализатора 11 причин аварийного отключения через соответствующий инвертор НЕ записывается в собственный триггер группы триггеров Т.)

Триггер зажигает соответствующую лампу данного параметра в узле 5 индикации аварийных параметров, с выхода которого сигнал поступает на вход схемы запрета з анализатора 1I при- 1 чин аварийного отключения, и запрещает воздействие всех аварийных сигна- . лов на вход до устранения причины аварийного отключения НА. После устранения неисправности по сигналу Съем 2 аварии от пульта 1 управления группа триггеров Т в анализаторе 11 причин аварийного отключения переводится в состояние О.

Использование формирователя 13 ава- 2 рийного сигнала, схемы 16 запрета з, элемента ИЛИ 14, элемента 15 индикации позволяет предупредить появление ложных команд управления и, тем самым, продлить ресурс оборудо- 3 вания НА.

810

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления насосным агрегатом по авт. св. № 1320516, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности управления путем предотвращения срабатываний устройства при появлении ложных команд или неисправности узла формирования временных интервалов, устройство снабжено фор-г мирователем аварийного сигнала, дополнительным элементом ИЛИ, блоком индикации и второй схемой запрета, при этом вход узла формирования временных интервалов подключен к входу формирователя аварийного сигнала, выход которого соединен с входом блока индикации и с первым входом дополнительного элемента ИЛИ, при этом последний выход узла формирования временных интервалов соединен с соответствующим входом узла управления через второй вход и выход дополнительного элемента ИЛИ, а первые четыре выхода узла управления соединены с исполнительным органом через вторую схему запрета, управляющий вход которой подключен к выходу второго элемента ИЛИ узла управления.

t

v-

«г.