Устройство для управления электропотреблением водоотливной установки Советский патент 1992 года по МПК G05D9/12 

ю

Изобретение относится к устройствам автоматического управления объектами циклического действия и может быть использовано для водоотливных установок рудной и угледобывающей промышленности.

Цель изобретения - повышение функциональной надежности.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - функциональные схемы уровнемера и блоков сравнения; на фиг.З - функциональная схема программного задатчика времени включения; на фиг.4 - диаграмма работы устройства.

Устройство для управления электропотреблением водоотливной установки (фиг.1) содержит таймер 1, генератор 2 импульсов, программные задатчики 3 и 4 времени включения, уровнемер 5, блоки 6 и 7 сравнения, логические элементы НЕ 8, И 9, ИЛИ 10, и блок 11 управления насосами.

Уровнемер (фиг.2) содержит п электродных датчиков промежуточных уровней ПУ 1,...,ПУп, а блоки 6 и 7 сравнения содержат элементы И 12-15, элемент ИЛИ 16, элемент 17 задержки, усилитель 18 и исполнительное реле 19.

Задатчики 3 и 4 времени включения содержат делитель 20 частоты, задатчик 21 коэффициента деления, счетчик 22 импульсов и дешифратор 23 (фиг.З).

Устройство работает следующим образом.

В соответствии с конкретными условиями эксплуатации таймер 1 настраивают таким образом, чтобы он по первому выходу на установочный вход задатчика 3 выдавал импульс в момент времени ц (фиг.4), который зависит от регулировочной емкости водосборника Vp (м3) - емкости водосборника, ограниченной отметками установки датчиков нижнего и верхнего уровней, среднего притока воды Qn (м3/ч) и подачи основного насоса Он1 (м3/ч);

Тр - tt - triHK ;

Vn

(1)

QHI -Qn

где гпик - момент начала периода максимальной нагрузки энергосистемы;

Тр - время цикла работы основного насоса водоотливной установки.

При этом задатчиком 21 устанавливается такой период переключений дешифратора 23 в задатчике 3. при котором выполняется условие Ati Тр/п, где п - число промежуточных электродных датчиков уровня в уровнемере 5, установленных таким образом, чтобы разделить регулировочную емкость водосборника на п равных частей.

При наличии сигнала, поступающего от таймера 1 на установочный вход счетчика 22 задатчика 3, счетчиком 22 подсчитываются импульсы, поступающие с делителя 20 частоты.с периодом следования Ati. По мере

счета на выходах дешифратора 23 ДтДп,

а значит, и на выходе первого задатчика 3 появляются сигналы, реализующие требуемую программу включения основного наcoca водоотливной установки (фиг.4, ломанная линия At, A2, Аз,...Аю). Данные сигналы поступают на первые входы элементов И 12-15 (фиг.2) блока 6 сравнения. Вторые входы этих элементов соединены с

соответствующими электродными датчиками уровнемера 5.

По мере заполнения водосборника водой (фиг,4, линии В1-В2) возникает ситуация, когда по обоим входам одного из

элементов И 12-15 сигналы от задатчика 3 и уровнемера 5 совпадают (точка В2). При этом срабатывает выходное реле 19 блока 6 сравнения. Его контакты воздействуют на цепи дистанционного управления коммутационного аппарата основного насосного агрегата в блоке 11 управления насосами или на цепи запуска основного насосного агрегата (насоса верхнего уровня) серийной аппаратуры автоматизации водоотлива.

Включающийся насос при среднем водопри- токе освобождает водосборник к моменту начала периода максимума. Если при этом регулировочная емкость водосборника достаточна, то обеспечивается невключение

установки в течение всего периода максимума, что соответствует оптимальному режиму электропотребления.

При неравномерном водопритоке значение текущей скорости заполнения, а

значит, и освобождения водосборника отличается от расчетной, что может привести к частичному участию мощности водоотливной установки в максимуме нагрузки, что с учетом особенностей тарифа на

электроэнергию влечет полную потерю экономического эффекта от внепикового управления.

Если фактическая скорость откачки воды из водосборника превышает расчетную

среднюю (фиг.4, линия 82-ВЗ), то после отключения насоса возникает условие для повторного его включения (линия ВЗ-В4, точка В4),

Если после включения основного насоса скорость освобождения водосборника меньше расчетной (линия В2-В6), то для обеспечения освобождения водосборника к моменту начала максимума необходимо включить дополнительно резервный насос

(насос повышенного уровня), что обеспечивается следующим образом.

Задатчик 4 (фиг.1) определяет вторую программу времени включений для резервного насоса (фиг.4, ломаная линия С1, С2,...,СЮ) аналогично задатчику 3. Таймер 1 настраивают так, чтобы по второму выходу на установочный вход задатчика 4 он выдавал импульс, начиная с момента t2 (фиг.4), в соответствии с условием освобождения регулировочной емкости водосборника к моменту tnmc при работе основного насоса с подачей QH1 и резервного с подачей QH2:

t2 - 1пик :

Vn

(ai + QH2) - an1

При этом необходимо настроить период At2 работы задатчика 4, чтобы At2 (t2 - шик)/п. Такая настройка выполняется аналогично настройке задатчика 3. Работа блока 7 сравнения аналогична работе первого блока 6. При совпадении позиционного сигнала с выхода задатчика 4 и уров- немера 5 блок 7 формирует сигнал включения, поступающий в блок 11 управления насосами на включение резервного насоса (насоса повышенного уровня). Включающийся резервный насос совместно с основным насосом освобождают водосборник до момента начала максимума нагрузки энергосистемы, после чего, как и в предыдущем случае, обеспечивается невключение водоотливной установки в течение всего периода максимума.

Если к моменту выработки сигнала на включение резервного насоса основной насос оказался по каким-либо причинам отключенным, то сигнал с выхода блока 7 сравнения поступает также и на включение основного насоса через элементы И 9 и ИЛИ 10, так как на второй выход элемента И 9 поступает уровень логической 1 с выхода элемента НЕ 8, вход которого подключен к информационному выходу блока 11 управления насосами, и на выход элемента НЕ 8 поступает информация с блок-контактов коммутационного аппарата основного насоса.

С целью повышения достоверности управляющих сигналов на выходах блоков б и 7 в эти блоки введены элементы 17 задержки (фиг.2), обеспечивающие формирование выходных сигналов достаточной длительности независимо от времени замыкания электродных датчиков уровней уровнемера 5, например, при волнении воды в водосборнике.

Перед началом периода максимума Хпик сигнал с обоих выходов таймера 1 снимается, счетчик 22 обоих задатчиков 3 и 4 времени включений устанавливаются в нулевое

5 состояние, устройство готово к новому циклу работы перед началом следующего периода максимума.

Таким образом достигается повышение функциональной надежности, заключаю10 щейся в вы пол нении функций по энергосберегающему управлению водоотливной установкой при неравномерных водоприто- ках, обусловленных как внешними факторами, так и многоступенчатыми системами

15 водоотлива. Экономическая эффективность применения устройства обусловлена снижением платы за электроэнергию по двухставочному или многоставочному тарифам при внепиковом режиме работы во20 доотлива и снижением вероятности применения при неравномерном водопри- токах дополнительных мероприятий по ограничению электропотребления шахты в часы максимума нагрузки за счет технологи25 ческих процессов добычи полезного ископаемого.

Формула изобретения Устройство для управления электро30 потреблением водоотливной установки, содержащее блок управления насосами, два блока сравнения, уровнемер, соединенный выходом с первыми входами первого блока сравнения и второго блока

35 сравнения, подключенного выходом к первому входу блока управления насосами, и первый задатчик времени включения, соединенный первым входом с выходом генератора импульсов, вторым входом - с

40 первым выходом таймера, а выходом - с вторым входом первого блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, в него введены элементы ИЛИ, И и НЕ, а

45 также второй задатчик времени включения, соединенный первым входом с выходом генератора импульсов, вторым входом - с вторым выходом таймера, а выходом - с вторым входом второго блока сравнения,

50 подключенного выходом к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом первого блока срав55 нения, а выходом - с вторым входом блока управления насосами, подключенного выходом к входу элемента НЕ.

УроВнемер

II

«II

ш

1

Изобретение относится к устройствам автоматического управления объектами циклического действия и может быть использовано для водоотливных установок рудной и угледобывающей промышленности. Цель изобретения - повышение функциональной надежности. Для этого в устройстве для управления электропотреблением водоотливной установки, содержащем таймер 1, генератор 2 импульсов, программные задатчики 3,4 времени включения, уровнемер 5, блоки 6, 7 сравнения, элементы НЕ 8, И 9, ИЛИ 10 и блок 11 управления насосами, с помощью задатчика 4 формируется программа времени включения резервных насосов, позволяющая при неравномерных водопритоках повысить функциональную надежность при энергосберегающем управлении водоотливной установкой. 4 ил. W и

III

Фиг.2

от Г И о--

20

От таймера о

. J

23

Л1

ДЗ -оДп

Фиъ.З

Фиг Л

2

cffla