Устройство для автоматического управления насосной станцией Советский патент 1980 года по МПК F04B49/02 G05D27/00 

На фиг. 1 приведена технологичес кая схема насоснойстанции с указанием основного оборудования и средст автоматизации; на фиг. 2 - электрическая схема автоматического управления насосной станцией. Автоматическая насосная станция содержит связанные общей напорной магистралью 1 насосные агрегаты 2, 3 и 4 с дросселирукщими элементами (задвижками) 5, 6 и 7, снабженными электродвигателем 8, 9 и 10, пускателями 11, 12 и 13 открытия, пускателями 14, 15 и 16 закрытия и датчиками 17, 18 и 19 положения, конта ты 17-1,18-1,19-1 которых,разомкнутые при полностью закрытой задвижке и замкнутые во всех других ее положениях, включены в систему управления, электродвигатели 20, 21 и 22 насосных агрегатов, датчики 23, 24 и 25 максимальной загрузки агрегато (показан вариант реле максимального тока, подключенного к трансформатор тока в цепи статора электродвигателя), контакты 23-1, 24-1, 25-1 кото рых, размыкающиеся при превышении заданной нагрузки, включены в систему управления, блоки (шкафы-) 26, 27 и 28 управления насосных агрегатов и реле 29, 30 и 31 давления, ко торые через шкаф 32 автоматики упра ляют работой насосной станции, прич контакты 29-1 и 29-2 реле 29 давлен залыкаются в случае, когда давление в общей напорной магистрали (коллек тора) 1 превышает верхнее значение выбранного рабочего диапазона давле ний Нц (при Нь-Н). Контакты 30-1, 30-3, 30-4, 30-5 замыкаются, а контакт 30-2 размыкается в случае, ког да Н меньше нижнего значения выбра ного рабочего диапазона давлений Н (при Н Н„). Контакты 31-1 и 31-2 реле 31 давления замыкается в случа когда Н меньше давления Н, выбранного для включения в работу первого основного насоса, .Нд . Контакты 33-г1, 34-1, 35-1 (фиг.2) реле 33, 34 и 35 времени соединены с обм ками реле 36, 37 и 38 включения (от ключения) которые через блоки 26, 27 и 28 управления включают и отключ ют насосные агрегаты, одновременно определяя состояние реле 39 основного режима, а контакты реле 40 вре мени (блока режимных защит) связаны с реле 41 блокировки отключения и реле 42 аварийного отключения. Автоматическая насосная станция работает следующим образом. . При первом включении в работу (по дано напряжение, снят запрет) давление в коллекторе 1- поэтому контакты 30-1 и 31-1 реле 30 и 31 давления замкнуты и репе 33, 34 и 35 начнут отсчет времени. (Уставки этих реле выбираются при наладке и ,, ,5; tj л Г - соь, примем, что уставки времени возрастают в очередности 33, 34, 35...). Реле 33 времени закончит отсчет времени раньше других и контактом 33-1 включит реле 36. Последнее контактом 36-3 включит блок 26 управления, который подаст напряжение электродвигателю 20 насосного агрегата 2, а контактом 36-4 включит пускатель 11 открытия дросселируюцего элемента 5 этого насоса. Задвижка 5 будет открываться до тех пор, пока замкнут контакт 23-1 датчика максимальной загрузки 23. Напорная сеть заполняется водой. Если заполнение разрешено несколькими насосными агрегатами (цепи запрета не показаны), по окончании отсчета времени контакты 34-1 и 35-1 через реле 37 и 38 включают в режим заполнения сети разрешенное число насосов. Сеть заполняется водой, давление в коллекторе 1 возрастает, при этом загрузка агрегатов уменьшается. Датчики 23, 24 и 25 дополнительно открывают задвижки работающих насосов до максимального нагружения агрегатов, что обеспечивает быстрый ввод оросительной системы в работу. При Н Нц переключатся контакты реле 30 давления, причем контакт 30-2 включит реле основного режима, переключающее насосную станцию из пускового режима работы в основной . В основном режиме работы автоматика поддг.ерживает давление в заданном диапазоне, управляя всем оборудованием станции контактами реле 29 и 30 давления. Пусть водопотребление относительно невелико и работает один насосный агрегат 2. При подключении какой-то дождевальной Мсшины давление уменьшится до Н Hj, и реле 30 давления переключит свои контакты, включая реле 33, 34 и 35 времени и пускатель 11 открытия задвижки 5. Задвижка открывается, повышая давление в сети . Если давление повысится до Н Ну,, то задвижка становится в новом положении, а отсчет времени реле 33, 34 и 35 будет прекращен.Если же давление не нормализуется, то реле 34 закончит отсчет времени и контактом 34-1 включит реле 17, которое контактом 37-3 вклю.чит блок 27 управления,подающий питание приводному двигателю 21 насоса 3, а контактом 37-4 включит пускатель 12 открытия задвижки 6. Последняя будет открываться до тех пор, пока давление не увеличится до Н Н,. Теперь работают два агрегата, причем згщвижка 5 насоса 2 полностью открыта, а задвижкой 6 насоса 3 давление воды в коллекторе 1 поддерживается в заданном диапазоне .При подключении какоЯ-то дополнительной дождевальной мг1шины давление уменьшится до , и контакт 30-1 включит реле 33. 34 и 35 времени а контакт 30-5 -J будет открывать задвижку 6. Если работающие насосы уже загружены, сохранится и после полного открывани задвижки б, поэтому реле 35 закончит отсчет времени и включит третий агре гат . При подключении новых дождевальны машин контакт 30-5 включает пускател 13 открытия, и задвижка 7 открываетс дополнительно, повышая давление в се ти. (Очередные агрегаты включаются аналогично). При отключении дождевальных машин давление увеличивается до , когда реле 29 давления замыкает контакт 29-2. При этом включается пуска тель 16 закрытия задвижки 7 и прикры вает последнюю до тех пор, пока давление не уменьшится до заданного, При отключении какой-то дождевальной МИШИНЫ задвижка 7 закроется прлностью, размыкая контакт 19-1 и отключая реле 38. При этом контакт 38-3 через блок 28 управления остановит насосный агрегат 4, контакт 38-4 исключит возможность включения пускателя 13 открытия задвижки 7 остановленного насоса 4. Контакт 38-5 создает возможность включения пускателя 15 закрытия задвижки 6. Поэтому при очередном повышении давления кон такт 29-2 включит пускатель 15 закры тия задвижки 6, уменьшая давление до заданного. При отключении какой-то дождевальной машины задвижка 6 закроется полностью. При этом разом-кнется контакт 18-1, который через реле 37 останавливает насос 3. Если давление при этом сохранится, контакт 29-2 остается замкнутым, поэтому з-адвижка 5 будет закрываться до тех пор, пока давление не уменьшится до заданного, когда контакт 29-2 размыкается. При отключении новых дождевальных машин, когда контакт 29-2 вклю чает пускатель 14 закрытия и закрыва ет задвижку 5 насоса 2. При отключении последней дождевальной машины задвижка 5 закроется полностью, и контакт 17-1 датчика 17 положения этой задвижки отключит реле 36, останавливая насос 2. При это отключается и реле 39 основного режима, и насосная станция переходит в дежурный режим, поддерживая давление в сети бустерным (вспомогательным) насосом (на чертеже не показан) причем давление Н , при котором вкл чается этот насос, выбирается Б интервале . После отключения реле 39 его контакт 39-1 разомкнут, поэтому первый основной насос включится при давлении , когда подключается дожде вальная машина с расходом, превышающим производительность бустерного насоса. При этом реле 33, 34 и 35 в мени получат питание через контакты 30-1 и 31-1 зеле давлениями через установленный интервал времени контакт 33-1 через реле 36 включит в работу насос 2, как описано выше. При переходе насосной станции в основной режим, когда Н Нц, включается реле 39, в работу вводится блок реле режимных защит насосной станции . При порыве магистрального трубопровода давление Н в коллекторе 1 быстро падает. Когда давление уменьшится до Н HO, замыкается контакт 31-2 реле 31 давления и через замкнутый контакт 39-6 включает реле 42 аварийного отключения . Последнее контактом 42-2 создает цепь самопитания, контактами 42-3, 42-4 и 42-5 включает пускатели 14, 15 и 16 закрытия задвижек 5, 6 и 7 всех работгиощих насосов, а контактом 42-1 отключает реле 33, 34 и 35 времени. Когда задвижки 5, 6 и 7 работающих насосов закроются полностью, разомкнутся контакты 17-1, 18-1, 19-1... датчиков положения зещвижек, отключая реле 36, 37 и 38 и все насосные агрегаты. Насосная станция может быть введена в работу только ремонтным персоналом . Защита от частых включений основHoio насоса при превышении утечками допускаемой величины работает после каждого отключения последнего из работающих насосов. Отключаясь, реле 39 основного режима контактом 39-4 включает реле 40 времени, а контактом 39-5 подготавливает схему реле 41 блокировки отключения. Реле 40 выполняет отсчет заданного времени. Если утечки воды из напорной систеivE i не превышают допускаемых, замыкающийся контакт 40-1 включит реле 41, которое через 41-2 переходит на самопитание, контактом 41-1 отключает реле 40, а контактом 41-3 исключает срабатывание реле 42 при залшкании 3|0-4. Если же утечки превышают допускаемые, давление в коллекторе 1 уменьшится до раньше, чем закончится отсчет времени контактом . Контакт 41-3 включения реле 41 замкнут, поэтому посла замыкания контакта 30-4 реле 42 аварийного отключения получит питание, заблокируется через 42-2, а контактом 42-1 исключит включение основных насосов . Защита насосной станции от многих повреждений (невозможность поддержать установленный режим) функционирует в основном режиме насосной станции, когда замкнут контакт 39-3 в цепи реле 40 времени.При каждом выходе давления за пределы установленного диапазона за1 ыкается контакт 30-3 или 29-1,включая реле 40 времени.Если оборудование исправно и насосная станция че перегружена, манипуляция задвижнами и количеством работающих агрегатов, как показано выше, вернет давление в установленный диапазон, когда замкнувшийся контакт 30-3 или 29-1 разомкнется, возвргицая реле 40 в исходное состояние. Если же какието элементы неисправны или насосная станция перегружена, тогда реле 40 будет продолжать отсчет времени «о зал акания контакта 40-2 в цепи реле 42 аварийного отключения. Последнее включится и остановит насосную станцию (после закрытия задвижек) как описано вьие.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического управления насосной станцией, содержащей .работгиощие на общую магистраль

насосы, на выходном трубопроводе которых установлены дросселиругацие элементы с пускателями открытия и закрытия, реле включения и отключения приводных двигателей насосов, а также реле давления в магистрали, о т л ичающееся тем, что, с целью повЕлиения Нсщежности работы устройства, оно дополнительно содержит блок

реле режимных защит, соединенный своими входами с реле давления, а выходом - с реле отключения приводных двигателей, и датчик максимальной загрузки насосного агрегата, связанный , с пускателем открытия дросселирующего элемента.

2.Устройство по п. 1, отличат ю щ е е с я тем, что датчик максимальной загрузки выполнен в виде реле максимального тока, обмотка которого подключена к статорной цепи приводного двигателя.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о тличаюцееся тем, что пускатели откры ия и закрытия дросселирую5 тих элементов соединены с реле давления, при этом реле давления, связанное с пускателем открытия дросселирующего элемента, соединено с реле включения приводных двигателей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР 443201, кл. F О D 15/00, 12.03.73.

5 2. Временная инструкция по эксплуатации автоматизированных насосных станций наземного типа, ВСН, -Э-2-76., М., 1976 (прототип) .

„

Г

5 /

I

rt

Q.

-

/Г

5

.3

18

г irCKl

о

LlJlJ

Ф

7/

/5

Л7

П.

.

риеЛ

(

6/rffM ае/ге t/npaf/re tfA

., (7jr-7i

.f-r

36-г

зв-г

37-Z

36-3

26

37-3

Z7

38-3

гв

б/гон iffipaS/jeffifA act SuMtfctл v 30-5 ЛУ-«г-И

(.:1--J 39-j.

3739-S

П7-П

3S-ff

13

39-.

JS-2

.

5лок pejjejiewt/MHA/x защ itm Z9-139-S

30-5

29-2

37-5

38-5

39-

-iT

-

ffl-Z

Vj96 4f-5

. 02

i-

f-/

L

. - fS

г-5