Устройство для управления техноло-гичЕСКиМ пРОцЕССОМ, НАпРиМЕР ВОдО-ОТлиВОМ шАХТ Советский патент 1981 года по МПК G05B11/00 

1

Изобретение относится к классу систем автоматического управления и может быть применено для водоотливных установок шахт, карьеров и рудников ,колориферных.холодильных компрессорных и других установок, работающих по принципу двухпозициоиногб управления в функции сигналов датчиков параметров технологического процесса.

Известны системы автоматического управления технологическими процессами, содержащие датчики различных параметров процесса, подключенные через программные, логические и решающие блоки к системе управления исполнительными механизмами {.

Общим недостатком систем с такой структурой и межблочными связями является отсутствие учета графика нагрузки энергосистемы при управлении насосными агрегатами. Так как уровен воды в водосборнике к моменту начала периода максимума нагрузки энергосистемы есть величина случайная, а емкость водосборника рассчитана на прием только несколькочасового притока (например четырехчасового для шахт), то насосы откачивают воду в периоды максимальной нагрузки энергосистемы, а их приводные двигатели в этот период потребляют электроэнергию повышенной стоимости, что экономически нецелесообразно.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее реле времени, которое включает в себя программное реле времени и генератор тактовых импульсов. К выходам реле

0 времени подклечен логический блок, выход которого совместно с одним из выходов реле времени через первый элемент совпадения связан с датчиком притока воды. Другой выход ло5гического блока совместно с выходом датчика притокаводы через второй элемент совпсщения-соединен с решающим блоком, второй вход которого через третий элемент совпсшения свя0зан с реле времени. Выход решающего блока соединен с реле времени, датчиком притока воды, логическим блоком и блоком управления приводом насоса в функции уровня воды в во5досборнике, к датчикам нижнего и верхнего уровней которого подключен логический блок 2.

Однако при автоматическом управлении насосными агрегатами в функции уровня воды в водосборнике и с уче0том периодов максимума нагрузки энер госистемы с помощью известного устройства не обеспечивается полностью внепиковое потребление энергии водоотливом, так как им не учитываются изменения подачи (производительности) насосной установки, степень заиленности регулировочной части водосборника и не предусматривается принудительное включение насосного агрегата в периоды .провала в графике нагрузки энергосистемы. Поэтом насосные установки откачивают воду час тично в периоды максимума нагрузки энергосистемы, что экономически невыгодно. Цель изобретения - повыгление экономичности устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство для управления технологическим процессом, например водоотливом шахт, содержащее генератор импульсов и программное реле време И ВЫХОД которого подключены к первьп входам последовательно соеди;енмЕз1Х первого счетчика импульсов и блока управления приводом насоса, втзедены второй, третий к четвертый .;:;ег-|лки импульсов, инвертор, первый и второй делители частоты, блок сра;п;те;-:ил кодов и датчик производитель:-иости насоса, выход которого подключен к пер выг-1 уггравляющим входам первого делителя частоты и второго счгетчика им пульсов и через инвертор - к управляющему }зходу третьего счетч гка импульсов, причем первые счетные входы первого делителя частоты к второго счетчика импульсов непосре дствеино, а третьего счетчика импульсов через второй делитель частоты связанг с выходом генератора импульсов, а выходы 7вгорого и третьего счетчиков импульсов подключены ко входам блок сравнения кодов, выход которого через четвертый счетчик импулгзсов свя зан со вторым счетным входом первог делителя частоты, второй управляющи вход которого подключен к выходу пр граммного реле времени, а выход - к второму входу первого счетчика импульсовНа чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. УСТРО.ЙСТВО для управления технологическим процессом содержит генератор 1 импульсов и npo.pa№v.Hoe рел 2 времени, выходы которого подключе нн к первьм входам последовательно соединенных блока 3 управления при. водом насоса и первого счетчика импульсов 4, Выход датчика производительности насоса 5 подключен к первым управляющим входам первого делителя 6 частоты и второго счетчика импульсов, являющегося датчиком вре мени опорожнения водосборника и через инвертор 8 - к управляющему вхо третьего счетчика 9 импульсов, являю емуся датчиком времени заполнения одосборника. Первые счетные входы елителя 6 и счетчика 7 непосредственно, а счетчика 9 через второй.делитель 10 частоты связаны с выходом генератора 1 импульсов, а выходы счетчиков 9 и 7 подключены ко входам блока 11 сравнения кодов, вькод которого через четвертый счетчик 12 импульсов связан со вторым счетным входом делителя б. Второй управляющий вход делителя частоты 6 подключен к выходу программного реле 2 времени, а выход - ко второму входу счетчика 4 импульсов. Программное реле 2 времени представляет собой часовое устройство с суточной программой и элек- троконтактными выходами. Делитель частоты 6 состоит из счетчика импульсов, дешифратора его состояний и схемы управления. Счетчик 4- импульсов включает в себя собственно счетчик и дешифратор его состояний. Датчик 5 выполнен на оптроне и формирователе импульсов, которые располагаются в сигнальном табло диспетчера у лампы, сигнализирующей о наличии подачи водоотливной установки. Совокупный учет изменения основных возмущающих факторов системы управления (притока, подачи, заиленности водосборника) производится путем определё1-шя отношения периода времени работы водоотливной установки к периоду времени заполнения регулировочной частоты водосборника. Измэрение этих периодов времени производится счетчиками 7 и 9 соответственно путем подсчета тактовых импульсов генератора 1, поступающих на счетные входы счетчика 7 непосредственно, а счетчика 9 - через делитель 10 частоты. Управление работой счетчиков, 9 и 7 производится выходным сигналом датчика 5, который поступает на управляющие входы счетчика 7 непосредственно, а счетчика 9 - через инвертор 8. При заполнении водосборника разрешается работа счетчика 9, а при откачке воды - счетчика 7 , В период работы с.четчика 7 блоком 11 производится сравнение кодов счетчиков 7 и 9. При равенстве этих кодов на выходе инвертора 8 появляется сигнал, счетчик устанавливается в нулевое состояние, затем продолжается новый цикл подсчета тактовых импульсов, число срабатываний инвертора 8 подсчитывается счетчиком 12 и однозначно характеризует отношение периодов времени работы водоотливной установки и заполнения водосборника. Выходной сигнал счетчика 12 поступает на вход делителя 6 частоты и определяет период следования его тактовых выходных импульсов, поступающих на вход счетчика 4, Программное реле 2 времени настраивается так, что его выходной сигнал появляется ровно посредине перида времени между началом двух периодов максимума нагрузки энергосистемы и исчезает в момент начала периода максимума. По этому сигналу счетчик 4 начинает подсчет тактовых импульсов времени, поступающих на fero счетный вход с генератора 1 через делитель 6 частоты. В момент отключения водоотливной установки по сигналу с датчика 5 и при наличии выходного сигнала программного реле 2 времени частота следования тактовых импульсов на выходе делителя частоты 6 повышается на величину, зависящую от значения выходного сигнала счетчика 12. При подсчете счетчиком 4 определенного количества импульсов дешифратор его состояния выдает сигнал принудительного включения водоотливной установки в блок управления приводом насоса 3. Этим сигналом насосный агрегат включается в работу. в такой момент времени, что к началу периода максимума энергосистемы водосборник полностью освобождается от воды, и время технологического перерыва в работе водоотлива полностью совпадает с периодом максимума энергосистемы, чем и достигается поставленная цель. В зависимости от настройки программное реле 2 време. ни может также выдавать сигнгил непосредственно в блок управления приводом насоса 3 на включение водоотливной установки в периоды провала в графике нагрузки энергосистемы.

Экономический эффект от внедрения устройства для шахт Минуглепрома СССР составляет в среднем 29 тыс, руб. на одну шахту.

Формула изобретения .

Устройство для управления технологическим процессом, например -водоотливом шахт, содержащее генератор импульсов и программное репе времени, выходы которого подключены к первым входам последовательно соединенных перового счётчика импульсов с И блока управления приводом насоса, отличаю щеес я тем, что, с целью повышения экономичности устройства, оно содержит второй, третий и четвертый счетчики импульсов, инвертор, первый и второй делители

0 частоты, блок сравнения кодов и датчик производительности насоса, выход которого подключен к первым управляющим входам первого делителя частоты и второго счетчика импульсов

5 и через инвертор - к управляющему входу третьего счетчика импульсов, причем первые счетные входы первого делителя частоты и второго счетчика импульсов непосредственно, а

0 третьего счетчика импульсов через второй делитель частоты связаны с выходом генератора импульсов, а выходы второго и третьего счетчиков импульсов подключены ко входам блока

5 сравнения кодов, выход которого через четвертый счетчик импульсов связан со вторым счетным входом первого делителя частоты, второй управляющий вход которого подключен

Q к в б 1ходу программного реле времени/ а выход - ко второму входу первого счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 421980, кл. G 05 D 9/12,1975.

2. Авторское свидетельство СССР 40 448434, кл. G 05 В 19/02, 1974 (прототип).