Устройство автоматического контроля и защиты насосной станции Советский патент 1982 года по МПК F04D15/00 

(5) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ И ЗАЩИТЫ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

I

I Изобретение относится к автоматическому управлению системами водоснабжения и может быть использовано для контроля и защиты станции насосных агрегатов, работающих на общий напорный трубопровод.

Известно устройство автоматичесГкого контроля и защиты насосной станции, содержащее датчики давления, установленные на трубопроводах, задатчики давления, блок сигнализации группу сравнивающих устройств, входами подключенных к датчикам и задатчикам давления, а выходами связанньрс с блоком сигнализации, и пороговый элемент давления, связанный с 6дш4м из датчиков давления и с приводом, станции Dj

Недостатком этого устрюйства является низкая надежность.

Целью изобретения является повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, чть yctpoйcтвo снабжено датчиками

и эталонными моделями потребляемой приводом мощности, группой дополнительных сравнивающих устройств, двумя блоками компараторов и блоком селективной диагностики, при этом каждое из дополнительных сравнивающих устройств входами связано с датчиками и эталонными модел ями потребляемой мощности, выходы каждой из групп сравнивающих устройств подключены

to через один из блоков компараторов ко входам блока диагностики, выходы которого связаны с гриводом и с блоком сигнализации.

На чертеже изображена схема уст15ройства автоматического контроля и защиты насйсной станции.

Устройство содержит датчики давления 1-4, установленные на трубопроводах 5-8, соответственно, задат20чики давления, объединенные в блок 9, блок сигнализации 10, группу сравнивающих устройств 11-13, пороговый элемент давления И, сравнивающее 3918 устройство 15, датчики давления 16-18 и эталонные модели 19-21 потреблявмои мощности, группу дополнительных сравнивающих устройств 22-2,. блоки компараторов 25 и 26, и блок 27 селективной диагностики. Насосная станция выполнена, например, в виде трех насосных агрегатов, имеющих подпорные насосы 28-30 с пусковыми аппаратами , высоконапорные насосы 3 36 с пусковыми аппаратами и с электродвигателями привода (на чертеже не изображены ji и трансформаторы напряжения и тока АО-А2, установленные на выходе пусковыхаппаратов 37 39. Высоконапорные насосы подключены к трубопроводу 8 через коллектор 3. Устройство работает следующим образом. Сигнал от датчика k давления,пропорциональной текущему давлению Р на выходе коллектора 8, поступает на входы эталонных моделей 19-21 потребления мощности исправными высоконапорными насосами с исправным Tpy6onpo водом. На выходах моделей 19, 20 и 21 формируются сигналыЛ/э1 .Wja и Wg,npoпорциональные мощности, которую должен потреблять каждый исправный высоконапорный насос. Одновременно по значениям токов и напряжений, снимаемых с трансформаторов , на выходах датчиков давления 16, 17 и 18 фор мируются сигналы V/J. W и V/j пропорциональные действительной потребляемой мощности. После сравнения модельных WjL мощностей и действительных Wj мощностей, ,2,3 где - номер насоса, в соответствующих элементах сравнения 22, 23 и 2k на их выходах появляются сигналы bUj 1/з1 -W , 1 1,2,3, пропорциональные отклонениям эталонной мощности от действительной мощности потребляемой каждым насосом, которые поступают на соответствующие входы каналов блока компараторов 2б. Вследствие того, что каждый I-и канал блока компараторов 2б настраивается на средний уровень сравнения, равный значению мощности, потреб ляемой исправным высоконапорным насосом в номинальном режиме, а ширина i-ro канала, равная значению соответ ствующего порогу.срабатывания I-го канала, т.е. установленной заранее чувствительности по фиксированию си|- налов отклонения относительно минимального и максимального их значений 4 то на двух выходах каждого i-ro канаа компаратора формируются сигналы логических уровней О или 1. И так как высокие уровни значении этих сигналов на обоих выходах i-ro канала компаратора не совпадают, то это эквивалентно формированию логических комбинаций сигналов, которые соответствуют отношениям +5W , /W -W3i/: Ц al несущих определенную порцию информации о номере на-, coca и его рабочем состоянии. Таким образом, при величине отклонениял1Я. превышающей допустимое i}Wi установленного порога значение срабатыв.ания i-ro канала компаратора, т.е. / W. ,срабатывает t-й канал блока компараторов 26, передавая порцию информаци-и, соответствующей номеру неисправного насоса, в блок 27 диагностики для анализа ситуаций и выявления причины неисправности. Параллельно от датчиков давления 1, 2 и 3 на входы сравнивающих устройств 11, 12 и 13 подаются сигналы, пропорциональные соответственно текущим подпорам hj , hj и hj, на входе в каждый высоконапорный насос, для сравнения их с сигналами требуемого подпора hgi , hoa и hoj на входах насосов, поступающие с выходов блока задатчиков 9. Сигналы рассогласования ДН| Нд|-Н; I 1 1,2,3, с выходов сравнивающих устройств 11, 12 и 13 поступают на входы соответствующих каналов блока компараторов 25, на выходах которых, как и в блоке компараторов 26, формируются логические комбинации сигналов, соответствующие отношениям hj hoivfhi, /h-,-hj,-, и hf h0i -Ohj f где §h, ширина noporS срабатывания i-ro канала блока компараторов 25, и несущие вторую порцию информации о насосе и его рабочем состоянии. При превышении сигналами рассогласования д hj допустимого значения оhj установленного порога срабатывания 1-го канала блока компараторов 25. т.е. /Ah| , С| абатывает i-й канал компаратора. передавая дополнительную порцию информации о неисправном насосе в блок 27 селективной диагностики для анализа ситуаций и выявления причины неисправности. В блоке 27 селективной диагностики выходные сигналы блоков компараторов 25 и 26 в форме логических комбинаций, соответствующих номерам неисправных насосов, подвергаются анализу для пЬлучения решения об отключении неисправного насоса и выдачи селективной информации в блоке сигнализации 10 о причине и месте неисправности в насосной станции. После решения задачи об отключении того или другого неисправного насоса и установления причины неисправности с одной группы выходов блока 27 селективной диагностики поступают сигналы через соответствующие входы на пусковые аппараты 31 и 37 или 32 и 38, или 39 и 33, для отключения соответствующих высоконапорного и подпорного насосов, а с другой группы выходов - в блок сигнализации 10. В блоке диагностики реализован алгоритм, отображающий диагностический граф всевозможных ситуаций, возникающих в насосной станции.состоящей из параллельных насосов, и которые выявляются по совокупности логических комбинаций на выходах компараторов на основании текущих значений контролируемых параметров. Благодаря этому в блоке диагностики путем сопоставления логических комбина ций анализируются всевозможные ситуа ции, возникающие в процессе эксплуатации параллельных насосов. Например, при отклонении сигнала АР на выходе сравнивающих устройств 15f пропорционального разности текущего давления Р, на выходе коллектора 43 и заданного Рр , снимаемых соответственно от датчика 4 давления и блока задатчиков 9, меньше установленного значения 5Р - порога срабатывания порогового элемента 14, т.е. АР«(Р-Ро ) 0Р, что свидетельствует об изменении давления насосов в зоне номинального режима, и сигналы отклонения Дh| доя всех высоконапорных насосов меньше ширины Ahj порогов срабатывания каналов блока компараторов 25 (подпоры тоже нормальные)| а сигнал отклонения действительной потребляемой мощности от эталонной для неисправного насоса при нормальном давлении и подпоре отрицательный (мощность уменьшилась), например, дляДУ/(-о1/, и остальных /AW, где то следует вывод: трубопроводы исправны. (иначе понизилось бы давление в коллекторе 43 из-за утечки), а неисправен высоконапорный насос 34; причины неисправности: износ поршневой системы (или рабочих колес центробежных 56 насосов)f снижение характеристики насоса из-за протечки или подсосов, что и вызвало недопустимое снижение подачи. Для всех возможных на практике случаев, возникающих при различных комбинациях контролируемых параметров, предусматриваются алгоритмы диагностического контроля, Для повышения быстродействия защиты всего блока параллельных насосов от чрезмерного повышения давления и трубопровода 8 с коллектором A3 от утечек, выходные сигналы выходных цепей блока 27 селективной диагностики и порогового элемента 14, коммутирующие входные цепи пусковых аппаратов 37 и 31, 38 и 32, 39 и 33 насосов, развязаны. Если на выходе сравнивающего устройства 15 сигнал отклонения АР, вызванный чрезмерным повышением или чрезмерным снижением давления Р относительно заданного давления Ра блоком задатчиков 9, превышает допустимое значение Sp порога срабатывания элемента И, т,е. или , то при срабатывании элемента Ik сформированный на его выходе сигнал через дополнительные входы в пусковых аппаратах 37, 38, 39 и 31, 32, 33 отключает все насосы. Применение данного изобретения в системах водоснабжения обеспечивает надежную и бесперебойную работу насосНОИ станции в нормальном режиме, контроль рабочего состояния и защиту каждого из насосов и трубопроводов с запорной арматурой, что уменьшает их износ увеличивает срок службы, создает предпосылки для проведения своевременных профилактических, осмотров, ремонтов и быстрого устранения выявленных неисправностей. Формула изобретения Устройство автоматического контроя и защиты насосной станции, содеращее датчики давления, установленные а трубопроводах, задатчики давления, ло.к сигнализации, группу сравниваюих устройств, входами подключенных к датчикам и задатчйкам давления, а ыходами связанных с блоком сигналиации, и пороговый элемент давления, вязанный с одним из датчиков давления с приводом станции, отличающ е е.с я тем, что, с целью повышения надежности, устройство снабжено датчиками и эталонными моделями потребляемой приводом мощности, группой дополнительных сравнивающих устройств,s двумя блоками компараторов и блоком селективной диагностики, при этом каждое из дополнительных сравнивающих устройств входами связано с датчиками и эталонными моделями потреб- ю

ляемой мощности, выходы каждой из групп сравнивающих устройств подключены через один из блоков компараторов к входам блока диагностики, вы ходы которого связаны с приводом и с блоком сигнализации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № , кл. F 0 О 15/00,, 1972.