Устройство контроля параметров системы автоматического управления режимов работы насосной станции Советский патент 1982 года по МПК F04B49/00 F15B19/00 

ты, выполненные в виде гидравлических или пневматических прессов, блок 3, сравнения расходов, блок 4 защиты, датчики 5 и 6 на входе и датчики 7 и 8 давления на выходе насосной станции (не изображена), блоки 9 и 10 управления исполнительных механизмов 11 и 12 системы автоматического управления, включающей блоки 9 и 10, блок 13 сравнения и задания давления и управляемые с помощью автоматических задатчиков 14 и 15 или ручных задатчиков 16 и 17 генераторы 18 и 19. электрических импульсов с переключателями 20 и 21 На входе. При этом 9 и 10 управления снабжены устайовленными на их выходах электромеханическими преобразователями 22 и 23 перемещения в частоту, входы блока 13 сравнения и задания давления соединены с датчиками 5-8, выходы - с входами блоков 9 и 10 управления, другие входы которых соединены с выходами блока 3 сравнения расходов, причем к входам последнего через генераторы 18 и 19 электрических импульсов подключены выходы электромеханических преобразователей 22 и 23.

Для регистрации параметров служит пульт 24, включающий манометры 25 и 26, счетчики 27 времени, частотомер 28 и светолучевой осциллограф 29.

Устройство контроля параметров системы автоматического управления режимов работы Насосной станции работает следующим образом.

При Нарушении баланса расходов между насосными агрегатами это нарушение ликвидируется путем уменьшения расхода того насосного агрегата, у которого он выше. При этом у другого Насосного агрегата расход увеличивается за счет гидравлической связи по входу и выходу. Нарушение баланса расходов между насосными агрегатами имитируется при помощи ручных задатчиков 16 и 17 и переключателей 20 и 21. Для уменьшения расхода у насосного агрегата, управляемого блоком 9 и исполнительным механизмом 11, переключателем 20 к генератору 18 электрических импульсов подключается задатчик 16 и с его помощью уменьшается частота импульсов генератора IS. На выходе генератора 19 частота импульсов, таким образом, становится больше, чем на выходе у генератора 18. Блок 3 сравнения расходов, сопоставив величины частот сигналов с выходов генераторов 18 и 19, выдает команду на блок 10 управления, который вырабатывает командное воздействие и передает его на исполнительный механизм 12, который отрабатывает управляющее воздействие в сторону уменьшения расхода соответствующего насосного агрегата. Это управляющее воздействие передается через преобразователь 23, автоматический задатчик 15 и переключатель 21 генератору 19.

Одновременно управляющее воздействие от преобразователя 23 передается на автоматический задатчик 14, а от него через переключатель 20 - к генератору 18. При этом генератор 19 уменьщает частоту импульсов, а генератор 18 увеличивает ее до тех пор, пока частоты импульсов на выходе генераторов 18 и 19 не сравняются.

На фиг. 2 показана осциллограмма переходного процесса, записанная осциллографом 29 при имитации этого режима работы. После уменьшения частоты электрических импульсов у генератора 18 до величины, соответствующей условному расходу насосного агрегата, например 100 (кривая б), на выходе генератора 19 частота электрических импульсов, соответствующая первоначальному расходу 225 (кривая а), уменьшается до величины, соответствующей расходу 135 , а у генератора 18 она увеличивается от величины до величины . После этого частота электрических импульсов с выхода генератора 18 и 19 не изменяется и остается постоянной. Графики изменения расхода при регулировании режима работы (фиг. 2) свидетельствуют об отсутствии нежелательных колебательных, процессов, а характер изменения расходов близок к реальному.

Испытания на стенде системы автоматического регулирования при имитации увеличения давления на выходе насосной станции производится следующим образом. Источником 2 давления (прессом, например грузопоршневым манометром) увеличивается давление на 0,3-0,4 МПа выше рабочего (контроль давления осуществляется манометром 25). Давление на выходе воспринимается одновременно датчика.ми 7 и 8 и передается блок 13 в блоки 9 и 10, которые вырабатывают управляющие команды и передают их к исполнительным механизмам 11 и 12, которые через преобразователи 22 и 23 воздействуют на автоматические задатчики 14 и 15 и уменьшают частоту импульсов генераторов 18 и 19, что имитирует уменьшение расхода у каждого насосного агрегата. Имитация уменьшения расхода будет происходить до тех пор, пока источником 2 давления давление, подводимое к датчикам 7 и 8, не уменьшится до рабочего значения. Переходный процесс этого режима работы также регистрируется светолучевым осциллографом 29 На пульте 24.

На фиг. 3 показана осциллограмма переходного процесса на этом режиме работы. Точка в на осциллограмме характеризует переходный процесс в момент увеличения давления на выходе выше рабочего на 0,3 МПа источником 2; точка г - в момент уменьшения этого давления до рабочего (на 0,3 МПа); Qi и Q2 - расходы соответственно первого и второго насосных агрегатов. В данном случае на фиг. 3 показана преобразованная с помощью осциллографа 29 в единицы расхода частота на выходе из генераторов 18 и 19.

Как видно из графиков, изменение расходов Q и Qs происходит при их постоянном равенстве, а характер изменения расходов свидетельствует об устойчивости работы. Таким образом, испытания на стенде осуществляются и на этом режиме в условиях, близким к реальным.

Испытания на стенде системы автоматического регулирования при имитации уменьшения давления на выходе насосной станции и уменьщении и увеличении давления на входе насосной станции производится аналогичным образом с помощью источников 1 и 2 давления.

Испытания в режиме срабатывания системы защиты агрегатов насосной станции, вызванные, например, перегревом масла или охлаждающей жидкости двигателя насосного агрегата, осуществляется с использованием блока 4 защиты и блока 13.

В реальных условиях работы блок 4 защиты при аварийном состоянии одного из основных агрегатов (двигатель, насос, гидромуфта) подает сигнал, представляющий собой обобщенный аварийный сигнал, в блоки 9 и 10 управления,, которые вырабатывают и передают управляющие команды На исполнительные механизмы 11 и 12, которые в свою очередь уменьщают частоту вращения валов двигателей насосных агрегатов вплоть до их остановки.

Испытания на этом режиме работы проводятся в следующей последовательности. Источником 2 давления уменьшается давление на выходе ниже рабочего на 0,3-0,4 МПа, а источником 1 давления давление на входе увеличивается на 0,1-0,2 МПа. Датчики 5-8, измерив это давление, передают соответствующий сигнал череез блок 13 в блоки 9 и 10 управления, которые передают командное воздействие к исполнительным механизмам 11 и 12, которые в свою очередь через преобразователи 22 и 23 и автоматические задатчики 14 и 15 начинают увеличивать частоту электрических импульсов на выходе генераторов 18 и 19, имитируя увеличение расхода. В этот момент имитируют аварийное состояние агрегата подачей аварийного обобщенного сигнала от блока 4 в блок 13 (точка е На фиг. 4). В результате этого блок 13 отключает от блоков 9 и 10 управления датчики 5-8 и подключает к ним блок 4. Сигнал от блока 4 происходит к блокам 9 и 10, воздействующим на исполнительные механизмы 11 и 12, которые имитируют уменьшение частоты вращения валов двигателей насосных агрегатов и через преобразователи 22 и 23 и автоматические задатчики 14 и 15 передают команды на уменьшение частоты импульсов генераторов 19 и 18 до нуля.

Основным показателем, характеризующим качество работы системы управления, является постоянное равенство расходов между насосными агрегатами в период увеличения и уменьшения частоты вращения валов двигателей при устойчивости ее работы, а также продолжительность времени, за которое расход у каждого из насосных агрегатов уменьшается до нуля.

На фиг. 4 показана осциллограмма переходного процесса при данном режиме работы. На осциллограмме обозначены; точка д - момент, когда источником 1 давления увеличили давление на входе на 0,1 МПа, а на выходе источником 2 уменьшили давление на 0,3 МПа; точка а характеризует систему в момент подачи обобщенного аварийногв сигнала от блока 4 в

блок 13.

Как видно из фиг. 4, изменение расходов у каждого из насосных агрегатов происходит при постоянном их равенстве, а продолжительность уменьшения расхода

до нуля равна 20 с, что соответствует требованиям, предъявляемым к системе автоматического управления насосной станции. Таким образом, устройство позволяет проводить испытания системы автоматического управления режима работы

Насосной станции при условиях, близким к реальным, и получать необходимые переходные характеристики, по которым определяются работоспособность и устойчивость работы при всех возмущениях.

Применение изобретения позволяет повысить быстродействие при контроле параметров системы автоматического управления без использования дорогостоящих насосных установок и без сооружения резервуарного парка, трубопроводных коммуникаций и специальных помещений с аппаратурой во взрывобезопасном исполнении.

Использование изобретения позволяет повысить быстродействие и упростить конструкцию систем регулирования, защиты

И испытаний насосных станций.

Формула изобретения

Устройство контроля параметров системы автоматического управления режимов работы насосной станции, содержащее источники давления, блок сравнения расходов, блок защиты и датчики давления на входе и выходе насосной станции, связанные с

блоками управления исполнительных механизмов системы автоматического управления, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения конструкции, оно снабжено блоком сравнения и задания давления, управляемыми генераторами электрических импульсов с переключателями на входе по числу блоков управления, каждый из которых снабжен электромеханическимпреобразователем

перемещения в частоту, установленным на его входе, а источники давления выполнены в виде гидравлических или пневматических прессов, при этом входы блока сравнения и задания давления соединены с датчиками

давления, выходы - с входами блоков управления, другие входы которых соединены с выходами блока сравнения расходов, а к входам последнего через генераторы электрических импульсов подключены выходы электромеханических преобразователей.

Источники информации, иринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 846789, кл. F 04 В 49/00, 1979.

ч

WO

2

/

150

Ql