SU1038418A1 - Устройство дл управлени шахтной водоотливной установкой - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАХТНОЙ ВОДООТЛИВНОЙ УСТАНОВКОЙ, содержащее датчики нижнего, верхнего, повышенного и аварийного уровней, которые подключены к одним соответствующим входам блока управлени , два выхода которого подключены к пускател м главного и заливочного насосов, блок питани , соединенный с блоком управлени  и блок сигнализации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности управлени  и снижени  энергозатрат, оно снабжено таймером , датчиками промежуточного уровн  и по их числу ключами, причем датчики промежуточного уровн  подключены к одним из входов соответствующих ключей, выходы которых соединены с другими соответствующими входами бло- i ка управлени , другие входы ключей (Л подключены к соответствующим выходам таймера, третий выход блока управлени  соединен с блоком сигнализации, а датчики промежуточного уровн  расположены между датчиками нижнего и верхнего уровней, DO 00 4 эо

Description

1 . 1 Изобретение относитс  к автоматизации технологических процессов угол ных шахт и может быть использовано дл  организации автоматизированного управлени  главными водоотливными установками Известна система оплаты за пользование электроэнергией на предпри ти х , при которой производитс  оплата не только за установленную мощность и количество потребленной электроэнергии, но и за участие в потреблении электроэнергии в период максимума потреблени  энергосистемы уоплата единицы установленной мощности , котора  включаетс  в часы мак симума потреблени  энергосистему). На угольных шахтах имеетс  целый р д потребителей электроэнергии, временное отключение которых не оказывает существенного вли ни  на ход производственного процесса на шахте, за счет исключени  случаев работы данны потребителей в часы максимума потреб лени  энергосистемы можно существенно 25 снизить затраты на энергоснабжение шахты. К данным потребител м электроэнергии относ тс : цех зар дки аккумул торных батарей, компрессорна , подъемные установки вспомогательных стволов, установки главного водоотлива и т.д. Однако некоторые из перечисленных потребителей выполн ют функ ции жизнеобеспечени  шахты и их отключение без соблюдени  определенных условий может привести к аварии, в частности это относитс  к установкам главного водоотлива. При этом объем водосборника главного водоотлива рассчитан на трехчасовой приток воды без ее откачки. Дл  шахт установлены часы максимума потреблени  энергосистемы два раза в сутки (в течение 3 ч каждый ), т.е. существующие водосборники в принципе могут обеспечить полный сбор стоков воды шахты в часы максимума потреблени  энергосистемы и, таким«образом, исключить работу установок главного водоотлива в это врем . оПри этом можно существенно снизить затраты на энергоснабжение шахТы в результате исключени  Мощностей установок главного водоотлива из мощностей , за вл емых дл  оплаты за учас тие в максимуме потреблени  энергосистемы . Так, на угольной шахте может быть от 1 до 3 и более (по количеству разрабатываемых горизонтов) водоотлив18 ных установок, на каждый из которых имеетс , как правило, три насосных агрегата мощностью до 120-150 кВт каждый . Их исключение из работы в часы максимума потреблени  энергосистемы может  витьс  крупным резервом дл  снижени  затрат на энергоснабжение угольных шахт. Известно информационно-измерительное устройство учета и контрол  энергии , включающее датчики, аппаратуру телемеханики, линию св зи и информационно-вычислительное устройство. Данное устройство позвол ет производить управление энергопотреблением в часы максимума потреблени  электроэнергии , причем -это управление сводитс  к отключению так называемых регул торов энергопотреблени  при превышении установленного уровн  энергопотреблени  в часы максимума энергопотреблени  ij . Недостатком данного устройства  вл етс  его низка  надежность, обусловленна  наличием аппаратуры телемеханики , предназначенной дл  передачи информации из подземных горных выработок, где расположены потребители электроэнергии, к пункту управлени  с программируемым устройством вычислительной машиной, котора  круглосуточно производит сбор и обработку информации о потреблении электроэнергии по шахте в целом и по отдельным крупным энергопотребител м. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  управлени  шахтной водоотливной установкой, содержащее детчики нижнего, верхнего, повышенного и аварийного уровней, которые подключены к одним собтветствующим входам блока управлени , два выхода которого подключены к пускател м главного и заливочного насосов, блок питани , соединенный с блоком управлени , и блок сигнализации. Устройство позвол ет производить в автоматическом режиме контроль и управление водоотливной установкой без передачи команд управлени  с поверхности , что повышает надежность работы 2 . Недостатком известного устройства  вл етс  ограниченность его функциональных возможностей, так как оно не исключает работу водоотлива максимума энергопотреблени . То есть в данном случае насосный агрегат 31 включаетс  в работу при достижении уровнем воды в водосборнике верхнего ypoBHiR, и это включение может произойти и в часы максимума потреблени энергосистемы, что делает необходимы за вление мощности данных установок в потреблении в период максимума потреблени  энергосистемы, т.е. при этом повышаютс  затраты на электроэнергию . Цель изобретени  - повышение точности управлени  и снижение энергозатрат . Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл  управлени  шахтной водоотливной установкой, содержащее датчики нижнего, верхнего, повышенного и аварийного уровней которые подключены к одним соответствующим входам блока управлени , два выхода которого подключены к пускател  главного и заливочного насосов, блок питани , соединенный с блоком управлени , и блок сигнализации, снабжено таймером, датчиками промежуточного уровн  и по их числу ключами, при- . чем датчики промежуточного уровн  по ключены к одним из входов соответствующих ключей, выходы которых соединены с другими соответствующими входами блока управлени , другие входы ключей подключены к соответствующим выходам таймера, третий выход блока управлени  соединен с блоком сигнали зации, а датчики промежуточного,уров н  расположены между датчиками нижне го и верхнего уровней. На фиг. 1 представлена функционал на  схема устройства дл  управлени  шахтных водоотливных установок; на фиг. 2 - диаграмма сигналов на выход таймера, датчика промежуточного уров н  и ключей в часы максимума потреблени  энергосистемы. Устройство содержит датчики нижнего 1, верхнего 2, повышенного 3 и аварийного t уровней, блок 5 управ лени  насосом, блок 6 питани , пускатели 7 и 8, главный 9 и заливочный 10 насосы, блок 11 сигнализации в по мещении диспетчера, таймер 12, ключи и датчики 17-20 промежуточного уровн . Блок управлени  предста л ет, собой стандартный блок. Работа устройства осуществл етс  следующим образом. На таймере 12 устанавливаетс  вре м  включени  в работу (Т) датчиков промежуточного уровн , предназначен84 ных дл  работы в часы, предшествующие наступлению периода максимума потреблени  энергосистемы. Это врем  определ етс  из выражени  Н.Н. отк. макс мин отк.макс где Q - объем водосборника, м , q - производительность главного, насоса, м/мин; н,м врем  начала максимума потреблени  энергосистемы, мин; 01 к макс ВР откачки водосборнику, Врем  откачкч водосборника, как правило, в течение суток мен етс  незначительно , поэтому достаточно точно определ етс  дл  конкретных условий экспериментально с учетом притока воды в процессе откачки водосборника. Возможно определение его и по сигналам , поступающим от датчиков промежуточного уровн  по скорости заполнени  водосборника, и если эта величина отличаетс  от экспериментально установленной больше, чем величина допустимой ошибки, то возможна корре ктировка времени включени  в работу . таймера с тем, чтобы к моменту начала периода максимума потреблени  энергосистемы водосборник был заполнен до нижнего уровн . В период, предшествующий времени включени  в работу датчиков промежуточного уровн , определ емого по указанной зависимости, работа установки осуществл етс  следующим образом . При. достижении уровнем воды в водосборнике верхнего уровн  сигнал от датчика 2 верхнего уровн  поступает на вход блока 5 управлени  насосом, в котором вырабатываетс  сигнал на включение через пускатели 7 и 8 главного 9 и заливочного 10 насосов. Одновременно на блоке 11 сигнализации в помещении диспетчера отображаетс  сигнал о заполнении водосборника до верхнего уровн . Заливочный насос 10 предназначен дл  запуска главного насоса 9 и после его включени  отключаетс . После достижени  уровнем воды в водосборнике нижнего уровн  сигнал от датчика 1 нижнего уровн  поступает на вход блока 5 управлени  насосом, где вырабатываетс  сигнал на отключение главного насоса 9. Ha блоке 11 сигнализации в помещении диспетчера отображаетс  сигнал о том, что уровень воды в водосборнике соответствует своему нижнему уровню. Датчики промежуточного уровн  подключены к входу блока 5 управлени  через ключи, управл емые с помощью таймера 12. Датчики промежуточного уровн  установлены в водосборнике меж ду датчиками нижнего 1 и верхнего 2 уровней. Количество датчиков промежуточного уровн  определ етс  точностью работы водоотливной установки и выбираетс  в соответствии с конкретными услови ми, т.ё,- объемом водосборника, продолжительностью периода максимума потреблени  энергосистемы и т.д. Таймер 12 имеет количество выходов, пропорциональное количеству датчиков про межуточного уровн . На каждом из выходов таймера 12 последовательно в течение времени Т, определ емого из выражени  TOT к. макс Тв.п, количество датчиков промежуточного уровн ; врем  заполнени  водосборника от верхнего уровн  до повышенного уровн , присутствует сигнал, разрешающий прохождение сигнала от датчика промежуточного уровн  через соответствующий ключ 1 на вход блока 5 управлени  насосом. Рассмотр.им работу установки при наступлении времени Т включени  датчиков промежуточного уровн . Если в момент наступлени  времени Т уровень воды в водосборнике достиг верхнего уровн , сигналот датчика 2 верхнего уровн , так же, как и в случае, описанном выше, поступит на вход блока 5 управлени  насосом, главный насос 9 включитс  и отключитс  после достижени  нижнего уровн  воды в водосборнике . Как было указано-, емкость водосборника достаточна дл  сбора воды в течение периода максимума потреблени  энергосистемы без дополнительного включени  главного насоса 9« Если уро вень воды в водосборнике не дост-иг к моменту времени Т верхнего уровн . то через промежуток .времени Т (т.е. в момент времени Т-Т) на первом выхо де таймера 12, подключенного к цепи управлени  ключа 13 по витс  сигнал. открывающий его. Если за последующий период времени Тр уровень воды в водосборнике не достигнет уровн , соответствующего включению датМика 1 промежуточного уровн , главный насос 9 Ие включитс . В последующий период времени Тп (Т-2Тг,)сигнал присутствует на втором выходе таймера 12, подключенного к цепи управлени  ключа И. При этом, если уровень воды в водосборнике не достиг уровн  включени  датчика 18, главный насос 9 также не включитс . Если, например, в период времени, когда открыт ключ 1, уровень воды в водосборнике достигнет уровн  включени  датчика 18 промежуточного уровн , сигнал от этого датчика через открытый ключ 1 поступает на вход блока 5 управлени , где вырабатываетс  команда на включение заливочного 10 и главного 9 насосов , Одновременно сигнал от датчика 18 промежуточного уровн  поступает через блок 5 управлени  насосом на сигнальное табло 11 в помещении диспетчера 11, сигнализиру  об уровне воды в водосборнике. Главный насос 9 при этом после достижени  уровнем воды в водосборнике своего нижнего значени  (сработает датчик 1 нижнего уровн ) отключитс , так же как и в случае, описанном выше. При этом момент достижени  нижнего уровн  воды в водосборнике соответствует моменту наступлени  периода максимума потреблени  энергосистемы. Работа таймера 12 осуществл етс  независимо от работы главного насоса 9, после включени  которого сигналы от датчиков 19-20 промежуточного уровн  поступают через последовательно открывающиес  ключи 15-16 и блок 5 управлени  насосом на блок сигнализаций в помещении диспетчера , си гнализиру  об уровне воды в -водосборнике. I Наличие датчиков 17-20 промежуточного уровн  установленных между датчиками нижнего 1 и верхнего 2 уровней, позвол ет выбрать оптимальный режим управлени  насосным агрегатом 9, имеющим , как правило, большие пусковые токи ., Предлагаемое устройство позволит производить однократное включение насосного агрегата и при этом к моменту начала периода максимума потреблени  энергосистемы уровень воды в водосборнике будет на нижнем уровне.

7lOjSiie8

На шахте может быть до дес ти иемое устройство позволит снизить ееболее насосных агрегатов дл  откачкиличину за вл емой мощности в период

воды, мощность которых составл етмаксимума потреблени  энергосистемы

.120-150 кВт. Таким образом ,предлага-на1200-1500 кВт и более.

doffocSopHUM

/f

СрцгЛ

ТТ-ТпТ Гг7T-ffTn r./ t cpus .Z

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШАХТНОЙ ВОДООТЛИВНОЙ УСТАНОВКОЙ, со— д^жащее датчики нижнего, верхнего, повышенного и аварийного уровней, которые подключены к одним соответствующим входам блока управления, два выхода которого подключены к пускателям главного и заливочного насосов, блок питания, соединенный с блоком управления и блок сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления и снижения энергозатрат, оно снабжено таймером, датчиками промежуточного уровня и по их числу ключами, причем датчики промежуточного уровня подключены к одним из входов соответствующих ключей, выходы которых соединены с другими соответствующими входами бло- о ка управления, другие входы ключей подключены к соответствующим выходам таймера, третий выход блока управления соединен с блоком сигнализации, а датчики промежуточного уровня расположены между датчиками нижнего и верхнего уровней, >