SU1041991A1 - Устройство дл управлени циркул рционной электродиализной установкой - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРЛВЛЕ- . НИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗНОЙ УСТАНОВКОЙ , содержащее датчик верхнего уровн  в емкости очШценной воды , пускатель вьтр мительного агрегата , реверсивный пускатель двигател  лабиринтных насосов,.блок пуска и логический блок, о т л и ч а ю щ е ее   тем, что, с целью повышени  надежности устройства, оно .снабжено программным блоком и узлом управлени , содержащим элементы И-НЕ и ИМПЛИКАЦИЯ, причем первый выход программного блока соединен с первым входом элемента И-НБ, второй вход которого подключен к выходу элемента ИМПЛИКАЦИЯ, соединенного своим первым входом с выходом блока пуска и BTOpjM входом - с датчиком верхнего уровн  в емкости.очищенной воды, выход элемента И-НЕ св зан с входом программного блока, второй, третий, четвертый и п тый выходы которого подключены соответственно к п.ервому,второму/ третьему и четвертому входам логического блока, п тый вход логического блока соединен с выходом блока пуска, первый выход логического блока св зан с пускателем выпр мительного агрегата, а второй и третий выходы - с реверсивным .пускателем двигател  насосов. Г2 . Устройство по П.1, о т ли чающее ей тем, что логический блоксодержит элемент ЦЛИ, первый и второй элементы ЗАПРЁТ, первый и второй элементы НЕ, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий элементы ПАМЯТЬ, причем nispBHe входы первого и второго элементов ЗАПРЕТ соединены с п тым входом логического блока, второй -вход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с первым входом элемента ИЛИ и с вторым входс 1 логического блока, а выход - с первым входом первого элемента И и с входом первого элемента НЕ соответственно подключенных выходами к первому и второму входам первого элемента (О ПАМЯТЬ, выход которого соединен с первым выходом логического блока, второй вход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к четвертому входу логического блока, выход второго элемента ЗАПРЕТ сое динен с входом втородо элемента НЕ, с первыми входами второго и треть4 его элементов И, первый вход логического блока соединен с входом первого э 1емента И и с Г вторым входом второго элемента И, подключенного выходом к первому СО . входу второго элемента ПАМЯТЬ, вы- : ход которого св зан с вторым выходом логического блока, третий вход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, подключенного выходом к первому входу третьего элемента ПАМЯТЬ, выход которого соединен с третьим выходом логического блока, а выход второго элемента НЕ подключен к второму входу второго и третьего элементов ПАМЯТЬ.

Description

Изобретение относитс  к системам управлени  технологическими цикличе кими .процессами, а именно к системам управлени  электррдиализными ус тановками циркул ционного типа, и может найти широкое применение в народном хоз йстве дл  управлени  электродиалиэными установками цирку л ционного типа, примен емыми дл  опреснени  солоноватых вод с целью получени  питьевой воды, а также дл обессоливани  водопроводной воды с целью получени  воды, пригодной дл  изготовлени  физиологического раствора дл  аппаратов искусственна  почка. Известны электродиализные установки циркул ционного типа, системы управлени  которыми содержат датчики уровн  и солесодержани  в гщрку л ционных баках дилюата и концентрата 1 . Однако большое число датчиков, установленных в среде с высокой кор розионной активностью, снижает надежность известной систекы управлеНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство, содержащее логический блок, подключенный своими выходами к выходным каналам устройства, а входами к датчикам верхнего и нижнего уровн  в емкости очищенной воды, к выходу схемы пуска, к датчикам солесодержани  и уровн , размещенным в циркул ционных баках 2 . . Однако большое число датчиков, установленных в среде с высокой кор розионной активностью, снижает надежность и этого .устройства. Кроме того, это устройство прекращает цик опреснени  при затоплении датчика верхнего уровн  в емкости очищенной воды и начинает новый цикл опреснени  при осушении датчика нижнего уровн  в емкости очищенной воды, чт приводит к увеличению объема емкости очищенной воды и к уменьшению надежности устройства управлени , т как в устройстве дл  управлени  используютс  два датчика уровн . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности устройства дл  управлени  циркул ционной электродиализной установкой. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  управлени  циркул ционной электродиализной установкой , содержащее датчик верхнего уровн  в емкости очищенной вод пускатель выпр мительного агрегата, реверсивный пускатель двигател  лабиринтных насосов, блок пуска и логический блок, снабжено программн блоком и узлом управлени , содержащем элементы И-НЕ и ИМПЛИКАЦИЯ, при чем первый выход программного блока соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй входкоторого подключен к выходу элемента ИМПЛИКАЦИЯ, соединенного своим первым входом с выходом блока пуска и вторым входом - с датчиком верхнего уровн  в емко.сти очищенной воды, выход элементаИ-НЕ св зан с входом программного блока, второй, третий, четвертый и п тый выходы которого подключены соответственно к первому, второму. Третьему и четвертому входам логического блока, п тый вход логического блока соединен с выходом блока пуска, первый выход логического блока св зан с пускателем выпр мительного агрегата , а второй и третий выходы с реверсивным пускателем двигател  насосов. Логический блок содержит элемент ИЛИ, первый и второй элементы ЗАПРЕТ , первый и второй элементы НЕ, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий элементы ПАМЯТЬ, причем .первые входы первого и второго элементов ЗАПРЕТ соединены с п тым входом логического блока, второй вход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с первым входом элемента ИЛИ и с вторым входом логического .блока, а выход - с первым входом первого элемента И и с входом первого элемента НЕ, соответственно подключенных выходами к первому и второму входам первого элемента ПАМЯТЬ, вы-. ход которого соединен с первыми входом логического блока, второй вход второго элемента ЗАПРЕТ, соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к четвертому входу логического блока, выход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с входом второго элемента НЕ, с первыми входами второго и третьего элементов И, первый вход логического блока сообщен с вторы входом, первого элемента И и с вторым входом второго элемента И, прдключенного выходом к пepвo y входу второго элемента ПАМЯТЬ, выход которого св зан с вторым выходом логшсеского блока, третий вход которого сообщен с вторым входом третьего элемента И, подключенного выходом к первому входу третьего элемента ПАМЯТЬ , выход которого соединен с третьим выходом логического блока, а выход ВТррого элемента НЕ подключен к второму входу второго и третьего элементов ПАМЯТЬ. На чертеже схематически изображено устройство дл  управлени  цирл ул ционной гГлектродиализной установкой . Схема содержит линию 1 исходной (водопроводной) воды, напорную емкость 2, поплавковый члапан 3, электродиалиэатор 4, выпр мительный агрегат 5, бак концентратора 6, бак дилюата 7, лабиринтные насосы 8 и 9 Со сливными импеллерами в баках 6 и 7, двигатель 10 насосов 8 и 9, поплавковые клапаны 11 и 12 в баках б и 7, емкость 13 очищенной воды, датчик 14 верхнего уровн  в емкости 13, линию 15 подачи, исходной воды ,из емкости 2; линии 16 и 17 подачи, исходной воды в баки 6 и 7, обратные клапаны 18 и 19 на лини х 16 и 17, линию 20 слива очищенной воды из бака 7 в емкость 13, линию 21 подачи концентратора из бака 6 в электродиализатор 4, линию 22 подачи концентратора из электродиализатора 4 в бак б, линию 23 прокывки электродных камер электродиализатора , насос 24 откачки очищенной воды, сливной коллектор 25, линию 26 подачи дилюата из бака 7 в электродиализатор 4, линию 27 подачи дилюата из электродиализатора 4 в бак 7, логический блок 28, программный блок 29, вход 30 програмглно го блока 29, выходы 31-35,блока 29, сигнальную лампу 36, блок пуска 37, кнопки Пуск 38 и Стоп 39 блока 3 элемент 40 ЗАПРЕТ блока 37, элемент, 41 ПАМЯТЬ блока 37, инвертор 42 блбка 37,- элемент 43 КН ПЛИКАЦИЯ, элемен 44 И-НЕ, первый 45, второй 46, третий 47 элементы И блока 28, первый 48, .второй 49 элементы ЗАПРЕТ блока 28, элемент 50 ИЛИ блока 28, первый 51, второй 52 элементы НЕ блока 28, первый 53, второй 54, третий 55 элементы ПАМЯТЬ блока 28, пускатель 56 агрегата 5, катушку 57 пускател  56, контактную группу 58 пускател : 56 , реверсивный пускатель 59 двигател  10, первую 60 катушку пускател  59, первую 61 контактную группу пускател  59, вторую 62 катушку пускател  59, вторую 63 контактную группу пускател  59, источник .64 тре фазного переменного напр жени  (например , 220/380 В), двигатель 65 наcoca 24, пускатель 66 двигател  65, входы 67-71 логического блока 28.

Объем емкости 13 выше датчика 14 должен быть больше объема порции очищенной воды, сливаемой из бака дилюата 7; объем емкости 13 ниже датчика 14 и выше нижнего допустимого уровн , например, при котором происход т засасывание воздуха во всасыванхцую линию насоса 24, должен быть больше объема очищенной воды, пфтребл емой в течение технологического цикла.

Устройс-йво работает следующим образом.

Пусть в начальный момент времени емкость 2, бакИ: 6 и 7 заполнены исходной водой, емкость 13 опорожиена , блок 29 находитс  в произволь .ном положении;

При подаче питани  на выходах датчика 14 и блока 37 по вл етс  сигнал О, на выходе элемента 43 сигнал 1. Если блок 29 находитс  в положении, когда срабатывает один из каналов 32-35, а на выходе канала 31 устанавливаетс  сигнал О, то лампа 36 не горит, на выходе элемента 44 по вл етс  сигнал 1 и , двигатель 30 блока 29 вращаетс  до по влени  сигнала 1 на выходе канала 31. Загораетс  лампа 36, блок

29устанавливаетс  в положение готовности к началу цикла очистки исходной воды.

При нажатии кнопки 38 блока 37 на выходах элементов 40 и 41 по вл етс  сигнал 1, что приводит к по влению сигнала О на выходе элемента 43 и сигнала 1 на вцходе элемента 44, запуску двигател 

30блока 29, подаче сигнала 1 на

первые входы элементов 48 и 49, по влению сигнала 1 на выходах элементов 48 и 49 и сигнала О на выходах элементов 51 и 52. Начинаетс  цикл очистки исходной воды. Через интервал времени, например с, на выходе 31 по плетс  сигнал О, гаснет лампа 36, затем через интервал времени, например Hj l-5c, на выходе 32 по вл етс  сигнал 1 в течение , например, интервала, времени ,с. При этом сигнал 1 по вл етс  на выходах элементов 45 и 46 И и элементов 53 и 54 ПАМЯТЬ. Напр жение посто нного тока поступает на электроды электродиализатора 4 и насосы 8 и 9 начинают прокачивать воду, через электродиализатор 4 по Контуру дилюата (бак 7 - лини  26 электродиализатор 4 - лини  27 бак 7) и по контуру концентрата (бак 6 - лини  21 - электродиализатор 4 - лини  22,.- бак 6), Часть . во/цл из контура концентрата по линии 23 направл етс  дл  промывки электродных камер электродиализатора 4 и затем сбрасыва.етс  в коллектор 25. В процессе многократной циркул ции через электродиалиэатор 4 солесодержание воды в контуре дилюата снижаетс , а в контуре концентрата повышаетс , -убыль воды из контура концентрата на промывку электродных камер электродиализатора 4 компенсируетс  поступлением исходной воды в бак 6 по лини м 15 и 16. Убыль воды из контура дилюата в результате переноса солей и электрйосмотического переноса воды в электродиализаторе 4 в контур концентрата компенсируетс  поступлением исходной воды в бак 7 по лини м 15 и 17. Исходна  вода заполн ет бак б и 7 до уровней, при которых клапаны.11 и 12 перекрывают воздушки баков 6 и 7. Убыль воды из, бака 2 компенсируетс  ее притоком по линии 1 через клапан 3. Степень очистки исходной водопроводной воды, например до солесодержани  30-100 мг/л, зависит от заданной длительности очистки исходной воды в течение интервала времени и 10-60 мин, который сле .дует за интервалом времени Tj . По истечении времени U2 на выходе 33по вл етс  сигнал 1 в течение времени Т,1-5 с. При этом блок 28 отключает агрегат 5 и останавливаетс  двигатель 10 насосов 8 и 9 .следующим образом. На выходе элемента 50 по вл етс  сигнал 1, на выходах элементов 48, 45, 49 и 46 устанавливаетс  сигнал О, на выходах элементов 51 и 52 устанавливаетс .сигнал 1, а на выходах элементов 53 и -54 по вл  етс  сигнал О. Катушки 57 и 60 обесточиваютс , размыкаютс  контакт ные группы 58 и 61, напр жение от источника 64 снимаетс  с агрегата 5 и двигател  10. Процесс очистки воды прекращаетс . По истечении времени(5-10 с), в течение которого происходит полна  остановка двигател  10- на выходе 34 по вл етс  сигнал 1 , например в течение интервала времени с. При этом блок 28 включаег .двиг тель 10 в реверсивном режиме следую щим образом. В течение интервала времени U ,на выходе 33 и,выходе элемента 50 у устанавливаетс  сигнал О, на выходах элементов 48 и 49 устанавлива етс  сигнал 1, на выходах элемен тов 51 и 52 - сигнал О, При по влении сигнала 1 на выходе 34. сигнал устанавливаетс  на выходах элементов 57 и 55, Напр жение поступает на катушку 62, срабатывает контактна  группа 63 пускател  5 Напр жение от источника 64 с переключением двух фаз поступает на дви гатель 10. Насосы 8 и 9 развивают давление в лини х 16 и 17, и очищен на  вода по линии 20 начинает поступать из бака 7 в емкость 13. Обратные клапаны 18 и 19 преп тствуют поступлению воды из баков 6 и-7 в емкость 2, Очищенна  вода продолжа ет поступать в емкость 13, напрш ер в течение интервала времени 15 мин, который следует за интервалом Т.. ПосЛе окончани  интервала . на выходе 35 по влетс  сигнал 1, нап ример , в течение интервала времени Т5.1-5 с. При этом блок 2В отключае двигатель 10 насосов 8 и 9 следующи образом. в течение интервала.времени U на выходе элемента 47 устанавливаетс  сигнал О.При по влении сигнала 1 на выходе элемента 50 на выходе элемента 49 устанавливаетс  сигнал ,.а на выходе элемента 52 - 1, что приводит к по влению сигнала О на выходе элемента 55. Катушка 62 обесточиваетс , размыкаетс  контактна  группа 63, и напр жение от источника 64 снимаетс  с двигател  10. откачка очищенной воды из бака 7 прекращаетс . За интервалом времени Tg следует интервал времени Uj, напри- . мер,, длительностью 1-5 с, в течение которого на выходах элементов 50 и 52 устанавливаетс  сигнал О, на выходе элемента 49 устанавливаетс  сигнал 1, а по окончании этого интервала на выходе 31 по вл етс  сигнал Цикл очистки порции исходной воды окончен-, и начинает-с  новый цикл очистки следуквдей порции исходной воды о Циклы очистки продолжаютс  непре- рьшно один за другим до тех пор, покаВ емкости 13 не будет затоплен датчик 14,. на выходе которого по вл етс  сигнал 1. При наличии сигнала 1 на выходах датчика 14 элемента 43 и канала 31 на выходе эле мента 44 устанавливаетс  сигнал О к останавливаетс  двигатель 30 блока 29(прекращаетс  отсчет времени Т )„ Новый цикл очистки порции исходной воды начнетс  только после осушени  датчика 14, на выходе которого устанавливаетс  сигнал О, что. вызывает по вление сигналов О на . выходе элемента 43, 1 на выходе элемента 44 и включение двигател  30блока 29. .Подача очищенной воды из емкости 13 потребителю осуществл етс  насосом 24, включение двигател  65 которого обслуживающий персонал производит нажатием кнопки Пуск пускател  66 (не показана) при готовности системы гемодиализа к приготовлению диализной жидкости при достижении уровнем в емкости 13 некоторого значени  (например, при затоплении датчика 14). Так как производительности установки по очищаемой воде вьше среднего отбора ее потребител ми, то все последующие циклы заканчиваютс  затоплением датчика 14 и остановкой двигател  30 блока 29 при по влении сигнала 1 с выхода канала 31„ Новые циклы начинаютс  после осушени  датчика 14. При нажатии кнопки Стоп 39 на выходе элемента 42 по вл етс  сигнал , на вьгходах элементов 40 и 41 устанавливаетс  сигнал О,

Блок 28 отключае.т насос 10 и агрегат 5 следующим образом.

На выходах элементов 48, 49, 45-47 устанавливаетс  сигнал О, на выходах элементов 51 и 52 , на выходах элементов 53-55 устанавливаетс  сигнал О, обесточиваютс  катушки 57, 60 и 62, .размыкаютс  контактные группы 58, 61 или 63. Процесс очистки воды прекращаетс . Двигатель 30 блока 29 продолжает вращатьс  до установлени  сигнала 1 на выходе канала 31. Загораетс  лампа 36, блок 29 устанавлива:етс  в положение готовности к началу следующего цикла очистки. Отключение насоса 24 производитс . Например , нажатием кнопки Стоп пускател  66 (не показана).

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет осуществл ть управление циркул ционной электроди ,ализной установкой с пс 1ощью минимального чдела датчиков (датчика верхнего уровн  в емкости очищенной воды) и программного блока, который самоустанавливаетс  в готовности к началу цикла очистки очередной порции исходной воды. Предлагаемое устройство значительно проще, надежнее и точнее известных устройств управлени , что особенно важно при работе с системами гемо-. диализа и аппаратами искусственна  почка.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗНОЙ УСТАНОВКОЙ, содержащее датчик верхнего уровня в емкости очищенной воды, пускатель выпрямительного агрегата, реверсивный пускатель двигателя лабиринтных насосов, блок пуска и логический блок, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно .снабжено программным блоком и узлом управления, содержащим элементы И-НЕ и ИМПЛИКАЦИЯ, причем первый выход программного блока соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу элемента ИМПЛИКАЦИЯ, соединенного своим первым входом с выходом блока пуска и вторым входом - с датчиком верхнего уровня в емкости очищенной воды, выход элемента И-НЕ связан с входом программного блока, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого подключены соответственно к п.ервому, второму, третьему и четвертому входам логического блока, пятый вход логического блока соединен с выходом блока пуска, первый выход логического блока связан с пускате- ¹ лем выпрямительного агрегата, а второй и третий выходы - с реверсивным пускателем двигателя насосов. '

2. Устройство по п.1, от ли чающееся тем, что логический блок'содержит элемент ЦЛИ, первый ’ и второй элементы ЗАПРЁТ, первый и второй элементы НЕ, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий элементы ПАМЯТЬ, причем первые входы первого и второго элементов ЗАПРЕТ соединены с пятым входом логического блока, второй вход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с первым входом элемента ИЛИ и с вторым входом логического блока, а выход - с первым входом первого элемента.И и с входом первого элемента НЕ', соответственно подключенных выходами к первому и второму входам первого элемента ПАМЯТЬ, выход которого соединен с первым выходом логического блока, второй вход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к четвертому входу логического блока, выход второго элемента ЗАПРЕТ соединен с входом второго элемента НЕ, 'с первыми входами второго и третьего элементов И, первый вход логического блока соединен с вторым входом первого элемента И и с вторым входом второго элемента И, подключенного выходом к первому входу второго элемента ПАМЯТЬ, вы- . · ход которого связан с вторым выходом' логического блока, третий вход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, подключенного выходом к первому входу третьего элемента ПАМЯТЬ, выход которого соединен с третьим выходом логического блока, ^: а выход второго элемента НЕ подключен к второму входу второго и третьего элементов ПАМЯТЬ.

>