SU526863A1 - Регул тор давлени жидкости дл насосной станции - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматизации насосных станций и предназначено дл  автоматического регулировани  режима работы насосной станции в системе иолевых магистральных трубопроводов, работающих по схеме из «насоса в насос.

Известны регул торы давлени  жидкости на входе и выходе насосных станций 1. Такие регул торы осуществл ют регулирование режима работы насосных станций за счет дросселировани  потока перекачиваемой жидкости и дл  повышени  быстродействи  системы имеют выносной дифференциальный датчик давлени , а также блок нелинейной жесткой обратной св зи.

Наличие выносного дифференциального датчика давлени  длинной линии св зи (до 5 км) и введение в систему дополнительных устройств дл  расшифровки сигналов, поступающих от этого датчика, снижает надежность; кроме того, не обеспечиваетс  высока  точность и устойчивость системы при регулировании заданных параметров при различных возмущени х на трубопроводе.

Известен также регул тор давлени  жидкости на входе и выходе насосной станции 2, осуществл ющий регулирование режима работы насосной станции за счет изменени  частоты вращени  вала насосов и содержащий датчики и задатчики давлени  жидкости на

входе и выходе насосной станции, выходы которых подключены к входу блока управлени , выходы которого подсоединены к входам логического устройства выбора сигналов, и усилитель мощности, соединенный с исполнительным механизмом.

Така  система при регулировании давлени  не позвол ет учесть динамические свойства насосной станции, что приводит к снижению точности регулировани  и нарущению устойчивости системы при некоторых видах возмущений перекачиваемой жидкости в трубопроводе .

Цель изобретени  - повыщение точности регзл тора и его устойчивости при всех видах возмущений на трубопроводе.

Это достигаетс  тем, что в предлагаемый регул тор давлени  жидкости дл  насосной станции введены тахогенератор, два усилител  с однопол рными выходами, два логических элемента «И, два иороговых устройства, задатчик скорости вращени  электродвигател  исполнительного механизма, причем тахогенератор установлен на залу электродвигател  исполнительного механизма и его обмотки подключены к входам первого и второго пороговых устройств, второй вход второго порогового устройства подключен к выходу задатчика скорости вращени  электродвигател  исполнительного механизма, а выход - к первому входу первого логического элемента «II выход которого подключен к первому входу усилител  мощности, второй вход которого подключен к выходу второго логического элемента «И, нервый вход которого подсоединен к выходу первого порогового устройства, вход которого подключен к выходам усилителей с однопол рными выходами, входы которых соединены с выходами блока управлени , а вторые входы логических элементов «И подсоединены к выходам логического устройства выбора сигналов.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого регул тора.

Регул тор содержит датчики 1 и 2 и задатчики 3 и 4 давлени  жидкости на входе и выходе насосной станции, блок унравлени  5, логическое устройство 6 выбора сигналов, усилитель мощности 7, электродвигатель 8 исполнительного механизма, тахогенератор 9, насосную станцию 10, два усилител  11 и 12 с однопол рными выходами, первое пороговое устройство 13 с регулируемым порогом срабатывани , первый логический элемент «И 14, задатчик 15 скорости вращени  электродвигател  8 иcпoлнитeJ ьнoгo механизма, второе пороговое устройство 16, второй логический элемент «И 17.

Регул тор работает следующим образом.

Сигналы с датчиков давлени  1 и 2 на входе и выходе насосной станции поступают в блок управлени  5, где они сравниваютс  с сигналами соответствующих задатчиков 3 и 4. Блок управлени  5 формирует трехпозиционный закон по каждому из регулируемых параметров .

В соответствии с этим на его выходе могут формироватьс  следующие сигналы по каждому регулируемому параметру: «Давление выще заданного, «Давление равно заданному, «Давление ниже заданного.

:Эти сигналы поступают на вход логического устройства 6 выбора сигналов, которое обеспечивает преимущественное прохождение через него тех сигналов, которые требуют снижени  частоты вращени  вала двигател  8.

Выход логического устройства выбора сигналов , подключенный к логическому элементу «И 14, соответствует команде на уменьшение частоты вращени  вала двигател  8, а выход, подключенный к логическому элементу «И 17 - на увеличение частоты вращени  вала двигател  8.

Напр жение рассогласовани , соответствующее понижению давлени  на входе насосной станции, от блока унравлени  5 поступает на вход усилител  12 с однопол рным выходом , а напр жение рассогласовани , соответствующее повышению давлени  на выходе насосной станции - на вход усилител  И с однопол рным выходом. Выходные напр жени  усилителей 11 и 12 поступают на один из выходов порогового устройства 13 с регулируемым порогом срабатывани . Когда давлени  на входе и выходе насосной станции равны заданным значени м и электродвигатель исполнительного механизма обесточен, напр жение на выходе тахогенератора 9 равно нулю. При этом на выходе порогового устройства 13 напр жение равно логической единице . За счет этого обеспечиваетс  первоначальное прохождение сигнала через логический элемент «И 14, двухканальный усилитель мощности 7 и включение исполнительного

механизма.

При снижении давлени  жидкости на входе насосной станции на выходе блока управлени  5 по вл етс  напр жение рассогласовани , пропорциональное разности напр жений

задатчика 3 и датчика 1.

Это напр жение через усилитель 12 подаетс  на вход порогового устройства 13. Однако из-за отсутстви  напр жени  на втором входе порогового устройства, нодключенном

к тахогенератору 9, срабатывани  его не происходит , и на выходе напр жение по-прежнему равно логической единице. Тахогенератор 9 начинает работать одновременно с включением электродвигател  исполнительного механизма за счет сигнала на уменьшение оборотов двигател  насосной станции от устройства 6 выбора сигналов. Этот сигнал проходит через логический элемент «И 14, двухканальный усилитель мощности 7 и включает

электродвигатель 8 исполнительного механизма , напр жение тахогенератора 9 при этом пропорционально скорости вращени  электродвигател  8 исполнительного механиз.ма.

Как только это напр жение сравн етс  с напр жением на выходе усилител  12, на выходе элемента «И 14 напр.-Жение станет равно логическому нулю. Это воспреп тствует прохождению сигнала через логический элемент «И 14, так как на одно.м его входе напр жение стало равно нулю. Электродвигатель исполнительного механизма остановитс , и напр жение тахогенератора станет равно нулю. Если к этому моменту давление на входе насосной станции не восстановилось, то произойдет повторное включение исполнительного механизма. Такое поочередное включение и выключение электродвигател  8 исполнительного механизма происходит до тех пор,

пока давление на входе насосной станции не сравн етс  с заданным. Длительность интервалов между включением исполнительного механизма регулируетс  величиной напр жени  рассогласовани , пропорционального разности давлени  по задатчику 3 и давлени  жидкости на входе насосной станции, а также коэффициентом усилени  усилител  12 с однопол рным выходом, который онредел етс  с учетом динамических свойств насосной

станции. Таким образом, снижение оборотов двигател  насосной станции при уменьшении давлени  жидкости на входе насосной станции происходит с учетом величины отклонени  этого давлени  от заданного и динамических свойств насосной станции.

При повышении давлени  жидкости на выходе насосной станции на i bixo;ic блока унравлени  5 по вл етс  напр жение рассогласовани , пропорциональное разности дав.тени  по задатчику 4 и давлени  жидкости на выходе насосной станции, определ емого датчиком 2, и одновременно команда «Давление выше заданного.

Напр жение рассогласовани  подаетс  на вход усилител  И, а команда «Давление выше заданного - к логическому элементу «И 17 и через него поступает в усилителю мощности 7, который включает двигатель исполнительного механизма.

От усилител  11 сигнал поступает на вход порогового устройства 13 с регулируемым порогом срабатывани . Но из-за отсутстви  напр жени  на втором его входе, соединенном с тахогенератором 9, срабатывани  его не происходит, и на его выходе напр жение попрежнему равпо логической единице. Тахогенератор и в этом случае начинает работать одновременно с включением электродвигател  8 исполнительного механизма. Как только напр жение тахогенератора сравн етс  с напр жением на выходе усилител  11, произойдет срабатывание порогового устройства 13, и на его выходе напр жение станет равно логическому нулю. Это воспреп тствует прохождению сигпала через логический элемент «И 14, так как на одном его входе напр жение стало равно нулю. Электродвигатель исполнительного механизма остановитс , и напр жение тахогенератора 9 станет равно нулю.

Если к этому моменту давление на выходе насосной станции не стало равпо заданному. то произойдет повторное включение исполнительного механизма. Такое поочередное включение и выключение электродвигател  исполнительпого механизма происходит до тех пор, пока давление на выходе насосной станции не сравн етс  с заданным.

Длительность интервалов между включени ми исполнительного механизма регулируетс  величиной напр жени  рассогласовани , пропорционального разности давлени  по задатчику 4 и давлени  жидкости на выходе насосной станции, коэффициентом усилител  11, который определ етс  также с учетом динамических свойств насосной станции.

Прохождение сигналов на увеличение оборотов двигател  насосной станции управл етс  тем же тахогенератором 9 и пороговым устройством 16 с устанавливаемым порогом срабатывани , на один вход которого подаетс  напр жение от задатчика 15 скорости вращени  электродвигател  исполнительного механизма , а на другой - напр жение от тахогенератора 9.

При отсутствии напр жени  на тахогенераторе 9 напр жение на выходе порогового устройства 16 равно логической единице.

Когда давление на выходе насосной станции ниже заданного, а на входе насосной станции выше заданного, то на выходе устройства 6 1;ыбо|5а сигналов по вл етс  сигнал , который через логически элемент «Н 17 и двухканальпый усилитель мощност 7 проходит к двигателю 8 исполнительного механизма Как только от этого сигнала произойдет включение электродвигател  исполнительлого мехаиизма и напр жение на выходе тахогенератора 9 станет равно напр жению задатчика 15, пороговое устройство 16 сработает и на его выходе напр жение станет равно нулю, что воспреп тствует прохождению сигнала на увеличение оборотов двигател  через логический элемент «Н 17. Если давление на входе или выходе насосной станции не стало равно заданному, то произойдет повторное включение нсполпительпого механизма.

Длительность интервалов между включени ми исполнительного механизма определ етс  напр жением задатчика 15 и выбираетс 

так, чтобы обеспечить плавный выход насосной станции на заданный режим работы при пуске насосных станций в работу и исключить резкое повышение давлени  на выходе насосной станции и в трубопроводе при случайных pe3K:ix позьппени х давлен 1  на входе насосной станцп).

Таким образом, осуществл етс  импульсное правлен11е электродвигателем исполнительного механизма.

Такое комбинирозанное управлепие скоростью вращени  электродвигател  исполнительного механизма обеспечивает высокую точность системы регулировани  давлени  на входе и выходе насосной станции в статическом и динамическом режимах ее работы при наиболее сильных возмущени х жидкости в трубопроводе, что позвол ет эксплуатировать насоспые станции при максимально возможном рабочем давлении и за счет этого

иовысить производительность трубонровода.

Claims (2)

1.Авт. св. № 241173, кл. В 23Р 19/02, от 29.11.68.

2.Патент США № 3072058, кл. 103-12, от 18.08.61.

Вход

Выход Направление пергкачки