Устройство для автоматического управления процессом гидротранспортирования

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ симое авт. свидетельствааявлено 16.Ъ 1.1970 ( 1450610/29-1 М. Кл. Е 021 3/88Ст 05 Ь 15/О инением заявкис при Комитет по делам изобретений и открыти при Совете Министров СССРиорите летень2 публиковано 23.7.197 2.648 (088.8) исания 07.1 Х.1973 а опубликован Авторыизооретени Н, Кандауров, С. А. Попов и В. В. Сахаров В. чк 1 енинградский институт водного транспор Заявител ТРОИСТВО Д ПРОЦЕСАВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯГИДРОТРАНСПОРТИРОВАН ИЯ Известны устройства для автоматического управления процессом гидротранспортпрования, включаюшее датчики давления установленные на грунтопроводе, суммирующий элемент, датчик вакуума, датчик расхода пульпы, датчик токовой нагрузки двигателя становой лебедки, усилитель, элементы логического действия и исполнительный механизм.В предлагаемом устройстве с целью повышения производительности путем сравненияя отклонений реальной эпюры потерь напора от осредненной идеальной эпюры к суммирующему элементу подключен аналоговый вычислительный блок, вход которого соединен с датчиками давления, установленными па грунтопроводе по его длине. датчик я схеальная (енные ри ра и на грунто схем эпюр боте гри ров Уа фиг. 1 изображена структурна стройства на фиг. 2 - принципиустройства; на фиг. 3 - прибли ы распределения потерь напора п рефулерной установки на воде е (для случая, когда напорный д находится на одном уровне). тройство включает (см. фиг. 1)сумматор 2, усилитель 8, импу нт 4, исполнительный механизм управления, датчик 7 модуля ого отклонения реальной эпюры 2напораЛ. датчик 8 вакуума, 9тяги, датчик 10 расхода.Задатчнк 1 состоит (см. фиг. 2) нз потенциометра Я, и стабилизатора напряже 5 ния Й,; Я 2.Сумматор 2 соединен со входом усилителя 3, в качестве которого используют усилитель постоянного тока от промышленногорегулятора типа РПИБ(принципиальная1 О схема усилителя не приводится),Импульсный элемент 4 включает в себячувствительное реле РПО, подключенное квыходу усилителя 3, исполнительные реле РБ и Р 11, импульсный прерыватель, соб 5 ранный на управляющих реле РИ, Р Р, иреле времени РВ типа ВС-31, ограничитель, собранный на реле РПР, РПВ, РПУ,подключенных соответственно к датчикамрасхода, вакуума, тяги и исполнительное рс0 ле РП.В качестве исполнительного механизма оиспользован двухфазный асинхронный двигатель ИД типа РДс редукторной передачей Р, преобразующей вращательное двп 2 б жение в поступательное движение движкареостата управления скоростью вращениядвигателя становой лебедки РУ.Объект б управления представляет соземснаряд с насосной установкой и грунроводом.3Датчиком модуля максимального отклонения реальной эпюры потерь напора ( Л , является аналоговое вычислительное устро 11 ство, которое использует для определения этой величины информацию с дпвяти датчиков избыточного давления (см, фиг. 2). (Принципиальная схема Операционных усилителей известна, на чертеже це приводится). В усгройствс используют датчики избыточного дявлешгя типа ПМ-ЗВ со спецпал.- Отстойниками. 1 тобы исклоцть В;151- нпе падения напряжения В проводах длп. ной линиц, питание каждого датчика. осуществляется от ш 1 дпвидуальпых стабплцзато- рОВ напряжения ня к 1)смпцеВВ 1 х стао 1 лптроцах.В кячестВе датчика 8 Вакума можно использовать любой из промышленных приборов с электрическим выходом, например вакуумметр типа ЭКВ нлн МВЭС-Л.1 эабота датчика 9 тяги основана ца измерении тока нагрузки электродвигателя становой лебедки. Усилия в становом тросе пропорциональны току якоря двигателя становой лебедки.Напряжение, пропорциональное току якоря, снимается с шунта включенного в цепь питания двигателя. В принципе здесь можно использовать любой датчик тяги другой конструкции, например динамометр.В качестве датчика 10 расхода можно применить любой цз используемых в настоящее время па земснарядах.Проведенные исследования эпюр распределения потерь напора в трубопроводе позволяют судить о степени загрузки груцтоцровода цо цх наклону и форме. Так, например, транспортирование чистой воды характеризуется равномерным (линейным) распределением потерь напора (см. эпюру а фиг. 3). Здссь ц далее рассматривается случай, когда весь напорный грунтопровод находится на одном уровне относительно поверхности воды. Наклон эпюры является минимально возможным при неизменной длине груцтопровода и постоянном числе оооротов насоса. С увеличением консистенции пульпы наблюдается увеличение наклона эпюры (см. эпюру б фиг. 3) и появляются ее изломы (отклонения от прямолинейной эпюрыв) вследствие неравномерного поступления грунта в неустановившихся режимах, а также за счет появления слоя заиления и перемещения этого слоя.Возникновению предзабойного состояния предшествует резкий излом или появление искажения формы эпюры давления на том участке трубопровода, где должен произойти забой. Безаварийное управление процессом гидротранспортцрования возможно, когда максимальное значение амплитуды отклонения реальной эпюры давлении от прямолинейной осредненной идеальной эпюры Л(не превышает определенного значения,В устройстве реальную и идеальную 5 1 О 5 2 О 2 г 30 35 40 45 50 55 60 65 эпюры определяют по десяти равноудаленным точкам грунтопровода. Первая точка соответствует началу, а десятая - концу грунтопровода, где избыточное давление равно О. Поэтому ца конце грунтопровода датчик избыточного давления не устанавливают. Реальную эп 1 ору определяют по показаниям датчиков избыточного давления а осреднс иную цдеальну 1 о -- путем уможс с 51 знае 15 цзоыто 1 ОГО давлеп 51 В цляле груптопрОВОдя (перВый д 11 тчцк) ня коэффициенты, соответствующие последующим точкам измерения.Отклонение реальной эпюры от осредненной идеальной и каждой цз остальных Восьми точек измерения определяют путем алгебраического суммирования ца операционном усилителе сигнала соответствующего датчика с масштабным коэффициентом, равным единице, и инвертированного сигнала первого датчика с масштабным коэффициентом, соответствующим точке цзмсрсця. Выход каждого цз восьми сумматоро соедцец с элементами выделения модуля. Выходы всех элементов выделения модуля соедцне. цы параллельно ц образуют диодый лог- ческий элемент ИЛИ, который выделяет максимальное значение модуля отклонения. Напряжение, пропорциональное величине Л, подают в качестве регулируемой величины на вход усилителя 3, где оо алгебра- чески суммируется с напряжением, снимаемым с задатчика, Напряжение рассогласования усиливается усилителем,3 и подается ця управляющее реле РПО цмпульсого элемента 4. Контакты реле РГ/О замыкают цеп 1 питания реле РБ цли РН В зависимости от знака сигнала рассогласования. Одновременно с реле РБ или РМ срабатывает реле РИ, запускающее импульсный прерыватель.Реле РБ или РМ изменяют направление вращения исполнительного двигателя ИД, переключая его обмотк,Импульсный прерыватель контактом 11 замыкает на время импульса и размыкает на время паузы цепь питания обмотки возбуждения исполнительного двигателя ИД. Таким образом создается импульсное регулирующее воздействие с постоянной скважностью. При оптимальном подборе скважности импульсов получается устойчивый процессрегулирования объекта с переменным запаздыванием, каким является процесс гидротранспортирования,Схема импульсного прерывателя, входящего в импульсный элемент 4, представляет собой логическую схему, позволяющую получить прерывистое регулирующее воздействие при непрерывной работе реле времени типа Л ВС-31, предназначенного для разового действия. Реле времени (РВ) - это электромеханическое устройство с приводом от асинхронного действия СД и электромагнитной муфты ЭМ сцепления. Принцип работы реле времени заключается в том, чтоЬвращение от двигателя СД передается через муфту сцепления ЭМ трем дискам, которые приводят в действие три блока входных контактов 1, 11, 111 через определенные, заранее установленные промежутки времени. Включенное в схему устройства реле времени работает следующим образом.В исходном состоянии сигнал рассогласования равен О и реле РПО, РИ п Р, обесточены.Реле РП ограничителя также обесточены. Цепь питания двигателя СД и электромагнита ЭМ разомкнута. Цепь питания обмотки возбуждения двигателя ИД разомкнута, т. к, разомкнуты контакты Р, и РП.Контакты 1, 11, 111 рсле времени находятся в исходном состоянии, т. е, замкнуты.1 еле Р 2 находится под током, так как замкнут контакт 1.При появлении усиленного сигнала рассогласования срабатывают реле РПО, РМ или РБ, РИ, Рь Контакты реле Р, замыкают цепь питания двигателя СД и электромагнита ЭМ и цепь питания возбуждения двигателя ИД. Исполнительный двигатель иа шпает вращаться. Одновременно приводится в действие реле времени, так как контакт Р, замкнут и подает питание на ЭМ. Выдержка времени контакта 11 равна продолжительности импульса, Таким образом двигатель ИД вращается только тогда, когда замкнут контакт 11. По истечении же времени выдержки, равного периоду следования импульсов, 1)1 зх 1 кается контя 1:.т 111 и реле Р с 1 мается с сямоолокиТ)ОВки (ВВ 1 дер)ккя Вре:с 1 конт 1 кта 1 зня 1 итсль 10 меиь 1 пе ВВ 1;1 с)жк 1 Времени контакта 111),Контакт Р, размыкается и снимает питание с электромагнита ЭМ. При этом диски реле времени возвращаются в исходное состояние под действием пружины и контакты 1, 11, 111 замыкаются. Если при этом ко:1- такт РИ остается замкнутым, т. е. имеется сигнал рассогласования, то реле Рь остает 3837980ся под током, а реле Р, срабатывает кактолько замкнется контакт 1, при этом срабатывает электромагнит муфты сцепления иреле времени вновь приводится в действие.5 Периодический процесс работы реле времени продолжается до тех пор, пока реле Р 1пе будет обесточеио.Выше была рассмотрена раоота устройства при отпущенном реле РП ограничителя,1 О ОГр 11 ничитсл 1 предназначен для защиты процесса От с 1 ва 1)111 В 11 х ситуаций. Поэтому примеиьшенпи расхода пульпы ниже минимального допустимого значения или жепри возрастании усилия в тросе и вакууме5 выше предельных допустимых значении этихВеличин срабатывают реле РПР, РП), РПВсоответствешо. Контакты этих реле включены параллельно в цепь питания реле РП,Пр; срабатывании реле РП замыкается кон 20 такт РП и подает питание на обмотку возбуждения двигателя ИД, Одновременно срабатывает реле РМ обеспечивающее враще 1 ие двигателя ИД В сторону уменьшения реГУ,1:1)УюЩРГО ВозцейстВи 51,25 Предмет изобретенияУстройство для автоматического управленя пия процессом гпдротраиспортирования,Включающее датчики давления, установленные на гру:топроводс, суммирующий элемент, датчик в 1 клма, датчик расхода пхльпы, датчик токовои иягр, зки двигателя стя З 1 ОВОЙ ЛЕОСД 1,1, 1 СИЛ 1 ТЕ,1 Ь, ЭЛЕМЕ 1 ТЫ ЛОГИ 1 ЕСкого действияиспол;1:тельный механизм, иг.ц 1 чтоп 1 еес. тем, что, с целью повышения производительности путем сравнения отклонений реальной эшоры потерь напора от осредненной идеальной эпюры, к суммирующему элементу подкл 1 очеп аналоговый вычисл:тельный блок, вход которого соединен с датчиками давления, установленными на грунтопроводе по сго длине.,ЛГАЛА/7 а/к О ФРИ 2 Ю ОТ Составитель О. Картавеико сдактор Е. Дайц Тскрсд Е, Ьорпсова Корр ктор Н, Прокуратовааказ 4210 11 зд, М 1584 Тиратк 6021 Н 1111 П 1 Компгета по делам изобретений и открытий прп СоветеМосква, )К, Рауггская иаб., д. 4(5 Подписноеипистров СССР