Устройство автоматического контроля и защиты насосной станции

Союз Советсиик Соцналястмчвскнк , Рвслубллк ОП ИСАКИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двтовскомю свидип:льсти и 918545кий ордена Трудового Крас политехнический институ(71) Заявятел 4) УСТРОЙСТВО АВТОИАТИЧЕСКОГО КОНТРО И ЗАЩИТЫ НАСОСНОЙ СТАНЦИИстигается ено датчи Изобретение относится к автоматическому управлению системами водоснабжения и может бытьиспользованодля контроля и защиты станции насосных агрегатов, работающих на общийнапорный трубопровод.Известно устройство автоматичес-,кого контроля и защиты насоснойстанции, содержащее датчики давления,установленные на трубопроводах, задатчики давления, блок сигнализации,группу сравнивающих устройств, вхо"дами подключенных к датчикам и задат"чикам давления, а выходами связанныхс блоком сигнализации, и пороговыйэлемент давления, связанный с однимиз датчиков давления и с приводом,станции 9,1,Недостатком этого устройства является низкая надежность.Целью изобретения является повышение надежности.Указанная цель до тем,что устройство снабж ками и эталонными моделями потребляемой приводом мощности, группой дополнительных сравнивающих устройств, двум блоками компараторов и блоком селективной диагностики, при этом каждое иэ дополнительных сравнивающих устройств входами связано с датчиками и эталонными моделями потребляемой мощности, выходы каждой из групп сравнивающих устройств подключены через один из блоков компараторов ко входам блока диагностики, выходы которого связаны с приводом и с блоком сигнализации.На чертеже изображена схема уст" ройства автоматического контроля и защиты насосной станции.Устройство содержит датчики давления 1"4, установленные на трубопроводах 5"8, соответственно, задат" чики давления, объединенные в блок 9 блок сигнализации 1 О, группу сравнивающих устройств 11-13, пороговый элемент давления 14, сравнивающее3 91854 устройство 15 датчики давления 16-18 и эталонные модели 19-21 потребляемой мощности, группу дополнительных сравнивающих устройств 22-24 блоки компараторов 25 и 26, и блок 27 селективной диагностики, Насосная станция выполнена, например, в виде трех насосных агрегатов, имеющих подпорные насосы 28-30 с пусковыми аппаратами 31-33, высоконапорные насосы 34- о 36 с пусковыми аппаратами 37-39 и с электродвигателями привода (на чертеже не изображены), и трансформаторы напряжения и тока 40-42, установленные на выходе пусковыхаппаратов 37- 1 з 39. Высоконапорные насосы подключены к трубопроводу 8 через коллектор 43.Устройство работает следующим образом.Сигнал от датчика 4 давления,пропорциональной текущему давлению Р на выходе коллектора 8, поступает на входы эталонных моделей 19-21 потребления мощности исправными высоконапорными насосами с исправным трубопро-ц водом, На выходах моделей 19, 20 и 21 формируются сигналы Иэ,Из 2 и Ч ,пропорциональные мощности, которую должен потреблять каждый исправный высоконапорный насос. Одновременно по значениям токов и напряжений, снимаемых с трансформаторов 40-42, на выходах датчиков давления 16, 17 и 18 формируются сигналы И, И и Ч пропорциональные действительной потребляе 35 мой мощности. После сравнения модельных Ч мощностей и действительных И 1 мощностей, 1=1,2,3, где 1 - номер насоса, в соответствующих элементах сравнения 22, 23 и 24 на их выходах40 появляются сигналы ЬИ 1 =Чр 1 -И;1= =1,2,3, пропорциональные отклонениям эталонной мощности от действительной мощности потребляемой каждым насосом, которые поступают на соответствующие4 входы каналов блока компараторов 26. Вследствие того, что каждый 1-й канал блока компараторов 26 настраивается на средний уровень сравнения, равный значению Из 1 мощности, потребляемой исправным высоконапорным насосом в номинальном режиме, а ширина 1-го канала, равная значению соответствующего порогу. срабатывания 1-го канала, т.е, установленной заранее чувствительности по фиксированию сигналов отклонения относительно минимального и максимального их значений,5 4то на двух выходах каждого 1-го канала компаратора формируются сигналылогических уровней "0" или 1", Итак как высокие уровни значений этихсигналов на обоих выходах 1-го канала компаратора не совпадают, то этоэквивалентно формированию логическихкомбинаций сигналов, которые соответствуютт отношениям И 1 И 1 +оЧ 1, /И; -ИЗ 1 /с49/1 и И; Чз -ЙЦнесуцих определенную порцию информации о номере насоса и его рабочем состоянии.Таким образом, при величине отклонения д Ч 1 превышающей допустимоезначение И 1 установленного порогасрабатывания 1-го канала компаратора,т.е, / И 1 /УИ ,срабатывает 1-й каналблока компараторов 26, передавая порцию информации, соответствующей номеру неисправного насоса, в блок 27 диагностики для анализа ситуаций и выявления причины неисправности,Параллельно от датчиков давления2 и 3 на входы сравнивающих устройств 11, 12 и 13 подаются сигналы,пропорциональные соответственно текущим подпорам Ь, Ь и Ь на входе вкаждый высоконапорный насос, длясравнения их с сигналами требуемогоподпора Ь О, 10 и Ь оъ на входах насосов, поступающие с выходов блоказадатчиков 9, Сигналы рассогласования дИ; =10; -М;1=1,2,3, с выходовсравнивающих устройств 11, 12 и 13поступают на входы соответствующихканалов блока компараторов 25, навыходах которых, как и в блоке компараторов 26, формируются логическиекомбинации сигналов, соответствующиеот ношениям 6;6 вГЬ 1, / 1; -ЬО 1 /й 36и Ь 1(6 О, -151, где 9 - ширина порога срабатывания 1-го канала блокакомпараторов 25, и несущие вторуюпорцию информации о насосе и егорабочем состоянии. При превышениисигналами рассогласования д 61 допустимого значения 3 61 установленногопорога срабатывания 1-го канала блокакомпараторов 25, т,е. /Л 61 /Ьс 1 абатывает 1-й канал компаратора,передавая дополнительную порцию информации о неисправном насосе в блок27 селективной диагностики для анализа ситуаций и выявления причинынеисправности.В блоке 27 селективной диагностики выходные сигналы блоков компараторов 25 и 26 в форме логическихкомбинаций, соответствующих номерам5 918545 6неисправных насосов, подвергаются насосов), снижение характеристики на"анализу для получения решения об от- соса из-за протечки или подсосов,ключении неисправного насоса и вы- что и вызвало недопустимое снижение дачи селективной информации в блоке подачи.сигнализации 10 о причине и месте 5 Для всех возможных на практикеПосле ешениянеисправности в насосной станции, случаев возникающих при различны хосле решения задачи об отключении комбинациях контролируемых параметров, того или другого неисправного насоса предусматриваются алгоритмы диагнос" и установления причины неисправности, тического контроля.с одной группы выходов блока 27 се Для повышения быстродействия защилективной диагностики поступают сиг- ты всего блока параллельных насосовналы через соответствующие входы наот чрезмерного повышения давленияпусковые аппараты 31 и 37 или 32 и и трубопровода 8 с коллектором 43 от 3 , или 39 и 33, для отключения38 илиутечек, выходные сигналы выходных цесоответствующих высоконапорного и 15 пей блока 27 селективной диагностики подпорного насосов, а с другой груп- и порогового элемента 14, коммутирупы выходов - в блок сигнализации 10, ющие входные цепи пусковых аппаратовВ блоке диагностики реализован 37 и 3 1, 38 и 32, 39 и 33 насосов, алгоритм, отображающий диагностичес" развязаны. Если на выходе сравниваюкий граф всевозможных ситуаций, воз в щего устройства 15 сигнал отклонения никающих в насосной станции состоя ЬР, вызванный чрезмерным повышением щей из параллельных насосов, и кото- или чрезмерным снижением давления Р рые выявляются по совокупности логи- относительно заданного давления Ро ческих комбинаций на выходах компа- блоком задатчиков 9, превышает допусраторов на основании текущих значе" 25 тимое значение ЗР порога срабатывания ний контролируемых параметров, Бла- элемента 14, т.е. А РЗР или ДР(-ВР, годаря этому в блоке диагностики пу- то при срабатывании элемента 14 сфортем сопоставления логических комбина- мированный на его выходе сигнал черезиции анализируются всевозможные ситуа- дополнительные входы в пусковых аппации, возникающие в процессе эксплуа" зо ратах 37 38, 39 и 31, 32, 33 отклютации параллельных насосов. чает все насосы.Например, при отклонении сигналаЬР на выходе сравнивающих устройств Применение данного изобретения в 15, пропорционального разности теку" . системах водоснабжения обеспечивает щего давления Р, на выходе коллектора 5 надежную и бесперебойную работу насос 3543 и заданного Ро, снимаемых соответ-ной станции в нормальном режиме, контственно от датчика 4 давления и блока роль рабочего состояния и защиту каж" задатчиков 9, меньше установленного дого из насосов и трубопроводов с зазначения оР - порога срабатывания по" порной арматурой, что уменьшает их рогового элемента 14, т.е. ДР (Р"Ре )С 4 в износ, увеличивает срок службы, созда Р, что свидетельствует об изменении ет предпосылки для проведения свое- давления насосов в зоне номинального временных профилактических, осмотров, режима, и сигналы отклонения д и; для ремонтов и Ьыстрого устранения выяввсех высоконапорных насосов меньше ленных неисправностей. ширины ЬЬ; порогов срабатывания ка"налов блока компараторов 25 (подпорытоже нормальные), а сигнал отклонения формула изобретения действительной потребляемой мощнос"ти от эталонной для неисправного Устройство автоматического контро" насоса при нормальном давлении и50ля и защиты насосной станции, содер-подпоре отрицательный (мощность жащее датчики давления, установленные уменьшилась) например, для ЛИ(-Ь, на трубопроводахзадатчики давления, и остальных /ДИ/639, где 11, то блок сигнализации, группу сравниваю- следует вывод: трубопроводы исправны. щих устройств, входами подключенных (иначе понизилось бы давление в кол" к датчикам и задатчикам давления, а лекторе 43 из-за утечки) а неиспра" выходами связанных с блоком сигнали 55вен высоконапорный насос 34; причины зации, и пороговый элемент давления, неисправности: износ поршневой систе- связанный с одним из датчиков давления мы (или рабочих колес центробежных ;и с приводом станции, о т л и ч а ю "7 918545 8щ е е,с я тем, что, с целью повыше- ляемой мощности, выходы каждой из ния надежности, устройство снабжено групп сравнивающих устройств подклюдатчиками и эталонными моделями по" цены через один из блоков компарато" требляемой приводом мощности, группой ров к входам блока диагностики, выдополнительных. сравнивающих устройств, ходы которого связаны с приводом и двумя блоками компараторов и блоком с блоком сигнализации.селективной диагностики, при этом Источники информации,каждое из дополнительных сравниваю- принятые во внимание при экспертизе щих устройств входами связано с дат. Авторское свидетельство СССР чиками и эталонными моделями потреб" 30 Р 447524, кл. Е 04 0 15/00 1972Заказ 2090/13 , Тираж 671 ПодписноевФВ ВНИИ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна