Устройство контроля и защиты углесосного агрегата

45 50 55 Изобретение относится к насосостнтению.Цель изобретения - расширение ункционапьных возможностей устройстВа путем обеспечения контроля работы насоса.На чертеже показана схема устройстваУстройство контроля и защиты угпесосного агрегата содержит датчик тока, компаратор 2 тока, задатчик 3 тока, выход которого подключен к втоому входу компаратора 2 тока, блокуправления электродвигателем 5, дат,ик 6 напряжения, блок 7 фазового сдвига напряжения, перемножитель 8, фильтр 9 низкой частоты, блок 10 кор;рекции, компаратор 11 активной мощ,ности, задатчик 12 эталонной актив,ной мощности, три блока 13-15 задерж,ки, логический элемент ИЛИ-НЕ 16 и блок 17 сигнализации. Причем датчик 1 тока соединен с первым входом компаратора 2 тока, выход которого подключен через блок 15 задержки к второму входу блока 17 сигнализации, Выход последнего соединен с блоком 4 управления электродвигателем 5, выход которого через блок 14 задержки: подключен к второму входу логического элемента ИЛИ-НЕ 16, Датчик 6 напряжения соединен через блок 7 фазового сдвига напряжения с первым входом перемножителя 8. Датчик 1 тока подключен к второму входу перемножителя 8, который последовательно соединен с Фильтром 9 низкой частоты и блоком 10 коррекции, Выход последнего подключен к первому входу компаратора 11 активной мощности, Задатчик 12 эталонной активной мощности подсоединен к второму входу компаратора 11 активной мощности, выход которого через блок 13 задержки соединен с первым входом логического элемента ИЛИНЕ, а выход последнего подсоединен к первому входу блока 17 сигнализации,Кроме того, устройство снабжено элементом сравнения, выполненным в виде вычитающего счетчика 18 и подключенными к нему задатчиком 19 ресурса и устройством контроля потребляемой энергии, включающим последовательно соединенные преобразователь 20 напряжение - частота, счетчик 21 импульсов и дешифратор 22, При этом вход преобразователя 20 соединен с выходом фильтра 9 низкой частоты, а 5 О 5 20 25 30 35 40 выход элемента сравнения - с выходомблока 17 сигнализации. Устройство содержит также масштабный делитель 23,переключатель 24, суммирующие счетчи"ки 25 и 26, дешифраторы 27-30 и триггер 31, подключенные согласно схеме,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии (электродвигатель 5 выключен) сигнал с датчика 1тока отсутствует, следовательно, отсутствует выходной сигнал перемножителя 8, Компаратор 11 активной мощности выключен, и на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 16 поступает сигнал "0".На второй вход элемента ИЛИ-НЕ 16поступает сигнал "1" с блока 4 управления электродвигателем,5Следовательно, выходной сигнал элемента ИЛИНЕ 16 ранен "0", и на первом входеблока 17 сигнализации сигнал отсутствует. Компаратор 2 тока выключен,тогда и на втором входе блока 7 сигнализации сигнал отсутствует. На третий вход блока 17 поступает сигнал,соответствующий текущему значению расхода электроэнергии при эксплуатации агрегата, на четвертый - сигнал,соответствующий текущему значению остаточного ресурса, на пятом - сигналотсутствует (если ресурс не исчерпан),на шестой - сигнал, соответствующийзаданному значению ресурса для данного углесосного агрегата.При включении агрегата устройство контролирует пусковой режим электродвигателя 5, т,е, защищает агрегатв случае анормального пускового режима (пуск заторможенного электродвигателя, заклинивание ротора и т.д.)и блокирует защиту по активной мощности на время выхода на рабочий (заданный) режим,Электродвигатель 5 включен, С датчика 1 тока поступает сигнал, соответствующий фазиому току электродвигателя 5 и вызывает включение компаратора 2 тока, пороговое значение которого задается задатчиком 3 тока. На выходе компаратора 2 тока появля" ется сигнал, равный "1", который пос" тупает на вход блока 5 задержки, Последний предназначен для задержки поступления выходного сигнала компаратора 2 тока в блоки 17 и 4 сигнали-. зации,й управления электродвигателем 5 с целью предотвращения отключения аг"тупает в блок О коррекции, а такжечерез масштабный делитель 23 на вход 1преобразователя 20 напряжение-частота,Блок 1 О коррекции предназначендля выделения сигнала, соответствующего активной мощности, затрачиваемой только на транспортирование среды, Это позволяет уменьшить погрешность и улучшить четкость включениякомпаратора 11 активной мощности,порог включения которого устанавли"вается задатчиком 2 эталонной активной мощности. При выходе на рабочийрежим сигнал с блока 10 коррекциипревышает сигнал задатчика 12, и компаратор 11 включается.Выходной сигнал с компаратора 11,равный "1", поступает на первый входэлемента ИЛИ-НЕ 16 (первый блок 13задержки задерживает поступление выходного сигнала компаратора 11 напервый вход элемента ИЛИ-НЕ 6 лишь25 в случае отключения компаратора 11),На второй вход элемента ИЛИ-НЕ 16поступает выходной сигнал блока 14задержки, который предназначен дляблокировки сигнала, поступающего напервый вход элемента ИЛИ-НЕ 16, навремя выхода на рабочий режим. Поэтому в течение времени выхода на рабо"чий режим выходной сигнал блока 14равен "1", а входной "0".35После истечения заданного времени выхода на рабочий режим выдержкавремени блока 14 на втором входе элемента ИЛИ-НЕ 16 появляется сигнал,равный "О". Сигнал на первом .входеэлемента ИЛИ-НЕ 6 равен , а навтором "0", соответственно его выходной сигнал при этом равен "О", Навходе блока 17 сигнал отсутствует,что свидетельствует о выходе углесоса на рабочий режим, В случае невыхода на режим сигнал с блока 10 коррекции меньше значения сигнала с задатчика 12, и компаратор 11 не включается, На его выходе появляется сиг 50 нал, равный "0", который поступаетна первый вход элемента ИЛИ-НЕ 16, ана второй вход (после истечения выдержки времени блока 14) поступаетсигнал, также равный "0". Это вызывает появление сигнала на выходе элемента ИЛИ-НЕ 16, равного "1", который поступает на первый вход блока 7. Последний при этом осуществ".5 52 регата при нормальном пуске электродвигателя 5.Время задержки сигнала блоком 15, а также величина порога включения компаратора 2 тока устанавливаются из условия длительности пускового режима электродвигателя 5. При нормальном пуске электродвигателя 6 до истечения времени задержки блока 15 ток электродвигателя 5 уменьшается ниже порога выключения компаратора 2 тока, что вызывает появление на его выходе сигнала, равного "0", Тогда сигнал на втором входе блока 17 сигнализации остается также равным "0".В случае анормального пуска электродвигателя 5 по истечении времени задержки блока 15 компаратор 2 тока не выключается, так как на его входе сигнал выше порога включения. Тогда сигнал на втором входе блока 17 равен "1", При этом блок 17 осуществляет включение звуковой сигнализации и соответствующего светового индикатора, показывающего нарушение пускового режима электродвигателя 5. Выходной сигнал блока 17, равный "1", поступает в блок 4 управления, вызывая отключение электродвигателя 5. При нормальном пусковом режиме электродвигателя 5 устройство осуществляет контроль за выходом углесоса на рабочий режим следующим образом.На вход блока 7 фазового сдвига напряжение с датчика напряжения поступает сигнал, соответствующий величине линейного напряжения питающей сети электродвигателя 5. Блок 7 фазового сдвига напряжения предназначен для сдвига фазы выходного сигнала по отношению к входному на 30 ,с целью получения сигнала, соответствующего фазному напряжению питающей сети, Выходной сигнал блока 7 и датчика 1 тока поступает соответственно на первый и второй входы перемножителя 8 с целью получения сигнала, соответствующего полной мощности, потребляемой электродвигателем 5. Выходной сигнал перемножителя 8 поступает на вход филь тра 9 низкой частоты, который выделя" ет сигнал, соответствующий активной мощности (сумма потерь активной мощности в электродвигателе 5, углесосе и активной мощности, затрачиваемой на транспортирование среды), потреб- . ляемой электродвигателем 5, Выходной сигнал фильтра 9 низкой частоты пос 920 6 ляет звуковую сигнализацию, включе 152920ние индикатора и нарушение выхода нарабочий режим, Выходной сигнал блока17 поступает в блок 4 управления, вызывая отключение агрегата.5После выхода на режим устройствоосуществляет защиту агрегата от аномальных режимов (например, подбутовка межлопастного канала рабочего колеса, режим неинтенсивной кавитациии т.п,) следующим образом.При нарушении рабочего режима выходной сигнал блока 10 коррекцииуменьшается и достигает пороговогозначения компаратора 11, который выключается, и на вход блока 13 задерж"ки поступает сигнал, равный "0", Блок13 предназначен для задержки поступления сигнала с компаратора 11 (при,его выключении ) на первый вход элемента ИЛИ-Е 16 с целью предотвращения поступления ложного сигнала компаратора 1, Этот сигнал может возникнуть в результате кратковременного нарушения рабочего режима, не влияющего па нормальный режим транспор"тирования среды. Если отключение компаратора 11 не вызывано кратковременным нарушением рабочего режима, тоего выходной сигнал, равный "0", поистечении времени задержки поступаетна первый вход элемента ИЛИ-НЕ 1 б, Е 1 авторой вход элемента ИЛИ-НЕ б с блока 4 поступает сигнал, также равный"0", вызывая появление на выходе элемента ИЛИ-НЕ 1 б сигнала, равного "1", .5который поступает на вход блока 17.Последний при этом осуществляет включение звуковой сигнализации и соответствующего светового индикатора,40показывающего нарушение режима откачки, Выходной сигнал блока 17 поступает в блок 4 управления, вызывая отключение агрегата,Устройство также осуществляетконтроль текущего расхода электроэнергии. Сигнал с фильтра 9 низкой частоты, соответствующий активной мощности,потребляемой электродвигателем 5, поступает через масштабный делитель 23на вход преобразователя 20. Масштабный делитель 23 предназначен для согласования параметров фильтра 9 низкой частоты с преобразователем 20.напряжение-частота, а также для регу 55лирования необходимого соотношенияЕ = Рс где Г - частота импульсовпреобразователя 20, Р - активная,мощность, потребляемая электродвигателем 5 (Р = П, цц, 11 ц - выходноенапряжение фильтра 9),Преобразователь 20 преобразуетвходной сигнал (Панич = Р) в частотуимпульсов (Г = Р ) прямоуголънои формы с калиброванной длительностью,которые поступают на вход суммирующего счетчика 21. Последний осуществляет счет поступающих импульсов, те.при поступлении очередного импульсасодержимое счетчика увеличивается на1, С выхода счетчика 21 двоично-десятичный код х,1, поступает на входпереключателя 24, который задает коэффициент пересчета в зависимости отноминального тока и коэффициента .трансформации применяемого датчика 1токаУстановленный переключателем 24коэффициент пересчета в виде двоично"десятичного кода х ) поступает надешифратор 22, которйй определяет необходимую величину суммы импульсовсчетчика. 21, соответствующую 1 кВт,ч,при совпадении кодов х; и 1 х 1)т,е. при наборе счетчиком 21 необхо"димой суммы импульсов, выходной сигнал дешифратора 22 поступает на второй вход счетчика 21. Появление импульса на другом его входе вызываетсброс в исходное состояние и счетчик21 вновь начинает счет импульсов, поступающих на его первый вход, Наличиепереключателя 24 обеспечивает универсальность устройства, так как позволяет применять устройство для любоготипа датчиков тока. Выходной сигналдешифратора 22 также поступает навход суммирующего счетчика 25, кото"рый осуществляет счет импульсов, каждый из которых соответствует расходуэлектроэнергии, равному 1 кВт.ч. Количество импульсов, накопленное счетчиком 25, соответствует общему расходу электроэнергии. Содержимое счетчика 25 через дешифратор 3 поступаетна третий вход блока 17 сигнализациии на светоиндикаторе "Расход электроэнергии" высвечивается текущее значение расхода электроэнергииПо полученному значению текущегорасхода электроэнергии устройствоосуществляет контроль остаточного ресурса агрегата следующим образом.Предварительно перед началом экс"плуатации задатчиком 9 устанавливается необходимое значение ресурса дляданного агрегата (по количеству расходуемой электроэнергии) в виде определенО 1521920 1 О Составитель К,СтароверовРедактор И.Касарда Техред М.Ходанич Корректор Т. Палий Заказ 6927/32 . Тираж 522 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент"г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 ного числаимпульсов, которое накапливается вычитающим счетчиком 18 и суммирующим счетчиком 26, Содержимое счетчика 26 через дешифратор 29 поступает на шестой вход блока 17 и на светоиндикаторе "Заданный ресурс" высвечивается число, показывающее заданный ресурс,Выходной сигнал дешифратора 22 поступает также на первый вход счетчика 8, который при этом осуществляет вычитание входного импульса от содержимого в этом счетчике. Оставшееся количество импульсов через дешифратор 27 поступает на четвертый вход блока 17 и на светоиндикаторе "Остаточный ресурс" высвечивается число, показывающее значение остаточ О ного ресурса агрегата, При израсходовании заданного ресурса на выходе . счетчика 18 появляется код 1 у 1, соответствующий "О", который поступает на вход дешифратора 28. В этом случае 25 на его выходе появляется сигнал, который вызывает переключение триггера 31. Выходной сигнал с него поступает на пятый вход блока 17, включая светоиндикатор "Ресурс израсходован",а также в блок 4 для блокировки включения агрегатаТаким образом, оператор по показаниям указанных светоиндикаторовконтролирует остаточный ресурс агрегата, текущий расход электроэнергии,а при израсходовании заданного ресурса устройство блокирует включение,тем самым защищая углесос от дальнейшей эксплуатации,Формула изобретения Устройство контроля и защиты углесосного агрегата по авт, св.Ф 1281751, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения контроля ресурса ра" боты насоса, оно снабжено элементом сравнения и подключенными к нему задат-чиком ресурса и устройством контроля потребляемой электроэнергии, включающим последовательно соединенйые преобразователь напряжение-частота, счетчик импульсов и дешифратор, при этом вход преобразователя напряжение-час" тота соединен с выходом фильтра низкой частоты, а выход элемента сравнения - с входом блока сигнализации,