Устройство контроля параметров системы автоматического управления режимов работы насосной станции

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(5 ) М. Кл,з Г 04 В 49/00 Г 15 В 19 ЮО Гооударетееииык комитет Опубликовано 07.12.82. Бюллетень45Дата опубликования описания 17.12.82по дедам изобретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫАВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ Изобретение относится к средствам контроля и испытаний гидрооборудования и может быть использовано при создании систем регулирования, защиты и испытаний насосных станций.Известно устройство контроля параметров режимов системы автоматического управления режимов работы насосной станции, содержащее источники давления, блок сравнения расходов, блок защиты и датчики давления на входе и выходе насосной станции, связанные с блоками управления исполнительных механизмов системы автоматического управления 1.Недостатками известного устройства являются низкое быстродействие и сложность конструкции вследствие использования в качестве источников давления натурных насосных агрегатов,Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение конструкции.Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком сравнения и задания давления, иравляемыми генераторами электрических импульсов с переключателями на вход" по числу блоков управления, каждь;й из которых снабжен электромеханическим преобразователем перемещения в частоту, установленным на его входе, а источники давления выполнены в виде гидравлических или пневматических прессов, при этом входы блока сравнения 5 и задания давления соединены с ддтчикамидавления, выходы - с входами блоков управления, другие входы которых соединены с выходами блока сравнения расходов, а к входам последнего через генераторы электрических импульсов подключепь выходы электромеханических преобразователей.На фиг. 1 изображена схема устройстваконтроля параметров системы автоматического управления режимов работы насосной 15 станции на фиг. 2 -- график переходногопроцесса при имитации нарушения баланса расходов между насосными агрегатами; на фиг. 3 - график переходного процесса при имитации кратковременного увеличения давления на выходе насосной станции; на фиг. 4 - график переходного процесса при имитации аварийного сигнала блока зашиты,Устройство содержит источники 1 и 2давления, имитирующие насосные агрсга 979698ты, выполненные в виде гидравлических или пневматических прессов, блок 3, сравнения расходов, блок 4 защиты, датчики 5 и 6 на входе и датчики 7 и 8 давления на выходе насосной станции (не изображена), блоки 9 и 10 управления исполнительных механизмов 11 и 12 системы автоматического управления, включающей блоки 9 и 10, блок 13 сравнения и задания давления и управляемые с помощью автоматических задатчиков 14 и 15 или ручных задатчиков 16 и 17 генераторы 18 и 19. электрических импульсов с переключателями 20 и 21 на входе, При этом блоки 9 и 10 управления снабжены установленными на их выходах электромеханическими преобразователями 22 и 23 перемещения в частоту, входы блока 13 сравнения и задания давления соединены с датчиками 5 - 8, выходы - с входами блоков 9 и 10 у правления, другие входы которых соединены с выходами блока 3 сравнения расходов, причем к входам последнего через генераторы 18 и 19 электрических импульсов подключены выходы электромеханических преобразователей 22 и 23,Для регистрации параметров служит пульт 24, включающий манометры 25 и 26, счетчики 27 времени, частотомер 28 и светолучевой осциллограф 29.Устройство контроля параметров системы автоматического управления режимов работы насосной станции работает следующим образом.При нарушении баланса расходов между насосными агрегатами это нарушение ликвидируется путем уменьшения расхода того насосного агрегата, у которого он выше. При этом у другого насосного агрегата расход увеличивается за счет гидравлической связи по входу и выходу. Нарушение баланса расходов между насосными агрегатами имитируется при помощи ручных задатчиков 16 и 17 и переключателей 20 и 21. Для уменьшения расхода у насосного агрегата, управляемого блоком 9 и исполнительным механизмом 11, переключателем 20 к генератору 18 электрических импульсов подключается задатчик 16 и с его помощью уменьшается частота импульсов генератора 16. На выходе генератора 19 частота импульсов, таким образом, становится больше, чем на выходе у генератора 18. Блок 3 сравнения расходов, сопоставив величины частот сигналов с выходов генераторов 18 и 19, выдает команду на блок 10 управления, который вырабатывает командное воздействие и передает его на исполнительный механизм 12, который отрабатывает управляющее воздействие в сторону уменьшения расхода соответствующего насосного агрегата. Это управляющее воздействие передается через преобразователь 23, автоматический задатчик 15 и переключатель 21 генератору 19. о 15 20 25 зо 35 40 45 ьо 55 Одновременно управляющее воздействие от преобразователя 23 передается на автоматический задатчик 14, а от него через переключатель 20 - к генератору 18. При этом генератор 19 уменьшает частоту импульсов, а генератор 18 увеличивает ее до тех пор, пока частоты импульсов на выходе генераторов 18 и 19 не сравняются.На фиг, 2 показана осциллограмма переходного процесса, записанная осциллографом 29 при имитации этого режима работы, После уменьшения частоты электрических импульсов у генератора 18 до величины, соответствующей условному расходу насосного агрегата, например 100 м/ч (кривая б), на выходе генератора 19 частота электрических импульсов, соответствующая первоначальному расходу 225 мз/ч (кривая а), уменьшается до величины, соответствующей расходу 135 мз/ч, а у генератора 18 она увеличивается от величины 100 м/ч до величины 135 м/ч. После этого частота электрических импульсов с выхода генератора 8 и 19 не изменяется и остается постоянной. Графики изменения расхода при регулировании режима работы (фиг. 2) свидетельствуют об отсутствии нежелательных колебательных. процессов, а характер изменения расходов близок к реальному. Испытания на стенде системы автоматического регулирования при имитации увеличения давления на выходе насосной станции производится следующим образом, Источником 2 давления (прессом, например грузопоршневым манометром) увеличивается давление на 0,3 - 0,4 МПа выше рабочего (контроль давления осуществляется манометром 25). Давление на выходе воспринимается одновременно датчиками 7 и 8 и передается через блок 13 в блоки 9 и 10,ко торые вырабатывают управляющие команды и передают их к исполнительным механизмам 11 и 12, которые через преобразователи 22 и 23 воздействуют на автоматические задатчики 14 и 15 и уменьшают частоту импульсов генераторов 18 и 19, что имитирует уменьшение расхода у каждого насосного агрегата. Имитация уменьшения расхода будет происходить до тех пор, пока источником 2 давления давление, подводимое к датчикам 7 и 8, не уменьшится до рабочего значения. Переходный процесс этого режима работы также регистрируется светолучевым осциллографом 29 на пчльте 24. На фиг. 3 показана осциллограмма переходного процесса на этом режиме работы. Точка в на осциллограмме характеризует переходный процесс в момент увеличения давления на выходе выше рабочего на 0,3 МПа источником 2; точка г - в момент уменьшения этого давления до рабочего (на 0,3 МПа); (,) и Яг - расходы соответственно первого и второго насосных агрегатов. В данном случае на фиг. 3 показана преобразованная с помощью осциллографа 29 в единицы расхода частота на выходе из генераторов 18 и 19.Как видно из графиков, изменение расходов Я и Яг происходит при их постоянном равенстве, а характер изменения расходов свидетельствует об устойчивости работы. Таким образом, испытания на стенде осуществляются и на этом режиме в условиях, близким к реальным.Испытания на стенде системы автоматического регулирования при имитации уменьшения давления на выходе насосной станции и уменьшении и увеличении давления на входе насосной станции производится аналогичным образом с помощью источников 1 и 2 давления.Испытания в режиме срабатывания системы зашиты агрегатов насосной станции, вызванные, например, перегревом масла или охлаждающей жидкости двигателя насосного агрегата, осуществляется с использованием блока 4 защиты и блока 13,В реальных условиях работы блок 4 защиты при аварийном состоянии одного из основных агрегатов (двигатель, насос, гидромуфта) подает сигнал, представляюший собой обобщенный аварийный сигнал, в блоки 9 и 10 управления, которые вырабатывают и передают управляющие команды на исполнительные механизмы 11 и 12, которые в свою очередь уменьшают частоту вращения валов двигателей насосных агрегатов вплоть до их остановки. Испытания на этом режиме работы проводятся в следующей последовательности. Источником 2 давления уменьшается давление на выходе ниже рабочего на 0,3 - 0,4 МПа, а источником 1 давления давление на входе увеличивается на 0,1 - 0,2 МПа. Датчики 5 - 8, измерив это давление, передают соответствующий сигнал череез блок 13 в блоки 9 и 10 управления, которые передают командное воздействие к исполнительным механизмам 1 и 12, которые в свою очередь через преобразователи 22 и 23 и автоматические задатчики 14 и 15 начинают увеличивать частоту электрических импульсов на выходе генераторов 18 и 19, имитируя увеличение расхода. В этот момент имитируют аварийное состояние агрегата подачей аварийного обобщенного сигнала от блока 4 в блок 13 (точка е на фиг. 4), В результате этого блок 13 отключает от блоков 9 и 1 О управления датчики 5 - 8 и подключает к ним блок 4. Сигнал от блока 4 происходит к блокам 9 и О, воздействующим на исполнительные механизмы 11 и 12, которые имитируют уменьшение частоты врашения валов двигателей насосных агрега Формула изобретения 50 55 5 10 15 20 25 Зо З 5 40 45 тов и через преобразователи 22 и 23 и автоматические задатчики 14 и 15 передают команды на уменьшение частоты импульсов генераторов 19 и 18 до нуля.Основным показателе м, характеризуюшим качество работы системы управления, является постоянное равенство расходов между йасосными агрегатами в период увеличения и уменьшения частоты вращения валов двигателей при устойчивости ее работы, а также продолжительность времени, за которое расход у каждого из насосных агрегатов уменьшается до нуля.На фиг. 4 показана осциллограмма переходного процесса при данном режиме работы, На осциллограмме обозначены; точка д - момент, когда источником 1 давления увеличили давление на входе на 0,1 МПа, а на выходе источником 2 уменьшили давление на 0,3 МПа; точка а характеризует систему в момент подачи обобщенного аварийного сигнала от блока 4 в блок 13.Как видно из фиг. 4, изменение расходов у каждого из насосных агрегатов происходит при постоянном их равенстве, а продолжительность уменьшения расхода до нуля равна 20 с, что соответствует требованиям, предъявляемым к системе автоматического управления насосной станции. Таким образом, устройство позволяет проводить испытания системы автоматического управления режима работы насосной станции при условиях, близким к реальным, и получать необходимые переходные характеристики, по которым определяются работоспособность и устойчивость работы при всех возмущениях.Применение изобретения позволяет повысить быстродействие при контроле параметров системы автоматического управления без использования дорогостоящих насосных установок и без сооружения резервуарного парка, трубопроводных коммуникаций и специальных помещений с аппаратурой во взрывобезопасном исполнении,Использование изобретения позволяет повысить быстродействие и упростить конструкцию систем регулирования, зашиты и испытаний насосных станций. Устройство контроля параметров системы автоматического управления режимов работы насосной станции, содержащее источники давления, блок сравнения расходов, блок защиты и датчики давления на входе и выходе насосной станции, связанные с блоками управления исполнительных механизмов системы автоматического управления, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения конструкции, оно снабжено блоком сравнения и задания давления, управляемыми генераторами электрических импульсов с переключателями на входе по числу блоков управления, каждый из которых снабжен электромеханическим преобразователем перемещения в частоту, установленным на его входе, а источники давления выполнены в виде гидравлических или пневматических прессов, при этом входы блока сравнения и задания давления соединены с датчиками давления, выходы - с входами блоков управления, другие входы которых соединены с выходами блока сравнения расходов, а к входам последнего через генераторы электрических импульсов подключены выходы электромеханических преобразователей. Источники информации,иринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР846789, кл, Г 04 В 49/00, 1979.УЯ Юд а га иг едактор Л. Лукач а к аз 9313/19 ВНИИПИ по 113035, М Филиал ППП. Верес Корректор Л. Бокша8 Подписноеного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/5Ужгород, ул. Проектная, 4 Составител Техред И Тираж б Государстве елам изобрет сква, Ж - 35 Патент, г.