Устройство для управления циркуляционной электродиализной установкой

сацалдщепе 19/0 ПИС Е ИЗОБРЕТЕНСВИДЕТЕЛЬСТВУ К ДВТОЕСН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И СТНРЫТИЙ(56) 1, Авторское свидетельство СССР В 497026, кл. В 01 0 13/02, 1974.2. Пульт типа Пу120048.001 ТО, 1975.(прототип).(54)(57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕРИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОП ЗЛЕКТРОДИАЛИЗНОЙ УСТАНОВКОЙ,. содержащее сигнализатор уровня в емкости очищенной воды, пускатель выпрямительного агрегата, реверсивный пускатель двигателя лабиринтных насосов, логический блок, выходы которого связаны с пускателем выпрямительного агрегата н с реверсивным пускателем двигателя лабиринтных насосов, блок аварийной защиты и основной блок пуска, первый и второй входы которого соединены соответственно с кнопками пуска и остановки,а.третий вход - с выходом блока аварийной зашиты, о т л н чаю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения обслуживания установки, оно снабжено до. - полнительным блоком пуска, узлом управления и программным устройством, причем первый, второй, третий и четвертый входы дополнительного блока пуска соединены соответственно с выходом основного блока пуска, с пер-. вым выходом программного устройства, с выходом. блока аварийной защиты и с кнопкой остановки; выход дополнительного блока пуска сообщен с первым входом блока аварийной защиты, второй вход которого сообщен. с кнопкой снятия аварийного сигнала, и с первым входом логического блока, выход блока аварийной защиты связан с четвертым входом узла управления, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом программного блока, с выходом сигнализатора уровия и с выходом основного блока пуска, выход узла управления соединен с входом програюяого блока, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с третьим, вторым, пятым и четвертым йходами логического блока.2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что дополни-. тельный. блок пуска содержит первый и второй элементы И, элемент ЗАПРЕТ, элемент НЕ и триггер, причем входы первого элемента И соединены е первым и вторым входами дополнительноР го блока пуска, а выход - с первым входом второго элемента И, третий и четвертый входы дополнительного блока пуска соединены соответственно с инверсным и врюеаа входами элеменТа ЗАПРЕТ, выхсщ которого сообщен с вторым входом второго элемента Ии с входом элемента КЕ, выходы вто.рого элемента И и элемента НЕ соединены соответственно с включающим и выключающим входами триггера, выход которого связан с выходом дополнительного блока пуска.3, Устройство по п. 1, о т л и . -ч а ю щ е е с я тем, что узел управления содержит первый и второй элементы ЗАПРЕТ и элемент ИМПЛИКАЦИЯ, причем первый, второй, третий и четвертый входы узла управления соединены соответственно с инверсным входом элемента ИМПЛИКАЦИЯ,. с инверс ф. ным и прямым входами первого элемен юфф та ЗАПРЕТ, а также с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход которого связан с выходом узла управления и прямой вход которого .сообщен с выходом элемента ИМПЛИКАЦИЯ, выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с прямым входом элемента ИМЛИКАЦИЯ.1016771 4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что логический блок содержит первый, второй и третий элементы ЗАПРЕТ, первый, второй и третий элементы И, элемент НЕ, элемент ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, причем первый и второй входы логического блока соединены с прямым и инверсным входами первого элемента ЗАПРЕТ, третий вход логического блока связан с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ и с первым входом первого элемента И, четвертый вход логического блока соединен с инверсными входами второго и третьего элементов ЗАПРЕТ и с первым входом элемента ИЛИ, пятый вход логического блока соединен с прямым входом третьего элемента ЗАПРЕТ, связанного своим выходом с вторым входом третьего элемента И, выход Изобретение относится к системам управления технологическими циклическими процессами, а именно к системам управления электродиализными установками циркуляционного типа, 5 предназначенными для опреснения солоноватых вод или морской воды с целью получения питьевой воды, воды для технических или сельскохозяйственных нужд,для обессоливания пресной 0 воды с целью использования ее, например, в медицине для приготовления физиологического раствора, применяе- . мого в аппаратах "Искусственная поч 11ка35Известны электродиализные установки циркуляционного типа, системы управления которыми содержат сигнализаторы уровня и солесодержания в циркуляционных баках дилюата и концентрата 1 3 20Большое количество датчиков, установленных в среде с высокой коррозийной активностью, снижает надежность данной системы управления.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство управления электродиализной установкой, содержащее логический блок, связанный своими выхо-, дами с пускателем выпрямктельного ЗО агрегата и реверсивным пускателем электродвигателя лабиринтных насосов, установленных в баках дилюата и концентрата. Входы логического блока соединены с сигнализаторами верхне го и нижнего уровня в емкости очищенной воды, с выходом блока пуска, с сигнализаторами солесодержания и первого элемента ЗАПРЕТ связан с вторым входом первого элемента И,с входом элемента НЕ, с вторым входом второго элемента И, первый вход которого сообщен с выходом второгоэлемента ЗАПРЕТ, с первым входомтретьего элемента И, выходы первого элемента И и элемента НЕ соединены соответственно с включающим ивыключающим входами первого триггера, выход второго элемента И связан с включающим входом второго триггера, выход элемента ИЛИ соединен свключающими входами второго и третьего триггеров, выход третьего элемента И сообщен с включающим входом третьего триггера, а выходы первого,.второго и третьего триггеров соеди-.нены соответственно с первым, вторым и третьим выходами логическогоблока.- уровня, размещенными в циркуляцион-. ных баках 2 .Однако известное устройство также содержит много датчиков, установленных в коррозийной среде, а кроме того, оно требует обслуживания при пуске установки: после подачи на устройство управления электропитания нужно дождаться сигнала о заполнении установки исходной водой и лишь после этого можно осуществить с помощью кнопки пуск, установки.Цель изобретения - повышение надежности устройства и упрощение обслуживания автоматизированной электродиализной установки.Указанная цель достигается тем, что устройство для управления циркуляционной электродиализной установкой содержащее сигнализатор уровня в емкости очищенной воды, пускатель выпрямительного агрегата, реверсивный пускатель двигателя лабиринтных насосов, логический блок, выходы которого связаны с пускателем выпрямительного агрегата и реверсивным пускателем двигателя лабиринтных насосов, блок аварийной защиты и основной блок пуска, первый и второй входы которого соединены соответственно с кнопками пуска и остановки, а третий вход - с выходом блока аварийной защиты, снабжено дополнительным блоком пуска, узлом управления и программным устройством, при этом первый, второй, третий и четвертый входы дополнительного блока пуска соединены соответственно с выходом основного блока пуска, с первым выходом программного устройства, с выг.ходом блока аварийной защиты и скнопкой остановки; выход дополнительного блбка пуска сообщен с нервым.входом блока аварийной защиты, второй вход которого сообщен с кнопкой 5снятия аварийного сигнала, и с первым входом логического блока; выходблока аварийной защиты связан с четвертым входом узла управления, первый, второй и третий входы которого 10соединены соответственно с первымвыходом программного блока, с выходом сигнализатора уровня и с выходомосновного блока пуска; выход узлауправления соединен с входом программного блока, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с третьим,вторым, пятым и четвертым входамилогического блока.1Дополнительный блок пуска содержитпервый и второй элементы И, элементЗАПРЕТ, элемент НЕ и триггер; приэтом входы первого элемента И соединены с первым и вторым входами дополнительного блока пуска, а выход - с первым входом второго элемента И, третий и четвертый входыдополнительного блока пуска соединены соответственно с инверсным ипрямым входами элемента ЗАПРЕТ, вы- З 0ход которого сообщен с вторым входомвторого элемента И и с входом элемента НЕ, выходы второго элемента И иэлемента НЕ соединены соответственно с включающим и выключающим входами триггера, выход которого связан с выходом дополнительного блокапуска,Узел управления содержит первыйи второй элементы ЗАПРЕТ и элемент 40ИМПЛИКАЦИЯ, причем первый, второй,третий и четвертый входы этого узла соединены соответственно с инверсным входом элемента ИМПЛИКАЦИЯ,с инверсным и прямым входами первого элемента ЗАПРЕТ, а также с инверсным входом втОрого элемента ЗАПРЕТ,выход которого связан с выходом узла управления и прямой вход которого сообщен с выходом элемента ИМПЛИКАЦИЯ; выход первого элемента ЗАПРЕТсоединен с прямым входом элементаИМПЛИКАЦИЯ,Логический блок содержит первый,второй и третий элементы ЗАПРЕТ,первый, второй и третий элементы И,элемент НЕ, элемент ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, при этом первый и второй входы логического блока соединены с прямым и инверсымвходами первого элемента ЗАПРЕТ, 60третий вход логического блока связан с пряжм входом второго элементаЗАПРЕТ и с первым входом первогоэлемента И, четвертый вход логического блока соединен с инверсными 65 входами второго и.третьего элементов ЗАПРЕТ и с первым входом элемен та ИЛИ, пятый .вход логического блока - с прямым входом третьего глемента ЗАПРЕТ, связанного своим выходом с вторым входом третьего элемента И; выход первого элемента ЗАПРЕТ связан с вторим входом первого элемента И, с входом элемента НЕ, с вторым входом второго элемент,": И, первый вход которого сообщен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, и с первым входом третьего элемента И; выходы первого элемента И и элемента НЕ соединены соответственно с включающим и выключающим входами первого триггера, выход второго элемента И связан с включающим входом второго триггера, выход элемента ИЛИ соединен с выключающими входами второго .и третьего триггеров, выход третьего элемента И сообщен с включающим входом третьего триггера, а выходы первого, второго и третьего триггеров соединены соответственно с пер- вым, вторым и третьим выходами логического блока.1На чертеже приведена схема устройства для управления циркуляционнойэлектродиализной установкой.Схема содержит выходы 1, 2 и 3соответственно основного блока 4пуска, дополнительного блока 5 пуска,блока 6 аварийной защиты; первый 7,второй 8, третий 9, четвертый 10 ипятый 11 выходы программного блока12; сигнализатор 13 уровня; выход14 узла 15 управления; логическийблок 16, первый 17, второй 18, третий 19, четвертый 20 и пятый 21 входы логического блока, элементы ЗАПРЕТ 22-28; элементы И 29 36, триггеры 37-39 логического блока 16, элементы НЕ 40-43; элементы ИЛИ 44 и45, первый 46, второй 47 и третий 48выходы логического блока 16; кнопку49 пуска, триггер 50 основного блока4 пуска; первый 51, второй 52, третий 53 и четвертый 54 входы дополнительного блока 5 пуска; триггер 55дополнительного блока 5 пуска; пускатель 56 выпрямительного агрегата 57;реверсивный пускатель 58 двигателя59 лабиринтного насоса; бак 60 дилюата; бак 61 концентрата; емкость 62очищенной воды; электродиализатор63, напорную емкость 64, поплавковый клапан 65; первый 66, второй 67,третий 68 и четвертый 69 входы узла15; кнопку 70 остановки, первый 71,второй 72 и третий 73 входы основного блока 4 пуска; первый .74, второй 75, третий 76 входы блока б аварийной защиты, триггер 77 блока баварийной защиты; кнопку 78 снятияаварийного сигнала; элемент ИМПЛИКАЦИЯ 79 узла 15 управления, 1016771Предлагаемое устройство работаетследующим образом.Пусть в исходный момент послеподачи на устройство электропитанияна выходах 1, 2 и 3 основного блока4 пуска, дополнительного блока 5 5пуска, блока 6 аварийной защиты, атакже на первом выходе 7 программного блока 12 и на выходе сигнализатора 13 формируются сигналы, соот- .ветствующие логическому нулю. Тогда 10на выходе 14 узла 15 управления появляется логическая единица, и программный блок 12 начинает отсчет временных выдержек. Сигналы с выходов8-11 блока 12 начинают поступать на 15входы логического блока 16. Однако, .так как сигнал с выхода 2 блока 5,равный нулю, поступает на вход 17блока 16, связанный с прямым входомэлемента ЗАПРЕТ 22, сигнал на выходе последнего также равен нулю. Наличие этого сигнала на одном из вхо-дов каждого из элементов И 29, 30и 31 блокирует эти элементы, не позляя воздействовать на включающие 255-.входы триггеров 37-39. Логическаяединица, сформированная на выходеэлемента НЕ 40, поступает на выключающий й-вход триггера 37, а черезэлемент ИЛИ 44 - на выключающией-входы триггеров 38 и 39. Таким образом, несмотря на то, что сигналыс выходов 8,9,10 и 11 блока 12 поступают соответственно на входы 19, 18,21 и 20 блока 16, на выходах 46-48 этого блока сохраняется логическийнуль. Если теперь нажать кнопку 49 пуска, то на выходе элемента И 32 появляется логическая единица, которая поступает на включающий 5-вход триггера 50; в результате этого на 40 выходе 1 основного блока 4 пуска появляется единица. Однако фактический пуск установки осуществится лишь в тот момент, когда на выходе 7 блока 12 появится сигнал единица, 45 свидетельствующий об исходном состоянииустановки. Этот сигнал поступает на вход 52 дополнительного блока 5 пуска, соединенный с входом элемента И 33, второй вход которого соединен с входом 51 блока 5, Единица с выхода элемента И 33 поступает на вход элемууа И 34, на второй вход которого поступает единица с выхода элемента ЗАПРЕТ 23; в результате единица поступает на включающий 5-входтриггера 55, триггерсбрасывает, и единица появляется на выходе 2 блока 5. Этот сигнал поступает на вход 17 блока 16; в результате отпираются элементы И 29- 31, которые теперь могут изменить состояние триггеров 37-39. Сигнал единица на выходах программного блока 12 появляется последовательно через определенные интервалы времени; если единица имеется на одномиз входов, то на других она отсутствует ( длительности сигналов навыходах 7-11 блока 12 и интервалымежду ними задаются настройкой блока12). При появлении единицы на выходе 8 блока 12 с помощью элементаЗАПРЕТ 22 взводится триггер 37, пускатель 56 включает вылрямительныйагрегат 57; одновременно с помощьюэлементов 24 и 30 взводится триггер.38, воздействуя на реверсивный пускатель 58, который включает двигатель 59 лабиринтных насосов на режимциркуляции, При включенном выпрями-тельном .агрегате 57 и работающих нациркуляции лабиринтных насосах начинается процесс обессоливания содержащейся в баке 50 дилюата исходной .воды с одновременным повышением солесодержания воды, находящейся вбаке 61 концентрата. Когда сигнална выходе 9 блока,12 становитсяравным единице, сигнал на выходеэлемента ЗАПРЕТ 22 становится равным нулю, вызывая появление единицына выходе элемента НЕ 40 и элементаИЛИ 44; триггеры 37 и 38 сбрасываются, отключая с помощью пускателей56 и 58 агрегат 57 и насос 59, Когдасигнал на выходе 10 блока 12 становится равным единице, срабатываетэлемент ЗАПРЕТ 25, вызывая появление единицы на выходе элемента И 31,и взведение триггера 39; реверсивный пускатель 58 включает двигатель59 лабиринтного насоса на режим слива обессоленой воды из бака 60 вемкость 62. Когда сигнал на выходе11 блока 12 становится равным единице, с помощью элемента ИЛИ 44триггер 39 сбрасывается, и сливобессоленой воды прекращается, Интервал времени между моментами пропадания .сигнала на выходе 11 блока 12и появления сигнала на выходе 7 этого блока выбирается таким, чтобыобеспечить за это время автоматическое заполнение исходной водой бака60 и пополнение бака 61, часть воды из которого расходуется на промывку электродных камер диализатора63. Подача исходной воды осуществляется с помощью напорной емкости 64с поплавковым клапаном 65, С появлением на выходе 7 блока 12 единицыначинается новый технологическийцикл. Так как в ходе технологических циклов среднее потребление обессоленной воды меньше, чем средняяпроизводительность эдектродиализной установки, уровень в емкости 62возрастает. При достижении этимуровнем заданного значения срабатывает сигнализатор 13, и единица поступает на вход 67 узла 15, запрещаяпрохождение единицы с входа 68 этого узла на выход элемента ЗАПРЕТ 26.Теперь, как только блок 12 выдастединицу на выходе 7, она поступитна вход 66 узла 15, соединенный синверсным входом элемента 79, в результате чего пропадет единица навыходе элемента ЗЛПРЕТ 27 и выходе14 узла 15. Программный блок 12 ос-.тановится в исходном состоянии,вызывая прекращение технологического процесса. После того, как уровеньв емкости 62 понизится в результатепотребления обессоленной воды, навыходе 14 узла 15 вновь появитсяединица, и работа установки продолжится. Отключение установки проводится с помощью кнопки 70, так как 15на входе 71 блока 4 в этот моментимеется логический нуль, а нажатиена кнопку 70 вызывает появление нуля и на входе 72 блока 4, с помощьюэлементов 28 и 41 подается единица 20на включающий В-вход триггера 50 иосуществляется его сброс. Нажатиена кнопку 70 вызывает также появлениенуля на входе 54 блока 5, в результате чего с помощью элементов 23 и 2542 сбрасывается триггер 55. Появлениенуля на выходе 2 блока 5 приводитк появлению единиц на выключающихк-входах триггеров 37-39 блока 16 ик отключению установки. 30Однако на выходе 14 узла 15 сохраняется единица до тех пор, покаблок 12 не выдаст единицу на своемвыходе 7. Только теперь, когдапРограммный блок 12 установился в .исходном состоянии, сигнал на выходе 14 узла 15 станет равным нулю::готова к новому пуску. Отключениеустановки В аварийных ситуациях Осуществляется с помощью блока 6 аварийной защиты: при появлении сигнала об аварии хотя бы на одном извходов 76 появляется единица на выходе элемента ИЛИ 45, который соединен с входом элемейта И 35. На 45второй вход элемента И 35 поступаетединица с выхода элемента И 36Единица, поступающая с выхода элементаИ 35 на включающий 5-вход триггера77, взводит его. Сигнал единица с 50выхода 3 блока 6 поступает на вход73 блока 4 и на вход 53 блока 5,вызывая отключение установки, а также на вход 69 узла 15, останавливаяпрограммный блок 12. Запоминаниесигналов, которые в момент аварийного отключения имеются на выходахблока 12; обеспечивается его конструкцией: в качестве программногоблока может быть использован, например, командный электрический приборКЭПУ. Единица на выходе блока6 может быть сФормирована лишь .ч период работы установки, когда на вход74 блока 6 поступает единица с выхода 2 блока 5. Снятие аварийногосигнала после устранения причины аварии обеспечивается с помощью кнопки 78. При нажатии этой кнопки пропадает единица с входа 75 блока 6и с помощью элемента НЕ 43 Формирует-.ся единица, поступающая на к-входтриггера 77 и сбрасывающая его. После устранения причины аварии и снятия аварийного сигнала с помощьюкнопки 78 устройство автоматическиустанавливается в исходное состояние:единица на выходе 14 узла 15 сохраняется до тех пор, пока на выходе 7блока 12 не появится единица. Тогдаединица на выходе 14 пропадает и непояйится до тех пор, пока не будетнажата кнопка 49. Лишь теперь установка начнет технологический цикл. Предлагаемое устройство содержит лишь один сигнализатор 13, который размещен не в баках 60 и 61, где металлические детали подвергаются интенсивной электрохимической коРрозии, а в емкости 62, где находится обессоленная вода. Кроме того, это устройство не нуждается в обслуживании в период пуска и обеспечивает запоминание момента аварийного отключения. Таким образом, достигается повышение надежности устройства и упрощение обслуживания, т.е. улучшаются основные характеристки базового объекта, входящего в состав выпускаемых промьааленностью автоматизированных электродиализных установок, По- . вышенная надежность и простота в обслуживании,:особо важны при применении устройства й автоматизированной электродиализной установки в целом для медицинских целей и в сельском хозяйстве.1016771 Составитель Н. Лавинль Техред Ж,Кастелевич Корректор Л Бокшан едактор акаэ 3385/4 ВН 4/ 35,лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 874 ПоПИ Государственного комио делам изобретений и оМосква, Ж, Раушская исноеета ССрытийаб., д