Система управления вентиляционной установкой

(46) 23.06.87. Бю7Све ловски сти чьев ов А. А. Шахт - Мл Недра,СССР , 1985 ЕНТИЛЯпользова- проветриоляет поня путем ионных и ма проветыи электрония с при- ронагреватс дсзттт ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗО А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1.23(56) Картавый Н. Г.,Топоркные стационарные установки1978, с. 80 - 84.Авторское свидетельство1195258, кл. Е 04 Р 27/О 54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯЦИОННОЙ УСТАНОВКОЙ 57) Изобретение может быть и о в системах автоматического ания шахт и рудников и поз ысить эффективность управле втоматического учета организа ехнологических показателей реж ивания. Система содержит главндвигатель 1, станцию 2 возбужде одом 3 возбудителя 4, элект тели 5 и 6 масла и направляющего и спрямляющего аппаратов, станцию 7 автоматизации, блоки 9 и 10 контроля температуры и давления масла и положения направляющего аппарата, станцию контрольно-измерительных приборов, блоки 12 и 13 датчиков температуры подшипников и контроля давления и расхода воздуха, блок 14 управления и формирования технологических ограничений и блок 15 электро- включающих часов. Регулирование нагрузки вентиляционной установки в периоды максимума мощности электроэнергетической системы осуществляется уменьшением депрессии и подачи вентилятора воздействием на привод рабочих лопаток, направляющего и спрямляющего аппаратов до определенного момента. Возможны кратковременные отключения двигателя вентилятора в пределах определенных условий. При этом можно форсировать снижение нагрузки вентиляционной установки в интервале, определенном требованиями энергонадзора, путем отключения главного двигателя вентилятора. 3 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к средствам автоматизации вентиляторных установок и может быть использовано в системах автоматического проветривания шахт и рудников.Цель изобретения -- повышение эффективности управления путем автоматического учета организационных и технологических показателей режима проветривания.На фиг. 1 приведена структурная схема системы управления; на фиг. 2алгоритм подготовки к пуску вентиляторного агрегата; на фиг. 3 - алгоритм работы блока управления и формирования технологических ограничений.Система управления вентиляционной установкой, имеющей главный электродвигатель 1, станцию 2 возбуждения с приводом 3 возбудителя и возбудителем 4, электро- нагреватели масла 5 и направляющего и спрямляющего аппаратов 6, содержащая станцию 7 автоматизации с подключенными к ее входам пультом 8 управления, блоком 9 контроля температуры и давления масла, блоком 10 контроля положения направляющего аппарата, к выходам которой подключены электронагреватель масла, электронагреватель 6 направляющего и спрямляюшего аппаратов, станция 2 возбуждения и станция 11 контрольно-измерительных приборов (КИП), связанная с главным электродвигателем 1, с подключенными к ее входам блоком2 датчиков температуры подшипников и блоком 13 контроля давления и расхода воздуха. Система также содержит блок 14 управления и формирования технологических ограничений и блок 15 электро. включающих часов, подключенный к первому входу блока 14 управления и формирования технологических ограничений, к второму входу последнего подключен блок 13 контроля давления и расхода воздуха, а его выходы связаны со станцией 7 автоматизации.Блок 14 управления и формирования технологических ограничений связан информационными линиями с АСУТЛ предприятия.Пульт 8 управления предназначен для управления вентиляторной установкой. Станция 7 автоматизации предназначена для формирования в автоматическом режиме управляющих воздействий на соответствующие рабочие органы вентиляторной установки. Блок 3 контроля температуры и давления масла контролирует указанные параметры масла в маслосистеме вентилятора.Блок 10 контроля положения направляющего аппарата предназначен для контроля положения направляющего аппарата вентилятора. Электрона реватель 5 масла служит для нагрева до заданной темцерату ры масла, используемого цри работе вентилятора. Эпектронагревагель 6 направляю щего и сирямляюшегс аппаратов предназначен д , обогрева аппаратов с це.чью предсхе, ения от обледенения. Станция 11 КИП выполняет функции контроля параметров воздушной среды. Станция 2 возбуждения служит для управления возбудителем 4 главного электродвигателя 1. Блок 2 датчиков температуры подшипников контролирует температуру подшипников вентилятора установки. Блок3 контроля давления и выхода воздуха предназначен для сбора информации о давлении и расходе воздуха, подаваемого вентилятором. Привод 3 возбудителя предназначен для вращения якоря возбудителя 4. Возбудитель 4 предназначен для создания магнитного поля главного электродвигателя 1 вентилятора установки, Главный электродвигатель 1 вентилятора служит для вращения рабочего колеса вентилятора вентиляционной установки.Блок 14 управления и формирования технологических параметров предназначен для контроля электропотребления, расчета параметров воздушной среды в зависимости от режима воздухопотребления, расчета уставок для регулирования и формирования управляющих воздействий и может быть выполнен на базе одноплатной встраиваемой микро-ЭВМ Электроника МС 2702.Блок 15 электровключающих часов служит для контроля прохождения часов максимума энергосистемы. В качестве его может быть использован электронный таймер Электроника Г 9.02. Система работает следующим образом.С пульта 8 управления подается сигнал на включение вентиляционной установки в работу. При выполнении требований правил технической эксплуатации (наличие масла в системе смазки установки, заданного уровня напряжения в электрической сети, удовлетворительного состояния изоляции всех элементов системы электроснабжения установки, фиксированного регламентированного положения лопаток рабочего колеса вентилятора, ляд, шиберов и других вентиляционных устройств и т.п.) станция 7 автоматизации производит пуск главного электродвигателявентилятора и включение в работу станции 11 КИП. Специальными датчиками измерения температурыЮ оподшипников (1.) и обмоток (1 О.) двигателя, депрессии (Нг) и подачи (Яу)вентиляторной установки ВУ блока 12 датчиков температуры подшипников и блока 13 контроля давления и расхода воздуха осуществляется контроль режима работы вентиля- горной установки. Измерительная информация с этих блоков сравнивается е соответствующими задаццымц значениями этих величин и цри необходимости производится автоматическое регулирование величин Н ч и О. воздействием на привод направляющего и спрямляющего аппаратов, устройства поворота рабочих лопаток и регулирования скорости вращения ротора главного электродвигателя 1 вентилятора.где ЛРву(1 к) -регулированию нтиляционной усомент времени Ь,уста вка помощности ве тановки в м кВт; прогнозное ния мощностустановки на ка времени(ЛТ ) значение измене- и вентиляционной конец промежутЛТ; Текущие значения измерительной информации о депрессии Нв, ) и подаче Щ 1) вентиляторной установки поступают в блок 14 управления и формирования технологических ограничений, в котором с заданной периодичностью ЛТ, по специальной команде производится оперативный прогноз этих величин на момент контроля (1.) и на конец промежутка времени ЛТ,.Длительность промежутков времени ЛТ определяется требованием энергонадзора (или других отранизаций) и действующими правилами пользования электроэнергией и равно 0,5 ч, так как энергонадзор ограничивает промышленные предприятия по значению потребляемой из сети актив ной мощности, усредненной на получасовых интервалах времени в течение утреннего и вечернего периодов максимума нагрузки. Моменты контроля текущих значений депрессии и подачи вентиляторной установки можно определить с различной периодичностью.л лПостроение прогнозов Нву и Яв на моменты Ь и на конец промежутка времени ЛТ может осуществляться по Различным моделям.В блок 14 управления и формирования технологических ограничений заводится также информация о технологических потребностях горного предприятия (например, забоев шахты) в воздухе (Я) и депрессии воз душного потока (Н.) на контролируемом промежутке времени ЛТ, а также значение Р(ЛТс). Эта информация может поступать от специальных устройств ее определения при наличии и нормальном функционировании подсистемы Проветривание 35 АСУТП шахты или с пульта горно-технологического диспетчера предприятия в моменты времени 1;, сбеспечивающие ее обработку и использование в темпе процесса регулирования величин Н.у и ЯвуОт специальных датчиков (например, счет.чик типа Ф 441 с телеметрическим выходом) в блок 14 непрерывно поступает измерительная информация о текущих значениях активной мощности Р. (1), потребляемой вентиляционной установкой из сети, 45 которая накапливается в виде временных рядов и используется для вычисления уставок по регулированию нагрузки установки в моменты времени 1 в по формулелЛРву (Ь 1) =ЛРву (ЛТвв) - Рву (ЛТ), (1) 50Р (ЛТ,) - плановое значение мощностивертиляционной установки на конец промежутка времени ЛТву вычисленное с учетом ограничения нагрузки, вводимого энергонадзором на периоды утреннего (вечернего) максимума мощности электроэнергетической системы, кВт.лРву(ЛТе) =Рву (1 вв) +ЛРву(ЛТе) (2) Яв(ЛТ) =(ЛТ) - прогнозное значение депрессии вентиляционной установки на конец интервала времени ЛТ. е 1 - КПД ВУ;)где Нву(Ь ) - значение депрессии вентиляционной установки, измеренной в момент времени 11;ЛНву (ЛТ,) - прогнозное значение измерения депрессии вентиляционной установки на конец интервала ЛТс.Формулу (4) получают на основе известной из теории вентиляторных установок формулы для расчета мощности, потребляемой установкой из сети.Поскольку энергонадзор, согласно действующим правилам использования электроэнергией, ограничивает мощность, усредненную на получасовом интервале времени, то целесообразно предусматривать в качестве регулируюгцих воздействий и кратковременные отключения привода вентилятора на периоды времени ЛТвычисляемые из условия успешного самозапуска вентилятора, Само- запуск вентилятора есть процесс его разгона до рабочей скорости после кратковременных отключений, не приводящих к полной остановке вентилятора. При самову (Л ) = Нву(1;) где Рв (1 ы) - значение мощности, потребляемой из сети ВУ, в моментвремени Ьв, кВт; ЛРв (ЛТ) - прогнозное значение изменения величины на конец интервала времени ЛТ кВт.Прогнозные значения ЛРь (ЛТ,) могут быть вычислены по различным программам.Далее вычисляют уставку по регулированию подучи вентиляционной установки ЛЯ,(Ь ) =Я у(ЛЪ) - Я. (ЛТс), (3) где Яву(ЛТ) - прогнозное значение подачивентиляционной установки наконец интервала ЛТ 1, котороеможно вычислить по формулелзапуске вентилятор доразгоняется с какой-то промежуточной скоростью до установившегося ее значения. Технически это обеспечивается типовыми средствами управления приводом вентиляторной установки и не приводит к аварийным ситуациям. При этом необходимо выполнять условиеЛ 1 с ( Жив, (6)где Л 1" - длительность инерции вентиляторной струи в горных выработках при Нву=Нп, Рву=оп.1 ОКак правило, ь (ь Т, .Уставка ЛЯ. (1 ы) поступает на станцию 7 автоматизации и реализуется в автоматическом режиме управляющими воздействиями этого блока,Периоды регулирования нагрузки вентиляционной установки формируются блоком 15 электровключающих часов в соответствии с требованиями энергонадзора (или других организаций) по контролю режима электро- потребления предприятия.Регулирование подачи и нагрузки производится до тех пор, пока выполняются условия" (Те) (Т ) (7) г Рву(АЪ) ) Рву(ЛТе) (8)Запрещающий регулирование нагрузки сигнал формируется в блоке 14 управления и формирования технологических ограничений, После реализации условия вентиляционная установка продолжает работать со значениями достигнутых величин Н и Я до окончания интервала времени ЛТ, С на.чалом следующего контролируемого промежутка времени дТ,1 работа системы по регу.пированию нагрузки повторяется. 35По сигналу блока 15 электровключающих часов в момент времени Ь на основе измерительной информации текущих значений Я.у (1), Н.у (1), Р.у ) (фиг. 3) вычисляются прогнозы Рьт(ЛТ ), Нву(ЛТ),ЯБ (ЛТ) и уставки ЛР.у(1 ы) Яву (ЛТ).40При этом реализуют одновременно управляющее воздействие на органы регулирования подачи вентиляционной установки, пока выполняется требование (7), управляющее воздействие на коммутационную аппара-туру главного электродвигателя 1 вентилятора, пока выполняется требование (8) .Самозапуск вентиляционной установки целесообразно осуществлять непрерывно, начиная с момента времени Ь и кончая моментом времени формирования условия ОРву(1) ( Р.,(ЛТе ), ЯПри этом, имеется в виду что Р.1 (1) это усредненное за получасовой интервал времени значение мощности, потребляемой из сети. Вычисляют Р(1) по принципу скользящей средней, Длительность само- запуска Мс вычисляк)т из условия (6), где Ьв определяют вычислениями в момент времени Ь на интервал времени ЛТ, или измерениями до начала регулирования нагрузки вентиляционной установки, При отсутствии исходных для расчета данных можно ориентировочно принять Л 1 ж 3 мин, считая, что доразгон двигателя происходит за 3 - 5 с, и самозапуск можно осуществлять с частотой, например, 5 мин 6 раз или 18 - 20 мин двигатель отключен от сети в течение Лте= 30 мин.Прекращают регулирование подачи при нарушении условия (7), нагрузки при на рушении условия (8). Если условие (7) нарушено, а (9) еще не выполняется, то продолжают сбрасывать нагрузку за счет самозапуска вентиляционной установки, пока не сформируется следующий момент контроля 1 ы или не закончится интервал времени ЛТе.Таким образом, регулирование нагрузки вентиляционной установки в периоды максимума мощности электроэнергетической системы с помощью данной системы осуществляется посредством уменьшения депрессии и подачи вентилятора воздействием на привод рабочих лопаток, направляющего и спрямляющего аппарата до тех пор, пока выполняется условие (7), а также кратковременными отключениями двигателя вентилятора в пределах условия (6), при этом предусматривается возможность форсировать снижения нагрузки вентиляционной установки на интервале времени ЛТ путем отключения главного двигателя вентилятора.Формула изобретенияСистема управления вентиляционной установкой, имеющей главный электродвигатель, станцию возбуждения с приводом возбудителя и возбудителем, электронагреватель масла и электронагреватель направляющего и спрямляющего аппаратов, содеркащая станцию авоматизации с подключенными к ее входам пультом управления, блоком контроля температуры и давления масла, блоком контроля положения направляющего аппарата, к выходам которой подключены электронагреватель масла, электро- нагреватель направляющего и спрямляющего аппаратов, станция возбуждения и станция контрольно-измерительных приборов, связанная с главным электродвигателем, с подключенными к ее входам блоком датчиков температуры подшипников и блоком контроля давления и расхода воздуха, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности управления путем автоматического учета организационных и технологических показателей режима проветривания она дополнительно содержит блок управления и формирования технологических ограничений и блок электровключаюших ча 138725сов, подключенный к первому входу блока управления и формирования технологических ограничений, к второму входу последнего подключен блок контроля давления и расходавоздуха, а его выходы связаны со станциейавтоматизации.1318725 ФигЗ Редактор Н. ГунькоЗаказ 2490/28ВНИИПИ Государст113035Производственно-по Составител Техред И. ВТираж о 74 енного комитета ССС 1Москва, Ж 35, Ра 1 играфическое ппедпри В. Колясниковрес Корректор М. немчикГ 1 одписноепо делам изобретений и открытийшская наб., д. 4/5ятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4