СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ НАСОСНО-СИЛОВЫМИ АГРЕГАТАМИ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ

Приложение №2 к заявке №2011149747/06
Система автоматического управления насосно-силовыми агрегатами насосной станции
Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может быть использована при реконструкции и автоматизации насосных станций и оросительных систем.
Известна система управления водораспределением на канале, включающая канал, запорный элемент, уровнемер, водозаборное устройство насоса агрегата, программное устройство управления (RU 2297495С1, 20.04.2007).
Существенным недостатком данной системы является сложность конструктивного и функционального исполнения, т.к. система имеет один насос и насосная станция последовательно обслуживает ограниченное количество водопотребителей.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является система управления насосной станцией, состоящая из трех насосных агрегатов, управляющих клапанов, датчика входного и выходного давления и блока управления, соединенных определенным образом (RU 2253044С1, 27.05.2005).
Недостатком данного технического решения является ограниченность диапазона водоподачи, нет контроля и устройства расхода воды, отсутствует его взаимосвязь с устройством контроля давления; насосная станция обслуживает ограниченное количество водопотребителей при использовании менее надежного топливного приводного двигателя. Насосная станция не обеспечивает изменение параметров, когда этого требуют технологические процессы водоподачи, надежность такой станции низкая, уменьшена выработка ее ресурса, финансовые издержки на обслуживание одного насосного агрегата высокие.
Задачей полезной модели является расширение диапазона регулирования водоподачи потребителям, повышение надежности и защиты окружающей среды от аварийных утечек воды.
Указанная задача и технический результат достигается тем, что в состав системы автоматического управления насосно-силовыми агрегатами насосной станции, содержащей блоки управления насосными агрегатами с местными устройствами "Пуск" и остановки "Стоп", подающими воду в закрытый трубопровод, на котором установлены расходомер и прибор контроля давления, уровнемер, установленный в водоисточнике (канале) и систему управления, введен амплитудный дискриминатор, вход которого соединен с выходом расходомера, а его выходы - с первыми входами нормализаторов сигналов расхода, вторые входы нормализаторов соединены с задатчиками опорных сигналов, причем первый задатчик формирует опорный сигнал, пропорциональный расходу первого насосного агрегата, второй задатчик - сумме расходов первого и второго насосных агрегатов, третий - сумме расходов трех насосных агрегатов, а последний - сумме всех насосных агрегатов, выходы нормализаторов соединены с первыми входами логических блоков "И", которые в свою очередь соединены с первыми входами блоков управления насосными агрегатами, выход прибора давления через первый формирователь соединен со вторыми входами логических блоков "И", а третьи входы логических блоков через третий формирователь сигналов соединены с уровнемером, второй вход блока управления первого насосного агрегата соединен с выходом сборки, входы которой связаны с блоком местного пуска и приемопередатчиком системы телемеханики, выход первого блока управления через второй формирователь связан с третьим входом данного блока, а второй вход второго формирователя через логический инвертор соединен с выходом первого нормализатора.
На чертеже изображена система автоматического управления насосно-силовыми агрегатами насосной станции.
1
2
3
Система автоматического управления содержит насосные агрегаты 1 (НА), которые запускаются в работу отдельными блоками управления 2 (БУ), разрешение на их включение осуществляется логическими блоками 3 (схемами И), на вход которых сигналы поступают с нормализаторов сигнала расхода 4 (Н), на входы нормализатов сигналы поступают с задатчиков опорных сигналов 5 (З) и амплитудных дискриминаторов 6 (АД), дискриминаторы принимают сигнал о расходе водоподачи с расходомера 7, давление воды фиксирует прибор контроля 8, который через формирователь сигнала 9 (Ф) отключает логические блоки (И) п ри снижении давления ниже заданного (граничного, допустимого), через логический инвертор 10 (Инв.) и второй формирователь сигнала 11 (Ф) производят блокировку включения первого насосного агрегата, защиту от отсутствия воды в канале (водоисточнике) осуществляют за счет уровнемера 12 (Ур) и третьего формирователя 13 (Ф), вода на орошение поступает по трубопроводу 14, а забирают воду из канала (водоисточника) 15.
Пуск первого насосного агрегата производят через логическую сборку 16 (Сб) или по сигналу приемо-передатчика 17 системы телемеханики.
Система автоматического управления насосно-силовыми агрегатами насосной станции работает следующим образом.
1
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
1
2
При поступлении сигнала из приемо-передатчика 17 системы телемеханики (ТМ) или просьбе (заявке) водопотребителя по местной команде "Пуск" блок управления 2 (Бу) включает первый насосный агрегат 1 (НА) и становится на самоблокировку через формирователь 11 (Ф), так как в это время на выходе первого нормализатора расхода 4 (H) отсутствует сигнал (нет еще давления в трубопроводе 14) и через инвертор 10 (Инв), формирователь 11 (Ф) открыт. По мере заполнения трубопровода, роста давления и образования расхода, пропорциональный сигнал с расходомера 7 поступает на вход амплитудного дискриминатора 6 (АД), с выхода которого сигнал поступает на вход нормализатора 4 (H). Срабатывает нормализатор 4 (Н) и вырабатывает стандартный сигнал, исходя из сравнения заданного опорного сигнала, нормированного расходу Q первого насосного агрегата (HA). Нормированный сигнал через открытый логический блок 3 (И) поступает на продолжение включения блока 2 (Бу) и снимает блокировку через инвертор 10 (Инв) и формирователь 11 (Ф).
2
2
2
2
1
2
2
2
2
i
п-1
п
i
i
i
i
i
При увеличении расхода потребителями больше расхода, выдаваемого первым насосным агрегатом, автоматически включается второй насосный агрегат 2 (НА), по цепи расходомер 7, амплитудный дискриминатор 6 (А), нормализатор 4 (Н), который пропускает стандартный сигнал при условии, что общий расход Q больше Q задаваемый вторым задатчиком опорного сигнала 5 (З), логический блок 4 (И), блок управления 2 (БУ), второй насосный агрегат 1 (НА). При дальнейшем увеличении общего расхода воды потребителями подобным образом последовательно включаются амплитудные дискриминаторы 6 (…АД…АД, АД) при условии, что задатчики формируют опорные сигналы, пропорциональные общему расходу (задатчик  по цепи АД-H-И-БУ→HA.
При уменьшении расхода срабатывает последний функционирующий дискриминатор, на выходе соответствующего нормализатора будет отсутствовать стандартный сигнал и насосный агрегат в данной цепи отключится.
1
При аварии на трубопроводе 14, утечке воды и снижении давления ниже заданного, устройство контроля давления 8, формирователь 9 (Ф) выдадут сигнал на все блоки 3 (И), отключающие все насосные агрегаты.
3
То же самое произойдет при недопустимом снижении уровня воды в водоисточнике (канале) 15. Уровнемер 12 (Ур) через формирователь 13 (Ф) через блоки 3 (И) отключит все насосы.
В результате использования предлагаемой полезной модели появляется возможность расширенного регулирования водоподачи при полном удовлетворении потребностей водопотребителей на орошение и водоснабжение, повышения надежности работы насосной станции, защиты экологической обстановки и окружающей среды от утечек оросительной воды.