RU2743741C1 - Pumping station control device - Google Patents

Pumping station control device Download PDF

Info

Publication number
RU2743741C1
RU2743741C1 RU2020135786A RU2020135786A RU2743741C1 RU 2743741 C1 RU2743741 C1 RU 2743741C1 RU 2020135786 A RU2020135786 A RU 2020135786A RU 2020135786 A RU2020135786 A RU 2020135786A RU 2743741 C1 RU2743741 C1 RU 2743741C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
valve
line
pumping station
regulator
Prior art date
Application number
RU2020135786A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Санин
Александр Яковлевич Эфрусси
Марк Иосифович Немировский
Максим Нестерович Самофалов
Original Assignee
Акционерное общество "Национальный центр вертолетостроения им. М.Л. Миля и Н.И. Камова" (АО "НЦВ Миль и Камов")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Национальный центр вертолетостроения им. М.Л. Миля и Н.И. Камова" (АО "НЦВ Миль и Камов") filed Critical Акционерное общество "Национальный центр вертолетостроения им. М.Л. Миля и Н.И. Камова" (АО "НЦВ Миль и Камов")
Priority to RU2020135786A priority Critical patent/RU2743741C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2743741C1 publication Critical patent/RU2743741C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B19/00Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: water supply.
SUBSTANCE: invention relates to the control system for hydraulic power drive of bench equipment, it can be used to equip pumping stations used to operate in hydraulic systems with constant pressure. A pumping station control device contains pumping station (1), pump (2), in pressure line (11) of which pressure filter (12) and check valve (13) are installed, as well as pressure sensor (1), pressure gauge (16), regulator (25), valve (14), and drain line (21). Pump (2) is equipped with suction branch pipe (3) connected to hydraulic tank (4) and also connected to electric engine (5). Temperature sensor (6) and liquid level sensor (8) are installed inside tank (4). Pressure line (11) is connected to consumer stands (17) and pressure filter (12) and check valve (13) are installed in series in it, in addition, pressure valve (14), pressure sensor (15) and control pressure gauge (16) are connected to it in parallel. The working liquid is drained through pressure valve (14) into drain line (21) through flow meter (24), and the electronic signal from it goes to regulator (25), which generates a control signal for frequency converter (26), which, in turn, sets the speed of rotation of electric engine (5), allowing one to maintain a given flow rate from valve (14) in drain line (21).
EFFECT: possibility of accurate maintenance the load, reduction of energy costs and optimization of the purchasing pumping equipment cost are achieved.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к системе управления силовым гидроприводом стендового оборудования, и может быть использовано для оснащения насосных станций, применяемых для работы в гидросистемах с постоянным давлением. Опыт проведения испытаний с использование различных типов силовозбудителей показал, что гидравлические стенды для проведения испытаний на сегодняшний день наилучшим образом обеспечивают воспроизведение нагрузок и их частотных спектров нагружения, характерных для эксплуатации узлов вертолетной техники. Для обеспечения таких стендов гидравлической энергией требуются насосные станции, предназначенные для поддержания постоянного давления. Это условие обязательно для работы гидравлических стендов и создания циклических нагрузок, в конструкции которых используется адаптивная система управления.The invention relates to a control system for a hydraulic power drive of bench equipment, and can be used to equip pumping stations used to operate in hydraulic systems with constant pressure. The experience of testing with the use of various types of power exciters has shown that hydraulic test benches for testing today provide the best possible reproduction of loads and their frequency load spectra typical for the operation of helicopter equipment units. To provide such stands with hydraulic energy, pumping stations are required that are designed to maintain a constant pressure. This condition is indispensable for the operation of hydraulic stands and the creation of cyclic loads, in the design of which an adaptive control system is used.

Известен способ управления и поддержания в заданных пределах выходного давления насосной станции (см. "Учебный курс гидравлики" фирмы Mannesmann Rexroth RSU 00 301/5.80, 1980, стр. 186, рис. 4), заключающийся в задании требуемого номинального давления с помощью начального поджатая пружины предохранительного клапана, который открывается в случае превышения заданного значения номинального давления и сбрасывает излишнюю рабочую жидкость в бак. При этом регулировка поджатая пружины предохранительного клапана производится оператором вручную.There is a known method for controlling and maintaining the outlet pressure of the pumping station within the specified limits (see "Training course in hydraulics" by Mannesmann Rexroth RSU 00 301 / 5.80, 1980, page 186, Fig. 4), which consists in setting the required nominal pressure using the initial compressed the spring of the safety valve, which opens when the set value of the nominal pressure is exceeded and releases the excess working fluid into the tank. In this case, the operator manually adjusts the preloaded spring of the safety valve.

Недостатком известного способа является энергетическая затратность данного способа регулирования, а также низкая точность поддержания давления. Энергетическая неэффективность тем выше, чем меньше потребителей подключены к насосной станции, а погрешность поддержания давления зависит от величины расхода через предохранительный клапан. Кроме того, при использовании данного способа отсутствует возможность дистанционного изменения величины задаваемого давления в процессе работы.The disadvantage of this method is the energy consumption of this control method, as well as the low accuracy of pressure maintenance. The energy inefficiency is the higher, the fewer consumers are connected to the pumping station, and the pressure maintenance error depends on the flow rate through the safety valve. In addition, when using this method, there is no possibility of remote change in the value of the set pressure during operation.

Известен способ регулирования давления в системе труб (патент RU 2446428, публ. 27.03.2012 г.), при помощи электрогидравлического пропорционального клапана, установленного параллельно основному потоку и позволяющему использовать насосы с не регулируемым рабочим объемом. Применение в качестве регулирующего устройства пропорционального клапана давления с электронным управлением по обратной связи позволяет обеспечить точное поддержание давления в гидросистеме на всех режимах работы. Кроме того, такой способ более дешев, чем применение насосов с объемным пропорциональным регулированием.A known method of regulating the pressure in the pipe system (patent RU 2446428, publ. 03/27/2012), using an electro-hydraulic proportional valve installed parallel to the main flow and allowing the use of pumps with non-adjustable displacement. The use of a proportional pressure valve with electronic feedback control as a regulating device allows accurate maintenance of pressure in the hydraulic system in all operating modes. In addition, this method is cheaper than using pumps with positive displacement proportional control.

Недостатком известного способа также является энергетическая затратность. При использовании такой системы регулирования давления насосной станции 100% мощности приводного электродвигателя утилизируется в качестве тепла, что требует габаритных маслоохладителей и сопряжено с повышенными затратами электроэнергии.The disadvantage of this method is also energy consumption. When using such a pressure control system of a pumping station, 100% of the power of the drive electric motor is utilized as heat, which requires large-scale oil coolers and is associated with increased electricity costs.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является выбранный в качестве прототипа является блок-схема, применяемая в способе регулирования давления текучей среды (патент RU 2224172, F17D3 /01, публ. 20.02.2004 г.), в котором требуемое давление среды в соответствующей системе труб вводят как значение задания в адаптивном регуляторе, посредством которого регулируют число оборотов двигателя, приводящего насос. Таким образом, подача насоса поддерживается оптимальной для поддержания давления в системе труб. На регулятор в качестве входных электрических сигналов подаются задание и действительное значение пропорциональное количеству протекающей среды или соответственно скорости ее потока. При отклонении действительного значения от заданного соответственно регулировочной характеристике номинального значения давления число оборотов двигателя изменяется посредством выходного электрического сигнала регулятора с целью обеспечения компенсации этого отклонения.The closest in technical essence to the claimed invention is selected as a prototype is a block diagram used in a method for regulating the pressure of a fluid (patent RU 2224172, F17D3 / 01, publ. 20.02.2004), in which the required pressure of the medium in the corresponding the piping system is entered as the reference value in the adaptive controller, by means of which the speed of the engine driving the pump is controlled. In this way, the pump flow is maintained at an optimal level to maintain the pressure in the piping system. A setpoint and an actual value proportional to the amount of flowing medium or, respectively, its flow rate are supplied to the regulator as input electrical signals. If the actual value deviates from the nominal pressure value set in accordance with the control characteristic, the engine speed is changed by the electrical output signal of the regulator in order to compensate for this deviation.

Недостатком описанного способа, в случае применения его для управления давлением насосной станции, питающей испытательные стенды, является отсутствие возможности быстрого управления давлением. Это связано с тем, что изменение оборотов мощного электродвигателя в высоком темпе, которого требует работа стендов-потребителей, не может быть обеспечена с применением стандартных частотных преобразователей. Решение такой задачи, может быть обеспечено только при наличии специальной аппаратуры для быстрого разгона и торможения упомянутого двигателя в высоком темпе. Установка такой аппаратуры приводит к значительному удорожанию системы управления насосной станцией.The disadvantage of the described method, in the case of its application to control the pressure of the pumping station that feeds the test benches, is the lack of the ability to quickly control the pressure. This is due to the fact that the change in the speed of a powerful electric motor at a high rate, which is required by the work of consumer stands, cannot be ensured using standard frequency converters. The solution to such a problem can only be ensured with the availability of special equipment for fast acceleration and deceleration of the said engine at a high rate. The installation of such equipment leads to a significant increase in the cost of the pumping station control system.

Техническая проблема, не решенная в описанных устройствах, решение которой обеспечивается заявленным изобретением, заключается в создании устройства, в котором реализована возможность управления насосной станцией сочетающяя в себе регулирование с помощью изменения оборотов приводного электродвигателя и параллельное регулирование с помощью клапана давления с пропорциональным управлением:The technical problem not solved in the described devices, the solution of which is provided by the claimed invention, is to create a device that implements the ability to control a pumping station, combining regulation by changing the speed of the drive motor and parallel regulation using a pressure valve with proportional control:

- это позволяет поддерживать давление в гидросистеме испытательных стендов с высокой точностью по дистанционному заданию оператора, что улучшает точность воспроизведения нагрузок на стендовом оборудовании;- this allows maintaining the pressure in the hydraulic system of the test benches with high accuracy according to the remote task of the operator, which improves the accuracy of reproducing the loads on the bench equipment;

- снизить расход электроэнергии по сравнению с показателями насосных станций, применяемых для работы в гидросистемах с постоянным давлением;- to reduce power consumption in comparison with the indicators of pumping stations used to operate in hydraulic systems with constant pressure;

- применять для оснащения насосных станций насосы, с постоянным рабочим объемом, сделав, таким образом, финансовые расходы на приобретение насосного оборудования минимально возможными.- to use pumps with a constant working volume to equip pumping stations, thus making the financial costs for the purchase of pumping equipment as low as possible.

Технический результат заключается в возможности точного поддержания давления в гидросистеме, снижении расхода электроэнергии и оптимизации расходов на приобретение насосного оборудования.The technical result consists in the possibility of accurately maintaining the pressure in the hydraulic system, reducing power consumption and optimizing the cost of purchasing pumping equipment.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для управления насосной станцией, содержащем насосную станцию 1, насос 2, который подключен к электродвигателю 5, а также снабженном всасывающим патрубком 3, соединенным с гидравлическим баком 4, внутри которого установлены датчик температуры 6 и датчик уровня жидкости 8, в напорной магистрали 11 установлены напорный фильтр 12 и обратный клапан 13, а также датчик давления 15, манометр 16, клапан давления 14, а также сливную магистраль 21, в соответствии с заявляемым изобретением, - напорная магистраль 11 подключена к стендам-потребителям 17, ив ней последовательно установлены напорный фильтр 12 и обратный клапан 13, кроме того к ней подключен параллельно клапан давления 14, датчик давления 15 и контрольный манометр 16, в сливной магистрали 21 установлены сливной фильтр 22 и маслоохладитель 23, датчик давления 15 связан сигнальной линией с регулятором 29, который в свою очередь связан управляющей линией с клапаном давления 14, в гидравлической линии 31, связывающей напорную 11 и сливную магистраль 21, последовательно установлены клапан давления 14 и расходомер 24, при этом расходомер 24 связан сигнальной линией с регулятором 25, который в свою очередь связан управляющей линией с частотным преобразователем 26.The technical result is achieved due to the fact that in the device for controlling the pumping station, containing the pumping station 1, the pump 2, which is connected to the electric motor 5, and also equipped with a suction pipe 3 connected to the hydraulic tank 4, inside which the temperature sensor 6 and the sensor liquid level 8, a pressure filter 12 and a check valve 13 are installed in the pressure line 11, as well as a pressure sensor 15, a pressure gauge 16, a pressure valve 14, as well as a drain line 21, in accordance with the claimed invention, - the pressure line 11 is connected to the stands - consumers 17, and a pressure filter 12 and a check valve 13 are installed in series in it, in addition, a pressure valve 14, a pressure sensor 15 and a control pressure gauge 16 are connected to it in parallel, a drain filter 22 and an oil cooler 23 are installed in the drain line 21, a pressure sensor 15 is connected to a signal line with the regulator 29, which in turn is connected by the control line with the pressure valve 14, a pressure valve 14 and a flow meter 24 are installed in series in the hydraulic line 31 connecting the pressure 11 and drain lines 21, while the flow meter 24 is connected by a signal line to a regulator 25, which in turn is connected by a control line to a frequency converter 26.

Также в устройстве предусмотрен пульт 30, формирующий сигналы задания для регулятора давления 29 и регулятора оборотов 25.Also, the device has a console 30, which generates reference signals for the pressure regulator 29 and the speed regulator 25.

Кроме того, частотный преобразователь 26 задает скорость вращения электродвигателя 5, позволяя поддерживать минимальный заданный расход через расходомер 24, а клапан давления 14 точно поддерживает уровень давления в напорной магистрали 11.In addition, the frequency converter 26 sets the rotational speed of the electric motor 5, allowing you to maintain a minimum predetermined flow through the flow meter 24, and the pressure valve 14 precisely maintains the pressure level in the pressure line 11.

Применение клапана давления 14 и датчика давления 15 обеспечивает точность поддержания давления в гидросистеме.The use of a pressure valve 14 and a pressure sensor 15 ensures that the pressure in the hydraulic system is maintained accurately.

Наличие частотного преобразователя 26 для регулирования скорости вращения электродвигателя 5 с использованием обратной связи по сигналу от расходомера 24 обеспечивает снижение расхода электроэнергии, а также позволяет применять насосы с постоянным рабочим объемом.The presence of a frequency converter 26 for controlling the rotation speed of the electric motor 5 using feedback on the signal from the flow meter 24 provides a reduction in power consumption, and also allows the use of pumps with a constant displacement.

Конструкция устройства для управления насосной станцией поясняется схемой:The design of the device for controlling the pumping station is illustrated by the diagram:

фиг. 1 - гидравлическая принципиальная схема насосной станции.fig. 1 is a hydraulic schematic diagram of a pumping station.

Насосная станция (фиг. 1) состоит из нерегулируемого насоса 2, всасывающего патрубка 3, который соединен с гидравлическим баком 4. Насос 2 приводится во вращение электродвигателем 5. Бак 4 имеет установленные внутри него датчик температуры (визуальный) 6 и датчик температуры 7 с электронным сигналом, датчик уровня жидкости (визуальный) 8 и датчик уровня 9 с электронным сигналом, а также заправочную горловину с воздушным фильтром 10.The pumping station (Fig. 1) consists of an unregulated pump 2, a suction pipe 3, which is connected to a hydraulic tank 4. Pump 2 is driven by an electric motor 5. Tank 4 has a temperature sensor (visual) 6 and a temperature sensor 7 with an electronic signal, liquid level sensor (visual) 8 and level sensor 9 with an electronic signal, as well as a filler neck with an air filter 10.

Напорная магистраль 11 насоса 2 имеет установленные в ней последовательно, напорный фильтр 12 и обратный клапан 13. Параллельно к напорной магистрали 11 подключены пропорциональный клапан давления 14, датчик давления 15 с электронным выходом и контрольный манометр 16.The pressure line 11 of the pump 2 has a pressure filter 12 and a check valve 13 installed in series in it. In parallel to the pressure line 11, a proportional pressure valve 14, a pressure sensor 15 with an electronic output and a control pressure gauge 16 are connected.

Напорная магистраль 11 подключена к стендам-потребителям 17 (одному или нескольким). Последние, как правило, включают в себя силовозбудители 18 (гидроцилиндры), сервоклапаны 19 и электромагнитные клапаны 20. К стендам-потребителям 17 подается рабочая жидкость от насосной станции 1 Возврат рабочей жидкости в бак производится по сливной магистрали 21, в которой последовательно установлены сливной фильтр 22 и маслоохладитель 23.The pressure line 11 is connected to the consumer stands 17 (one or more). The latter, as a rule, include power exciters 18 (hydraulic cylinders), servo valves 19 and solenoid valves 20. Working fluid is supplied to the consumer stands 17 from the pumping station 1 The working fluid is returned to the tank through the drain line 21, in which a drain filter is installed in series 22 and oil cooler 23.

В гидравлической линии 31, связывающей напорную и сливную магистраль 21, последовательно установлены клапан давления 14 и расходомер 24.In the hydraulic line 31 connecting the pressure and return lines 21, a pressure valve 14 and a flow meter 24 are installed in series.

В соответствии с заявленным изобретением слив рабочей жидкости через клапан давления 14 в сливную магистраль 21 производится через расходомер 24, а электронный сигнал от него поступает на регулятор 25 (частотного преобразователя). Последний формирует сигнал, управляющий частотным преобразователем 26 в соответствии с заданным минимальным расходом, который в свою очередь, задает скорость вращения электродвигателя 5 - позволяя поддерживать заданный расход через клапан 14 в сливной магистрали 21. Работа системы управления скоростью вращения электродвигателя обеспечивает экономию электроэнергии и исключает возможность появления автоколебаний давления в следствии высокой инерционности ротора электродвигателя.In accordance with the claimed invention, the working fluid is drained through the pressure valve 14 into the drain line 21 through the flow meter 24, and the electronic signal from it is fed to the regulator 25 (frequency converter). The latter generates a signal that controls the frequency converter 26 in accordance with a predetermined minimum flow rate, which in turn sets the speed of rotation of the electric motor 5 - allowing to maintain a predetermined flow through the valve 14 in the drain line 21. The operation of the control system for the speed of rotation of the electric motor provides energy savings and excludes the possibility the appearance of self-oscillations of pressure due to the high inertia of the rotor of the electric motor.

Частотный преобразователь 26 оснащен на входе фильтром электромагнитной совместимости 27 для снижения влияния преобразователя на сеть, а на выходе моторным дросселем 28, который убирает автоколебания, для снижения влияния преобразователя на двигатель и силовой кабель.The frequency converter 26 is equipped at the input with an electromagnetic compatibility filter 27 to reduce the influence of the converter on the network, and at the output with a motor choke 28, which removes self-oscillations, to reduce the influence of the converter on the motor and power cable.

В устройстве для управления насосной станцией имеется независимая система для управления клапаном давления 14. В качестве обратной связи для управления клапаном 14 используется электрический сигнал датчика давления 15, который подается в регулятор 29 (регулятор клапана) в автоматическом режиме. Этот регулятор формирует сигнал управления для клапана давления 14. Система управления клапаном давления 14 обеспечивает высокую точность поддержания давления в напорной магистрали 11.The device for controlling the pumping station has an independent system for controlling the pressure valve 14. The electrical signal of the pressure sensor 15 is used as feedback for controlling the valve 14, which is fed to the regulator 29 (valve regulator) in automatic mode. This regulator generates a control signal for the pressure valve 14. The control system of the pressure valve 14 ensures high accuracy of maintaining the pressure in the pressure line 11.

Электрические сигналы задания для регулятора 25 и регулятора 29 формируются оператором на пульте управления 30 в ручном режиме. Для этого на пульте 30 имеется сенсорный графический дисплей позволяющий установить необходимый для ведущихся испытаний уровень давления на выходе насосной станции и минимальный расход в сливной магистрали. При этом регуляторы 25 и 29 обеспечивают настройку коэффициентов пропорционально-интегрального дифференцирующего регулирования (далее ПИД-регулирования).Electrical reference signals for controller 25 and controller 29 are generated by the operator on the control panel 30 in manual mode. For this, the control panel 30 has a touchscreen graphic display that allows you to set the pressure level required for the ongoing tests at the outlet of the pumping station and the minimum flow rate in the drain line. In this case, the controllers 25 and 29 provide the adjustment of the coefficients of the proportional-integral derivative control (hereinafter PID control).

Таким образом, система управления включает регулятор давления 29, регулятор частотного преобразователя 25 и пульт управления 30.Thus, the control system includes a pressure regulator 29, a frequency converter regulator 25 and a control panel 30.

Устройство для управления насосной станцией работает следующим образом.The device for controlling the pumping station operates as follows.

При вводе в эксплуатацию устройства управления насосной станцией происходит настройка характеристики увеличения/уменьшения оборотов электродвигателя 5, настраиваются коэффициенты ПИД-регулирования регуляторов 25 и 29, а также устанавливается постоянная величина сигнала задания для регулятора 25. Эта величина должна быть принята равной 10…15% от величины электрического сигнала, поступающего при пропускании номинального расхода насоса 2 через расходомер 24. Этот сигнал задания устанавливается на пульте управления 30, но не регулируется оператором при управлении насосной станции.When commissioning the pumping station control unit, the characteristic of increasing / decreasing the revolutions of the electric motor 5 is set, the PID control coefficients of the controllers 25 and 29 are set, and a constant value of the reference signal for the controller 25 is set. This value should be taken equal to 10 ... 15% of the magnitude of the electrical signal received when the nominal flow rate of pump 2 is passed through the flow meter 24. This reference signal is set on the control panel 30, but is not regulated by the operator when controlling the pumping station.

При работе устройства управления насосной станцией задействуются два, независимо работающие, устройства: система управления скоростью электродвигателя и система управления клапаном давления 14.During the operation of the pump station control device, two independently operating devices are involved: the speed control system of the electric motor and the pressure valve control system 14.

При начале работы оператор нажимает кнопку «пуск» электродвигателя 5, изображенную на графическом дисплее. При этом задействуется система управления скоростью вращения электродвигателя. Частотный преобразователь 26 плавно выводит электродвигатель 5 на частоту оборотов, при которой обеспечивается минимальный расход в сливной магистрали заданный в настройках системы управления. При этом стенды-потребители не работают, и вся подача насоса 2 подается в сливную магистраль через полностью открытый клапан давления 14 и расходомер 24. Для подачи высокого давления в напорную магистраль оператор устанавливает необходимое значение давления задания на пульте управления 30 и нажимает кнопку на графическом дисплее «Вкл. высокого давления». При этом задействуется система управления клапаном давления 14. При этом управляющий электрический сигнал, поступающий на катушку клапана 14, формируется как разность электрического сигнала задания с пульта управления 30 и сигнала с датчика давления 15. Этот управляющий сигнал, после обработки ПИД-регулятором, поступает на катушку клапана давления 14. После этого клапан давления 14 будет открыт на величину, которая необходима для поддержания давления, заданного оператором в напорной магистрали насосной станции.At the beginning of work, the operator presses the "start" button of the electric motor 5, shown on the graphic display. In this case, the control system for the speed of rotation of the electric motor is activated. The frequency converter 26 smoothly drives the electric motor 5 to the speed at which the minimum flow rate in the drain line is provided, which is specified in the settings of the control system. At the same time, the consumer stands do not work, and the entire flow of pump 2 is fed into the drain line through the fully open pressure valve 14 and the flow meter 24. To supply high pressure to the pressure line, the operator sets the required reference pressure value on the control panel 30 and presses the button on the graphic display "On. high pressure". In this case, the control system of the pressure valve 14 is activated. In this case, the control electrical signal supplied to the valve coil 14 is formed as the difference between the electrical signal of the task from the control panel 30 and the signal from the pressure sensor 15. This control signal, after being processed by the PID controller, is sent to the pressure valve coil 14. After that, the pressure valve 14 will be opened by the amount that is necessary to maintain the pressure set by the operator in the pressure line of the pumping station.

При работе насосной станции через клапан давления 14 осуществляется отведение в сливную магистраль 21 рабочей жидкости, которая является излишней для стендов-потребителей 17 во время текущего режима испытаний. Величина расхода отводящейся рабочей жидкости через клапан давления 14 регистрируется расходомером 24, с которого выводится электрический сигнал пропорциональный этому расходу. Сигнал, генерируемый расходомером 24, передается на регулятор 25 где происходит вычисление разностного сигнала между сигналом с расходомера и сигналом задания минимального расхода. Если сигнал с расходомера 24 поступающий на регулятор 25 превышает сигнал задания, установленный на пульте управления 30, то регулятор 25 уменьшает управляющий сигнал на частотный преобразователь 26 снижая, таким образом, скорость вращения электродвигателя 5. Если сигнал с расходомера 24 стал меньше сигнала задания, поступающего на регулятор 25, это означает, что стенды-потребители изменили режим работы на более энергоемкий (требующий большего расхода рабочей жидкости). В этом случае регулятор 25 увеличивает управляющий сигнал на частотный преобразователь 26, при этом скорость вращения электродвигателя 5 возрастает. Соответственно возрастает величина подачи насоса 2.During the operation of the pumping station through the pressure valve 14, the working fluid is diverted into the drain line 21, which is unnecessary for the consumer stands 17 during the current test mode. The flow rate of the discharged working fluid through the pressure valve 14 is recorded by the flow meter 24, from which an electrical signal proportional to this flow rate is output. The signal generated by the flow meter 24 is transmitted to the controller 25 where a difference signal is calculated between the signal from the flow meter and the signal for setting the minimum flow rate. If the signal from the flow meter 24 arriving at the controller 25 exceeds the reference signal set on the control panel 30, then the controller 25 decreases the control signal to the frequency converter 26 thus reducing the speed of rotation of the electric motor 5. If the signal from the flow meter 24 becomes less than the reference signal supplied to regulator 25, this means that the consumer stands changed the operating mode to a more energy-intensive one (requiring a higher flow of working fluid). In this case, the controller 25 increases the control signal to the frequency converter 26, while the rotation speed of the electric motor 5 increases. Accordingly, the flow rate of pump 2 increases.

Если электродвигатель 5 уже выведен на максимальные обороты, разгон прекращается, а на пульте управления 30 активируется индикатор «обороты максимальные». Если при этом произошло полное закрытие клапана давления 14 (на клапан подан максимальный сигнал), на пульте управления 30 активируется индикатор «клапан закрыт». Свечение двух этих индикаторов свидетельствует о том, что вся подача насоса 2 задействована и дальнейшее наращивание давления и расхода невозможны.If the electric motor 5 has already been brought to maximum speed, the acceleration stops, and the indicator "maximum speed" is activated on the control panel 30. If in this case the pressure valve 14 is completely closed (the maximum signal is given to the valve), the “valve closed” indicator is activated on the control panel 30. The illumination of these two indicators indicates that the entire flow of pump 2 is involved and further increase in pressure and flow is impossible.

Таким образом, применение двух, независимо работающих, систем регулирования для управления насосной станцией позволяет, точно поддерживать и быстро корректировать давление рабочей жидкости в напорной магистрали 11 с помощью клапана давления 14. При этом поддерживать минимальный расход в сливной магистрали путем снижения/повышения оборотов электродвигателя 5. Это необходимо при внезапном уменьшении (увеличении) расхода рабочей жидкости через гидроаппаратуру стендов-потребителей 17, или при решении оператора снизить (повысить) рабочее давление в напорной магистрали. Точное поддержание давления происходит при минимальном расходе электроэнергии, а также исключает автоколебания давления в напорной магистрали 11 и дает возможность применять в насосной станции насосы с постоянным рабочим объемом, оптимизируя затраты на замену и обслуживание насоса.Thus, the use of two independently operating control systems for controlling the pumping station allows you to accurately maintain and quickly adjust the pressure of the working fluid in the pressure line 11 using the pressure valve 14. At the same time, maintain a minimum flow rate in the drain line by reducing / increasing the speed of the electric motor 5 This is necessary when there is a sudden decrease (increase) in the flow rate of the working fluid through the hydraulic equipment of the stand-consumers 17, or when the operator decides to reduce (increase) the working pressure in the pressure line. Accurate maintenance of pressure occurs with minimal energy consumption, and also excludes self-oscillations of pressure in the pressure line 11 and makes it possible to use pumps with a constant displacement in the pumping station, optimizing the cost of replacement and maintenance of the pump.

Claims (3)

1. Устройство для управления насосной станцией, содержащее насосную станцию, насос, который подключен к электродвигателю, а также снабжен всасывающим патрубком, соединенным с гидравлическим баком, внутри которого установлены датчик температуры и датчик уровня жидкости, в напорной магистрали установлены напорный фильтр и обратный клапан, а также датчик давления, манометр, клапан давления, а также сливная магистраль, отличающийся тем, что напорная магистраль подключена к стендам-потребителям и в ней последовательно установлены напорный фильтр и обратный клапан, кроме того, к ней подключен параллельно клапан давления, датчик давления и контрольный манометр, в сливной магистрали установлены сливной фильтр и маслоохладитель, датчик давления связан сигнальной линией с регулятором, который, в свою очередь, связан управляющей линией с клапаном давления, в гидравлической линии, связывающей напорную и сливную магистрали, последовательно установлены клапан давления и расходомер, при этом расходомер связан сигнальной линией с регулятором, который, в свою очередь, связан управляющей линией с частотным преобразователем.1. A device for controlling a pumping station, containing a pumping station, a pump, which is connected to an electric motor, and also equipped with a suction pipe connected to a hydraulic tank, inside which a temperature sensor and a liquid level sensor are installed, a pressure filter and a check valve are installed in the pressure line, as well as a pressure sensor, a manometer, a pressure valve, as well as a drain line, characterized in that the pressure line is connected to the consumer stands and a pressure filter and a check valve are installed in series in it, in addition, a pressure valve, a pressure sensor and a control pressure gauge, a drain filter and an oil cooler are installed in the drain line, a pressure sensor is connected by a signal line to a regulator, which, in turn, is connected by a control line to a pressure valve, a pressure valve and a flow meter are installed in series in the hydraulic line connecting the pressure and return lines, at the same time consumption EP is connected by a signal line to a regulator, which, in turn, is connected by a control line to a frequency converter. 2. Устройство для управления насосной станцией по п. 1, отличающееся тем, что предусмотрен пульт, формирующий сигналы задания для регулятора давления и регулятора оборотов.2. A device for controlling a pumping station according to claim 1, characterized in that a control panel is provided that generates reference signals for the pressure regulator and the speed regulator. 3. Устройство для управления насосной станцией по п. 1, отличающееся тем, что частотный преобразователь задает скорость вращения электродвигателя, позволяя поддерживать минимальный заданный расход через расходомер, а клапан давления точно поддерживает уровень давления в напорной магистрали.3. A device for controlling a pumping station according to claim 1, characterized in that the frequency converter sets the rotation speed of the electric motor, allowing to maintain the minimum specified flow through the flow meter, and the pressure valve precisely maintains the pressure level in the pressure line.
RU2020135786A 2020-10-30 2020-10-30 Pumping station control device RU2743741C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020135786A RU2743741C1 (en) 2020-10-30 2020-10-30 Pumping station control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020135786A RU2743741C1 (en) 2020-10-30 2020-10-30 Pumping station control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2743741C1 true RU2743741C1 (en) 2021-02-25

Family

ID=74672792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020135786A RU2743741C1 (en) 2020-10-30 2020-10-30 Pumping station control device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2743741C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802559C1 (en) * 2022-10-24 2023-08-30 Сергей Владимирович Зубов Pumping station with software and hardware for creating precise controlled pressures

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2094657C1 (en) * 1994-06-02 1997-10-27 Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" Adjustable hydroelectric power plant
RU2165528C1 (en) * 2000-02-16 2001-04-20 Тульский государственный университет Powered support pumping plant
RU2224172C2 (en) * 1998-07-16 2004-02-20 Эвальд ХЕННЕЛЬ Method of control of pressure of fluid medium
CN2663708Y (en) * 2003-12-05 2004-12-15 王善华 Energy-saving control device of hydraulic quantitative oil pump
US20120134849A1 (en) * 2009-07-06 2012-05-31 Sany Heavy Industry Co., Ltd. Character parameters obtaining method for displacement control mechanism of hydraulic pump and detecting device for carrying out the method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2094657C1 (en) * 1994-06-02 1997-10-27 Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" Adjustable hydroelectric power plant
RU2224172C2 (en) * 1998-07-16 2004-02-20 Эвальд ХЕННЕЛЬ Method of control of pressure of fluid medium
RU2165528C1 (en) * 2000-02-16 2001-04-20 Тульский государственный университет Powered support pumping plant
CN2663708Y (en) * 2003-12-05 2004-12-15 王善华 Energy-saving control device of hydraulic quantitative oil pump
US20120134849A1 (en) * 2009-07-06 2012-05-31 Sany Heavy Industry Co., Ltd. Character parameters obtaining method for displacement control mechanism of hydraulic pump and detecting device for carrying out the method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802559C1 (en) * 2022-10-24 2023-08-30 Сергей Владимирович Зубов Pumping station with software and hardware for creating precise controlled pressures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0973082B1 (en) Method for controlling a fluid pressure
CN100445575C (en) Method and arrangement for controlling at least two hydraulic consumers
NO791374L (en) PUMP SYSTEM AND PROCEDURE TO INCREASE THE ENERGY EFFICIENCY OF A PUMP STATION
CN102863074A (en) Intelligent control method of blast aeration system of municipal sewage plant
US20090304523A1 (en) Regulator device and method for operating a regulator device
RU2561782C1 (en) Method of energy efficiency increasing of pump station
CN111412132A (en) Control method of water feed pump system and water feed pump system
RU2743741C1 (en) Pumping station control device
RU2643884C1 (en) Method of automatic control of technological processes of gas and gas condensate wells
RU2545204C1 (en) System of cluster water injection to reservoir
CN109237111A (en) A kind of pressure-regulating hydraulic system and its control method of self-balancing pressure regulator valve
CN102032232B (en) Proportional control type power limitation valve
CN107489666A (en) ROV small-sized hydraulic testboards
CN108980208B (en) Ultrahigh-precision pressure control device
US6532727B1 (en) Device for the supply of a liquid fuel to a burner member
EP2557314A2 (en) Valve control of pump inlet pressure bootstrap reservoir
CN208150860U (en) Hydraulic control system for aircraft synchronization of jacking up
CN209100984U (en) A kind of frequency conversion pumping system of oil lubricating system
CN103089600A (en) Debugging device for variable displacement piston pump flow control valve
CN102155446B (en) Segmental control integration-type electro-hydraulic digital valve
CN111316020B (en) Hydraulic device for stretching the conductor of an electric power line
CN112709291A (en) Two-stage flow regulating and pressure stabilizing system and flow regulating method
US2449217A (en) Regulating apparatus
CN203009258U (en) Debugging device for variable-displacement piston pump flow control valve
RU2284394C2 (en) Water-supply system control method