SU1634830A1 - Method of control of pump station - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить из дежность и экономичность работы станции путем увеличени  точности поддержани  технологического параметра и умен шени  количества включений и отключений насосов . Измер ют технологический параметр сравнивают его с заданными уставками и блокируют сигналы управлени  на зэдан2 ный итервал времени мосле вкь,;,. отключени  насосов При этом опр . осредненноа значение IPXHCJUOI и г ,- параметра на заданном интервале гфег -ч н и определ ют разность между этим и ru , щим значени ми технологи-leci-ото T--,I мефа Сравнивают абсолютную воли1, згой разности с се зад жним . Формирование cm налоь нл включив л - отключение насосов осуществл ют п симости от величины рассогласо т шч нологического параметра с отданными уставками при абсолютной ПРЛГЧШЮ pn-l о сти бопьи)еи заданного зн;. ениг   меньшей разности формируют i ГРЛЬНЫС устазки в ча игимогти от , г, значени  те ногогичоского г рлг- р ПиТ и R личины его v iiefoxnom ,мгски- изменений Сигнчпч на вк/.ючение и отклю чрпие насосо ч этом спучае формируют по результатам сравнени  с дополнительней i уставь arm 1 з п 41 лы 2 ил WThe invention makes it possible to increase the reliability and efficiency of the station operation by increasing the accuracy of maintaining the technological parameter and decreasing the number of switching on and off of pumps. The technological parameter is measured by comparing it with the preset settings and blocking the control signals for the zedannyh time interval after time,;,. shutdown of pumps. At the same time. The averaged value IPXHCJUOI and r, is a parameter at a given interval of php-hn and determines the difference between this and ru, the values of technology-leci-from T -, I mef. The absolute will of 1g of the difference with sec back is compared. Forming cm overlay is turned on; the pumps are turned off, depending on the value, mismatch the schological parameter with the given settings at the absolute pn-l about the amount of the specified value ;. A smaller difference forms the value of the system at a time of, r values, the values of the footnotes rtg and the rms of its v iiefoxnom, the changes of the sig nals for switching on and turning off the pump will result from the comparison additional i charter arm 1 of p 41 ly 2 or W

Description

Изобретение относитс  к насосостроению и может быть использовано в системах управлени  насосными станци ми насосные агрегаты которых подключены парал лельно к общему напорному трубопроводуThe invention relates to a pump engineering industry and can be used in pumping station control systems whose pump units are connected in parallel to a common pressure pipe.

Цель изобретени  - повышение надежности и экономичности работы станции путем увеличени  точности поддержани  технологического параметра и уменьшени  количества включений и отключений насо совThe purpose of the invention is to increase the reliability and efficiency of the station by increasing the accuracy of maintaining the technological parameter and reducing the number of pumps on and off.

На фиг.1 показана схема устройства м равлени  насосной станцией, реализучлд ч данный способ упрарлг-ни ; нч фн 2 - Гр,гFigure 1 shows the layout of the pumping station control unit, the implementation of this method of control; LF fn 2 - Gr, g

менты Н Q диаграмм иллюстрирующие данный способ управлени .Copies of the N Q diagrams illustrating this control method.

Насосна  станци  (фиг.1) содержит группу насосов (блок 1), параллельно соеди печных к общему напорному коллектору че рез обратные клапаны, блок 2 контропч текущего значени  контролируемого техно- ло ического параметра (например, датчик .. аналоговым выходом), блок 3 сравнени  ю- кущего значени  контролируемого тс-хнг in гического парамртра со средним чрнием за ЗНАЧИМЫЙ предшестчуыщги п;л;4 пежуток (блок 3 опгедргпрт ч-ч j чие контролируемого т& : {опрг 1ч р The pumping station (Fig. 1) contains a group of pumps (block 1), in parallel, connect the furnaces to the common pressure manifold through check valves, block 2 counter-current of the current value of the process parameter being monitored (for example, sensor .. analog output), block 3 comparing the yuyushchy value of the controlled ts-hng of the inhygical paramtra with the average frequency for the SIGNIFICANT precursory p; l; 4 pezutok (block 3 opgedrgrt h-h j of the controlled r & r:

,00, 00

-N-N

00 ICO00 ico

параметра, соответствующее установившемус  (рабочему) режиму, т.е. значение контролируемого технологического параметра, соответствующее точкам А, В, С, Д, Е и т.д. (характеристики 11 и 21 характеризуют воз- можные положени  характеристик 1 и 2 при наличии утечек), блок 4 вычислени  среднего значени  контролируемого технологического параметра за заданный промежуток времени, блок 5 фиксации мгновенных зна- чений контролируемого технологического параметра, блок 6 контрол  состо ни  (работы ) насосов, блок 7 задани  расчетных или опытных величин диапазонов изменени  контролируемого параметра AI, 61, Az, 6 и Дз или дополнительных уставок, ограничивающих диапазон Д блок 8 сравнени  установившегос  значени  контролируемого технологического параметра с граничными значени ми (расчетных или опытных) вели- чин диапазонов его изменени  AI и Дз (или с заданными дополнительными уставками), блок 9 формировани  промежуточных (вторичных ) уставок включени  и выключени  насосов, блок 10 аварийной сигнализации, блок 1 i выдержки времени, блок 12 сравнени  текущего значени  контролируемого технологического параметра со сформированными в блоке 9 устлзками, блок 13 задани  и счета времени, блок 14 формировани  управл ющего сигнала, блок 15 управлени , блок 1G задани  первичных уставок включе ни  и выключени  насосов (первичные уставки задаютс  согласно известному способу), блок 17 сравнени  текущего зна- чени  контролируемого технологического параметра с первичными уставками включени  и выключени  насосов и блок 18 временной блокировки включени  и выключени  насосов.the parameter corresponding to the steady state (working) mode, i.e. the value of the controlled technological parameter corresponding to the points A, B, C, D, E, etc. (characteristics 11 and 21 characterize possible positions of characteristics 1 and 2 in the presence of leaks), block 4 for calculating the average value of the monitored technological parameter for a given period of time, block 5 for fixing the instantaneous values of the monitored technological parameter, block 6 for monitoring the ) pumps, block 7 setting the calculated or experimental values of the ranges of variation of the monitored parameter AI, 61, Az, 6 and Dz or additional settings that limit the range D block 8 comparison of the steady-state value of the technological parameter with the limiting values (calculated or experienced) of the ranges of its change AI and Dz (or with additional settings), block 9 forming intermediate (secondary) settings for switching on and off the pumps, block 10 alarm, block 1 i time delays, unit 12 comparing the current value of the monitored technological parameter with the 9 units formed in the unit, unit 13 for setting and counting time, unit 14 for generating the control signal, unit 15 for control, unit 1G for setting primary setpoints for switching on and off pumps (primary settings are set according to a known method), block 17 comparing the current value of the monitored process variable with the primary settings for switching on and off pumps and block 18 for temporarily blocking switching on and off pumps.

Соединение элементов схемы показано на фиг.1.The connection of the circuit elements shown in figure 1.

Способ управлени  насосной станцией осуществл етс  следующим образомThe control method of the pump station is as follows

Сет ь предваоительно заполн етс  откачиваемой жидкостью с помощью вспомогательного насоса и в ней поддерживаетс  заданное давление последним за счет функционировани  локальной системы автома- тики. При включении потребител  и соответствующем увеличении подзчи вспомогательного насоса до заданной величины локальна  система автоматизации включает первый основной насос (пор док включени  и выключени  насосов устанавливаетс  по времени выработки) и включает в работу систему автоматики насосной станции С этого момента Слоки i, 6 непрерыннп к..иThe network is preliminarily filled with the pumped liquid with the help of an auxiliary pump and maintains the specified pressure with the latter due to the functioning of the local automation system. When the consumer is turned on and the auxiliary pump is increased to a predetermined value, the local automation system turns on the first main pump (the order of switching the pumps on and off is set according to the generation time) and puts the pump station automation system into operation. From now on, Blocks i, 6 are uninterrupted. and

тролируют заданный технологический параметр и работу насосов (работает - не работает ) при функционировании хот  бы одного насоса. Через данные блоком 13 интервалы времени блок 5 фиксирует показани  датчиков блока 2 и по истечении заданного блоком 13 времени блок 4 вычисл ет среднее значение контролируемого технологического параметра за заданный промежуток времени . Блок 3 сравнивает текущее значение контролируемого технологического параметра с его средним значением, вычисленным блоком 4. Если они отличаютс  друг от друга на величину, большую заданной, повторно определ ют среднее значение контролируемого технологического параметра и сравнивают его с текущим значением. Это продолжают до тех пор, пока абсолютное значение разности между сравниваемыми величинами не 6/дет меньше заданного. В этом случае по имеющемус  установившемус  значению контролируемого технологического параметра осуществл етс  формирование вторичной установки включени  и выключени  очередною насоса. Далее алгоритм автоматического управлени  насосной станцией может бить задан в трех вариантах .They control the given technological parameter and the operation of the pumps (it works - it does not work) when at least one pump functions. Using data from the block 13 time intervals, block 5 captures the readings of the sensors of block 2 and after the time specified by block 13 has expired, block 4 calculates the average value of the monitored technological parameter for a given period of time. Block 3 compares the current value of the monitored process variable with its average value calculated by block 4. If they differ from each other by an amount greater than the set value, re-determine the average value of the monitored process parameter and compare it with the current value. This is continued until the absolute value of the difference between the compared values is 6 / less than the specified one. In this case, according to the currently established value of the monitored technological parameter, a secondary installation of switching on and off of the next pump is formed. Further, the algorithm of automatic control of the pump station can be set in three variants.

вариант - количественное сочетание работающих основных насосов с характеристикой X обслуживает одно единственное количественное сочетание потребителей с характеристикой П (фиг.2э). Variant - a quantitative combination of operating main pumps with a characteristic X serves one single quantitative combination of consumers with a characteristic P (FIG. 2e).

В этом случае прибавлением к установившемус  значению контролируемого технологического параметра (оно может соответствовать , например, рабочей точке А) величины Д А + Д (Д1 - возможные нетехнологические колебани  контролируемого параметра, например, за счет колебаний уровн  откачиваемой жидкости в ее источнике , напр жени  питающей сети и т.д.; А - возможные нетехнологические фиктивные отклонени  контролируемого параметра из- за погрешности датчиков) или вычитанием от нею блок 9 определ ет дополнительные вторичные уставки включени  и выключени  насосов и выдает их в блок 12. Последний непрерывно сравнивает текущее значение контролируемого технологического параметра , выдаваемое блоком 2 с выработанными блоком 9 установками. Если в результате сравнени  текущее значение контролируемого технологического параметра станет больше верхней или меньше нижней заданных вторичных уставок, блок 14 формирует сигнал на включение второго или выключение работающего (первого) насоса. Одтко иыртСотрнный блоком 14 сигнал реализовываетс  блоком 15 только тогда, кот да с момента осуществлени  последнего переходного режима истечет заданное в блоке 18 врем . Если же одновременно включились или выключились несколько потребителей , врем  настройки блока 18 истекло, режим совместной работы функционирующего насоса и потребителей не установилс , не сформировалась вторична  уставка на включение второго или выключение работающего насоса, а текущее значение контролируемого параметра достигло верхнего или нижнего уровн  первичных уставок, предварительно заданных в блоке 16, то по данным блока 17, непрерывно сравнивающего эти параметры,блок 14 подает сигнал на включение второго или выключение работающего насоса.In this case, by adding to the steady-state value of the monitored technological parameter (it can correspond, for example, to the operating point A), the magnitude D А + Д (Д1 - possible non-technological oscillations of the monitored parameter, for example, due to fluctuations of the pumped liquid level in its source, networks, etc.; A — possible non-technological fictitious deviations of the monitored parameter due to sensor errors) or by subtracting from it, block 9 determines additional secondary switch-on settings and in Switching off the pumps and outputs them to block 12. The latter continuously compares the current value of the monitored technological parameter, outputted by block 2 with the settings generated by the block 9. If, as a result of the comparison, the current value of the monitored technological parameter becomes higher or lower than the lower preset secondary settings, block 14 generates a signal to turn on the second or turn off the running (first) pump. However, a signal by block 14 is realized by block 15 only if, since the implementation of the last transition mode, the time specified in block 18 has elapsed. If several consumers simultaneously turned on or off, the setup time of block 18 has expired, the joint operation mode of the functioning pump and consumers has not been established, the secondary setpoint for turning on the second or turning off the running pump has not formed, and the current value of the monitored parameter has reached the upper or lower level of the primary settings previously set in block 16, then according to block 17, which continuously compares these parameters, block 14 sends a signal to turn the second one on or off ayuschego pump.

Таким образом, включаетс  трети насос или выключаетс  второй и т д После включени  всех работоспособных насосов вторична  уставка, выработанна  блоком 9 и предназначенна  дл  включени  очеред- нога(не имеющегос  или неработоспособного ) насоса, используетс  в качестве аварийной. При достижении текущего значени  контролируемого параметра уровни этой уставки во врем  работы всех работоспособных насосов блок 14 формирует сигнал Порыв трубопровода. Последний реализовываетс  блоком 10. При этом одновременно с подачей аварийного сигнала включаетс  блок 11 отсчета времени, настроенный на определенную временную установку . Если до истечени  заданного в блоке 11 времени текущее значение контролируемого технологического параметра достигнет уровн  первичной уставки очередного включени , то блок 14 по выходному сигналу блока Сформирует команду на аварийное выключение насосной станции и останов блока 11 отсчета времени (в этом случае сн тие сигнала Порыв трубопровода осуществл етс  вручную). Если до истечени  заданного о блоке 11 времени суммарна  подача уменьшитс  и текущее значение контролируемого параметр станет выше уровн  нижней вторичной уставки и ниже уровн  верхней, то блок 14 снимает с блока 10 аварийный сигнал Порыв трубопровода и останавливает (обнул ет показани ) блок 11 отсчета времени. Если же до истечени  ладанного в блоке 11 времени режим совместной работы насосов и потребителей не изменитс , то по истечении указанного времени блок 14 формирует сигнал на останов блока 11,сн тие аварийного сигнала с блока 10 и аварийное выключение насосной станции.Thus, the third pump is turned on or the second is turned off, and so on. After switching on all the operational pumps, the secondary setpoint developed by the unit 9 and used to turn on the pump (not available or inoperative) pump is used as an emergency one. Upon reaching the current value of the monitored parameter, the levels of this setpoint during the operation of all serviceable pumps unit 14 generates a signal Rush of the pipeline. The latter is implemented by block 10. At the same time, along with the alarm, the block 11 of the timing starts, which is configured for a specific time setting. If, before the time specified in block 11, the current value of the monitored process parameter reaches the primary setpoint of the next switch on, block 14 will output a command to emergency shutdown of the pump station and stop block 11 of the time countdown by block output signal (in this case the signal is removed) manually). If the total flow decreases before the time specified on block 11 and the current value of the monitored parameter becomes higher than the lower secondary setpoint and lower than the upper one, then block 14 removes the alarm from the block 10. Pipeline rush and stops (zeroes the readings) block 11 of timing. If, however, before the expiration of time in block 11, the mode of joint operation of pumps and consumers does not change, then after the indicated time, block 14 generates a signal to stop block 11, remove the alarm from block 10 and emergency shutdown of the pump station.

li иариапт -каждое количественное гч четание работы основных насосов с характеристикой X обслуживает дна и более количественны сочетаний потребителей сli hariapt - each quantitative hch the operation of the main pumps with the characteristic X serves the bottom and more quantitative combinations of consumers with

характеристиками ГН, П2 и Пз, причем заданы расчетные или опытные величины рано чих диапазонов изменени  контролируемого технологического параметра Ai, /V и Аз (фиг. 26).characteristics of GN, P2 and Pz, and the calculated or experimental values of the early ranges of change of the controlled technological parameter Ai, / V and A are set (Fig. 26).

В этом случае в блоке В прорер етс In this case, in block B

попадает ли установившеес  значение контролируемого технологического чраметра при заданном количестве рабо га1 -.,...,их сон (их работа контропируогс  блоюм 0)is the steady state value of the controlled technological meter at a given number of workers1 -., ..., their sleep (their work is counterplaying 0)?

определенное блоком 3, на расчетные или опытные граничные рабочий диапазоны, например Ai и Ач или в нерабочие диапазоны (5i и62 изменени  контролируемою гехнспо- гимеского параметра, заданные п блоке 7determined by block 3, to the calculated or experienced boundary operating ranges, for example, Ai and Ah or to non-operating ranges (5i and 62 of the change in the controlled parameter, specified in block 7

или нет. Если оно попэдчет п упом нутые граничные диапазоны, то блок 9 формирует соответственно уставку выключени  работающего или включени  второго насоса и выдает их п блок 12 Если оно попадает вor not. If it enters into the mentioned boundary ranges, then block 9 forms, respectively, the switch-off setpoint of the operating or switching on of the second pump and outputs them to block 12 if it falls into

нерабочие диапазоны 5i и & (они т о-ко задаютс  и блоке 7). то включаетс  блока 11 отсчета времени и подаетс  блоком 10 ana рнинни сигнап Порыв трубопрг иода . Рели в те,ение времени, заданного о блоке 11non-working ranges 5i and & (they are also defined in block 7). This is triggered by the time reference block 11 and is supplied by the block 10 ana rninni signal. A pipe gust rush. Reli in the time specified in block 11

изменитс  подача работающих насосов, то с блока 10 снимаетс  аварийный сигнал, останавливаетс  блок 11 отсчета времени, оп ть вы вл етс  установившийс  режим, и алгоритм повтор етс . Если в течение этогоthe flow of the operating pumps changes, the alarm 10 is cleared from block 10, time countdown block 11 is stopped, the steady state is detected again, and the algorithm is repeated. If during this

времени режимы работы насосов и потребителей не измен ютс , то по его истечении блок 14 формирует сигнал на аварийное выключение блоком 15 насосной станции (блока 1) и выключение блока 11. Формированиеtime, the operating modes of the pumps and consumers do not change, then after its expiration, block 14 generates a signal for emergency shutdown by block 15 of a pump station (block 1) and shutdown of block 11. Formation

вторичных уставок на включение третьего, выключение второго и т д. насосов осуществл етс  аналогично.the secondary setpoints for switching on the third, turning off the second, and so on pumps is similar.

Далее рключение и выключение насосов осуществл ютс  так же. как при I вариантеFurther, switching the pumps off and on is performed in the same way. as with option I

III вариант - каждое количественное сочетание работы основных насосов с характеристикой X обслуживает два и более количественных сочетаний потребителей с характеристиками Пт, П и Пз, причем междуOption III - each quantitative combination of the main pumps with a characteristic X serves two or more quantitative combinations of consumers with characteristics of Fri, P and Pz, and between

граничными расчетными или опытными рабочими диапазонами AI и Аз изменени  контролируемого технологического параметра заданы две дополнительные усгапки опре дел ющие диапазон при попадании оабочей точки в который формирование управл ющего сигнала не осуществл етс  (фиг. 26) В этом случае в блоке 3 провер етс , выходиi ли установившеес  значение контролируемого технологического сартмлграThe boundary computational or experimental working ranges AI and A of the change in the monitored technological parameter are given two additional setups that determine the range when the workplace hits which the control signal is not generated (Fig. 26). In this case, in block 3 it is checked established value of controlled technological sartmillgra

при имеющемс  количестве работающих насосов за пределы диапазона изменени  контролируемого параметра Л1 ограниченного дополнительными уставками, задаваемые в блок 7. Если оно выходит за пределы указанного диапазона изменени  контролируемого технологического параметра при заданном числе насосов, то блок 9 формирует соответственно уставки на включение второго или выключение работающего насосов . При этом диапазон Л может быть задан дл  каждого количественного сочетани  работы насосов индивидуально. Формирование вторичных уставок на включение третьего, выключение второго и т.д. насосов осуществл етс  аналогично. После формировани  соответствующих уставок в блоке 9 включение и выключение насосов осуществл етс  так же. как при I варианте. Во II и III вариантах соответственно формирование уставок на включение осуществл етс  каждый раз при попадании установившегос  значени  контролируемого технологического параметра в граничные рабочие диапазоны Ai и Дз или при выходе его за пределы диапазона по новой.with the number of operating pumps available outside the range of variation of the monitored parameter L1 limited by additional settings specified in block 7. If it falls outside the specified range of variation of the monitored technological parameter for a given number of pumps, then block 9 generates respectively the settings to turn on the second or turn off the running pumps . At the same time, the range L can be set for each quantitative combination of pump operation individually. Formation of secondary settings for switching on the third, turning off the second, etc. pumps is similar. After forming the corresponding settings in block 9, the pumps are turned on and off in the same way. as with option I In variants II and III, respectively, the formation of switch-on settings is carried out each time the steady-state value of the monitored process parameter hits the boundary operating ranges Ai and Dz or when it leaves the new range.

Дл  насосных станций, в которых одни количественные сочетани  совместной работы насосов обслуживают по одному количественному сочетанию потребителей, а другие по два и-более, I вариант может использоватьс  в сочетании со II и III вариантами .For pumping stations, in which one quantitative combination of joint operation of pumps serves one quantitative combination of consumers, and the other two each, more, option I can be used in combination with options II and III.

Таким образом, при реализации предлагаемого способа автоматического управлени  насосной станцией значительно сокращаютс  колебани  давлени  на выходе насосной станции и уменьшаетс  требуемый дл  включени  и выключени  насосов диапазон изменени  контролируемого технологического параметра, что повышает экономичность и надежность автоматизации работы насосной станции.Thus, when implementing the proposed method of automatic control of a pumping station, pressure fluctuations at the outlet of the pumping station are significantly reduced and the range of change of the process variable monitored to turn the pumps on and off is reduced, which increases the economics and reliability of the automation of the pumping station operation.

При этом высока  надежность подачи сигналов управлени  обеспечиваетс  также за счет дублировани  первичными уставками функций промежуточных (вторичных) уставок включени  и выключени  и за счет задани  величины времени блокировки подачи сигналов управлени , равной максимальной длительности переходных процессов в напорных коммуникаци х насосной станции, определ емой экспериментальным путем. At the same time, the high reliability of supplying control signals is also provided by duplicating the primary settings of functions of intermediate (secondary) on and off settings and by setting the blocking time for supplying control signals equal to the maximum duration of transients in pressure communications of the pump station, determined experimentally. .

Claims (2)

1.Способ управлени  насосной станцией , включающий измерение технологического параметра, сравнение его с заданными уставками, блокировку сигналов управлени  на заданный интервал времени после включени  или отключени  насоса, определение сочетани  подключенных потребителей и в зависимоси от него изменение режима работы насосной станции путем включени  или отключени  насосов с измен емой очередностью, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и экономичности работы станции путем увеличени  точности поддержани  технологического параметра и уменьшени  количества включений и отключений насосов, определ ют осредненное значение технологического параметра на заданном интервале1. A method for controlling a pump station, including measuring a technological parameter, comparing it with predetermined setpoints, blocking control signals for a predetermined time after switching on or off a pump, determining the combination of connected consumers and depending on it changing the operating mode of a pump station by turning pumps on or off with a variable sequence, characterized in that, in order to increase the reliability and efficiency of the station by increasing the accuracy of the maintenance technology eskogo parameter and decreasing the amount of inclusions and pump outages determined averaged value of the process variable at a predetermined interval времени и определ ют разность между ос- редненным и текущим значени ми технологического параметра, сравнивают абсолютную величину этой разности с ее заданным значением, при этом сигналы на включение или отключение насосов формируют в зависимости от величины рассогласовани  технологического параметра с заданными уставками при абсолютной величине разности большей ее заданного значени , приtime and determine the difference between the average and the current values of the technological parameter, compare the absolute value of this difference with its specified value, and the signals to turn on or off the pumps are formed depending on the magnitude of the process parameter mismatch with the set values its given value, at меньшей разности формируют дополнительные уставки в зависимости от текущего значени  технологического параметра и величины его возможных нетехнологических изменений, а сигналы на включение и отключение насосов формируют по результатам сравнени  с дополнительными уставками.smaller differences form additional settings depending on the current value of the technological parameter and the value of its possible non-technological changes, and the signals to turn on and off pumps are based on the results of comparison with additional settings. 2.Способ по п.1,отличающийс  тем, что сравнивают текущее значение технологического параметра с границами рабочих диапазонов, соответствующих числу работающих насосов и сочетани м подключенных потребителей, а дополнительные уставки формируют при попадании в соответствующий рабочий диапазон.2. A method according to claim 1, characterized in that the current value of the technological parameter is compared with the boundaries of the operating ranges corresponding to the number of operating pumps and combinations of connected consumers, and additional settings are formed when they fall into the corresponding operating range.