Система управления центробежным насосом
Использование: полезная модель относится к системам управления насосным оборудованием и может использоваться при автоматизации технологических процессов для управления насосным агрегатом при перекачке жидкости. Технический результат: повышение точности систем управления центробежным насосом на установившихся режимах за счет включения в контур регулирования дополнительного сумматора и блока дифференцирования по изменению параметра регулирования. Сущность полезной модели: система управления центробежным насосом, содержащая блок задания параметра регулирования, блок сравнения, центробежный насос, сумматор, блок дифференцирования, датчик регулируемого параметра.
Полезная модель относится к системам управления насосным оборудованием и может использоваться при автоматизации технологических процессов для управления насосным агрегатом при перекачке жидкости.
Известна система управления насосным агрегатом (патент РФ 
2181829, МПК Е21В 43/00, F04D 13/10 опубл. 27.04.2002), содержащая блок задания параметра регулирования, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом датчика регулируемого параметра, выход центробежного насоса соединен с датчиком регулируемого параметра.
Недостатком такой системы является невысокая динамическая точность регулирования на установившихся режимах работы.
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности является система управления электроцентробежным насосом для вывода нефтяной скважины на стационарный режим работы (патент РФ 2341004, МПК Н02Р 7/06, F04D 13/08, Е21В 43/00 опубл. 10.12.2008), содержащая блок задания параметра регулирования, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход блока сравнения соединен с входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока дифференцирования, вход которого соединен с выходом блока задания параметра регулирования, выход центробежного насоса соединен с датчиком регулируемого параметра.
Существенным недостатком ближайшего аналога является невысокая динамическая точность регулирования на установившихся режимах при парировании внешних возмущений, обусловленная тем, что в системе отсутствует учет влияния скорости изменения регулируемого параметра при формировании управляющего воздействия.
Задача предлагаемой полезной модели - повышение качества регулирования путем увеличения динамической точности управления центробежным насосом на установившихся режимах при парировании внешних воздействий.
Поставленная задача решается тем, что в системе управления центробежным насосом, содержащей блок задания параметра регулирования, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока дифференцирования, вход которого соединен с вторым выходом блока задания параметра регулирования, выход центробежного насоса соединен с датчиком регулируемого параметра, согласно полезной модели выход сумматора соединен с входом центробежного насоса, выход датчика регулируемого параметра соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, выход датчика регулируемого параметра соединен с входом блока дифференцирования, выход которого соединен со входом сумматора.
Существо заявляемой полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 представлена функциональная схема системы управления центробежным насосом. На фиг.2 представлены графики изменения параметра регулирования.
Система управления (фиг.1) центробежным насосом содержит блок 1 задания параметра регулирования, выход которого соединен с первым входом блока 2 сравнения, выход блока задания параметра регулирования соединен с входом блока 3 дифференцирования, выход которого соединен с входом сумматора 4, второй вход которого соединен с выходом блока сравнения, выход сумматора 4 соединен с входом центробежного насоса 5, выход которого соединен с входом датчика 6 регулируемого параметра, выход которого соединен с блоком 7 дифференцирования, выход которого соединен с сумматором 8, выход датчика регулируемого параметра соединен с вторым входом сумматора 8, выход которого соединен с блоком сравнения.
Блок 1 задания регулируемого параметра, блок 2 сравнения, блоки 3, 7 дифференцирования, сумматоры 4, 8 могут быть реализованы, например, программно, например, на микропроцессорном контроллере SLC 500. В качестве датчика 6 регулируемого параметра может использоваться, например, датчик давления Метран-100. В качестве датчика 8 регулируемого параметра может использоваться, например, датчик частоты вращения ДЧВ-2500.В качестве центробежного насоса 5 может использоваться насос ГДМ-04-Е-60/440-К-160-У2 с частотно-регулируемым приводом Altivar.
Предлагаемая система управления центробежным насосом работает следующим образом. При изменении величины и характера нагрузки насоса изменяется значение выходного сигнала датчика регулируемого параметра, которое дифференцируется (например, методом простой разности) и поступает на сумматор 8, где складывается с сигналом, поступающим с датчика регулируемого параметра, что вызывает изменения. Одновременно значение заданного параметра поступает на блок сравнения, откуда полученная разность поступает на сумматор 4, где складывается с дифференцированным значением заданного параметра, и управляющее воздействие в виде измененной мощности подается на привод центробежного насоса, вызывая изменение его производительности таким образом, что парируется возникшее внешнее возмущение.
График переходного процесса 1 (фиг.2) относится к заявляемой полезной модели с включенным в контур управления дифференцированием параметра регулирования (относительное давление на выходе центробежного насоса) при парировании возмущения по давлению жидкости на выходе насоса величиной 40% от текущего значения. График переходного процесса 2 того же самого регулируемого параметра относится к известной модели без учета скорости изменения параметра регулирования. Как видно из сравнения переходных процессов, заявляемая система обеспечивает более высокое качество переходных процессов по сравнению с известной системой.
Таким образом, учет скорости изменения регулируемого параметра насосного агрегата позволяет обеспечить монотонность переходных процессов, что повышает динамическую точность регулирования, а также надежность и ресурс этого оборудования.
Система управления центробежным насосом, содержащая блок задания параметра регулирования, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом блока дифференцирования, вход которого соединен с вторым выходом блока задания параметра регулирования, выход центробежного насоса соединен с датчиком регулируемого параметра, отличающаяся тем, что выход сумматора соединен с входом центробежного насоса, выход датчика регулируемого параметра соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, выход датчика регулируемого параметра соединен с входом блока дифференцирования, выход которого соединен со входом сумматора.
