Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Адаптивные системы управления водоподготовки очистных сооружений

Адаптивные системы управления водоподготовки очистных сооружений

Современные проблемы и принципы управления насосными группами. Разработка и оценка эффективности метода управления, базирующегося на частотном регулировании и контроле одновременно нескольких регулирующих параметров. Технологическая схема узла подачи.

Рубрика Производство и технологии
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 06.05.2018
Размер файла 147,4 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Адаптивные системы управления водоподготовки очистных сооружений

На объект водоочистки очистных сооружений г.к. Анапа поступают хозяйственно - бытовые стоки в буферную емкость 1 (рис. 1). Контроль за притоком осуществляет электромагнитный расходомер 3 фирмы «Siemens» MAG 5000 c диаметром 500 мм (рис. 1.). Объем буферной емкости составляет 243 м3 (габаритные размеры 9х9х3 м). Перекачкой жидкости из буферной емкости производит насосная группа 2 (рис. 1), с пиковой производительностью 210 м3/ч каждая. Контроль за подачей осуществляют электромагнитный расходомер 4 фирмы «Siemens» MAG 5000 c диаметром 250 мм (рис. 1.), установленный после насосных групп. Для контроля аварийных значений уровней, применены датчики 5 семейства FTL фирмы «Endress+Houser» (рис. 1.). Непрерывный контроль за уровнем в буферной емкости осуществляется гидростатичным датчиком 6 (рис. 1) фирмы «Endress+Houser».

Рис. 1. Технологическая схема узла подачи

технологический насосный управление водоподготовка

Поступление стоков в течение суток не равнозначно, и в течении суток колеблется от 50 до 410 м3/ч. Среднестатистический суточный график представлен на рисунке 2.

Какой алгоритм выбрать при управлении насосной группы, состоящей из 3-х насосов?

Рис. 2. Среднестатистический суточный график притока стоков

технологический насосный управление водоподготовка

При дискретном методе управления реализуется модель, при котором количество одновременно включенных насосов соответствует некоторым значениям уровня воды в резервуаре. Например, при достижении уровня одного метра - включить 1 насос, при уровне 2 метра включить еще один насос. При достижении уровня 0,7 метра выключить все насосы. Данная модель достаточна распространена в промышленности и имеет ряд преимуществ: нет необходимости в частотных преобразователях, алгоритм работы достаточно прост для программирования ПЛК, силовая установка ограничивается только пускателями. Но применение данной модели не всегда рационально из-за недостатков:

· частые включения насосов;

· неравномерная (скачкообразная) подача жидкости. В нашем примере подача будет изменятся мгновенно до значений 0, 210 и 420 м3/ч соответственно.

В нашем примере (рис. 1) насосные группы подают жидкость в денитрификатор, в котором живу анаэробные бактерии. При быстрой неконтролируемой подачи стоков, происходит мгновенное изменение значения растворенного кислорода и система жизнеобеспечения бактерий не успевает быстро обогатить денитрификатор кислородом, следствии чего бактерии гибнут. Следовательно, такая модель управления не подходит для нашей цели.

Исходя из производительности насосов, в процессе управления развиваются 2 сценария:

Рассмотрим первый случай. Приток стоков находиться в диапазоне 0 - 210 м3/ч. В данном случае достаточно 1 насоса в работе. В зависимости от скорости притока (0-210м3/ч) система управления устанавливает задание для ПИ - регулятора, управляющего данным насосом. Задание для регулятора меняется по показаниям расходомера 3 (рис. 1) на входе т.е. реализуется правило формирования управляющим устройством управляющего воздействия на основании информации о воздействиях, и реакции системы на них[1]. Но перед запуском насоса, система управления (СУ) обращается к значениям датчика уровня 6 (рис. 1) для того, чтобы проверить текущий уровень. В связи с технологическими особенностями необходимо выдерживать необходимый уровень в буферной емкости 1 (рис. 1) на уровне 1,2-1,5 метра. Следствии чего пока не будет достигнут уровень требуемый, СУ не включит насос. По достижении требуемого уровня СУ включит насос на нужной расход. Задание по расходомеру 3, обратная связь - по расходомеру 4.

Рассмотрим второй случай. Приток стоков находиться в диапазоне 210 - 410 м3/ч. В данном случае недостаточно 1 насоса в работе. Необходимо задействовать 2 насоса. В данном случае можно найти 2 решения:

· 1 насос работает на 100% производительности, обеспечивая подачу 210 м3/ч, а второй на частотном преобразователе, обеспечивает производительность:

· Оба насоса работают на одинаковой производительности:

Во втором варианте поведение 2-х ПИ-регуляторов, работающих параллельно, может вносить автоколебания в систему. Поэтому целесообразно применить первый вариант управления.

Стоит также отметить, что применяемые насосные агрегаты не поддаются регулированию на производительности 0-5%. При задании ПИ - регулятором значения задания 0-5% СУ игнорирует задание, при этом реализует алгоритм подачи по уровню т.е. ожидает подъема жидкости до уровня 1,7 метра, после чего включает привод на 5%, и отключает по достижении уровня 1,5 метра.

Такой метод управления по двум параметрам (расход, уровень) одновременно широко применяется в промышленности [2].

Построенная система управления базируется на 3-х насосных агрегатов. В алгоритме управления возможно участие одного или двух насосов. Но как выбрать очередность запуска насосов? Для этой цели разработано 2 критерия.

Первый критерий. Подсчет мото-часов каждого насоса, работающего на 100% производительности). По данному алгоритму СУ запускает насос на 100% производительность.

Второй критерий. Подсчет мото-часов каждого насоса, работающего на частотном преобразователе по формуле:

где ТЧП - суммарное время мото-часов работы на ЧП,

Q - производительность ЧП во время работы в промежутке t

По данному критерию СУ запускает насосы на частотном управлении.

СУ подсчитывая в реальном времени оба критерия, запускает насосные агрегаты с учетом наименьшего коэффициента, тем самым обеспечивая равномерный износ оборудования, увеличивая надежность принятой системы управления.

Выводы:

· Применение адаптивных систем управления в сфере очистных сооружений дает преимущество перед обычными дискретными системами управления;

· Применение каскадного управления позволяет СУ контролировать не только подачу жидкости, но и поддерживать желаемый уровень в емкостях;

· Несмотря на сложность алгоритма управления, подобные системы управления обеспечивают высокий уровень надежности;

· Применение критерия запуска позволяет увеличить срок службы насосных агрегатов, обеспечивая высокий уровень отказоустойчивости.

Литература

1. Нестеров А.В. Нестеров С.В. Теория автоматического управления. К: Изд. КубГТУ, 2004.С. 11

2. Регуляторы и схемы регулирования [Электронный ресурс] URL www.promserv.ru/information/92-2010-01-20-13-16-13.html (дата обращения 14.06.2015)

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены