Устройство для управления циркуляционной электродиализной установкой

 

1 .УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОП ЭЛЕКТРОДИАЛИЗНОЙ УСТАНОВКОЙ , содержащее сигнализатор уровня в емкости очищенной воды , пускатель выпрямительного агрегата, реверсивный пускатель двигателя лабиринтных насосов, логический блок, выходы которого связаны с пускателем выпрямительного агрегата и с реверсивным пускателем двигателя лабиринтных насосов, блок аварийной .защиты и основной блок пуска, первый и второй входы которого соединены соответственно с кнопками пуска и остановки,а третий вход - с выходом блока аварийной защиты, о т л и чаю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения обслуткивания установки, оно снабжено дополнительным блоком пуска, узлом управления и программным устройством, причем первый, второй, третий и четвертый входы дополнительного блока пуска соединены соответственно с выходом основного блока пуска, с пер вым выходом программного устройства, с выходом блока аварийной защиты и с кнопкой остановки; выход дополнительного блока пуска сообщен с первым входом блока аварийной защиты , второй вход которого сообщен. с кнопкой снятия аварийного сигнала, и с первым входом логического блока, выход блока аварийной защиты связан с четвертым входомузла управления, первый, второй.и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом программного блока, с выходом сигнализатора уровня и с выходом основного блока пуска, выход узла управления соединен с входом програюдаого блока, второй, третий, четвертый и пятый выходы котсфого соединены соответственно с третьим, вторым, пятым и.четвертым вхрдаМН логического блока. 2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что дбпсзлнйтельнью . блок пуска содержит первый и второй элементы И, элемент ЗАПРЕТ, элемент НЕ и триггер, причем входы первого элемента И соединены с первЫм и вторьм входгмя дополнительно$ го блока пуска, а выход - с первым входом второго элемента И, третий и четвёртый входы дополнительного блока пуска соединены соответственно с инверС111Л4 и входами элемента ЗАПРЕТ выход которого сообщен с вторьш второго эJ eмeнтa и ; и с входом sn&fsmei ЦБ, выходы второго элемента И и элемента НЕ соединены соответственно с включающим и выключающим входгада триггера, выа: ход которого связан с выходом дополнительного блока пуска. « 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел управления содержит первыйи второй ЗАПРЕТ и элемент ИМПЛИКАЦИЯ причем , второй, третий и четвертый входы узла управления соединены соответственно с инверсным входом элемента ИМПЛИКАЦИЯ,, с инверс ным и пря1«Д4 входами первого элемента 3A1IPET, а также с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход которого связан с выходом узла управления и прямой вход которого сообщен с выходом элемента ИМПЛИКАЦИЯ, выход первого элемента ЗАПРЕТ соединенс прямым входом элемента ИМПЛИКАЦИЯ .

СООЗ СОВЕТСКИХ

Ц

° . ЩЯУБЛИК

71 А

ЗСЮ G 05 8 19/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к втоесноюм СвидктяЛьСтач логического блока.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3282400/18-24 (22) 28.05,81 (46) 07.05.83. Бюл. М 17 (72) Б.Н. Пискунов, Л.З. Каплан и В.С. Торопцов (53) 621-327(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 497026, кл. В 01 0 13/02, 1974.

2. Пульт типа Пу-42 120048.001 ТО, 1975 (прототнп) . (54)(57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЦИРКУЛЯЦИОННОП ЗЛЕКТРОДИАЛИЗНОИ УСТАНОВКОП,. содержащее сигнализатор уровня в емкости очищенной воды, пускатель выпрямительного агрегата, реверсивный пускатель двигателя лабиринтных насосов, логический блок, выходы которого связаны с пускателем выпрямительного агрегата и с реверсивным пускателем двигателя лабиринтных насосов, блок аварийной защиты и основной блок пуска, первый и второй входы которого соединены соответственно с кнопками пуска и остановки,а.третий вход — с выходом блока аварийной зашиты, о т л н ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения обслуживания установки, оно снабжено до.— полнительным блоком пуска, узлом управления и программным устройством, причем первый, второй, третий и четвертый входы дополнительного блока пуска соединены соответственно с выходом основного блока пуска, с пер-. вым выходом программного устройства, с выходом. блока аварийной защиты и с кнопкой остановки; выход дополнительного блока пуска сообщен с первым входом блока аварийной защиты, второй вход которого сообщен. с кнопкой снятия аварийного сигнала, и с первым входом логического блока, выход блока аварийной защиты связан с четвертым входом узла управления, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом программного блока, с выходом сигнализатора уровня и с выходом основного блока пуска, выход узла управления соединен с входом програввяого блока, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с третьим, вторым, пятым и четвертым входами

2. Устройство по п. i, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что дополни-. тельный. блок пуска содержит первый и второй элементы И, элемент ЗАПРЕТ, элемент НЕ и триггер, причем входы первого элемента И соединены с первым и вторым входами дополнительноР го блока пуска, а выход - с первым входом второго элемента И, третий и четвертый входы дополнительного блока пуска соединены соответственно с инверсным и ирюев входами элеменТа ЗАПРЕТ, выхсщ которого сообщен с вторым входом второго элемента И и с входом элемента КЕ, выходы второго элемента И и элемента НЕ сое- . динены соответственно с включающим и выключающим входами триггера, выход которого связан с выходом дополнительного блока пуска.

3. Устройство по п. 1, о т л и .— ч а ю щ е е с я тем, что узел управления содержит первый и второй

Меам элементы ЗАПРЕТ и элемент ИМПЛИКАЦИЯ, причем первый, второй, третий и четвертый входы узла управления соединены соответственно с инверсным входом элемента ИМПЛИКАЦИЯ,. с инверс . ным и прямым входами первого элемен- та ЗАПРЕТ, а также с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход которого связан с выходом узла управления и прямой вход которого .сообщен с выходом элемента ИМПЛИКАЦИЯ, выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с прямым входом элемента ИМНЛИКАЦИЯ.

10 16771

4. Ус ройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что логический блок содержит первый, второй и третий элементы ЗАПРЕТ, первый, второй и третий элементы И, элемент НЕ, элемент ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, причем первый и второй входы логического блока соединены с прямым и инверсным входами первого элемента ЗАПРЕТ, третий вход логического блока связан с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ и с первым входом первого элемента И, четвертый вход логического блока соединен с инверсными входами второго и третьего элементов ЗАПРЕТ и с первым входом элемента ИЛИ, пятый вход логического блока соединен с прямым входом третьего элемента ЗАПРЕТ, связанного своим выходом с вторым входом третьего элемента И, выход

Изобретение относится к системам управления технологическими циклическими процессами, а именно к системам управления электродиализными установками циркуляционного типа, 5 предназначенными для опреснения солоноватых вод или морской воды с целью получения питьевой воды, воды для технических или сельскохозяйственных нужд,для обессоливания пресной 0 воды с целью использования ее, например, в медицине для приготовления физиологического раствора, применяе- . мого в аппаратах "Искусственная поч11 ка

Известны электродиализные установки циркуляционного типа, системы управления которыми содержат сигнализаторы уровня и солесодержания в циркуляционных баках дилюата и концентрата 1). 20

Большое количество датчиков, установленных в среде с высокой коррозийной активностью, снижает надежность данной системы управления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство управления электродиализной установкой, содержащее логический блок, связанный своими выхо-, дами с пускателем выпрямктельного ЗО агрегата и реверсивным пускателем электродвигателя лабиринтных насосов, установленных в баках дилюата и концентрата. Входы логического блока соединены с сигнализаторами верхне- 35 го и нижнего уровня в емкости очищенной воды, с выходом блока пуска, с сигнализаторами солесодержания и первого элемента ЗАПРЕТ связан с вторым входом первого элемента И, с входом элемента НЕ, с вторым входом второго элемента И, первый вход которого сообщен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, с первым входом третьего элемента И, выходы первого элемента И и элемента НЕ соединены соответственно с включающим и выключающим входами первого триггера, выход второго элемента И связан с включающим входом второго триггера, выход элемента ИЛИ соединен с включающими входами второго и третьего триггеров, выход третьего элемента И сообщен с включающим входом третьего триггера, а выходы первого, .второго и третьего триггеров соеди-. нены соответственно с первым, вторым и третьим выходами логического блока.

- уровня, размещенными в циркуляцион-. ных баках 2 ).

Однако известное устройство также содержит много датчиков, установленных в коррозийной среде, а кроме того, оно требует обслуживания при пуске установки: после подачи на устройство управления электропитания нужно дождаться сигнала о заполнении установки исходной водой и лишь после этого можно осуществить с помощью кнопки пуск, установки.

Цель изобретения — повышение надежности устройства и упрощение обслуживания автоматизированной электродиализной установки.

Указанная цель достигается тем, что устройство для управления циркуляционной электродиализной установкой содержащее сигнализатор уровня в емкости очищенной воды, пускатель выпрямительного агрегата, реверсивный пускатель двигателя лабиринтных насосов, логический блок, выходы которого связаны с пускателем выпрямительного агрегата и реверсивным пускателем двигателя лабиринтных наcocos, блок аварийной защиты и основной блок пуска, первый и второй входы которого соединены соответственно с кнопками пуска и остановки, а третий вход - с выходом блока аварийной защиты, снабжено дополнительным блоком пуска, узлом управления и программным устройством, при этом первый, второй, третий и четвертый входы дополнительного блока пуска соединены соответственно с выходом основного блока пуска, с первым вы.1:016 771 ходом программного устройства, с вы .. ходом блока аварийной защиты и с кнопкой остановки; выход дополнительного блбка пуска сообщен с нервым .входом блока аварийной защиты, второй вход которого сообщен с кнопкой 5 снятия аварийного сигнала, и с первым входом логического блока; выход блока аварийной защиты связан с четвертым входом узла управления, первый, второй и третий входы которого )Q соединены соответственно с первым выходом программного блока, с выхо.дом сигнализатора уровня и с выходом основного блока пуска; выход узла управления соединен с входом программного блока, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с третьим, вторым, пятым и четвертым входами логического блока.

Дополнительный блок пуска содержит первый и второй элементы И, элемент

ЗАПРЕТ, элемент НЕ и триггер; при этом входы первого элемента И соединены с первым и вторым входами дополнительного блока пуска, а выход — с первым входом второго элемента И, третий и четвертый входы дополнительного блока пуска соединены соответственно с инверсным и прямым входами элемента ЗАПРЕТ, выход которого сообщен с вторым входом второго элемента И и с входом элемента НЕ, выходы второго элемента И и элемента НЕ соединены соответственно с включающим и выключающим вхо- 35 дами триггера, выход которого связан с выходом дополнительного блока пуска.

Узел управления содержит первый и второй элементы ЗАПРЕТ и элемент 4П

ИМПЛИКАЦИЯ, причем первый, второй, третий и четвертый входы этого узла соединены соответственно с инверсным входом элемента ИМПЛИКАЦИЯ, с инверсным и прямым входами первого элемента ЗАПРЕТ, а также с инверсным входом втОрого элемента ЗАПРЕТ, выход которого связан с выходом узла управления и прямой вход которого сообщен с выходом элемента ИМПЛИКАЦИЯ; выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с прямым входом элемента

ИМПЛИКАЦИЯ.

Логический блок содержит первый, второй и третий элементы ЗАПРЕТ, первый, второй и третий элементы И, элемент НЕ, элемент ИЛИ, первый, второй и третий триггеры, при этом первый и второй входы логического блока соединены с прямым и инверс*ым входами первого элемента ЗАПРЕТ, 60 третий вход логического блока связан с прямком входом второго элемента

ЗАПРЕТ и с первым входом первого элемента И, четвертый вход логического блока соединен с инверсными

1 входами второго и . третьего элементов ЗАПРЕТ и с первым входом элемента ИЛИ, пятый .вход логического бло ка " с прямым входом третьего глемента ЗАПРЕТ, связанного своим выходом с вторым входом третьего элемента И; выход первого элемента

ЗАПРЕТ связан с вторим входом первого элемента Н, с входом элемента НЕ, ic вторым входом второго элемент,": И, первый вход которого сообщен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, и с первым входом третьего элемента И; выходы первого элемента И и элемента

НЕ соединены соответственно с включающим и выключающим входами первого триггера, выход второго элемента И связан с включающим входом второго триггера, выход элемента ИЛИ соединен с выключающими входами второго . и третьего триггеров, выход третьего элемента И сообщен с включающим входом третьего триггера, а выходы первого, второго и третьего триггеров соединены соответственно с пер-„ вым, вторым и третьим выходами логического блока.

1 На чертеже приведена схема устройства для управления циркуляционной электродиализной установкой.

Схема содержит выходы 1, 2 и 3 соответственно основного блока 4 пуска, дополнительного блока 5 пуска, блока 6 аварийной защиты; первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10 и пятый 11 выходы программного блока

12; сигнализатор 13 уровня; выход

14 узла 15 управления; логический блок 16, первый 17, второй 18, третий 19, четвертый 20 и пятый 21 входы логического блока, элементы ЗАПРЕТ 22-28; элементы И 2936, триггеры 37-39 логического блока 16, элементы НЕ 40-43; элементы ИЛИ 44 и

45, первый 46, второй 47 и третий 48 выходы логического блока 1бу кнопку

49 пуска, триггер 50 основного блока

4 пуска; первый 51, второй 52, третий 53 и четвертый 54 входы дополнительного блока 5 пускар триггер 55 дополнительного блока 5 пуска; пускатель 56 выпрямительного агрегата 57; реверсивный пускатель 58 двигателя

59 лабиринтного насоса; бак 60 дилюата; бак 61 концентрата; емкость 62 очищенной воды; электродиализатор

63, напорную емкость 64, поплавковый клапан 65; первый 66, второй 67, третий 68 и четвертый 69 входы узла

15; кнопку 70 остановки, первый 71, второй 72 и третий 73 входы основного блока 4 пуска; первый .74, второй 75, третий 76 входы блока б аварийной защиты, триггер 77 блока 6 аварийной защиты; кнопку 78 снятия аварийного сигнала; элемент ИМПЛИКАЦИЯ 79 узла 15 управления.

1016771

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Пусть в исходный момент после подачи на устройство электропитания на выходах 1, 2 и 3 основного блока

„4 пуска, дополнительного блока 5 5 пуска, блока 6 аварийной защиты, а также на первом выходе 7 программного блока 12 и на выходе сигнализатора 13 формируются сигналы, соот-ветствующие логическому нулю. Тогда 10 на выходе 14 узла 15 управления появляется логическая единица, и программный блок 12 начинает отсчет временных выдержек. Сигналы с выходов

8-11 блока 12 начинают поступать на входы логического блока 16. Однако.. так как сигнал с выхода 2 блока 5, равный нулю, поступает на вход 17 блока 16, связанный с прямым входом элемента ЗАПРЕТ 22, сигнал на выходе последнего также равен нулю. Наличие этого сигнала на одном из вхо- дов каждого из элементов И 29, 30 и 31 блокирует эти элементы, не позляя воздействовать на включающие 25

5-.входы триггеров 37-39. Логическая единица, сформированная на выходе элемента НЕ 40, поступает на выключающий й-вход триггера 37, а через элемент ИЛИ 44 — на выключающие

R-входы триггеров 38 и 39. Таким образом, несмотря на то, что сигналы с выходов 8,9,10 и 11 блока 12 поступают соответственно на входы 19, 18, 21 и 20 блока 16, на выходах 46-48 этого блока сохраняется логический нуль. Если теперь нажать кнопку 49 пуска, то на выходе элемента И 32 появляется логическая единица, которая поступает на включающий S-вход триггера 50; в результате этого на 40 выходе 1 основного блока 4 пуска появляется единица. Однако фактический пуск установки осуществится лишь в тот момент, когда на выходе

7 блока 12 появится сигнал единица, 45 свидетельствующий об исходном состоянии установки. Этот сигнал поступает на вход 52 дополнительного блока 5 пуска, соединенный с входом элемента И 33, второй вход которого соединен с входом 51 блока 5. Единица с выхода элемента И 33 поступает на вход элемууа И 34, на второй вход которого поступает единица с выхода элемента ЗАПРЕТ 23; в результате единица поступает на включающий S-вход триггера 55, триггер . сбрасывает, и единица появляется на выходе 2 блока 5. Этот сигнал поступает на вход 17 блока 16; в результате отпираются элементы И 2931, которые теперь могут изменить состояние триггеров 37-39. Сигнал единица на выходах программного блока 12 появляется последовательно через определенные интервалы време ни; если единица имеется на одном из входов, то на других она отсутствуетет (дли тель ности си гналов на выходах 7-11 блока 12 и интервалы между ними задаются настройкой блока

12). При появлении единицы на выходе 8 блока 12 с помощью элемента

ЗАПРЕТ 22 взводится триггер 37, пускатель 56 включает вылрямительный агрегат 57; одновременно с помощью элементов 24 и 30 взводится триггер

-38, воздействуя на реверсивный пускатель 58, который включает двигатель 59 лабиринтных насосов на режим циркуляции. При включенном выпрями-1 тельном .агрегате 57 и работающих на. циркуляции лабиринтных насосах начинается процесс обессоливания содержащейся в баке 50 дилюата исходной воды с одновременным повышением солесодержания воды, находящейся в баке 61 концентрата. Когда сигнал на выходе 9 блока,12 становится равным единице, сигнал на выходе элемента ЗАПРЕТ 22 становится равным нулю, вызывая появление единицы на выходе элемента HE 40 и элемента

ИЛИ 44; триггеры 37 и 38 сбрасываются, отключая с помощью пускателей

56 и 58 агрегат 57 и насос 59. Когда сигнал на выходе 10 блока 12 становится равным единице, срабатывает элемент ЗАПРЕТ 25, вызывая появление единицы на выходе элемента И 31 . и взведение триггера 39; реверсивный пускатель 58 включает двигатель

59 лабиринтного насоса на режим слива обессоленой воды из бака 60 в емкость 62. Когда сигнал на выходе

11 блока 12 становится равным единице, с помощью элемента ИЛИ 44 триггер 39 сбрасывается, и слив обессоленой воды прекращается, Интервал времени между моментами пропадания .сигнала на выходе 11 блока 12 и появления сигнала на выходе 7 этого блока выбирается таким, чтобы обеспечить за это время автоматическое заполнение исходной водой бака

60 и пополнение бака 61, часть воды из которого расходуется на промывку электродных камер диализатора

63. Подача исходной воды осуществляется с помощью напорной емкости 64 с поплавковым клапаном 65. С появлением на выходе 7 блока 12 единицы начинается новый технологический цикл. Так как в ходе технологических циклов среднее потребление обессоленной воды меньше, чем средняя производительность эпектродиализной установки, уровень в емкости 62 возрастает. При достижении этим уровнем заданного значения срабатывает сигнализатор 13, и единица поступает на вход 67 узла 15, запрещая прохождение единицы с входа 68 этого узла на выход элемента ЗАПРЕТ 26.

1016771

Теперь, как только блок 12 выдаст единицу на выходе 7, она поступит на вход 66 узла 15, соединенный с инверсным входом элемента 79, в результате чего пропадет единица на выходе элемента ЗАПРЕТ 27 и выходе

14 узла 15. Программный блок 12 ос-. тановится в исходном состоянии, вызывая прекращение технологического процесса. После того, как уровень в емкости 62 понизится в результате потреоления обессоленной воды, на выходе 14 узла 15 вновь появится единица, и работа установки продолжится. Отключение установки проводится с помощью кнопки 70, так как 15 на:входе 71 блока 4 в этот момент имеется логический нуль, а нажатие на кнопку 70 вызывает появление нуля и на входе 72 блока 4, с помощью элементов 28 и 41 подается единица 20 на включающий R-вход триггера 50 и осуществляется его сброс. Нажатие на кнопку 70 вызывает также появление нуля на входе 54 блока 5, в результате чего с помощью элементов 23 и 25

42 сбрасывается триггер 55. Появление нуля на выходе 2 блока 5 приводит к появлению единиц на выключающих

R-входах триггеров 37-39 блока 16 и к отключению установки. 30

Однако на выходе 14 узла 15 сохраняется единица до тех пор, пока блок 12 не выдаст единицу на своем выходе 7. Только теперь, когда пРограммный блок 12 установился в исходном состоянии, сигнал на выходе 14 узла 15 станет равным нулю: .установка в исходном состоянии и

:готова к новому пуску. Отключение установки в аварийных ситуациях осу- 40 ществляется с помощью блока 6 аварийной защиты: при появлении сигнала об аварии хотя бы на одном из входов 76 появляется единица на выходе элемента ИЛИ 45, который соединен с входом элемейта И 35. Иа 45 второй вход элемента K 35 поступает единица с выхода элемента И 36. Единица, поступающая с выхода элемента

И 35 на включанзций S-вход триггера

77, взводит его. Сигнал единица с 50 выхода 3 блока 6 поступает на вход

73 блока 4 и на вход 53 блока 5, вызывая отключение установки, а так1 же на вход 69 узла 15, останавливая программный блок 12. Запоминание сигналов, которые в момент аварийного отключения имеются на выходах блока 12; обеспечивается его конструкцией: в качестве программного блока может быть использован, например, командный электрический прибор

КЭП-12У. Единица на выходе блока

6 может быть сформирована лишь ч период -работы установки, когда на вход

74 блока 6 поступает единица с выхода 2 блока 5. Снятие аварийного сигнала после устранения причины аварии обеспечивается с помощью кнопки 78. При нажатии этой кнопки пропадает единица с входа 75 блока 6 и с помощью элемента НЕ 43 формируется единица, поступающая на R-вход триггера 77 и сбрасывающая его. После устранения причины аварии и снятия аварийного сигнала с помощью кнопки 78 устройство автоматически устанавливается в исходное состояние: единица на выходе 14 узла 15 сохраняется до тех пор, пока на выходе 7 блока 12 не появится единица. Тогда единица на выходе 14 пропадает и не пояйится до тех пор, пока не будет нажата кнопка 49. Лишь теперь установка- начнет технологический цикл.

Предлагаемое устройство содержит лишь один сигнализатор 13, который размещен не в баках 60 и 61, где металлические детали подвергаются интенсивной электрохимической коррозии, а в емкости 62, где находится обессоленная вода. Кроме того, это устройство не нуждается в обслуживании в период пуска и обеспечивает запоминание момента аварийного отключения.

Таким образом, достигается повышение надежности устройства и упрощение обслуживания, т.е. улучшаются основные характеристки базового объекта, входящего в состав выпускаемых промьиаленностью автоматизированных электродиализных установок. По- . вышенная надежность и простота в обслуживании.:особо важны при применении устройства и автоматизированной электродиализной установки в целом для медицинских целей и в сельском хозяйстве.

1016771

Заказ 3385/47

Тираж 874 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Ланин

Редактор Л. Филь Техред Ж. Кастелевич Корректор Л Бокшан