Разработка и исследование систем управления электроприводами насосов магистрального трубопровода

• Автор: Тигист Тамеру Текле
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 133 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Анализ потоков жидкости в длинных магистральных трубопровода

и управления ими

1Л . Особенность работы электропривод в насосных агрегатах

1.2 . Обзор существующих методов решения дифференциальных урав нений, описывающих неустановившееся движение жидкости го трубопроводам и причин возникновения нестационарных процес сов

1.3 . Описание линейной части трубопровода

1.4. Учет влияния насосной станции

1.5 . Учет влияния отборов и подкачки

1.6. Финитное управление электроприводами насосов магистральног трубопровода

1.7. Выводы по первой главе
ГЛАВА 2. Разработка инженерных методов расчета перекачки жидкости с уче
том затухания
2.1. Определение передаточных функций линейной части магистральног трубопровода
2.2. Структура передаточных функций систем управления магистраль ными трубопроводами
2.3. Разработка методов расчета переходных процессов при наличии з; тухания
2.4. Численные методы построения переходных характеристик
2.4.1. Переходный процесс в трубопроводных линиях без учет трения
2.4.2. Свойства трансцендентных передаточных функций
2.5. Выводы по второй главе
ГЛАВ АЗ. Математические модели сложных неоднородных распределеннь систем перекачки жидкости с учетом затухания
3.1. Матрица продолжения. Основные положения
3.2. Математическое описание трубопровода при наличии отбора на лг

3.3. Математическое описание трубопровода при наличии насосно станции подкачки на линии
3.4. Аппроксимация передаточных функций сложных объектов с рас пределенными параметрами сосредоточенной моделью
3.4.1. Использование рядов Тейлора для построения сосредоточенной модели привода с РП объект
3.4.2. Аппроксимация разложением в бесконечное произведение 8(
3.5. Выводы по третьей главе
ГЛАВА4. Синтез системы управления электроприводами насосов магистраль
ного трубопровода и ее реализации
4.1. Основные положения
4.2. Проектирование линейной оптимальной детерминированной систе мы управления
4.3. Параметрическая оптимизация систем управления
4.4. Построения наблюдающего устройства
4.5. Современный подход к разработке систем электропривода насосны станций
4.6. Основные принципы расчета и выбора системы электропривода сис темы управления, интерфейсов и средства измерений, (пример тех нической реализации)
4.7. Разработка Алгоритма управления
4.8. Выводы по четвертой главе
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Современная транспортировка жидкости по схеме из насоса в насос пр< вращает магистральный трубопровод в единую динамическую систему, тр< бующую согласованной работы всех насосных станции, вследствие чего сущ< ственно повысились требования к надежности систем регулирования. Больше значение приобретает проблема управления работой водопроводов при пер< ходных режимах. Неустановившиеся процессы в магистральных трубопровс дах, вызванные изменениями гидравлического режима перекачки, останови или пуск насосных агрегатов, регулирование давления и расхода, отключени или подключение попутного сброса или подкачки и т.п., сопровождаются рас пространением от источника возмущения волн повышенного и пониженног давления по всей трубопроводной системе. Перераспределение давления не редко приводит к остановке работающих станции или всего эксплуатационног участка, динамическим перегрузкам линейной части трубопровода, которые отдельных случаях могут превысить предел прочности труб и вызвать пере грузки оборудования насосной станции. Выход из строя оборудования, разр> шение труб линейных участков могут привести не только к ущербу от недос тавки жидкости но и к существенным затратам на ремонт.
Проведенный анализ литературы показал, что существующие научны-исследования либо касаются течения в линейной части трубопровода, либо от носятся к сложным трубопроводным системам, но не учитывают волнового ха рактера течения. Задача о нестационарном волновом течении в сложной трубо проводной системе является крайне важной, однако имеющаяся в эксплуатаци онной практике потребность в создании математического описания и расчет! участков магистральных трубопроводов, содержащих станции подкачки и от бора жидкости, не находит на сегодняшний день должного удовлетворения.
В связи с этим решение задач управления о нестационарном волновом те чении в сложной трубопроводной системе является, безусловно, актуальной.

вода при любых (в том числе изменяющихся во времени) его схемах и пар; метрах. Такая система содержит специальный задатчик интенсивности, форм* рующий на входе регулятора давления сигнал в соответствии с принципам финитного управления, узел формирования обратных связей, обеспечивающи вычисление обратных связей по прямой и обратной волнам Нп и Н0, а такж оптимальный фильтр Винера, фильтрующий сигнал с датчика давления.
1.7 Выводы по первой главе
1 Произведен обзор и анализа математического описание движения жидкс сти в длинных магистральных трубопроводах.
2 Показано, что разработка систем автоматического управления насосно станции должна производится с учетом распределенности параметро объекта управления из-за возникновения в трубопроводе колебательны волновых процессов.
3 Рассмотрены случаи включения и отключения насосной станции в любы промежуточные моменты времени. Установлено, что влияние насосно станции может быт учтено как в динамическом уравнении, так и в гра ничных условиях.
4 Показано, как произвести учет влияния точек отборов и подкачки на ма гастральном трубопроводе.