Автоматика для насоса представляет собой весьма надежное оборудование, помогающее работе аппаратуры в любых условиях. Блок управления часто используется при обустройстве автономного водоснабжения, где и завоевывает свою популярность и хорошие отзывы.

Насосная автоматика может быть куплена в едином комплекте или собрана своими руками по частям. Каждый делает выбор, опираясь на свои пожелания, поэтому конкретных рекомендаций, как лучше поступить в данной ситуации нет. Следует сказать, что система управления для станции насосов в домашних условиях поможет не только продлить срок службы откачивающих приборов, но и выполнить ряд иных функций.

Комплект насосной автоматики: что в него входит?

Для скважинного насоса обычно применяют индивидуальный блок автоматического управления. Так как система этого водоснабжения построена несколько иначе. Таким образом в основу этой конструкции входит:

  • распределительный коллектор — это небольшой агрегат, который поставляет воду ко всем заявленным точкам водозабора в системе;
  • реле давления — автоматическое приспособление, регулирующее возможность включения и отключения насоса от сети при перепадах давления;
  • манометр — измеритель давления с понятным циферблатом, который может быть механическим и электронным.

В большинстве случаев, потребители выбирают уже готовый комплект, но всегда присутствует возможность приобрести каждую деталь отдельно, с целью в последствии сделать крепление защитного автоматического механизма самостоятельно.

Совет! Если необходимо выбрать блок управления для насосной станции водоснабжения, в первую очередь обращайте внимание на производителя и качество изделия, разумеется и потом ориентируйтесь по стоимости.

Где следует расположить оборудование?

Комбинируя все управляющие элементы для насосной станции, рекомендуется изначально определиться с местом ее установки и подготовить задуманное пространство, так как только для одного гидроаккумулятора нужна немаленькая площадь. В первую очередь придется определить, где выполнить монтаж гидроаккумулятора, для этого может использоваться простая схема.

Сразу следует заметить, что устанавливаться накопительный резервуар должен неподалеку от самой станции водоснабжения, тогда его работоспособность будет максимально эффективной. После того как все на месте, занимаемся подключением автоматического приспособления для управления.

В этом случае обязательно решите некоторые вопросы, которые и будут прямыми факторами, влияющими на блок системы.


  1. Помните, что помещение, где разместится конструкция (автоматика и насос) должно отапливаться, ведь воздействие низких температур пагубно влияет на работу механизма (возможно окисление контактов).
  2. Чтобы было удобно обслуживать блок управления, его нужно поставить так, чтобы присутствовало достаточное количество пространства.
  3. Если есть такая возможность, специалисты советуют располагать блок управления в кессоне. То есть чем ближе конструкция к скважине или колодцу, тем надежнее ее эксплуатация. При этом место придется утеплить.
  4. Ставьте оборудование поблизости с коллекторной системой, так не будет скачков давления и вода станет поступать отличным напором к каждому источнику водозабора.
  5. Действуйте из комфортных соображений. Всем давно понятно, что насосные станции водоснабжения не приспособлены к тихой работе, поэтому в доме такой шум и вибрации могут стать внушительной помехой.

Внимание! Проводите обслуживание автоматики и непосредственно насосной станции не реже, чем дважды в год, чтобы исключить возможность выхода из строя и деформации конструкции.

Как работает блок автоматики для скважинной насосной станции?

Работоспособность и осуществление предоставленных задач блок управления водяного насоса выполняет в зависимости от типа всасывающего агрегата. Для габаритных источников идеально использование вибрационного приспособления, а для меньших по глубине будет достаточно и центробежного. Для каждого в таких случаях действует свой принцип установки автоматизированной системы управления для устройств водоснабжения.


Тем не менее принцип работы остается общим и подобен следующей схеме.

Предоставлена простейшая схема для насосов трех поколений, которая осуществляет выключение и включение станции при предельных показателях нижнего и верхнего давления. Разъясним более подробно: то есть, когда вы открываете у себя в доме или на участке водозаборный кран, происходит поступление воды из гидроаккумулятора. Как только давление в системе снижается до номинального показателя, блок автоматики срабатывает и насос включается, закачивая жидкость снова в гидробак.

После того, как наполнение гидроаккумулятора окончено, давление в нем поднимается и на предельно допустимой отметке снова срабатывает автоматика и насос отключается. Таков принцип работы подходит для всех скважинных насосов.

prokommunikacii.ru

Рассмотрим систему автоматизации насосной станции, пред­назначенной для тепло- и водоснабжения жилых зданий. Функциональная схема насосной станции показана на рисунке.


avtomatizacia_nasosnoi_stancii_1.jpg

Насосная станция работает следующим образом. Холодная вода с филь­трующей станции предварительно нагревается в теплообменнике 1 и поступает на насосную станцию. С выхода насосной станции вода по­ступает в теплообменник 2, где окончательно нагревается, после чего идет дальше на нужды тепло- и водоснабжения жилых зданий.

Поддержание постоянства давления при изменяющемся рас­ходе на станции горячей воды осуществляется байпасным спосо­бом. Информация о текущем значении давления в напорной части водопровода поступает с датчика давления Р1, расположенного на выходе насосной станции. На насосной станции находятся три центробежных насоса H1… Н3. Приводными двигателями насосов яв­ляются двигатели Ml … МЗ. Со стороны всасывающего и нагнетающего патрубков насосов, а также на байпасной трубе расположены задвижки В1… В7. Задвижки В1…В4, приводятся в движение от двигателей М4…М7. Задвижки В5… В7 являются ручными. В напорной части водопровода находятся невозвратно-запорные клапаны X1 …Х3.

Система управления насосной станции работает в автомати­ческом и ручном режимах. Переключение режимов осуществляет­ся с пульта управления. В автоматическом режиме регулирование давления осущест­вляется промышленным контроллером PLC.
кущее значение давления в напор­ной части водопровода поступает от датчика давления Р1. В соот­ветствии с поступившим значением давления промышленный контроллер дает за­дание на преобразователь частоты UZ и подключает его к одному из трех насосов. Одновременно могут работать два насоса, один из насосов находится в резерве (он выбирается на пульте управле­ния). ПЛК управляет всей электроавтоматикой, открывает и закрывает необходимые задвижки. В режиме пуска системы промышленный кон­троллер проверяет наличие давления во всасывающей части водо­провода посредством датчика давления Р2.

В ручном режиме станция управляется с поста оператора РО, куда поступает информация о режиме работы станции, об аварии в системе, о работающих насосах и состоянии задвижек (откры­тое или закрытое).

В системе управления применяют программируемый контроллер со следующими модулями:

  • источник питания;
  • процессорный модуль со встроенными дискретными входами;
  • модуль аналогового ввода для ввода сигналов от датчиков давле­ния;
  • модуль аналогового вывода для подачи сигнала на вход задания частоты преобразователя частоты);
  • модуль питания аналоговых ус­тройств;
  • модули дискретного ввода;
  • модули дискретного вывода.

В данной системе управления используются приводы и преобразователи частоты с режимом переменного момента. Мощность пре­образователя частоты 110 кВт, выходной ток 210 А, напряжение питания 380 В.

Принципиальная электрическая схема силовой части системы управления насосами изображена на рисунке.


avtomatizacia_nasosnoi_stancii_2.jpg

Питание шкафа с электрооборудованием осуществляется с внешней стороны подводом к клеммам А, В, С клеммника XT1 трех фаз напряжения 380 В частотой 50 Гц, нулевого провода к клемме РЕ и заземляющего провода к клемме G. Клеммы А, В и С подключаются к силовому автоматическому выключателю QS1. Индикация наличия напряжения внутри электрошкафа осуще­ствляется с помощью лампы НL1, подключенной к одной из фаз питающего напряжения через силовой автоматический выклю­чатель QS1. Она сигнализирует обслуживающему персоналу о том, что внутренние цепи электрошкафа находятся под напря­жением.

Преобразователь частоты (ПЧ) UZ подключен к электричес­кой сети через автоматический выключатель Q1. Входной реактор L1 защищает преобразователь от коммутационных сверхтоков. Вы­ходной реактор L2 ограничивает емкостные выходные токи пре­образователя и пики напряжения на двигателе, обусловленные распределенной мощностью кабеля. Преобразователь частоты может подключаться к одному из трех электродвигателей посредством выходных клемм (X1Y1Z1, X2Y2Z2, X3Y3Z3) клеммника ХТ2 и контакторов K4…K6 соответственно. Возможно подключение электродвигателей непосредственно к сети через автоматические выключатели Q2… Q4 и посредством контакторов К1…КЗ.
бор режима работы (ручного или автоматического) осуще­ствляется оператором насосной станции с поста оператора. Для пуска или останова системы в автоматическом режиме или выво­да СУ из аварийного режима используются кнопки «Пуск» или «Стоп». Постоянно в работе могут находиться один или два насо­са, третий насос является резервным (профилактический осмотр, плановый ремонт). Резервный насос выбирают положением пере­ключателя на посту оператора. После выбора резервного насоса в автоматическом режиме закрывается задвижка, находящаяся в на­порной части водопровода этого насоса, две другие задвижки от­крыты. В автоматическом режиме закрыта задвижка байпасной тру­бы, она открыта только при ручном регулировании. Автоматический режим показан в структурной схеме алгорит­ма. 

avtomatizacia_nasosnoi_stancii_3.jpg

Давление на выходе с насосной станции находится в заданных пределах P-X<Pтек<P+X (где X — допустимый диапазон изменения давления). В этом случае система управления проверяет выработал ли насос суточный моторесурс, и если да, то производит переключения между насосами.

Если давление меньше нормы Pmin < Pтек < P — X, система управления проверяет число работающих насосов. Если работает один насос, то делается проверка работы ПЧ на максимальной частоте. Если нет, то дает­ся команда на увеличение его частоты, в противном случае про­исходит переключение насоса, работающего от ПЧ, к сети, а к ПЧ подключается другой насос (до этого не работавший).


Если давление больше нормы P + X < Pтек < Pmax, система управления проверяет число работающих насосов. Если работают два насоса, то делается проверка работы ПЧ на минимальной частоте. Если нет, то дается команда на уменьшение его частоты, в противном случае проис­ходит отключение насоса, работающего от ПЧ, а к ПЧ подключа­ется насос, работающий от сети. Если давление меньше минимально допустимого Pтек < Pmin, система управления проверяет находится ли какой-либо насос в работе. Если нет, то система управления осуществляет пуск того насоса (от преобразователя часто­ты), который наработал самый маленький моторесурс. Если да, то система управления дает задание на ПЧ на повышение частоты вращения на­соса. Если в течение заданного времени давление на выходе на­сосной станции не превышает минимально допустимого, то ус­танавливается флаг «Авария» и система управления останавливает работу насос­ной станции. Если давление на выходе насосной станции больше максималь­но возможного значения Pтек > Pmax то система управления устанавливает флаг «Авария» и прекращает работу. Ручной режим является аварийным и необходим только для работы когда невозможен автоматический режим работы системы управления.

ruaut.ru

  • § 13. Насосные станции и их оборудование
  • § 14. Автоматизация насосных станций

Управление насосными агрегатами может быть автоматическим, полуавтоматическим и дистанционным.

Автоматическое управление пуска, остановки и контроля за состоянием оборудования обеспечивается специальными автоматами. При автоматическом управлении роль обслуживающего персонала сводится к налаживанию системы, пуску ее в ход, периодическому осмотру и наблюдению за аппаратурой и оборудованием.

При полуавтоматическом управлении первоначальный импульс на включение и остановку агрегатов подает обслуживающий персонал, а все последующие процессы производятся автоматически.

Дистанционное управление осуществляется при подаче импульсов обслуживающим персоналом из пункта, удаленного от насосной станции.

Современные насосные станции проектируют, как правило, полностью автоматическими или управляемыми с диспетчерских пунктов, и дежурного персонала на них не требуется.

Автоматизация включения и отключения насосных агрегатов предусматривается главным образом в зависимости от уровня воды в резервуарах, но проектируются также схемы автоматизации насосных агрегатов, работающих на водопроводную сеть, в зависимости от давления или расхода воды в сети.


Основное преимущество автоматического управления состоит в том, что оно обеспечивает бесперебойную работу станции при заданных расходах и напорах, приводит к значительному сокращению числа обслуживающего персонала, уменьшает расход энергии и затраты на эксплуатацию. По данным МКХ РСФСР, себестоимость воды снижается на 5—10%, а затраты на автоматизацию окупаются сравнительно быстро — за 2—3 года. Удешевляется при автоматизации и строительство: насосные станции сооружают более простого типа и меньшей кубатуры.

В автоматических станциях следует предусматривать возможность переключения их на полуавтоматическую работу на ручной (кнопочный) пуск и остановку агрегатов. При автоматизации должны быть гарантированы бесперебойное снабжение насосной станции электроэнергией и нормальное напряжение в электросети.

Оборудование автоматических насосных станций должно быть однотипным: аварийная защита предусматривает отключение работающего насоса в случае прекращения подачи тока или перегрузки электродвигателя, падения давления в водоводе и т. п.

Для пуска электродвигателя насоса, подающего воду в резервуары, последний оборудуют автоматическими приборами — реле уровней поплавкового и беспоплавкового типов (рис. 31).

Автоматизация насосной станции Автоматизация насосной станции

Рис. 31. Схемы реле:

а — схема установки поплавкового реле; б — сильфонное реле уровня; в — схема реле контроля давления

Принцип работы поплавкового реле уровней заключается в том, что при изменении уровня воды вместе с поплавком перемещаются контакты его переключателя от одного положения в другое, как показано нарис. 31, а. Поплавок 1, подвешенный на гибком тросе 2 на блоках 5, уравновешен грузом 6, весящим несколько меньше, чем поплавок.

При подъеме или опускании поплавка зажимы 7 и 8 вращают рычаг 3, вследствие чего контакты 4 размыкают или замыкают электрическую сеть управления агрегатами.

Поплавковые реле уровней часто заменяют беспоплавковыми следующих типов: сильфонными, манометрическими, диафрагменными или электродными.

На рис. 31, б показана схема устройства сильфонного реле уровня. Прибор представляет собой гофрированную тонкостенную трубу 1, заглушённую с концов, нижняя часть которой соединена с трубопроводом 2. К верхней части сильфона прикреплен рычаг 3, переключающий контакты 4. Пружина 5 сжимает трубку сильфона, а давление жидкости стремится растянуть ее. В зависимости от величины давления внутри сильфона рычаг 3 замыкает или разъединяет контакты 4 от линейных проводов электрической цепи Jli и подводящей ток к электродвигателям насосов.

Для контроля давления применяют манометрическое реле с трубчатой пружиной, снабженное электрическими контактами (рис. 31, в) . В настоящее время выпускаются контактные манометры, контакты которых управляют электрической цепью напряжением до 380 в.

Схема автоматического управления насосной станцией при помощи поплавкового реле уровней изображена на рис. 32, на котором показана установка насоса в трубчатом колодце. При повышении уровня воды в водонапорном резервуаре до верхнего положения поплавок 1, действуя через систему передач на датчик 2, подает сигнал приборам 3, находящимся в насосной станции и контрольно-диспетчерском пункте

Автоматизация насосной станции

Рис. 32.

Схема автоматического управления насосом

Сигнальный прибор 3 соединен с приборами управления 4 ; последние, получив сигнал, выключают электродвигатель насоса 5.

Пуск насоса производят при понижении уровня в водонапорном резервуаре до нижнего предела. В этом случае полученный сигнал передается на прибор управления 4, который включит электродвигатель насоса в работу. С помощью контрольного прибора 6, установленного в диспетчерском пункте, можно проверить выполнение операций пуска или остановки двигателя насоса в соответствии с полученным сигналом.

 

poznayka.org

Комплектные насосные станции

Автоматическая насосная станция состоит из нескольких видов оборудования и приборов, собранных в один агрегат, и установленный на раме-основании. Испытывается он в заводских условиях.
При установке, подключается к трубопроводам и оборудуется электронной системой, автоматически управляющей процессом перекачки воды:

  • Станция в сборе, включает в себя не менее двух, но не более шести центробежных насосов. Каждый из них оборудован обратным клапаном и электроприводной задвижкой, парой датчиков давления, кабельной разводкой.
    Кроме того, насосная станция комплектуется мембранным напорным резервуаром, который называется гидроаккумулятором, магнитным сетчатым фильтром, и вибровставками. От комплектности зависит и цена агрегата.
  • Объединяет всё это автоматика для насосной станции, состоящая из комплекса приборов и датчиков, заключённых в шкаф управления. Полный набор такого оборудования вы можете видеть на фото сверху.
  • Обратите внимание: в данном комплекте присутствует четыре насоса, один из которых располагается обособленно. Это резервный насос — он включается только в том случае, если один из рабочих агрегатов не запускается в течение 10 секунд после сигнала.
  • Эксплуатационно-технические характеристики станции, зависят от количества насосов и их мощности. Для сравнения приведём пример: небольшая станция КММ 40-25-160 с двумя насосами, при подаче 12,5м3/час имеет напор 38м.
    Эта же станция, но оборудованная шестью насосами, качает уже 32м3/час. Мощная промышленная станция КММ 150-125-250г с максимальным количеством насосов, подаёт 2000м3/час, с напором 2400м.

То есть, подобрать насосное оборудование можно для любых производственных потребностей – только они должны быть правильно рассчитаны. Если бытовая станция может быть установлена своими руками, то монтаж и настройка автоматической насосной станции промышленного назначения, производится специалистами, после выполнения трубной обвязки.

Процесс автоматизации

Автоматизация насосных станций очень выгодна с экономической точки зрения. Она позволяет снизить трудозатраты и расходы, связанные с эксплуатационным процессом.
Кроме того, значительно повышается надёжность работы системы, её бесперебойность. Немаловажен и тот факт, что размеры мембранных баков при этом, значительно уменьшаются.
Итак:

  • Комплекс системы управления состоит из двух групп аппаратуры. Первая — это приборы общего назначения. Сюда относятся: магнитные пускатели, промежуточные реле, контакторы, переключатели.
  • Ко второй группе относятся специальные приборы, предназначенные для контроля и управления. Это датчики, контролирующие уровни: заливки насосов, наполнения гидроаккумулятора; поплавковые и струйные реле, манометры. По сути, система автоматического управления насосной станцией сводится к регулированию работы насоса, в зависимости от уровня жидкости в мембранном баке.
  • Управление одним агрегатом осуществляется группой приборов, заключённых в небольшой функциональный шкаф. Он оснащён индикаторной панелью, на которой высвечиваются определённые показатели. Это состояние двигателя и его защиты; входное и выходное давление; состояние задвижки; рабочий и аварийный сигнал.
  • В промышленных водопроводных и канализационных системах, объединяющих группы агрегатов, обустраиваются целые станции управления. Они состоят из большого количества аппаратуры, под которое отводятся отдельные помещения.
    Такая станция управления, во главе с диспетчером, находящимся там круглосуточно, одновременно контролирует работу всей сети.

Вот перечень объектов, на которых управление группой насосных агрегатов успешно автоматизируется.

Наименование коммуникационных объектов
1. ВНС — водопроводная насосная станция
2. ВЗУ —   водозаборный узел
3. ПНС — станция повышения напора
4. КНС — канализационная станция
5. ЛНС — ливневая напорная канализация
6. Станция перекачки
7. Сетевые насосные группы
8. Циркуляционные системы теплоснабжения
9. Системы кондиционирования и вентиляции

 Итак:

  • На этих объектах не только обеспечивается автоматизация их технологических функций, но и осуществляется согласование работы насосной станции с другими узлами и оборудованием: трансформаторными подстанциями; вакуумными установками, электрическими задвижками.
  • Существует множество схем, по которым реализуется управление насосами(см.Станция управления насосом: оборудование для автономных и магистральных коммуникаций). Выбор того или иного варианта зависит от разновидности системы, её мощности, количества узлов и агрегатов. Схема с резервными насосами очень распространена, и особенно востребована в противопожарных системах.
  • В производственных водопроводах нередко используются схемы, позволяющие контролировать большое количество насосных агрегатов, которые работают одновременно. Есть схемы, осуществляющие контроль нулевого расхода; с обеспечением плавного запуска-остановки; с использованием одного или нескольких частотных преобразователей. Два последних варианта можно назвать самыми эффективными, и они нередко комбинируются.
  • Высоковольтные частотные преобразователи управляют работой электрических двигателей, что даёт возможность получить массу преимуществ. Самое ценное из них — это возможность исключения гидроударов за счёт плавного запуска и остановки.
    Благодаря преобразователям, насосы в системе могут включаться поочерёдно, что позволяет вырабатывать их ресурс равномерно.
  • В разветвлённых сетях, с помощью преобразователей частот можно организовать каскадное включение дополнительного насосного оборудования в том случае, когда работающие агрегаты не справляются со своей задачей. И это ещё далеко не полный перечень функциональных удобств, которые даёт этот небольшой прибор.
  • Например, работа насосов на частотах резонанса может блокироваться, а на скачке напряжения, производится перезапуск двигателя. Если же сам преобразователь окажется неисправным, двигатели автоматически переключатся на общую электрическую сеть.

Внедрение автоматических систем управления позволяет эффективно организовать работу сети, и не только. Например, автоматизация даёт возможность параллельно сбалансировать сразу две системы водоснабжения: холодную и горячую.
Такая оптимизация вполовину снижает затраты на электричество и техническое обслуживание, а контролируемая работа всех узлов, снижает вероятность возникновения форс-мажорных ситуаций практически до нуля.

moikolodets.ru

Автоматизация насосов и насосных станций: в чем выгоды?

Автоматизация насосных станций дает заказчику подобной услуги следующие преимущества:

  • Автоматизация насосных станций водоснабжения позволяет приобрести меньший по объему и соответственно более доступный по цене бак для сборных резервуаров благодаря плавности регулирования пуска и остановки насосных агрегатов;
  • Автоматизация насосов и насосных станций любого назначения дает также экономию на расходах капитального строительства, снижая потребность в площади помещений, которая требуется для функционирования насосной станции;
  • Система автоматизации насосной станции позволяет уменьшить величину эксплуатационных расходов приблизительно на 10-15%;
  • Дает возможность снизить число обслуживающего персонала и частоту его вмешательства в работу и обслуживание насосной станции;
  • Приблизительно вдвое снижает частоту проведения ремонтных работ и повышает общий ресурс работы насосного оборудования;
  • Насосная автоматика самостоятельно выключает оборудование в случае возникновения различного рода проблем, чем существенно уменьшает масштаб их возможных последствий;
  • Позволяет сконцентрировать командные органы управления различными системами в одном диспетчерском пункте;
  • Исключает необходимость привлечения обслуживающего персонала к контролю за процессами, происходящими в антисанитарных и вредных условиях.

Как показывает практика деятельности, насосная автоматика требует затрат на свое приобретение в размере 3-5% от стоимости основного комплекса технического оборудования, которое оснащается подобными устройствами. С учетом перечисленных выгод и небольшой стоимости автоматизация насосных станций полностью окупается всего за 2-3 года их эксплуатации.

Проект автоматизации насосной станции: почему стоит заказывать у нас?

Любой предлагаемый нами проект автоматизации насосной станции на основе шкафа управления насосами и всевозможных датчиков и реле обеспечит Вам снижение затрат на различных этапах ввода насосного оборудования в эксплуатацию и повышение комфорта управления конечным технологическим комплексом.

Система автоматизации насосной станции, купить которую в рамках комплекса автоматизации оборудования любой сложности предлагает компания «СпецКомплектПрибор», является сертифицированной и имеет соответствующие гарантии от производителя. Кроме того, специалисты нашей компании имеют лицензии и обладают соответствующим опытом, необходимыми для производства работ по проектированию и сборке автоматизированных комплексов насосных станций. Таким образом, конечный итог нашей работы в качестве исполнителя проекта автоматизации насосов и насосных станций будет в полной мере удовлетворять всем нормативных требованиям и ожиданиям заказчика.

www.kip-skp.ru

8.5 Методы поддержания давления и принципы регулирования

Задача поддержания давления.

Автоматизация насосной станцииКак известно, у насоса существует вполне определенная рабочая характеристика (Н/Q). С увеличением разбора (расхода) воды давление в системе падает. Поддерживать давление постоянным при любом расходе – одна из основных задач шкафов управления ГРАНТОР. В системах где расход постоянно меняется в связи с изменением количества подключаемых потребителей, что связано с временем суток или временем года, существует несколько решений, позволяющих автоматически регулировать давление при изменении расхода.

Традиционным способом является регулирование сечения трубопровода или сопротивления системы. Более современным и экономичным способом является регулирование производительности насоса или группы насосов. Это достигается путем изменения скорости вращения вала электродвигателя с помощью преобразователя частоты и/или последовательным изменением числа работающих насосов.

Регулировка производительности системы с помощью клапанов дает экономию электроэнергии не более 10 %. Использование преобразователя частоты позволяет дать электродвигателю то напряжение, которое требуется для обеспечения крутящего момента на заданной частоте. Максимальной экономии можно добиться изменением производительности в широком диапазоне. Необходимо иметь в виду, что производительность насоса стремится к нулю при уменьшении частоты питания электродвигателя менее 25 Гц. Поэтому в системах с центробежными насосами и вентиляторами скорость электродвигателя, как правило, ограничена 25 Гц. В дальнейшем мы будем рассматривать способ регулирования производительности насоса или группы насосов, а не сечения трубопровода. Существует несколько альтернативных способов управления производительностью насосов в системах ГВС и ХВС. Выбор способа поможет определить и тип шкафа управления.

studfiles.net

Аппаратура для автоматизации насосных станций водоснабжения

Чтобы автоматизировать насосную установку потребуется определенная аппаратура.

 

Аппараты общего назначения:

  1. Переключатели;
  2. Контакторы;
  3. Реле промежуточные;
  4. Пускатели магнитные.

Аппаратура для контроля и управления:

  1. Датчики емкостного типа.
  2. Реле струйные.
  3. Реле уровня.
  4. Реле поплавковое.
  5. Манометры.
  6. Реле заливки центробежных электронасосов.
  7. Реле уровня электродные.

Упрощенная схема автоматизации насосных станций водоснабжения

Главной задачей в автоматизации насосов и непосредственно насосных станций выступает адекватное управление погружным электронасосом. Процесс управления становится возможен благодаря контролю давления в напорном трубопроводе или уровню жидкости в бачке. Рассмотрим схему автоматизации дренажного насоса – наиболее простой насосной установки.

Автоматизация насосной станции

На рисунке представлена схема автоматизации и ее электросхема.

 

Управление конструкцией производится с использованием реле поплавкового уровня. Ключ обозначен на схеме как КУ, он находится в одном из двух положений, которые соответствуют автоматическому или ручному управлению.

 

Автоматизация насосной станции

Автоматизация насосных станций водоснабжения по уровню воды

Это принципиальная электросхема автоматизации. Используется погружной насос по водному уровню в бачке водонапорной башни. Проект реализуется с применением релейно-контактных элементов.

Режим функционирования схемы управляется переключателем, обозначенным как SА1. Если он установлен в положение «A», автовыключатель QF включен, то на электросхему управления подается напряжение. Когда уровень жидкости в напорном бачке стоит ниже электрода самого нижнего ДУ-уровня датчика, то реле-КV1 обесточено и в цепи магнитного пускателя КМ соединены, контакты-SL1,SL2 разомкнуты. Электрический двигатель насоса включается, в это время гаснет сигнальная лампочка-НL1 и включается НL2. Насос работает, подавая жидкость в напорный бачок.

 

Постепенно жидкость заполняет свободный объем между корпусом датчика и нижнеуровневым электродом SL2. Так как датчик подключен к нуль-проводу, цепь SL2 окажется замкнутой. Реле-KV1 пока не включится – его контакты разомкнуты (одновременно они последовательно включены с SL2).

 

Когда жидкость доходит до верхнеуровнего электрода, цепь SL1 замыкается, включается реле-КV1, контакты разомкнуться в электроцепи катушки пускателя-КМ, отключив его и замкнув контакты – станет на самостоятельное питание через датчик SL2. Погаснет сигнальная лампочка-НL2, двигатель насоса выключится, загорится лампочка-НL1. Повторное включение двигателя насоса случается при снижении уровня жидкости до момента разомкнутости электроцепи SL2 выключения реле-КV1. Чтобы включить насос, электроцепь датчика ЛСХ должна быть замкнута – он контролирует уровень жидкости в скважине.

Недостатки управления по уровню в автоматизации насосных станций

Электроды датчиков уровня подвергаются обледенению зимой. По этой причине насос не выключается, а жидкость переливается из бачка. Иногда водонапорные башни даже разрушаются по причине того, что на них намерзло много льда. Полезно реле давления или контактный манометр монтировать в помещении насосной станции на напорном трубопроводе. Это поможет эксплуатировать датчик при более приемлемой температуре.

Автоматизация насосных станций по сигналам электроконтактного манометра

Башенная водоснабжающая установка может управляться при помощи сигналов электроконтактного манометра регистрирующего давление.

Когда в бачке нет жидкости, нижний контакт манометра SР1замкнут, а верхний SР2 – разомкнут. КV1.1,КV1.2 замыкаются при помощи реле-КV1 – магнитный пускатель включается, запуская насос в трехфазной сети. Насос качает жидкость в бак, давление повышается до замыкания контактов манометра верхнего уровня жидкости (SР2). Когда контакт-SР2 замыкается – срабатывает реле-КV2, размыкающее КV2.2 в электроцепи катушки реле. Электромотор насоса выключается.

 

Автоматизация насосной станции

 

Когда жидкость в бачке расходуется, давление падает, SР2 размыкается, выключая КV2, но насос не включается. Это происходит потому, что контакт-SР1 манометра разомкнут, катушка КV1 обесточена. Насос включается, если уровень жидкости снижается до момента, когда замыкается контакт-SР1 манометра.

 

Питание электроцепей происходит с использованием понижающего трансформатора с напряжением 12В – это делает безопаснее обслуживание контактного манометра и всей схемы управления. Чтобы гарантировать функционирование насоса при поломке схемы управления и контактного манометра, имеется тумблер SА1. Когда он включается, шунтируются контакты-КV2.1,КV1.2 и КМ – катушка пускателя – подключается к электросети напряжением 380В.

 

В L1-разрыв фазы в электроцепь управления включен РОФ-контакт (реле обрыва фазы), размыкающий при несимметричном или неполнофазном режиме электросети. Тогда электроцепь катушки-КМ размыкается, насос отключается до момента, пока не устранят повреждение. Автоматическая защита силовых электроцепей от замыканий и перегрузок выполняется автовыключателем.

Автоматизация насосных станций с погружным агрегатом в скважине

Водонасосную установку с насосным агрегатом-7 погружного типа, расположенного в скважине-6, автоматизируют по приведенной схеме. В напорном трубопроводе стоит 4-расходомер и 5-обратный клапан. Установка содержит напорный бак-1 (воздушно-водяной котел или водонапорная башня), датчики давления-2,3, реагирующие на верхний и нижний уровень в бачке. Управляется насосная станция блоком управления-8. Электропривод в данном примере частотно-регулируемый.

 

Автоматизация насосной станции

 

Управление установкой происходит по следующему принципу. Если агрегат выключили, давление в бачке падает, становясь меньше возможного минимума, то датчик подает сигнал на включение агрегата. Плавно увеличивается частота тока, который питает электромотор агрегата, и он запускается.

 

При достижении агрегатом заданной частоты вращения, насос выходит на свой рабочий режим. Интенсивность разбега, плавность пуска и остановки насоса достигается за счет программирования графика работы частотного преобразователя. Использование электропривода погружного насоса, который можно регулировать, дает возможность реализации прямоточных систем водоснабжения с поддержанием давления в водопроводе в автоматическом режиме.

Автоматизация насосных станций с плавным пуском электронасосов

Плавность режимов включения и выключения насосов обеспечивает станция управления, которая в авторежиме поддерживает давление в трубах. В схеме станции работает преобразователь частоты-А, манометр-ВР1, электрореле-А2 и дополнительные элементы для повышения устойчивости работы электрооборудования.

Функции преобразователя частоты при автоматизации насосных станций

  1. Плавность торможения и пуска электронасоса.
  2. Автоуправление по давлению или уровню
  3. Защищает от «сухого хода».
  4. Автоматизм выключения насоса при снижении напряжения, неполнофазном режиме, аварии в водопроводе.
  5. Защищенность от перенапряжения на входе частотного преобразователя-А1.
  6. Сигнализация о режиме включения/выключения насоса и авариях.
  7. Нагрев шкафа управления в помещении насосной станции при минусовых температурах.

Автоматизация насосной станции

 

Плавность пуска/торможения насоса выполняется с использованием преобразователя частоты серии FR-Е-5,5к-540ЕС.

Двигатель погружного электронасоса подключают к выводам-U,V,W преобразователя. Если нажать клавишу пуска- SВ2, сработает реле-К1, соединяющее при помощи контакта-К1.1 входы преобразователя частоты РС и STF. Это гарантирует плавность пуска насоса согласно программе, заданной в процессе настройки частотного преобразователя.

 

При поломке преобразователя или цепей электромотора замыкается электроцепь А-С, приводя к срабатыванию реле-К2. После этого замыкаются К2.10,К2.2, а К2.1 в электроцепи К1 – размыкается. Реле-К2 и выход частотного преобразователя отключаются. Чтобы опять включить схему в такой ситуации, потребуется в обязательном порядке устранить аварию и нажать кнопку 8В3.1, сбрасывающую защиту. Отрицательная обратная связь в имеющейся системе стабилизации давления гарантируется датчиком давления с аналоговым выходом4-20 мА, подсоединенным к аналоговому входу в контактах-4,5.

 

Надежная работа стабилизационной системы поддерживается ПИД-регулятором частотного преобразователя. Необходимое давление достигается с помощью пульта управления преобразователя или потенциометра-К1. При «сухом ходе» электронасоса замыкается 7-8-контакт реле сопротивления в цепи-А2 катушки реле. Когда реле-КЗ срабатывает, замыкаются К3.1, КЗ.2. Срабатывают реле защиты, отключая двигатель. Через К3.1-контакт реле-КЗ становится на самостоятельную подпитку.

 

При аварии включатся лампа-НL1. При избыточном снижении уровня жидкости, называемом «сухим ходом» электронасоса, включается лампа-НL2. Обеспечение нормального температурного режима шкафа управления зимой выполняется с использованием нагревателей ЕК1-ЕК4, включаемых контактором-КМ1 при сработке ВК1-термо-реле. Защита преобразователя частоты от перегрузок, скачков напряжения, коротких замыканий выполняется автовыключателем-QF1. 

www.admiral-omsk.ru


Categories: Насос

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector