Аутоматизација пумпи и пумпних станица

Аутоматизација пумпних јединица омогућава повећање поузданости и континуитета водоснабдевања, смањење трошкова рада и рада, као и величине контролних резервоара.

За аутоматизацију пумпних јединица, са изузетком опреме опште намене (контактори, магнетни стартери, прекидачи, међурелеји), користе се посебни уређаји за контролу и надзор, нпр. релеј за контролу нивоа, релеји за контролу пуњења центрифугалне пумпе, млазни релеј, пловни прекидачи, прекидачи нивоа електрода, разни манометри, капацитивни сензори итд.

Управљачка станица — комплетан уређај до 1 кВ, намењен за даљинско управљање електричним инсталацијама или њиховим деловима са аутоматизованим обављањем функција управљања, регулације, заштите и сигнализације. Структурно, контролна станица је блок, панел, орман, табла.

Контролна јединица — контролна станица, чији су сви елементи постављени на посебну плочу или оквир.

Контролна табла — контролна станица, чији су сви елементи постављени на даске, шине или друге структурне елементе састављене на заједнички оквир или метални лим.

Контролна табла (штит контролне станице СхТСУ) То је склоп неколико панела или блокова на тродимензионалном оквиру.

Управљачки орман - контролна станица заштићена са свих страна на начин да када су врата и поклопци затворени, приступ деловима под напоном је искључен.

Аутоматизација пумпи и пумпних станица, по правилу, своди се на контролу потопљене електричне пумпе од нивоа воде у резервоару или притиска у потисном цевоводу.

Погледајмо примере аутоматизације пумпних јединица.

На сл. 1, и приказује шему аутоматизације најједноставније пумпне јединице — дренажне пумпе 1, а на сл. 1, б приказује схему кола ове инсталације. Аутоматизација пумпне јединице се врши помоћу пливајућег прекидача нивоа. Контролни кључ КУ има два положаја: за ручно и аутоматско управљање.

Пиринач. 1. Дизајн дренажног пумпног уређаја (а) и његовог електричног кола за аутоматизацију (б)

На сл. 2 Шема аутоматизације преноса за управљање потопљеном пумпом према нивоу воде у резервоару водоторња, реализована на релејно-контактним елементима.

Пиринач. 2. Шематски дијаграм аутоматизације од потапајуће пумпе према нивоу воде у резервоару-водоторањ

Режим рада кола аутоматизације из пумпе се подешава прекидачем ЦА1. Када га поставите у положај "А" и укључите КФ прекидач, напон се примењује на контролни круг.Ако је ниво воде у резервоару под притиском испод електроде доњег нивоа сензора даљинског управљача, тада су контакти СЛ1 и СЛ2 у колу отворени, релеј КВ1 је искључен, а његови контакти у колу завојнице магнетног стартера КМ су затворени. У овом случају, магнетни стартер ће укључити мотор пумпе, истовремено ће се угасити сигнална лампица Х Л1 и лампица Х ће упалити Л2. Пумпа ће допремати воду у резервоар под притиском.

Када вода испуни простор између електроде доњег нивоа СЛ2 и тела сензора повезаног са неутралном жицом, СЛ2 коло ће се затворити, али се КВ1 релеј неће укључити јер су његови пинови у серији са СЛ2 отворени.

Када вода достигне електроду највишег нивоа, коло СЛ1 ће се затворити, релеј КВ1 ће се укључити и, отворивши своје контакте у колу завојнице магнетног стартера КМ, искључиће потоње, а након затварања контакти за затварање, он ће бити напајан сам преко СЛ2 сензорског кола. Мотор пумпе ће се искључити и лампица упозорења Х ће се угасити. Л2 и лампица Х ће се упалити Л1. Мотор пумпе ће се поново укључити када ниво воде падне на позицију када је коло СЛ2 отворено и релеј КВ1 ће бити деактивиран.

Укључивање пумпе у било ком режиму могуће је само ако је круг сензора ДСКС сувог рада затворен (СЛ3), који контролише ниво воде у бунару.

Главни недостатак контроле нивоа је подложност зими замрзавању електрода сензора нивоа, због чега се пумпа не искључује и вода се прелива из резервоара. Постоје случајеви уништавања водоторња због замрзавања велике масе леда на њиховој површини.

Приликом управљања радом пумпе притиском, електрични контактни манометар или пресостат се може уградити на потисну линију у просторији за пумпање. Ово олакшава одржавање сензора и елиминише излагање ниским температурама.

На сл. 3 преносна шема управљања водоснабдевањем (пумпањем) торња према сигналима електричног контактног манометра (према притиску).

Пиринач. 3. Шематски дијаграм контроле водоводне инсталације на торњу електричним контактним манометром

Ако у резервоару нема воде, контакт манометра СП1 (доњи ниво) је затворен, а контакт СП2 (горњи ниво) је отворен. Релеј КВ1 ради, затварајући контакте КВ1.1 и КВ1.2, услед чега се укључује магнетни стартер КМ, који повезује електричну пумпу са трофазном мрежом (електрични кругови нису приказани на дијаграму).

Пумпа доводи воду у резервоар, притисак расте док се контакт манометра не затвори, СП2 постављен на горњи ниво воде. Након затварања контакта СП2, активира се релеј К В2, који отвара контакте КВ2.2 у колу намотаја релеја КВ1 и КВ2.1 у колу намотаја магнетног стартера КМ; мотор пумпе се искључује.

Када вода исцури из резервоара, притисак се смањује, СП2 се отвара, прекидајући КВ2, али пумпа се не укључује, пошто је манометар у контакту, СП1 је отворен и калем релеја КВ1 је искључен. Пумпа се укључује када ниво воде у резервоару падне пре него што се контакт мерача притиска затвори. СП1.

Контролна кола се напајају преко 12 В степ-довн трансформатора, што повећава сигурност при сервисирању управљачког кола и електричног контактног манометра.

Да би се обезбедио рад пумпе у случају квара електричног контактног манометра или контролног кола, дизајниран је прекидач ЦА1. Када је укључен, управља се контролним контактима КВ1.2, КВ2.1 и калем магнетног стартера КМ се директно повезује на мрежу од 380 В.

У фазном размаку Л1 управљачко коло укључује контакт РОФ (губитак фазног релеја), који се отвара у случају отворене фазе или асиметричног режима напојне мреже. У овом случају прекида се коло завојнице КМ и пумпа се аутоматски искључује док се квар не отклони.

Заштита струјних кола у овом колу од преоптерећења и кратког споја врши се аутоматским прекидачем.

На сл. 4 шема преноса за аутоматизацију пумпне инсталације воде, која садржи електричну пумпну јединицу 7 потопљеног типа, смештену у бунар 6. У потисном цевоводу су уграђени неповратни вентил 5 и мерач протока 4.

Пумпна јединица има резервоар под притиском 1 (водоторањ или ваздушно-водени котао) и Сензори притиска (или ниво) 2, 3, са сензором 2 који реагује на горњи притисак (ниво) у резервоару и сензор 3 на доњи притисак (ниво) у резервоару. Црпном станицом управља контролна јединица 8.

Пиринач. 4. Шема за аутоматизацију уређаја за пумпање воде са променљивом фреквенцијом

Пумпна јединица се контролише на следећи начин. Претпоставимо да је пумпна јединица искључена и да се притисак у резервоару под притиском смањује и постаје нижи од Пмин... У овом случају, са сензора се шаље сигнал за укључивање електричне пумпе. Почиње постепеним повећањем фреквенције. је струја која напаја електромотор пумпне јединице.

Када брзина пумпне јединице достигне подешену вредност, пумпа ће ући у режим рада. Програмирањем режима рада конвертер фреквенције можете осигурати неопходан интензитет рада пумпе, њено глатко покретање и заустављање.

Употреба подесивог електричног погона потопљене пумпе омогућава имплементацију система водоснабдевања директног протока са аутоматским одржавањем притиска у водоводној мрежи.

Управљачка станица, која обезбеђује несметан старт и заустављање електричне пумпе, аутоматско одржавање притиска у цевоводу, садржи фреквентни претварач А1, сензор притиска БП1, електронски релеј А2, управљачко коло и помоћне елементе који повећавају поузданост. електронске опреме (слика 5).

Управљачки круг пумпе и фреквентни претварач пружају следеће функције:

— глатко покретање и заустављање пумпе;

— аутоматска контрола по нивоу или притиску;

— заштита од „пресушивања“;

— аутоматско искључивање електричне пумпе у случају непотпуног фазног режима, неприхватљивог пада напона, у случају нужде у водоводној мрежи;

— заштита од пренапона на улазу фреквентног претварача А1;

— сигнализација за укључивање и искључивање пумпе, као и за хитне режиме;

— загревање контролног ормана на негативним температурама у пумпној просторији.

Меки старт и меко успоравање пумпе се врши помоћу фреквентног претварача типа А1 ФР-Е-5.5к-540ЕС.

Пиринач. 5. Шематски дијаграм аутоматизације потопљене пумпе са уређајем за меки старт и аутоматско одржавање притиска.

Мотор потопљене пумпе је повезан на У, В и В терминале фреквентног претварача. Притиском на дугме СБ2 активира се релеј «Старт» К1, чији контакт К1.1 повезује улазе СТФ и рачунар фреквентног претварача, обезбеђујући несметан старт електричне пумпе према програму који је наведен при подешавању фреквентног претварача.

У случају квара у фреквентном претварачу или круговима мотора пумпе, коло АЦ претварача се затвара, чиме се обезбеђује рад релеја К2. Након активирања К2, његови контакти К2.1, К2.2 се затварају и контакт К2.1 у колу К1 се отвара. Излаз фреквентног претварача и релеја К2 је искључен. Поновно активирање кола је могуће тек након што је квар уклоњен и заштита је ресетована помоћу дугмета 8В3.1.

Сензор притиска БП1 са аналогним излазом 4 … 20 мА повезан је на аналогни улаз фреквентног претварача (пинови 4, 5), обезбеђујући негативну повратну спрегу у систему стабилизације притиска.

Функционисање система стабилизације обезбеђује ПИД контролер фреквентног претварача. Потребан притисак се подешава потенциометром К1 или преко контролне табле фреквентног претварача. Када пумпа ради на суво, контакт 7-8 електронског отпорног релеја А2 се затвара у калему релеја кратког споја, а сензор рада на суво је повезан са његовим контактима 3-4.

Након што је релеј кратког споја активиран, његови контакти К3.1 и кратки спој.2 су затворени, услед чега се активира заштитни релеј К2, који обезбеђује да се мотор пумпе искључи. У овом случају, релеј кратког споја се напаја независно преко контакта К3.1.

У свим хитним режимима, лампица ХЛ1 светли; лампица ХЛ2 се пали када је ниво воде неприхватљиво низак (са «сувим радом» пумпе) Грејање контролног ормана у хладној сезони врши се уз помоћ електричних грејача ЕК1…ЕК4, који се укључују контактором КМ1 када је термички релеј ВК1. Заштиту улазних кола фреквентног претварача од кратког споја и преоптерећења врши прекидач КФ1.

Пиринач. 5. Аутоматизација пумпне јединице

У чланку се користе материјали из књиге Даинеко В.А. Електро опрема пољопривредних предузећа.

Такође видети: Једноставна аутоматизована контролна шема за две отпадне пумпе