Автоматизация насосной станции

Основными процессами, которые могут выполняться на насосных станциях автоматически, являются:

−возникновение и передача импульсов на пуск и остановку насосов;

− включение одного или нескольких насосов в установленной последовательности;

−создание и поддержание необходимого разрежения во всасывающем трубопроводе и насосе, если он находится не под заливом, перед пуском,

−открытие и закрытие задвижек в определенные моменты при пуске и остановке;

−отключение работающего насоса при неисправности и включение резервного агрегата;

−защита насосов от работы в недопустимых режимах;

−передача сигналов о работе на диспетчерский пункт;

−отопление и вентиляция здания;

−включение и выключение дренажных насосов.

Контролю должны подвергаться следующие основные технологические параметры: расход жидкости, уровни в приемном резервуаре и в дренажном приямке, давление в напорных трубопроводах, давление у каждого насосного агрегата.

Комплексная схема автоматизации насосного агрегата обычно состоит из следующих отдельных частей:

−схема автоматизации залива насоса – управляет работой вакуум-насоса для залива,

−схема автоматизации напорной задвижки,

−схема автоматизации электропривода насоса – управляет работой электродвигателя,

−схема взаимосвязи – обеспечивает последовательность действия системы в целом и осуществляет необходимые блокировки и автоматическую защиту агрегата и сигнализацию.

Основой схем автоматизации насосных станций является применение реле и датчиков различного типа.

Реле представляет собой устройство, осуществляющее скачкообразное изменение управляемой величины при определенных значениях управляющей величины.

Управляемой величиной служит, как правило, электрическое напряжение или ток. Управляющими величинами могут быть электрические сигналы от датчиков давления, температуры, уровня и т.д., механические перемещения, промежутки времени и т.д.

Датчики – устройства, воспринимающие контролируемую величину (например, давление или уровень воды в баке) и преобразующие ее в сигнал, удобный для передачи на расстояние. Для автоматизации насосной станции необходимы датчики расхода, давления, уровня, температуры, влажности и вязкости.

В настоящее время происходит переход от релейно-контактных схем автоматизации насосных станций к электронным схемам управления на основе компьютеров. Преимущества – высокая надежность, быстрота реагирования, легкая гибкость и перестраиваемость схем, низкая стоимость.

8.5 Методы поддержания давления и принципы регулирования

Задача поддержания давления.

Как 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

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

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.

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.
зможно подключение электродвигателей непосредственно к сети через автоматические выключатели Q2… Q4 и посредством контакторов К1…КЗ. Выбор 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.

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

Как работает насосная станция

Принцип работы насосной установки достаточно прост.

Насос закачивает воду в резиновую мембрану. Она заполняется, увеличивая давление воздуха в баке. На это изменение реагирует манометр, который соединен с реле насосной станции.
Последний отключает насос, а вода начинает поступать в водопроводную систему дома из гидроаккумулятора.
Как только в последнем давление воздуха упадет до необходимой настроенной, насос тут же включается и начинает закачивать воду в резиновую грушу.

То есть, схема управления насосной станции настолько проста, что хватает всего лишь двух элементов, чтобы она работала в автоматическом режиме.

Элементы системы автоматики

Итак, из вышесказанного понятно, что реле включения насосной станции – это, если так можно выразиться, мозг всего оборудования, а соответственно и всего водопровода. Именно оно определяет, когда необходимо включать насос, а когда выключать. При этом все основывается на давлении внутри водопроводной системы, включая и гидроаккумулятор. Поэтому очень важно правильно провести настройку прибора, которая будет зависеть от технических характеристик насосного агрегата и емкости накопительного бака.

Прибор для измерения давления насоса — Манометр для насосной станции

Нельзя допустить, чтобы насос включался очень часто. Это приведет к его преждевременному выходу из строя. Поэтому очень важно правильно создать оптимальный предел давлений, который должен располагаться в средней зоне технической характеристики насосного прибора. Оптимально данный диапазон располагается в пределах 1,2-2,5 атм. Конечно, придется учитывать такую характеристику насоса, как допустимо возможное включение агрегата за определенный период времени. Данная характеристика обязательно указывается в паспортных данных.

Особенно важен учет всех перечисленных показателей при сборке насосной станции своими руками. В этом случае, приобретение всех составляющих – насоса, гидроаккумулятора и управляющей автоматики может производиться по отдельности. Поэтому при сборке необходимо брать в расчет характеристики насоса, объем и максимальное рабочее давление расширительного бака, диапазон работы управляющего реле – все эти показатели должны обеспечивать нормальный режим работы для станции в целом и не противоречить друг другу. При отсутствии хотя бы минимальных знаний в этой области, рекомендуется приобрести готовую станцию.

Как правильно настроить реле

Под крышкой блока автоматики насосной станции располагается два винта: один поджимает большую пружину, другой маленькую. Первая отвечает за высокий порог срабатывания реле. То есть, с помощью большой пружины можно регулировать высокое давление в гидроаккумуляторе. Зажимая винт, увеличиваем давление. Или, наоборот, раскручиваем, значит, уменьшаем. Соответственно насос будет отключаться при тех давлениях, которые настроены именно большой пружиной.

Малая пружина соответственно отвечает за включение агрегата. Расслабляя ее, это значит, увеличивается давление включения. И, наоборот, зажимая, повышается данная характеристика.

Устройство реле — Внутренности реле давления

Сухой ход насоса

Есть две причины, по которым насосы выходят из строя.

Некачественная нестабильная подача электроэнергии.
Когда насос работает в на холостом ходу. Он включен, но воду не качает по причине ее отсутствия.

Необходимо отметить, что эти причины выводят из строя и скважные агрегаты, и поверхностные. А дело все в материале, из которого изготавливаются рабочие колеса приборов. Постепенно металл выходит из оборота, его место занимают пластмассы. В насосах для рабочих колес используются специальные пластики (износостойкие и высокопрочные). Понятно, что их невысокая цена снижает себестоимость изделия в целом, что выгодно и производителям, и потребителям.

Автоматика насосной станции — Схема комплекта автоматики

Но термопластики не могут, как металл, выдерживать высокие температуры, под действием которых они сильно расширяются. А при холостом ходе, при отсутствии охлаждения, температуры вырастают до приличных значений. Поэтому все производители бытовых насосных установок в инструкциях оговаривают, что эксплуатировать приборы без воды запрещается.

Поэтому чтобы данной ситуации никогда не произошло, производители комплектуют агрегаты специальными приборами, входящими в блок управления насосными станциями.

Поплавковый выключатель. Самый недорогой, но эффективный элемент, обеспечивающий защиту насоса от выхода из строя. Она располагается на поверхности водной глади и контролирует ее уровень. При опускании до критического, поплавок разъединяет питающую электрическую цепь, насос тут же отключается. При поднятии уровня воды он, наоборот, включает агрегат.

Внутренности поплавкового выключателя
Реле давления. Это обычное реле, которое работает в зависимости от падения или увеличения давления. Оно просто размыкает или смыкает контакты питающей сети. Разброс величин давления задаются на заводе в процессе изготовления прибора. Диапазон 0,4-0,6 атм. (имеется в виду нижний предел). Регулировке он не подлежит. То есть, это нижний порог, при котором считается, что вода находится при минимальном давлении, то есть, она уже не поступает через агрегат.

Внимание! Данный вид реле используется только в насосных станциях, в которых присутствует гидроаккумулятор. Иногда применяется и в блоке управления скважинным насосом.
Еще один прибор защиты – это реле потока воды, который выполняет функции и устройства давления жидкости в системе домашнего водопровода. Это компактный прибор, который еще называют прессконтролем. Этот контроллер насосных станций подает сигнал, если давление воды в системе падает ниже 1,5 атм. Хотя все будет зависеть от настройки, потому что данный показатель может варьироваться в пределах 1,5-2,5 атм.

Последний защитный прибор отличается самыми малыми габаритами, потому что в его конструкции встроен всего лишь один датчик потока. Он реагирует на наличие движения жидкости или ее отсутствие. Правда, реагирует насос на отключение с небольшой задержкой, связанной с конструкцией самого реле, хотя на его работоспособность это ни коми образом не действует.

Вообще, автоматизация насосной станции – это возможность уберечь ее от некорректной работы или полного выхода из строя. И неважно, что устанавливается в систему защиты: блок управления водяным насосом или шкаф управления большой насосной станцией, все они выполняют одну и ту же функцию – защита насосного агрегата от холостого хода. Конечно, когда разговор заходит о больших насосных установках, то в первую очередь защита – это не просто реле или маленький блок. Это разветвленная схема автоматизации этой насосной станции, в которую входят большое количество реле, осуществляющих контроль над разными характеристиками. К примеру, это и давление воды, и температура электродвигателя, и скорость потока, и падение напряжения в питающей электрической системе.

otepleivode.ru

Устройство и назначение станции

Автоматика для насосной станции играет важную роль в процессе её использования для обеспечения здания водой, которая может быть добыта из самых различных источников таких, к примеру, как колодец, скважина, река, озеро и так далее. Автоматическая станция водоснабжения подает воду в специальные емкости, или же непосредственно сразу к крану, смесителю, унитазу и так далее.

Станция автоматического водоснабжения способна перекачать 3 м³ за один час работы, что вполне достаточно, к примеру, для дачи. Агрегаты, обладающие более мощными показателями, способны перекачивать до 7-8 м³ за один час работы, что достаточно для дома, в котором проживает семья из 4 человек.

Автоматическая насосная станция для частного дома представляет собой укомплектованную производителем систему подачи воды из разного рода источников. Принцип действия такого агрегата достаточно прост и основан на действии насоса. Именно насос качает воду во встроенную емкость, изготовленную из металла, гидроаккумулятора. В определенный момент давление достигает своей предельной точки, что приводит к автоматическому отключению насоса. В то время, как в системе происходит забор воды, давление падает до определенных показателей, после чего насос снова включается в режиме автомат. За процесс включения и выключения насоса в автоматической насосной станции отвечает реле. Владелец же такого агрегата может следить за уровнем давления посредством манометра.

Как настроить автоматику на насосной станции?

Учитывая тот факт, что реле и гидроаккумулятор – это наиболее важные части автоматических насосных станций водоснабжения, владельцам таких станций стоит предельно внимательно относиться к их рабочему состоянию. А в случае необходимости, и уметь настроить автоматику. От правильности выполнения такого процесса, как регулировка автоматики насосной станции будет в итоге зависеть не только удобство пользования водоснабжением, но и продолжительность срока эксплуатации отдельных элементов насосной станции.

Итак, основные советы по регулировке реле и гидроаккумулятора насосных станций:

Внутри гидроаккумулятора (дальше ГА) находится емкость, изготовленная из резины, в которую насос и нагнетает воду. Между стенками бака и емкостью должен закачиваться воздух. И чем больше воды в емкости, тем больше будет давление, с которым вода выталкивается обратно. Отрегулировать автоматику на насосной станции – это, прежде всего, проверить уровень давления воздуха в нем посредством манометра. Обычно, заводы изготовители предлагают использовать рабочее давление, равное 1,5 Атмосферы, но не стоит забывать о погрешностях, поэтому лучше всего использовать поверенный автомобильный манометр. Чем меньше воздуха будет в бачке, тем больше будет запаса воды. Если, к примеру, нужно настроить станцию таким образом, чтобы давление воды было постоянно высоким, то давление воздуха должно быть не меньше 1,5 Атмосфер. После того как режим работы с необходимым уровнем давления будет определен, нужно будет или стравить лишний воздух, или наоборот, подкачать. Однако не стоит забывать и о том, что недостаточное количество воздуха может привести к тому, что резиновая емкость будет осуществлять трение о стенки бачка, истощаясь при этом. А если будет избыток воздуха, то много воды закачать не получится.
Реле давления. Автоматизация насосной станции по данному критерию предусматривает настройку верхнего и нижнего уровней срабатывания. Состоит такой узел из двух гаек и двух пружин, большие из которых отвечают за давление включения насосной станции, а меньшие – за выставление разницы давлений. После того, как нужные значения давления будут выставлены, нужно подключить гидроаккумулятор и включить саму автоматическую насосную станцию для дома и дачи, не забывая следить за показаниями манометра.

Если регулировка автоматики насосной станции была осуществлена верно, то показания рабочего и предельного давлений должны быть в пределах нормы. В противном же случае рекомендуется отключить автоматическую насосную станцию для дома от сети.

sadovij-pomoshnik.ru

ГЛАВА 13

АВТОМАТИЗАЦИЯ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

§ 80. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ

В качестве импульса, управляющего работой насосов I подъема, следует принимать уровень воды на первом из очистных сооружений на станциях с поверхностным источником водоснабжения (обычно смеситель) или уровень в водосборном резервуаре чистой воды при подземных источниках водоснабжения. В качестве импульсов для управления насосами II подъема принимают: давление в заданной точке распределительной сети; уровень воды в баке водонапорной башни; давление на напорном коллекторе в насосной станции; программное устройство, настроенное в соответствии с режимом потребления воды.

На канализационных насосных станциях импульсом управления работой насосной станции является допустимый уровень воды в приемном резервуаре.

Контролируют эти неэлектрические параметры с помощью измерительной аппаратуры (датчиков и реле), у которой чувствительный измерительный элемент, воспринимая изменения контролируемого параметра, изменяет свои свойства или’размеры.

Датчиком называется элемент автоматического устройства, контролирующего колебания той или иной физической величины и преобразующий эти колебания в изменения другой величины, удобной для передачи на расстояние и воздействия на последующие элементы автоматических устройств.

Реле называют устройства, которые состоят из трех основных органов: воспринимающего, промежуточного и исполнительного. Воспринимающий орган принимает управляющий импульс и преобразует его в физическую величину, воздействующую на промежуточный орган. Промежуточный орган, принимая сигнал, воздействует на исполнительный орган, который скачкообразно изменяет выходной сигнал и передает его электрическим цепям управления.

В автоматизированных системах управления насосными агрегатами применяют следующие типы датчиков и реле:

. 1) датчики уровня—для подачи импульсов на включение и остановку насосов при изменении уровней воды в баках и резервуарах;

2) датчики давления, или электроконтактные манометры — для управления цепями автоматики при изменении давления в трубопроводе;

¦3) струйные реле — для управления цепями автоматики в зависимости от направления движения воды в контролируемом трубопроводе;

4) реле времени — для отсчета времени, необходимого для протекания определенных процессов при работе агрегатов;

5) термические реле — для контроля за температурой подшипников и сальников, а в некоторых случаях за выдержкой времени;

6) вакуум-реле — для поддержания определенного разрежения в насосе или во всасывающем трубопроводе;

7) промежуточные реле — для переключения отдельных цепей в установленной последовательности;

8) реле напряжения — для обеспечения работы агрегатов на определенном напряжении;

9) аварийные реле — для отключения агрегатов при нарушении установленного режима работы.

Электродный датчик уровня. Основными элементами электродного датчика уровня (рис. 13.1) являются блок сигнализации и электроды, устанавливаемые на высоте контролируемого уровня. При достижении уровнем того или иного электрода вследствие электрической проводимости воды замыкаются соответствующие цепи в электрической схеме сигнализации и управления насосными агрегатами.

Датчики давления. В качестве датчика давления используются электроконтактные манометры (рис. 13.2), для которых, так же как и для обычных манометров, применяют трубчатую пружину. Электроконтактные манометры имеют два подвижных контакта — левый, замыкающийся при давлении ниже величины, на которую он установлен, и правый, замыкающийся при давлении, превышающем установленную для него величину. Кроме подвижных манометр имеет один контакт, жестко укрепленный на стрелке. Контактная система и изоляция манометров позволяют включать их в цепи управления напряжением до 380 В переменного тока или 220 В постоянного тока.

Рис. 13.1. Установка датчиков ЭР СУ-2 а приемном резервуаре / — полиэтиленовая труба; 2 — скоба крепления датчика; 3 — металлическая п.ти-та: 4 — блок сигнализации; • 5 — скоба установки датчика; в — электрод; 7 — резиновая прокладка; 8 — штуцер датчика

Узел А

Узел 5

Рис. 13.2. Электроконтактный манометр

1,3 — левый и правый контакты; 2 — стрелка; 4 — устройство регулирования или сигнализации

Рис. 13.3. Датчик контроля за заливкой насоса 1—мембрана; 2—шток; 3—контакты

1—катушка; 2—сердечник; 3—контактные пластинка; 4— контакты; 5—ребро; 6—якорь

Рис. 13.4. Струйное реле I — маягшик; 2 — ось; 3 —.контакты

Рис. 13.5. Электромагнитное рел-е

Датчик контроля за заливкой насоса. На рис. 13.3 изображен датчик, мембранного типа для контроля за заливкой насоса с помощью вакуум-насоса. При заполнении насоса водой мембрана датчика прогибается,, поднимает шток и замыкает контакты. После снижения давления мембрана возвращается в исходное положение пружиной (на рис. 13.3 не показана). Особенностями датчиков мембранного типа являются их большая чувствительность и способность выдерживать высокие давления.

Струйное реле. Принцип действия струйного реле основан на использовании кинетической энергии жидкости. Движущаяся жидкость отклоняет вращающийся на шарнире маятник, выполненный в виде тонкой пластинки, подвешенной к оси (рис. 13.4). Маятник поворачивается в-направлении движения воды и включает контакты реле.

Реле времени. Для обеспечения выдержки времени между отдельными операциями при автоматическом управлении служат реле времени.

Для получения значительных выдержек времени (от нескольких секунд до нескольких минут) применяют термические реле времени, (термогруппы). Реле состоит из двух неподвижных контактных пружин и двух биметаллических пластинок, на одной из которых намотана нагревательная обмотка. Биметаллические пластинки состоят из двух частей,, выполненных из различных металлов, с разным коэффициентом расширения при нагревании. Обе части пластинки наложены одна на другую и плотно соединены. От тока, проходящего через обмотку, пластинка нагревается и, изгибаясь, замыкает или разрывает контакты в цепи управления. Подобные реле, но несколько измененной конструкции применяют в качестве реле тепловой защиты.

Электромагнитное реле. Это реле наиболее широко используют в схемах автоматизированного управления работой насосных агрегатов и и системах телемеханики. По своему устройству и принципу действия электромагнитные реле (рис. 13.5) очень похожи на магнитный пускатель, только значительно меньше его по размерам и рассчитаны на более слабый ток.

На небольшом стальном стержне круглого сечения (сердечнике) надета катушка с обмоткой из медного изолированного провода. От тока, проходящего через обмотку катушки, сердечник намагничивается и притягивает якорь, укрепленный на корпусе реле и поворачивающийся на ребре. Притягиваясь к сердечнику, якорь поднимает и замыкает элект- ^л| рические контакты, вклепанные в эластичные (контактные) металличе-

ские пластинки, соединенные с внешней (исполнительной) электрической цепью. Если ток выключить, сердечник размагнитится, якорь под действием пружинящих контактных пластинок возвратится в исходное положение и контакты разомкнутся.

Электромагнитное реле срабатывает от сравнительно слабого тока, но оно может включать электрические цепи, по которым проходит ток .значительно большей силы. Таким образом, реле выполняет роль усилителя, являясь промежуточным звеном между цепью слабого тока и исполнительной (внешней) цепью значительно большей мощности.

-§ 81. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Структурная схема автоматизированного управления насосных агрегатов, являясь замкнутой цепью воздействия отдельных элементов, должна включать:

1) измерительные датчики и реле, реагирующие на изменение неэлектрических величин;

2) преобразователи импульса- изменения незлектрической величины в электрическую;

3) усилители, увеличивающие мощность преобразованной величины для приведения в действие исполнительного механизма;

4) исполнительный механизм, выполняющий необходимые операции для поддержания в заданном режиме параметра, на который настроено автоматизированное управление.

Все указанные элементы независимо от места их установки связаны одной общей схемой, которая составляется в соответствии с технологическим заданием и должна обеспечить определенную последовательность выполнения операций рабочими механизмами, а также необходимые блокировки.

Для автоматического управления работой насосных агрегатов широко применяют электрические релейно-контактные схемы, состоящие из электрических контактов, соединенных в определенной последовательности, и регулирующих устройств, на которые эти- контакты воздействуют.

Основным принципом работы релейно-контактной схемы является последовательность действия отдельных ее элементов. Все элементы,-входящие в релейно-контактную схему, можно разделить на три основные группы: приемные, промежуточные и исполнительные. Каждая релейно-контактная схема состоит из схемы цепи главного тока и схемы цепи управления. Кроме того, релейно-контактные схемы подразделяют на принципиально свернутые и принципиально развернутые. В принципиально свернутых схемах каждый аппарат показан как единое целое (при этом сохраняется конструктивное единство каждого аппарата). В принципиально развернутых схемах каждый аппарат условно разделяется на составные части (обмотки, контакты), которые размещаются в разных местах схемы по признаку включения в отдельные электрические цепи. При составлении схем автоматизации производственных процессов необходимо соблюдать требования ГОСТ 3925—59.

На рис. 13.6 приведена принципиальная развернутая схема автоматического управления электродвигателя насоса дренажных вод. При заполнении дренажными водами сборного приямка до установленного уровня замыкаются контакты первого электродного датчика уровня 1PV, в результате чего катушка магнитного пускателя К получает питание по следующей цепи: «фаза А— катушка магнитного пускателя K-L К-2 — размыкающий контакт теплового реле 1РТ-1—размыкающий контакт теплового реле 2РТ-1 — замыкающий контакт универсального переключателя УП — замыкающий контакт реле 1РУ— фаза В». Магнитный пускатель К срабатывает и подает питание в статор дви*

гателя насоса откачки дренажных вод. В момент работы двигателя, срабатывает реле максимального тока и своим замыкающим контактом РЖ-1 шпунтиру-ет размыкающий контакт электродного датчика уровня 1РУ, который размыкается при убывании воды в колодце.

Когда вода из колодца будет полностью откачана, двигатель насоса начнет работать на холостом ходу, при этом максимальное реле РМ разомкнет свой замыкающий контакт, так как уставка максимального реле .рассчитывается на номинальный ток двигателя. Если насос не успеет откачать дренажные воды и уровень воды в колодце достигнет аварийного, то второй электродный датчик уровня 2РУ замкнет свой замыкающий контакт в цепи катушки промежуточного реле РП, которое контактом РП-1 замкнет

‘-Z20B А С<а

РП

„ tPT-J 2РТ-Г К =а =а з упр о4

1РТ d

¦ I rlycx Стоп

¦ tTSr-⁴

РП7

о схему сигнализации

Рис. 13.6. Принципиальная схема автоматического управления двигателем насоса

2РУ

,ГРУ

PM-1

цепь сигнализации и даст диспетчеру сигнал о затоплении помещения

насосной станции.

§ 82. ПРИМЕРЫ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК И НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ

Основными процессами, которые могут выполняться на насосных станциях приборами автоматики, являются:

1) прием и передача управлющего импульса на пуск и остановку насосных агрегатов;

2) выдержка времени как перед пуском после получения командного импульса, так и между отдельными процессами;

3) включение одного или нескольких насосных агрегатов в установленной последовательности;

4) создание и поддержание необходимого вакуума во всасывающем трубопроводе и корпусе насоса перед его пуском;

5) открывание и закрывание задвижек на трубопроводах в заданные, моменты при пуске и остановке агрегата;

6) контроль за установленным режимом работы при пуске, работе и ‘ остановке;

7) отключение насоса при нарушении установленного режима и включение резервного агрегата;

8) передача параметра режима работы насоса на диспетчерский пункт;

9) защита агрегата от электрических, тепловых и механических повреждений;

10) контроль за отоплением и вентиляцией в помещении насосной станции;

11) охрана от проникания на станцию посторонних лиц;

12) включение и отключение дренажных насосов и насосов, подающих воду на охлаждение и уплотнение сальников фекальных насосов;

13) включение механизированных грабель.

Комплексная схема автоматизированного управления насосной станции обычно состоит из следующих отдельных частей: схемы автоматизации залива насоса; схемы автоматизации задвижки на напорном трубопроводе; схемы автоматизации электропривода насоса; схемы вза-

Рис. 13.7. Принципиальная схема станции управления насосами СУНО-2

имосвязи, обеспечивающей последовательность действия системы в целом и осуществляющей необходимые блокировки, а также автоматическую защиту агрегата и сигнализацию.

Серийный выпуск типовых станций автоматического управления насосными агрегатами в значительной мере облегчает проектирование, получение необходимого оборудования, монтаж и эксплуатацию автоматических устройств насосных станций. Харьковский электромеханический завод выпускает около 20 типов унифицированных станций управления ПЭХ. Орловский завод приборов разработал и приступил к серийному выпуску станций автоматического управления СУНО-1, СУНО-2 л СУНО-3, пригодных для автоматического управления глубинными насосами любого типа. Станция СУНО-1 применяется для управления электродвигателями мощностью до 55 кВт, СУНО-2—до 125 кВт, СУНО-3 — от 125 до 250 кВт.

Станцию СУНО-2 можно применять и для управления горизонталь-

Рис. 13.8. Общеагрегатная схема управления канализационными насосами

ными насосами, для чего в схему введено реле РК.З, контролирующе заливку водой насоса перед его пуском.

Схема станций автоматического управления обеспечивает:

1) местное, автоматическое и телемеханическое управление насо< ным агрегатом;

2) контроль за работой насоса с помощью контактного манометр или струйного реле;

3) блокировку, предотвращающую пуск электродвигателя при отсутствии воды в бачке для смачивания подшипников насоса АТН перед его пуском; для этого устанавливают сигнализатор наличия воды 1СВ (для насосов других типов вместо сигнализатора устанавливают перемычку) ;

4) отключение электродвигателя при нарушении нормального режима работы насосного агрегата, при затоплении водой павильона насосной станции или при перегреве подшипников;

5) сигнализацию при аварийной остановке насосного агрегата и открывании дверей павильона насосной станции.

При местном управлении переключатель ПУ ставят в положение «Местное». При этом замыкаются контакты переключателя 1—2. Агрегат управляется кнопками «Пуск» и «Стоп» (рис. 13.7). При местном управлении схема контроля за работой насоса отключается. При автоматическом управлении переключатель ПУ ставят в положение «Автоматическое». При этом замыкаются контакты переключателя 7—8 и размыкаются контакты 1—2, отключая местное управление. При телемеханическом управлении переключатель ПУ ставят в положение «Телемеханическое». При этом замыкаются контакты переключателя 5—6, 9—10 и размыкаются контакты 1—2 местного управления. Для автоматического управления на клеммной панели станции управления между клеммами 5—5а, 15—15а ставят перемычки. Размыкающий контакт датчика автоматического управления включают на клеммы И и 15, а замыкающий — на клеммы 11 к 23.

При телемеханическом управлении после подачи командного импульса «Включить» по цепи: «клемма ЗЬ — контакты ПУ 5—6 — перемычка 7—7а—размыкающий контакт РПЛ — перемычка 89—5» срабатывает реле включения РКП. Своим замыкающим контактом реле РКН включает реле управления РУ, которое самоблокируется своим замыкающим контактом через размыкающий контакт РО. Другой замыкающий контакт РУ включает катушку пускателя и подготавливает цепь реле контроля за работой насоса РК.

Реле управления РУ работает с выдержкой времени 5 с. Этим достигается восстановление работы насосного агрегата при кратковременном исчезновении напряжения. Одновременно с включением пускателя Л начинает работать реле контроля 1РК. Если насос подает воду, контакты струйного реле СР-1 разомкнутся и реле 1РК возвратится в исходное положение. Если во время работы насоса подача воды снизится, замкнутся контакты реле СР-1, реле РК сработает и его размыкающий контакт включит реле аварии РА. Для деблокирования необходимо выключить автомат и выяснить причину отключения агрегата. Аналогично происходит отключение агрегата при перегреве подшипников, затоплении павильона или при открывании двери павильона.

На рис. 13.8 приведена схема автоматизированного управления насосными агрегатами на канализационной насосной станции.

Главная цепь автоматического управления насосными агрегатам» канализационных насосных станций — не допустить переполнения приемного резервуара выше заданного уровня. Уровень жидкости контролируется электродным сигнализатором* ЭРСУ-2. Датчики-электроды устанавливают на специальной металлической конструкции в приемном резервуаре, а сигнальные блоки — на стене помещения решеток (см. рис. 13.1).

Пуск насосов производится при открытой задвижке. При достижении уровня сточной жидкости Р₃ электрод включения 4Д через промежуточное реле 1РУ и магнитный пускатель Л-1 включит в работу первый рабочий насос. Кроме того, промежуточное реле 1РУ через магнитный пускатель Л-2 включит в работу насос гидроуплотнения сальников и прибор КЭП-1 автоматизированного управления механизированными граблями. Если уровень жидкости продолжает повышаться, то при уровне Р₂ электрод включения ЗД через реле 2РУ и магнитный пускатель Л-3 включит в работу второй рабочий насос ‘и второй прибор КЭП-2. Если второй насос не сработает, то при дальнейшем повышении уровня жидкости в приемном резервуаре до Р₂ электрод включения 2Д включит в работу резервный насосный агрегат.

Электрод 1Д сигнализирует о достижении аварийного уровня жидкости в резервуаре и через реле ЗРУ подает импульс на закрывание задвижки в приемно-аварийной камере.

Промежуточное реле РУ электродного датчика включает магнитный пускатель насоса, кроме того, реле РУ блокируется во включенном состоянии через соответствующий электрод отключения (ЗД для второго насоса и 4Д для первого насоса). Такая блокировка обеспечивает последовательность отключения работающих насосов.

При уменьшении уровня сточной жидкости в резервуаре и выходе из жидкости электрода 2Д через заданную выдержку времени реле РВП выключается из работы резервный насосный агрегат. При понижении, уровня до Р% выключается из работы второй насос и через контакт реле 2РУ выключается прибор КЭП-2. При понижении уровня до Рз из жидкости выходит электрод 4Д и выключает из работы первый рабочий насос. Одновременно обесточивается реле 1РУ, которое через свои контакты в цепях управления насосами гидроуплотнения сальников и црибора КЭП-1 выключает их из работы.

Для механизированных грабель решетки предусмотрено местное и автоматизированное управление по программе времени, получаемой с помощью командного электропневматического прибора КЭП-12У. Время работы и пауз механизированных грабель устанавливают по опыту эксплуатации канализационной насосной станции. Прибор КЭП-12У позволяет изменять время включения и отключения от 3 мин до 18 ч.

При защемлении’грабель в прозорах решетки ‘срабатывает муфта предельного момента, электродвигатель отключается и включается звуковой сигнал, одновременно лампочка сигнализации подает сигнал на пульт диспетчерского управления.

Глава 14 эксплуатация насосных станций »

www.neftemagnat.ru

АВТОМАТИЗАЦИЯ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ЖКХ

Основные функции системы автоматизации включают:
— автоматическое управление электрическими машинами КНС и очистных сооружений, согласно технологического алгоритма работы;
— визуализация датчиков уровня канализационной станции;
— визуализация состояния (ВКЛ-ВЫКЛ) каждого электродвигателя канализационной станции и очистных сооружений;
— возможность ручной блокировки отдельного насоса на время проведения технического обслуживания;
— автоматическое отключение электродвигателей при наличии сигнала внешней ошибки (тепловое реле или иной релейный контакт);
— снижение пиковых электрических и механических нагрузок на систему;
— шкаф управления насосами обеспечивает ручной запуск насосов;
— автоматический запуск насосной станции после аварийных ситуаций при восстановлении питающего напряжения или подачи стоков;
— передача сигнала аварий по каналу GSM в систему диспетчеризации ЖКХ.

Рис.1 Шкаф автоматики станции
биологической очистки

Система автоматизации ЖКХ и управления станцией биологической очистки и очистки промышленных сточных вод

— система автоматизации управления установки биологической очистки и очистки промышленных сточных вод (САУ) построена на базе контроллера;
— система автоматизации обеспечивает работу оборудования очистных сооружений как в автоматическом, так и в ручном режиме;
— пускозащитная аппаратура применена фирм АВВ – Siemens;
— шкаф автоматики со степенью защиты IP 54, находящийся в сухом отсеке установки, предназначен для управления насосами со стандартными асинхронными двигателями переменного тока с короткозамкнутым ротором в соответствии с сигналами управления;
— режим работы системы автоматизации круглосуточный в реальном времени.
Выполняются следующие защитные функции:

Шкаф автоматики обеспечивает комплексную защиту электродвигателей:
— защита от обрыва, неправильной последовательности и асимметрии фаз;
— защита от перегрузки двигателя по току;
— защита от короткого замыкания в двигателе или срабатывании теплового реле, встроенного в автомат защиты двигателя;
— защита насосов от работы без воды посредством подключения датчика сухого хода (реле давления, датчика уровня и т. п.);
— дистанционную передачу сигнала аварии (беспотенциальные контакты);
— включение при устранении неисправности.

Рис. 2 Расположение щита автоматики КНС на стволе вентиляции

Система автоматизации канализационной станции (КНС)

Система автоматизации КНС выполнена на контроллере и обеспечивает работу в автоматическом режиме. Система автоматизации следит за равномерным износом насосов, меняя их приоритет РАБОЧИЙ/РЕЗЕРВНЫЙ после каждого включения. При остановке рабочего насоса вкючается сигнал “АВАРИЯ” и автоматика включает резервный насос. При залповом сбросе сточных вод (при работающем насосе уровень жидкости внутри корпуса КНС не понижатся) система автоматизации параллельно подключает резервный насос и включает аврийный сигнал. Такой режим работы будет продолжаться до срабатывания нижнего датчика уровня. Аварийный сигнал обо всех нештатных ситуациях отражается на передней панели шкафа автоматики светозвуковой сигализацией и ,через “сухой контакт” системы автоматизации, может быть передан на пульт дежурного оператора. В блоке автоматического управления установлен ручной переключатель, для переключения на резервный фидер питания. Аварийные сигналы обо всех нештатных режимах отображаются светозвуковой сигнализацией. Щит автоматики помещен в защитный кожух из толстого металла и расположен на стволе вытяжной вентиляции.

ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИЯ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ И КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ И ЖКХ

Рис.3 Мнемосхема на диспетчерском пульте

Разрабатывается для централизованного управления и контроля за работой посредством прямой диспетчерской связи, мобильной, радиостанциями. С контролируемых канализационных станций и очистных сооружений на диспетчерский пункт передаются сигналы и измерения, без которых не могут быть обеспечены оперативное управление и контроль за работой сооружений ЖКХ, скорейшая ликвидация и локализация критических ситуаций. Система диспетчеризации включает диспетчерский пункт очистных сооружений, на который передаются следующие информация и импульсы: расход сточных вод (поступающих на канализационную насосную станцию или очистные сооружения); рН сточных вод; количество растворенного кислорода в сточных водах; расход активного и избыточного ила; расход сырого осадка.
Кроме того в диспетчерские пункты системы диспетчеризации ЖКХ передаются следующие сигналы: аварийное отключение оборудования; нарушение автоматизации технологического процесса; предельные уровни сточных вод в резервуарах.
По возможности диспетчерские пункты системы диспетчеризации ЖКХ располагаются недалеко от технологических сооружений (КНС, воздуходувных станций, лабораторий и т.д.).
Диспетчерские пункты систем диспетчеризации ЖКХ оборудуются диспетчерскими щитами и пультами, мониторами наблюдения, средствами связи. На передней части пульта диспетчеризации размещаются указательные приборы либо мониторы, которые отображают работу канализационных насосных станций, очистных сооружений, ключи управления и пусковые кнопки, что значительно облегчает труд диспетчера ЖКХ.
На диспетчерском щите или мониторе изображается мнемоническая схема системы автоматизации, контролируемой диспетчерским пунктом. На схеме символами воспроизводятся сигналы устройства отмечающие действительное состояние насосов, воздуходувок, задвижек, шиберов и т.д.
Диспетчерский пункт системы диспетчеризации оборудуется компьютерной техникой для управления технологическими процессами с постоянным отслеживанием работы оборудования и сооружений и передачей сигналов датчиков различного назначения на мнемосхему контролируемого объекта.

Особенности автоматизации канализационных насосных станций

Канализационные насосные станции нуждаются в автоматизации больше, чем водопроводные, так как их обслуживание тяжелее, чем водопроводных. Основной целью автоматического управления насосными агрегатами канализационных станций является поддержание в заданных пределах уровня сточной жидкости в приемном резервуаре. Для этой цели широко применяют электродные датчики уровня.
Существует несколько схем с электродными датчиками уровня. На рис. 11.6 приведена схема с электродными датчиками уровня для автоматизации пуска и остановки четырех насосных агрегатов с использованием реле РПН. Кроме реле в схему входят понизительный трансформатор и выпрямитель на диодах ДГЦ-22.

При повышении уровня жидкости в приемном резервуаре электроды включения 1ЭВ — 4ЭВ (рис. 11.6) дают сигнал на включение первого насоса, затем второго и т.д. Электрод ЭАУ служит для сигнализации о подъеме жидкости до аварийного уровня. При выдаче сигнала на пуск насосного агрегата цепь реле РПН, контакты которого 1 РУЛ; 2РУЛ и т.д: показаны на рис. 11.6, замыкается через электроды отключения 1 ЭО — 4ЭО. Эта блокировка обеспечивает последовательное отключение агрегатов при снижении уровня сточной жидкости в приемном резервуаре. В схему управления электродвигателями насосов кроме реле РПН включены промежуточные реле (например, МКУ-48 на переменном. токе).
Существуют и другие схемы с электродными датчиками, однако. основной принцип их действия остается неизменным — последовательное замыкание цепей управления через электроды, опущенные в приемный резервуар.
Наиболее сложно автоматизировать управление механизмами грабельного отделения. Существуют, правда, схемы автоматического включения механизмов очистки решеток с использованием реле времени, но нерешенным остается вопрос об автоматическом включении дробилок, так как эти механизмы не приспособлены для автоматической работы. Поэтому особую актуальность приобретает скорейшее внедрение комбинированных решеток-дробилок, легко поддающихся автоматизации.

Рис. 11.6. Схема управления
канализационной насосной станцией при помощи электродных датчиков-уровня

Приведенные схемы и приемы автоматизации канализационных насосных станций относятся главным образом к простейшим наиболее распространенным станциям сравнительно небольшой подачи. При разработке схем автоматизации больших насосных станций со сложными коммуникациями трубопроводов обычно переходят на полуавтоматическое управление станции с центрального щита управления, расположенного либо в здании насосной станции, либо в диспетчерском пункте узла очистных сооружений и насосных станций.

Насосные станции снабжаются электроэнергией, как правило, от централизованных источников электроэнергии — энергосистем через систему линий электропередач.
Степень надежности электропитания зависит от категории насосной станции.

Распределительные устройства и трансформаторные подстанции служат для преобразования напряжения переменного тока и распределения его по подводкам к электродвигателям и другим потребителям электроэнергии.
В состав оборудования.

Автоматизация машин, установок и производственных процессов является в настоящее время одним из важнейших направлений технического прогресса во всех отраслях народного хозяйства.
Оборудование насосных станций и режимы его работы позволяют.

Перечисленные выше функции автоматических систем насосных станций выполняются с помощью специальных устройств и приспособлений, которые подразделяются на три основные группы: датчики, реле и магнитные контакторы.
Датчиками называются.

Описание системы

Система автоматического управления и диспетчеризации (САУиД) артезианскими скважинами (АС) и канализационно-насосными станциями (КНС) предназначена для сбора информации и управления работой нескольких АС и КНС в масштабе областного центра. Расстояние от объектов управления до диспетчерского пункта колеблется от 4 до 20км. Сбор информации и управление осуществляется по беспроводному каналу посредством GSM/GPRS модемов.

Назначение системы

обеспечение бесперебойной работы насосного оборудования
управление ( в том числе дистанционное) технологическим оборудованием АС и КНС
учёт расхода электроэнергии и воды
cокращение эксплуатационных расходов и объёмов ремонтных работ за счёт продления ресурсов работы оборудования
экономия электроэнергии
экономия фонда оплаты труда за счёт сокращения обслуживающего персонала

Функции, выполняемые системой

автоматическое местное и дистанционное включение и выключение оборудования по заданному алгоритму
ручное поэлементное включение и выключение всех исполнительных механизмов
контроль наличия сетевого напряжения в помещениях АС и КНС
контроль давления на выходе насоса
контроль «сухого хода»
контроль температуры в помещениях АС и КНС, управление системой обогрева
сигнализация затопления павильона
охранная сигнализация
контроль тока потребления электродвигателем насоса
контроль срабатывания защиты электродвигателя насоса
фиксация показаний расходомеров и счётчиков электроэнергии
хранение информации о параметрах датчиков и работе исполнительных механизмов
обмен информацией с диспетчерским пунктом по GSM-каналу связи
передачу текущей информации о состоянии датчиков и исполнительных механизмов по запросу с диспетчерского пункта
немедленная передача на диспетчерский пункт информации об авариях

Состав САУиД

В системе используются устройства плавного пуска для управления работой насосов, которое также осуществляет функции защиты насоса и позволяет передавать информацию о работе насоса на диспетчерский пункт.

На нижнем и верхнем уровне системы управления находятся программируемые логические контроллеры. На диспетчерском пункте управление организовано на базе MasterSCADA.

Автоматизированная система управления и диспетчеризации реализована в основном на оборудовании ПО «ОВЕН» (датчики, регуляторы, ПЛК, модемы), применение которого гарантирует оптимальное соотношения цена-качество. По желанию Заказчика система может быть реализована на контроллерах других изготовителей, таких как ОМРОН, СИМЕНС, МИЦУБИШИ, ДЕЛЬТА-Электроникс, ТОШИБА.

Система может быть адаптирована под различное количество АС и КНС

Структурная схема автоматизации скважины

Структурная схема автоматизации КНС

Перечень сигналов контроля и управления

Источники: http://www.promkanal.ru/avtomatizaciya/, http://www.nasosinfo.ru/node/66, http://alfa-prom.ru/art_13_avtomatizaciya_skvazhin.html

septikman.ru

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