Автоматизация на помпи и помпени станции

Автоматизирането на помпените инсталации позволява повишаване на надеждността и непрекъснатостта на водоснабдяването, намаляване на разходите за труд и оперативните разходи и размера на регулаторните танкове.

За автоматизация на помпени агрегати с изключение на оборудване за съвместно изпълнение (контактори, магнитни пускатели, чаши, на междинно реле) използва специални устройства за управление и контрол, например, контрол на нивото на реле, мониторинг попълнете центробежни помпи, джет реле, поплавък, Датчик за нивото на електрод, различни манометри, капацитивни сензори и др.

Автоматизацията на помпите и помпените станции обикновено се намалява до контролиране на потапящата се електрическа помпа според нивото на водата в резервоара или налягането в тръбопровода за налягане.

Да видим примери за автоматизация на помпени единици.

На фиг. 1 и схемата за автоматизация на най-проста инсталация на помпата - дренажната помпа 1 е показана, а на фиг. 1, b показва електронната схема на тази инсталация. Автоматизирането на помпената апаратура се извършва с помощта на плаващ превключвател. Ключът за управление KU има две позиции: за ръчно и автоматично управление.

Фиг. 1. Проектиране на дренажна помпена апаратура (a) и нейната електронна схема за автоматизация (b)

На фиг. На фигура 2 е показана схемата за автоматизация на управлението на потопяемата помпа съгласно нивото на водата в резервоара на водната кула, изпълнявана върху релей-контактни елементи.

Фиг. 2. Основна електронна схема на автоматизация чрез потапяема помпа на нивото на водата в танк-водна кула

Режимът на работа на веригата за автоматизация на помпата се задава от превключвателя SA1. Когато го поставите в положение "А" и включите прекъсвача QF, напрежението се прилага към електронната схема за управление. Ако нивото на водата в резервоара за налягане е под контрол електрод на сензора за по-ниско ниво, контактите SL1 и SL2 във веригата са отворени, релето се дезактивира KV1 и неговите контакти с магнитната верига на задвижващия механизъм бобина CM затворен. В този случай, магнитният стартер ще включи двигателя на помпата, веднага ще светне предупредителната лампа HL1 и ще светне лампата HL2. Помпата ще захранва с вода резервоара за налягане.

Когато водата запълва пространството между слоя на долния електрод и сензор корпуса SL2 свързан с неутрална жица, SL2 верига се затваря, но KV1 реле не се включва, защото тя контакти са включени последователно с SL2, отворени.

Когато нивото на водата достига до горния електрод, SL1 верига се затваря, и реле KV1 включен чрез отваряне на контактите магнитна верига CM контактор намотка, деактивиране на последния, и затваряне на нормално отворените контакти ще бъде на бравата чрез SL2 сензорната верига. Моторът на помпата се изключва, предупредителната лампа HL2 изгасва и лампата HL1 светва. Повторното активиране на двигателя на помпата ще настъпи, когато нивото на водата падне до точката, в която се отваря веригата SL2 и релето KV1 е изключено.

Помпата може да бъде включена в който и да е режим, само ако веригата на датчиците за суха работа на DS3 (SL3) следи нивото на водата в кладенеца е затворена.

Основната липса на контрол на нивото е чувствителността към замръзване на електродите на сензора за нивото през зимата, поради което помпата не се изключва и водата се изпомпва от резервоара. Има случаи на разрушаване на водните кули поради намерението на голяма маса лед на тяхната повърхност.

При контролиране на работата на помпата чрез натискане на помпата в помпената станция може да се монтира манометър за електроконтак или пресостат. Това опростява обслужването на сензорите и изключва ефекта от ниските температури.

На фиг. Фигура 3 показва принципната електронна схема на управление на водоснабдителната (помпена) инсталация на кулата съгласно сигналите на електроконтактния манометър (налягане).

Фиг. 3. Принципна схема за електронно управление на водоснабдителната инсталация на кулата от електроконтактния манометър

При отсъствие на вода в резервоара, манометърът на манометъра SP1 (по-ниско ниво) е затворен и контакт SP2 (горно ниво) е отворен. KV1 реле се задейства чрез затваряне контакт и KV1.1 KV1.2, което води до намаляване един магнитен ключ CM който се свързва към електрическата мрежа трифазен (силови вериги на схема не са показани).

Помпата подава вода в резервоара, налягането се покачва, докато контактът на манометъра SP2 се регулира до горното ниво на водата. След като контактът SP2 се затвори, се отваря релето KV2, което отваря контакти KV2.2 в бобината на релето KV1 и KV2.1 в схемата на магнитната стартерна бобина KM - двигателят на помпата е изключен.

При потока на водата от резервоара спада налягането, SP2 се отваря, като се изключва KV2, но помпата не се включва, тъй като контактът на манометъра SP1 е отворен и релейната бобина KV1 е изключена. По този начин помпата започва, когато нивото на водата в резервоара падне до затварянето на контакта на манометъра SP1.

Захранването на управляващите вериги се осъществява чрез трансформатор с напрежение от 12 V, което повишава безопасността на поддръжката на управляващата верига и електронен контактен манометър.

За да се осигури функционирането на помпата в случай на повреда в електроконтактния манометър или управляващата верига, е предвиден превключвател SA1. Когато е включен, контролните контакти KV1.2, KV2.1 се преместват и бобината на магнитния стартер KM е специално свързана с 380V мрежово захранване.

Във фазата на фаза L1 е свързан контакт на ROP (реле за превключване на фазите) към управляващата верига, която се отваря, когато захранването не е напълно фазно или небалансирано. В този случай кръгът на КМ е счупен и помпата автоматично се дезактивира, докато щетите не се отстранят.

Защитата на силовите вериги в тази верига от претоварване и малки затваряния се извършва чрез автоматичен превключвател.

На фиг. 4 показва схемата за автоматизация на системата за водна помпа, която съдържа електрически потапящ се помпено устройство 7, разположено в сондажния отвор 6. В изпускателния тръбопровод е монтиран вентил за протичане 5 и дебитомер 4.

Помпен агрегат разполага с резервоар под налягане 1 (водна кула или vozduschno-бойлер) и датчици за налягане (или ниво) на 2, 3, сензорът 2 е отзивчив към горната налягане (ниво) в резервоара и сензора 3 - по-ниското налягане (ниво) в резервоара. Управлението на помпената станция се осигурява от управляващото устройство 8.

Фиг. 4. Схема за автоматизация на водна помпена система с променливо-честотно електрическо задвижване

Контролът на помпената единица следва. Представете си, че помпата е изключена и налягането в резервоара под налягане е намалено и пада под Pmin. В този случай от сензора се получава сигнал за включване на електрическата помпа. Стартира се чрез метода за плавно нарастване на честотата f на тока, подаден на електрическия мотор на помпата.

Когато скоростта на помпата достигне тази стойност, помпата ще влезе в режим на работа. Чрез програмиране на режима на работа на честотния преобразувател е възможно да се осигури подходяща скорост на работа на помпата, гладко стартиране и изключване.

Използването на регулируемо електрическо задвижване на потапяема помпа позволява внедряването на директни системи за водоснабдяване с автоматично поддържане на налягането във водопроводната мрежа.

управление Station осигурява плавен старт и стоп на електрическата помпа, автоматична поддръжка на налягането в тръбопровода, честотният конвертор включва сензор A1 BP1 налягане, електрически A2 схема реле контрол и допълнителни елементи, които повишават надеждността на електрическото оборудване (фиг. 5).

Контролната верига на помпата и честотният преобразувател осигуряват следните функции:

- гладко стартиране и спиране на помпата;

- автоматичен контрол чрез ниво или налягане -

- защита срещу "сухо спиране" -

- автоматично изключване на електрическата помпа в случай на непълен фазов режим, недопустимо намаляване на напрежението в случай на авария във водоснабдителната мрежа -

- защита от пренапрежение на входа на честотния преобразувател A1-

- сигнализиране за включване и изключване на помпата, както и за аварийни режими -

- загряване на контролния шкаф при отрицателни температури в помпената камера.

Гладкото начало и гладкото спиране на помпата се извършват с помощта на честотен преобразувател тип A1 на типа FR-E-5,5k-540EC.

Фиг. 5. Основна електронна схема на автоматизация чрез потапяема помпа с механизъм за меко стартиране и автоматична подръжка на налягането

Двигателят на потапящата се помпа е свързан към клемите U, V и W на честотния преобразувател. Когато се активира бутон SB2 "Старт", релето K1, чийто контакт K1.1 свързва входовете STF и PC на честотния преобразувател, осигурява гладкото стартиране на електрическата помпа според програмата, зададена по време на настройката на честотния преобразувател.

В случай на авария в честотния преобразувател или в схемите на двигателя на помпата веригата А-С на преобразувателя се затваря, като се гарантира функционирането на релето K2. След работата на K2, неговите контакти K2.1, K2.2 са затворени и контакт K2.1 в схема K1 е отворен. Изходът на инвертора и релето K2 е изключен. Повторното затваряне на веригата може да бъде само след изчистване на повредата и възстановяване на защитата чрез бутон 8B3.1.

Сензорът за налягане BP1 с аналогов изход 4 ... 20 mA е свързан към аналоговия вход на честотния преобразувател (щифтове 4, 5), осигурявайки отрицателна обратна връзка в системата за стабилизиране на налягането.

Работата на стабилизационната система се осигурява от PID контролера на честотния преобразувател. Необходимото налягане се настройва от потенциометър K1 или от контролния панел на честотния преобразувател. При "суха работа" на помпата в бобината на релето за късо съединение контактът 7-8 на релето за електрическо съпротивление А2 се затваря, към контактите на които 3-4 е свързан датчикът за сухо спиране.

След работата на релето за защита от късо, неговите контакти K3.1 и KZ.2 се затварят, в резултат на което се активира защитното реле K2, осигурявайки изключването на двигателя на помпата. Релето на късо съединение ще се захранва самостоятелно чрез контакт K3.1.

При всички аварийни режими светлината HL1 HL2 светва, когато се допусне неприемлив спад на нивото на водата (когато помпата е "суха"). Отоплението на шкафа за управление в прохладния сезон се извършва с електрически нагреватели EK1 ... EK4, които се отрязват от контактора KM1, когато се активира термичното реле VK1. Защитата на входните схеми на честотния преобразувател от малки запушвания и претоварване се осигурява от прекъсвача QF1.

В статията на материалите на книгата се използва Daineko VA Електрообзавеждане на селскостопански компании.

Училище за електротехник