Автоматическая насосная станция для производственных систем водоснабжения. Автоматизация насосных станций

Автоматизация насосных станций водоснабжения

Автоматизация насосных станций водоснабжения повысит длительность эксплуатации и обеспечит отсутствие аварий, снизит трудоемкость обслуживания и финансовые расходы на эксплуатацию, позволит применять меньшие по объему регулирующие резервуары.

Аппаратура для автоматизации насосных станций водоснабжения

Чтобы автоматизировать насосную установку потребуется определенная аппаратура.

Аппараты общего назначения:

Переключатели;
Контакторы;
Реле промежуточные;
Пускатели магнитные.

Аппаратура для контроля и управления:

Датчики емкостного типа.
Реле струйные.
Реле уровня.
Реле поплавковое.
Манометры.
Реле заливки центробежных электронасосов.
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.

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 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.

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.

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

Плавность торможения и пуска электронасоса.

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

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

Виды автоматики для насосных станций – что собой представляют, как регулировать

Насосная станция – это установка, в состав которой входят насос и гидроаккумулятор. Последний работает по принципу выталкивания воды за счет воздуха, закаченного под давлением 1,5 атм., между стенками металлического корпуса бака и резиновой груши (мембраны). В последнюю и закачивается вода. При расширении мембраны воздух уплотняется, и его давление поднимается до 4,5 атм. Оно-то и способствует выталкиванию воды, когда насос не работает. И всем этим заправляет автоматика для насосной станции, которая обеспечивает автоматическую работу насоса на включение и выключение.

Разные модели блоков автоматики

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.

[ads-mob-1][ads-pc-1]

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.

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.

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.

Не забудьте оценить статью:

Загрузка...

otepleivode.ru

8.4 Автоматизация работы насосных станций

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

Автоматизация насосных станций

§ 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).

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

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.

Автоматизация насосной станции.

Автоматизация насосной станции любого назначения и мощности представляет собой актуальный комплекс мероприятий, реализуемый прежде всего в интересах заказчика. Ввиду множества достоинств, которые получает в итоге покупатель, автоматизация работы насосных станций вошла в число наиболее востребованных услуг на специализированном рынке насосного оборудования и связанного с ним технологий.

Автоматизация работы насосных станций той или иной разновидности может подразумевать:

обеспечение автоматического запуска и остановки агрегатов и дополнительных насосных установок;
формирование систем постоянного контроля и управления параметрами работы оборудования (таких как величина напора воды, уровень жидкости, давление в контрольных точках системы и других), которые необходимы для стабильной и надежной работы всей системы водоснабжения, водоотведения и так далее;
автоматизированный прием и передача сигналов контролирующего оборудования на диспетчерский пункт;
другие варианты автоматизации работы элементов системы в зависимости от ее разновидности.

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

Автоматическая насосная станция: технические характеристики

Насосная автоматическая станция

Автоматические насосные станции автономных и магистральных систем водоснабжения, предназначены для снабжения объектов водой и повышения её давления в трубопроводах. Кроме того, с помощью данного оборудования осуществляется подача воды в системы охлаждения, в противопожарные трубопроводы.Из каких элементов состоит такая станция, и как производится автоматизация насосных установок, расскажет небольшая инструкция, а также видео в этой статье.

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.

Насосы, гидроаккумулятор и автоматическая система управления насосной станцией в сборе

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.

Автоматика на насосную станцию

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

Производственная насосная станция

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.

Преобразователь частот для насосного оборудования

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

Автоматизация насосных установок позволяет увеличивать надежность и бесперебойность водоснабжения, уменьшать издержки труда и эксплуатационные расходы, размеры регулирующих резервуаров.

Для автоматизации насосных установок не считая аппаратуры общего внедрения (контакторов, магнитных пускателей, тумблеров, промежных реле) используются особые аппараты управления и контроля, к примеру, реле контроля уровня, реле контроля заливки центробежных насосов, струйные реле, поплавковое реле, электродные реле уровня, разные манометры, датчики емкостного типа и др.

Автоматизация насосов и насосных станций, обычно, сводится к управлению погружным электронасосом по уровню воды в баке либо давлению в напорном трубопроводе.

Разглядим примеры автоматизации насосных установок.

На рис. 1, а показана схема автоматизации простейшей насосной установки — дренажного насоса 1, а на рис. 1, б приведена электронная схема этой установки. Автоматизация насосной установки осуществляется при помощи поплавкового реле уровня. Ключ управления КУ имеет два положения: для ручного и автоматического управления.

Рис. 1. Конструкция дренажной насосной установки (а) и ее электронная схема автоматизации (б)

На рис. 2 приведена схема автоматизации управления погружным насосом по уровню воды в баке водонапорной башни, реализованная на релейно-контактных элементах.

Рис. 2. Принципная электронная схема автоматизации погружным насосом по уровню воды в баке- водонапорной башни

Режим работы схемы автоматизации насосом задается тумблером SА1. При установке его в положение «А» и включении автоматического выключателя QF подается напряжение на электронную схему управления. Если уровень воды в напорном баке находится ниже электрода нижнего уровня датчика ДУ, то контакты SL1 и SL2 в схеме разомкнуты, реле КV1 обесточено и его контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ замкнуты. В данном случае магнитный пускатель включит электродвигатель насоса, сразу погаснет сигнальная лампа НL1 и зажгется лампа НL2. Насос будет подавать воду в напорный бак.

Когда вода заполнит место меж электродом нижнего уровня SL2 и корпусом датчика, присоединенным к нулевому проводу, цепь SL2 замкнется, но реле KV1 не включится, потому что его контакты, включенные поочередно с SL2, разомкнуты.

Когда вода достигнет электрода верхнего уровня, цепь SL1 замкнется, реле КV1 включится и, разомкнув свои контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ, отключит последний, а замкнув замыкающие контакты, станет на самопитание через цепь датчика SL2. Электродвигатель насоса отключится, погаснет сигнальная лампа НL2 и зажгется лампа НL1. Повторное включение электродвигателя насоса произойдет при снижении уровня воды до положения, когда разомкнётся цепь SL2 и реле КV1 будет отключено.

Включение насоса в любом режиме может быть исключительно в том случае, если замкнута цепь датчика «сухого хода» ДСХ (SL3), контролирующего уровень воды в скважине.

Главным недочетом управления по уровню является подверженность обмерзанию электродов датчиков уровня в зимнее время, из-за чего насос не выключается и происходит переливание воды из бака. Бывают случаи разрушения водонапорных башен из-за намерзания большой массы льда на их поверхности.

При управлении работой насоса по давлению электроконтактный манометр либо реле давления можно смонтировать на напорном трубопроводе в помещении насосной. Это упрощает сервис датчиков и исключает воздействие низких температур.

На рис. 3 приведена принципная электронная схема управления башенной водоснабжающей (насосной) установкой по сигналам электроконтактного манометра (по давлению).

Рис. 3. Принципная электронная схема управления башенной водоснабжающей установкой от электроконтактного манометра

При отсутствии воды в баке контакт манометра SР1 (нижний уровень) замкнут, а контакт SР2 (верхний уровень) разомкнут. Реле КV1 срабатывает, замыкая контакты КV1.1 и КV1.2, в итоге чего врубается магнитный пускатель КМ, который подключает электронасос к трехфазной сети (на схеме силовые цепи не показаны).

Насос подает воду в бак, давление вырастает до замыкания контакта манометра SР2, настроенного на верхний уровень воды. После замыкания контакта SР2 срабатывает реле КV2, которое размыкает контакты КV2.2 в цепи катушки реле КV1 и КV2.1 в цепи катушки магнитного пускателя КМ; электродвигатель насоса отключается.

При расходе воды из бака давление понижается, SР2 размыкается, отключая КV2, но включение насоса не происходит, потому что контакт манометра SР1 разомкнут и катушка реле КV1 обесточена. Таким макаром, включение насоса происходит, когда уровень воды в баке снизится до замыкания контакта манометра SР1.

Питание цепей управления делается через понижающий трансформатор напряжением 12 В, что увеличивает безопасность обслуживания схемы управления и электроконтактного манометра.

Для обеспечения работы насоса при неисправности электроконтактного манометра либо схемы управления предназначен переключатель SА1. При его включении шунтируются управляющие контакты КV1.2, КV2.1 и катушка магнитного пускателя КМ конкретно подключается к сети напряжением 380 В.

В разрыв фазы L1 в цепь управления включен контакт РОФ (реле обрыва фазы), который размыкается при неполнофазном либо несимметричном режиме питающей сети. В данном случае цепь катушки КМ разрывается и насос автоматом отключается до устранения повреждения.

Защита силовых цепей в данной схеме от перегрузок и маленьких замыканий осуществляется автоматическим выключателем.

На рис. 4 приведена схема автоматизации водонасосной установки, которая содержит электронасосный агрегат 7 погружного типа, размещенный в скважине 6. В напорном трубопроводе установлены оборотный клапан 5 и расходомер 4.

Насосная установка имеет напорный бак 1 (водонапорная башня либо воздущно-водяной котел) и датчики давления (либо уровня) 2, 3, при этом датчик 2 реагирует на верхнее давление (уровень) в баке, а датчик 3 — на нижнее давление (уровень) в баке. Управление насосной станцией обеспечивает блок управления 8.

Рис. 4. Схема автоматизации водонасосной установки с частотно-регулируемым электроприводом

Управление насосной установкой происходит последующим образом. Представим, что насосный агрегат отключен, а давление в напорном баке миниатюризируется и становится ниже Рmin. В данном случае от датчика поступает сигнал на включение электронасосного агрегата. Происходит его пуск методом плавного роста частоты f тока, питающего электродвигатель насосного агрегата.

Когда частота вращения насосного агрегата достигнет данного значения, насос выйдет на рабочий режим. Программированием режима работы частотного преобразователя можно обеспечить подходящую интенсивность разбега насоса, его плавный запуск иостанов.

Применение регулируемого электропривода погружного насоса позволяет воплотить прямоточные системы водоснабжения с автоматическим поддержанием давления в водопроводной сети.

Станция управления, обеспечивающая плавный запуск и останов электронасоса, автоматическое поддержание давления в трубопроводе, содержит преобразователь частоты А1, датчик давления ВР1, электрическое реле А2, схему управления и вспомогательные элементы, повышающие надежность работы электрического оборудования (рис. 5).

Схема управления насосом и преобразователь частоты обеспечивают выполнение последующих функций:

— плавный запуск и торможение насоса;

— автоматическое управление по уровню либо давлению;

— защиту от «сухого хода»;

— автоматическое отключение электронасоса при неполнофазном режиме, недопустимом понижении напряжения, при аварии в водопроводной сети;

— защиту от перенапряжений на входе преобразователя частоты А1;

— сигнализацию о включении и выключении насоса, также об аварийных режимах;

— подогрев шкафа управления при отрицательных температурах в помещении насосной.

Плавный запуск и плавное торможение насоса производят при помощи преобразователя частоты А1 типа FR-Е-5,5к-540ЕС.

Рис. 5. Принципная электронная схема автоматизации погружным насосом с устройством плавного запуска и автоматического поддержания давления

Электродвигатель погружного насоса подключается к выводам U, V и W преобразователя частоты. При нажатии кнопки SВ2 «Пуск» срабатывает реле К1, контакт которого К1.1 соединяет входы STF и РС преобразователя частоты, обеспечивая плавный запуск электронасоса по программке, данной при настройке частотного преобразователя.

При аварии частотного преобразователя либо цепей электродвигателя насоса замыкается цепь А-С преобразователя, обеспечивая срабатывание реле К2. После срабатывания К2 замыкаются его контакты К2.1, К2.2, а контакт К2.1 в цепи К1 размыкается. Происходит отключение выхода частотного преобразователя и реле К2. Повторное включение схемы может быть только после устранения аварии и сброса защиты кнопкой 8В3.1.

Датчик давления ВР1 с аналоговым выходом 4…20 мА подключен к аналоговому входу частотного преобразователя (контакты 4, 5), обеспечивая отрицательную оборотную связь в системе стабилизации давления.

Функционирование системы стабилизации обеспечивается ПИД-регулятором преобразователя частоты. Требуемое давление задается потенциометром К1 либо с пульта управления частотного преобразователя. При «сухом ходе» насоса в цепи катушки реле КЗ замыкается контакт 7-8 электрического реле сопротивления А2, к контактам которого 3-4 подключен датчик «сухого хода».

После срабатывания реле КЗ замыкаются его контакты К3.1 и КЗ.2, в итоге чего срабатывает реле защиты К2, обеспечивая отключение электродвигателя насоса. Реле КЗ при всем этом становится на самопитание через контакт К3.1.

При всех аварийных режимах загорается лампа НL1; лампа НL2 загорается при недопустимом понижении уровня воды (при «сухом ходе» насоса). Обогрев шкафа управления в прохладное время года осуществляется при помощи электронагревателей ЕК1…ЕК4, которые врубаются контактором КМ1 при срабатывании термореле ВК1. Защита входных цепей преобразователя частоты от маленьких замыканий и перегрузок осуществляется автоматическим выключателем QF1.

Рис. 5. Автоматизация насосной установки

В статье применены материалы книжки Дайнеко В.А Электрическое оборудование сельскохозяйственных компаний.

Школа для электрика

elektrica.info