Automatizarea pompelor si statiilor de pompare

Automatizarea unităților de pompare face posibilă creșterea fiabilității și continuității alimentării cu apă, reducerea costurilor cu forța de muncă și operare, precum și dimensiunea rezervoarelor de control.

Pentru automatizarea unităților de pompare, cu excepția echipamentelor de uz general (contactoare, demaroare magnetice, întrerupătoare, relee intermediare), sunt utilizate dispozitive speciale de control și monitorizare, de exemplu, releu de control al nivelului, relee de control al umplerii pompei centrifuge, releu cu jet, întrerupătoare cu flotor, întrerupătoare de nivel cu electrozi, diverse manometre, senzori capacitivi etc.

Stație de comandă — un dispozitiv complet de până la 1 kV, conceput pentru controlul de la distanță a instalațiilor electrice sau a părților acestora cu efectuarea automată a funcțiilor de control, reglare, protecție și semnalizare. Din punct de vedere structural, stația de control este un bloc, panou, dulap, placă.

Unitate de control - o stație de control, toate elementele care sunt montate pe o placă sau cadru separat.

Panou de comandă - o stație de control, ale cărei elemente sunt montate pe plăci, șine sau alte elemente structurale asamblate pe un cadru comun sau o foaie de metal.

Panou de control (ShTSU control station shield) Este un ansamblu de mai multe panouri sau blocuri pe un cadru tridimensional.

Cabinet de comandă - o stație de control protejată din toate părțile, astfel încât atunci când ușile și capacele sunt închise, accesul la piesele sub tensiune este exclus.

Automatizarea pompelor și a stațiilor de pompare, de regulă, se reduce la controlul pompei electrice submersibile de la nivelul apei din rezervor sau de la presiunea din conducta de presiune.

Să ne uităm la exemple de automatizare a unităților de pompare.

În fig. 1 și prezintă o schemă de automatizare a celei mai simple unități de pompă - pompa de drenaj 1, iar în fig. 1, b prezintă schema de circuit a acestei instalații. Automatizarea unității de pompare se realizează folosind un comutator de nivel plutitor. Cheia de control KU are două poziții: pentru control manual și automat.

Orez. 1. Proiectarea dispozitivului de pompare a drenajului (a) și circuitul său electric pentru automatizare (b)

În fig. 2 schema de automatizare a transmisiei pentru controlul unei pompe submersibile in functie de nivelul apei din rezervorul unui turn de apa, implementata pe elemente de contact releu.

Orez. 2. Schema schematică a automatizării de la o pompă submersibilă în funcție de nivelul apei din rezervor-turn de apă

Modul de funcționare al circuitului de automatizare de la pompă este setat de comutatorul CA1. Când îl setați în poziția „A” și porniți comutatorul QF, tensiunea este aplicată circuitului de control.Dacă nivelul apei din rezervorul de presiune este sub electrodul nivelului inferior al senzorului telecomenzii, atunci contactele SL1 și SL2 din circuit sunt deschise, releul KV1 este oprit și contactele acestuia în circuitul bobinei. ale demarorului magnetic KM sunt închise. În acest caz, demarorul magnetic va porni motorul pompei, în același timp lampa de semnalizare H se va stinge L1 și lampa H se va aprinde L2. Pompa va furniza apă rezervorului sub presiune.

Când apa umple spațiul dintre electrodul de nivel inferior SL2 și corpul senzorului conectat la firul neutru, circuitul SL2 se va închide, dar releul KV1 nu se va porni deoarece pinii săi în serie cu SL2 sunt deschiși.

Când apa ajunge la electrodul de cel mai înalt nivel, circuitul SL1 se va închide, releul KV1 se va porni și, după ce și-a deschis contactele în circuitul bobinei demarorului magnetic KM, îl va opri pe acesta din urmă, iar după închidere. contactele de închidere, acesta va fi alimentat singur prin circuitul senzorului SL2. Motorul pompei se va opri și lampa de avertizare H se va stinge.L2 și lampa H se va aprinde L1. Motorul pompei va porni din nou când nivelul apei scade în poziția când circuitul SL2 este deschis și releul KV1 va fi dezactivat.

Pornirea pompei în orice mod este posibilă numai dacă circuitul senzorului de funcționare uscată DSX este închis (SL3), care controlează nivelul apei din puț.

Principalul dezavantaj al controlului nivelului este susceptibilitatea electrozilor senzorilor de nivel de a îngheța iarna, din cauza căreia pompa nu se oprește și apa se revarsă din rezervor. Există cazuri de distrugere a turnurilor de apă din cauza înghețului unei mase mari de gheață pe suprafața lor.

La controlul funcționării pompei prin presiune, pe linia de presiune din camera pompei poate fi instalat un manometru sau un presostat electric. Acest lucru facilitează întreținerea senzorului și elimină expunerea la temperaturi scăzute.

În fig. Schema circuitului cu 3 transmisii a controlului unei instalatii de alimentare cu apa (pompare) a unui turn in functie de semnalele unui manometru de contact electric (dupa presiune).

Orez. 3. Schema schematică a controlului unei instalații de apă pe un turn cu un manometru de contact electric

Dacă nu există apă în rezervor, contactul manometrului СП1 (nivel inferior) este închis, iar contactul СП2 (nivel superior) este deschis. Releul KV1 funcționează, închizând contactele KV1.1 și KV1.2, în urma căruia pornește demarorul magnetic KM, care conectează pompa electrică la o rețea trifazată (circuitele de alimentare nu sunt prezentate în diagramă).

Pompa furnizează apă rezervorului, presiunea crește până când contactul manometrului se închide, СП2 setat la nivelul superior al apei. După închiderea contactului СP2, releul K este activat V2, care deschide contactele KV2.2 în circuitul bobinei releului KV1 și KV2.1 în circuitul bobinei demarorului magnetic KM; motorul pompei se oprește.

Când apa iese din rezervor, presiunea scade, СP2 se deschide, întrerupând KV2, dar pompa nu pornește, deoarece manometrul este în contact, СP1 este deschis și bobina releului KV1 este oprită. Pompa pornește când nivelul apei din rezervor scade înainte ca contactul manometrului să se închidă. СП1.

Circuitele de control sunt alimentate de un transformator coborâtor de 12 V, ceea ce mărește siguranța la întreținerea circuitului de control și a manometrului de contact electric.

Pentru a asigura funcționarea pompei în cazul unei defecțiuni a manometrului de contact electric sau a circuitului de control, este proiectat un comutator CA1. Când este pornit, contactele de comandă KV1.2, KV2.1 sunt manipulate și bobina demarorului magnetic KM este conectată direct la rețeaua de 380 V.

În intervalul de fază L1, circuitul de comandă include un contact ROF (releu de pierdere de fază), care se deschide în cazul unei faze deschise sau a unui mod asimetric al rețelei de alimentare. În acest caz, circuitul bobinei KM este întrerupt și pompa este oprită automat până când defecțiunea este remediată.

Protecția circuitelor de putere din acest circuit de suprasarcină și scurtcircuit este realizată de un comutator automat.

În fig. 4 schema de transmisie pentru automatizarea unei instalații de pompare a apei, care conține o unitate electrică de pompare 7 de tip submersibil, situată într-un puț 6. În conducta de presiune sunt instalate o supapă de reținere 5 și un debitmetru 4.

Unitatea de pompare are un rezervor sub presiune 1 (turn de apa sau boiler aer-apa) si Senzori de presiune (sau nivelul) 2, 3, cu senzorul 2 care răspunde la presiunea superioară (nivelul) din rezervor și senzorul 3 la presiunea (nivelul) inferioară din rezervor. Stația de pompare este controlată de unitatea de control 8.

Orez. 4. Schema de automatizare a unui dispozitiv de pompare a apei cu frecventa variabila

Unitatea de pompă este controlată după cum urmează. Să presupunem că unitatea de pompă este oprită și presiunea din rezervorul de presiune scade și devine mai mică decât Pmin... În acest caz, se trimite un semnal de la senzor pentru a porni pompa electrică. Începe prin a crește treptat frecvența. este curent care alimentează motorul electric al unității de pompare.

Când viteza unității de pompare atinge valoarea setată, pompa va intra în modul de funcționare. Prin programarea modului de operare convertor de frecvență puteți asigura intensitatea necesară a lucrului pompei, pornirea și oprirea ei lină.

Utilizarea unei acționări electrice reglabile a unei pompe submersibile face posibilă implementarea sistemelor de alimentare cu apă cu flux direct cu menținerea automată a presiunii în rețeaua de alimentare cu apă.

Stația de control, care asigură pornirea și oprirea lină a pompei electrice, menținerea automată a presiunii în conductă, conține un convertor de frecvență A1, un senzor de presiune BP1, un releu electronic A2, un circuit de control și elemente auxiliare care măresc fiabilitatea a echipamentelor electronice (Fig. 5 ).

Circuitul de control al pompei și convertizorul de frecvență asigură următoarele funcții:

— pornirea și oprirea lină a pompei;

— control automat prin nivel sau presiune;

— protecție împotriva „uscatului”;

— oprirea automată a electropompei în caz de regim de fază incomplet, cădere de tensiune inacceptabilă, în caz de urgență în rețeaua de alimentare cu apă;

— protecție la supratensiune la intrarea convertizorului de frecvență A1;

— semnalizare pentru pornirea și oprirea pompei, precum și pentru modurile de urgență;

— încălzirea dulapului de comandă la temperaturi negative în camera pompelor.

Pornirea uşoară şi decelerarea uşoară a pompei se realizează utilizând convertizorul de frecvenţă tip A1 FR-E-5.5k-540ES.

Orez. 5. Schema schematică a automatizării unei pompe submersibile cu dispozitiv de pornire uşoară şi menţinere automată a presiunii

Motorul pompei submersibile este conectat la bornele U, V și W ale convertizorului de frecvență. La apăsarea butonului СB2 este activat releul «Start» K1, al cărui contact K1.1 conectează intrările STF și calculatorul convertizorului de frecvență, asigurând pornirea lină a pompei electrice conform programului specificat la setarea convertizorului de frecvență.

În cazul unei defecțiuni la convertorul de frecvență sau la circuitele motorului pompei, circuitul convertizorului AC este închis, asigurând funcționarea releului K2. După acționarea lui K2, contactele sale K2.1, K2.2 se închid și contactul K2.1 din circuitul K1 se deschide. Ieșirea convertizorului de frecvență și a releului K2 este oprită. Reactivarea circuitului este posibilă numai după ce defecțiunea a fost eliminată și protecția a fost resetata cu butonul 8V3.1.

Senzorul de presiune BP1 cu ieșire analogică 4 … 20 mA este conectat la intrarea analogică a convertizorului de frecvență (pinii 4, 5), oferind feedback negativ în sistemul de stabilizare a presiunii.

Functionarea sistemului de stabilizare este asigurata de regulatorul PID al convertizorului de frecventa. Presiunea necesară este setată de potențiometrul K1 sau de panoul de control al convertizorului de frecvență. Când pompa funcționează uscat, contactul 7-8 al releului de rezistență electronică A2 se închide în bobina releului de scurtcircuit, iar senzorul de funcționare uscată este conectat la contactele sale 3-4.

După activarea releului de scurtcircuit, contactele sale K3.1 și scurtcircuit.2 sunt închise, drept urmare releul de protecție K2 este activat, care asigură oprirea motorului pompei. În acest caz, releul de scurtcircuit este alimentat independent prin contactul K3.1.

În toate modurile de urgență, lampa HL1 se aprinde; lampa HL2 se aprinde atunci când nivelul apei este inacceptabil de scăzut (cu „funcționare uscată” a pompei).Încălzirea dulapului de comandă în sezonul rece se realizează cu ajutorul încălzitoarelor electrice EK1 … EK4, care sunt pornite de contactorul KM1 când releul termic VK1. Protecția circuitelor de intrare ale convertizorului de frecvență de scurtcircuit și suprasarcină este realizată de întrerupătorul QF1.

Orez. 5. Automatizarea unității de pompare

Articolul folosește materiale din cartea Daineko V.A. Echipamente electrice ale întreprinderilor agricole.

Vezi si: O schemă simplă de control automatizat pentru două pompe de deșeuri