Pumppujen ja pumppuasemien automatisointi

Pumppuyksiköiden automatisoinnin avulla voidaan lisätä vesihuollon luotettavuutta ja jatkuvuutta, vähentää työ- ja käyttökustannuksia sekä ohjaussäiliöiden kokoa.

Pumppuyksiköiden automatisointiin, yleiskäyttöisiä laitteita lukuun ottamatta (kontaktorit, magneettiset käynnistimet, kytkimet, välireleet), käytetään erityisiä ohjaus- ja valvontalaitteita, esim. tasonsäätörele, keskipakopumpun täyttöreleet, suihkurele, uimurikytkimet, elektroditason kytkimet, erilaiset painemittarit, kapasitiiviset anturit jne.

Ohjausasema – täydellinen laite 1 kV:iin asti, joka on suunniteltu sähkölaitteistojen tai niiden osien kauko-ohjaukseen automaattisella ohjaus-, säätö-, suojaus- ja merkinantotoiminnoilla. Rakenteellisesti ohjausasema on lohko, paneeli, kaappi, levy.

Ohjausyksikkö - ohjausasema, jonka kaikki elementit on asennettu erilliseen levyyn tai runkoon.

Ohjauspaneeli - ohjausasema, jonka kaikki elementit on asennettu lautoihin, kiskoihin tai muihin rakenteellisiin elementteihin, jotka on koottu yhteiseen runkoon tai metallilevyyn.

Ohjauspaneeli (ShTSU-ohjausaseman suoja) Se on useiden paneelien tai lohkojen kokoonpano kolmiulotteisella kehyksellä.

Ohjauskaappi - ohjausasema, joka on suojattu kaikilta sivuilta siten, että kun ovet ja kannet suljetaan, pääsy jännitteisiin osiin on suljettu pois.

Pumppujen ja pumppuasemien automatisointi perustuu pääsääntöisesti upotettavan sähköpumpun ohjaukseen säiliön vedenpinnasta tai paineputken paineesta.

Katsotaanpa esimerkkejä pumppuyksiköiden automatisoinnista.

Kuvassa Kuva 1 ja esittää kaavion yksinkertaisimman pumppuyksikön - tyhjennyspumpun 1 - automatisoimiseksi ja kuvassa 1. Kuvassa 1, b on esitetty tämän asennuksen kytkentäkaavio. Pumppuyksikön automatisointi suoritetaan kelluvalla tasokytkimellä. KU-ohjausavaimessa on kaksi asentoa: manuaalinen ja automaattinen ohjaus.

Riisi. 1. Viemäröintipumppauslaitteen (a) ja sen sähköpiirin suunnittelu automaatiota varten (b)

Kuvassa 2 voimansiirron automaatiokaavio uppopumpun ohjaamiseksi vesitornin säiliön vedenpinnan mukaan, toteutettu relekontaktielementeillä.

Riisi. 2. Kaavio automaatiosta uppopumpusta säiliö-vesitornin vedenpinnan mukaan

Automaatiopiirin toimintatila pumpusta asetetaan CA1-kytkimellä. Kun asetat sen "A"-asentoon ja käännät QF-kytkimen päälle, ohjauspiiriin syötetään jännite.Jos painesäiliön vedenpinta on kaukosäätimen anturin alemman tason elektrodin alapuolella, piirissä olevat koskettimet SL1 ja SL2 ovat auki, rele KV1 on kytketty pois päältä ja sen koskettimet kelan piirissä. magneettikäynnistimen KM ovat kiinni. Tässä tapauksessa magneettikäynnistin käynnistää pumpun moottorin, samalla merkkivalo H sammuu L1 ja lamppu H syttyy L2. Pumppu syöttää vettä säiliöön paineen alaisena.

Kun vesi täyttää SL2-alemman tason elektrodin ja nollajohtimeen kytketyn anturin rungon välisen tilan, SL2-piiri sulkeutuu, mutta KV1-rele ei käynnisty, koska sen SL2:n kanssa sarjassa olevat nastat ovat auki.

Kun vesi saavuttaa korkeimman tason elektrodin, SL1-piiri sulkeutuu, KV1-rele kytkeytyy päälle ja avattuaan koskettimet magneettikäynnistimen KM käämin piirissä, sammuttaa jälkimmäisen ja sulkemisen jälkeen sulkeutuvat koskettimet, se saa jännitteen yksin SL2-anturipiirin kautta. Pumpun moottori sammuu ja varoitusvalo H sammuu.L2 ja lamppu H syttyy L1. Pumpun moottori käynnistyy uudelleen, kun veden taso laskee asentoon, jossa piiri SL2 on auki ja rele KV1 deaktivoituu.

Pumpun käynnistäminen missä tahansa tilassa on mahdollista vain, jos DSX-kuivakäyntianturipiiri on suljettu (SL3), joka ohjaa kaivon veden tasoa.

Tasosäädön suurin haittapuoli on tasoanturien elektrodien herkkyys jäätyä talvella, minkä vuoksi pumppu ei sammu ja vesi vuotaa yli säiliöstä. On olemassa tapauksia, joissa vesitornit tuhoutuvat niiden pinnalla olevan suuren jäämassan jäätymisen vuoksi.

Kun pumpun toimintaa ohjataan paineella, pumppuhuoneen painejohtoon voidaan asentaa sähköinen kosketuspainemittari tai painekytkin. Tämä helpottaa anturin huoltoa ja eliminoi altistumisen alhaisille lämpötiloille.

Kuvassa 3 voimansiirron kytkentäkaavio tornin vesihuolto- (pumppu-) asennuksen ohjauksesta sähkökosketinmanometrin signaalien mukaan (paineen mukaan).

Riisi. 3. Kaavio tornin vesiasennuksen ohjauksesta sähkökontaktimanometrillä

Jos säiliössä ei ole vettä, painemittarin СП1 (alempi taso) kosketin on kiinni ja kosketin СП2 (ylempi taso) on auki. Rele KV1 toimii sulkemalla koskettimet KV1.1 ja KV1.2, minkä seurauksena magneettikäynnistin KM kytkeytyy päälle, joka yhdistää sähköpumpun kolmivaiheiseen verkkoon (virtapiirejä ei näy kaaviossa).

Pumppu syöttää vettä säiliöön, paine nousee, kunnes painemittarin kosketin sulkeutuu, СП2 asetettu ylemmälle vesitasolle. Koskettimen СP2 sulkemisen jälkeen rele K aktivoituu V2, joka avaa koskettimet KV2.2 releen KV1 käämin piirissä ja KV2.1 magneettikäynnistimen KM käämin piirissä; pumpun moottori sammuu.

Kun vesi virtaa ulos säiliöstä, paine laskee, СP2 avautuu ja katkaisee KV2:n, mutta pumppu ei käynnisty, koska painemittari on kosketuksessa, СP1 on auki ja relekäämi KV1 sammuu. Pumppu käynnistyy, kun veden taso säiliössä laskee ennen kuin painemittarin kosketin sulkeutuu. СП1.

Ohjauspiirit saavat virran 12 V:n alennusmuuntajasta, mikä lisää turvallisuutta ohjauspiiriä ja sähköistä kosketuspainemittaria huollettaessa.

Pumpun toiminnan varmistamiseksi sähköisen kosketuspainemittarin tai ohjauspiirin toimintahäiriössä on suunniteltu kytkin CA1. Kun se kytketään päälle, ohjauskoskettimia KV1.2, KV2.1 käsitellään ja magneettikäynnistimen KM käämi kytketään suoraan 380 V verkkoon.

Vaihevälissä L1 ohjauspiiri sisältää koskettimen ROF (loss of phase relay), joka avautuu syöttöverkon avoimen vaiheen tai epäsymmetrisen tilan sattuessa. Tässä tapauksessa käämin KM piiri katkeaa ja pumppu sammuu automaattisesti, kunnes vika on korjattu.

Tämän piirin tehopiirien suojaus ylikuormitukselta ja oikosululta suoritetaan automaattisella kytkimellä.

Kuvassa 4 siirtokaavio veden pumppauslaitteiston automatisoimiseksi, joka sisältää kaivossa 6 sijaitsevan upotettavan sähköpumpun yksikön 7. Paineputkistoon on asennettu takaiskuventtiili 5 ja virtausmittari 4.

Pumppuyksikössä on painesäiliö 1 (vesitorni tai ilma-vesikattila) ja Paineanturit (tai taso) 2, 3, jossa anturi 2 reagoi säiliön ylempään paineeseen (tasoon) ja anturi 3 alempaan paineeseen (tasoon) säiliössä. Pumppuasemaa ohjaa ohjausyksikkö 8.

Riisi. 4. Kaavio muuttuvataajuisen vedenpumppulaitteen automatisoimiseksi

Pumppuyksikköä ohjataan seuraavasti. Oletetaan, että pumppuyksikkö sammutetaan ja paine painesäiliössä laskee ja tulee pienemmäksi kuin Pmin... Tässä tapauksessa anturista lähetetään signaali sähköpumpun käynnistämiseksi. Se alkaa asteittain lisäämällä taajuutta. on virta, joka syöttää pumppuyksikön sähkömoottoria.

Kun pumppuyksikön nopeus saavuttaa asetetun arvon, pumppu siirtyy käyttötilaan. Ohjelmoimalla käyttötapa TAAJUUSMUUNNIN voit varmistaa pumpun tarvittavan intensiteetin, sen sujuvan käynnistyksen ja pysäytyksen.

Uppopumpun säädettävän sähkökäytön käyttö mahdollistaa suoravirtausvesijärjestelmien toteuttamisen, joissa on automaattinen paineen ylläpito vesihuoltoverkostossa.

Ohjausasema, joka varmistaa sähköpumpun tasaisen käynnistyksen ja pysäytyksen, automaattisen paineen ylläpidon putkilinjassa, sisältää taajuusmuuttajan A1, paineanturin BP1, elektronisen releen A2, ohjauspiirin ja luotettavuutta lisääviä apuelementtejä. elektronisista laitteista (kuva 5).

Pumpun ohjauspiiri ja taajuusmuuttaja tarjoavat seuraavat toiminnot:

— pumpun tasainen käynnistys ja pysäytys;

— automaattinen ohjaus tason tai paineen mukaan;

— suoja "kuivana ajoa" vastaan;

— sähköpumpun automaattinen sammutus epätäydellisen vaihetilan, ei-hyväksyttävän jännitteen pudotuksen, vesihuoltoverkon hätätilanteessa;

— ylijännitesuoja taajuusmuuttajan A1 tulossa;

— merkinanto pumpun kytkemiseksi päälle ja pois päältä sekä hätätiloihin;

— ohjauskaapin lämmitys negatiivisissa lämpötiloissa pumppuhuoneessa.

Pumpun pehmeä käynnistys ja pehmeä hidastus tehdään taajuusmuuttajalla A1 FR-E-5.5k-540ES.

Riisi. 5. Kaaviokaavio uppopumpun automatisoinnista pehmeäkäynnistyslaitteella ja automaattisella paineen ylläpitämisellä

Uppopumpun moottori on kytketty taajuusmuuttajan U-, V- ja W-liittimiin. Painettaessa painiketta СB2 Rele «Start» K1 aktivoituu, jonka kosketin K1.1 yhdistää taajuusmuuttajan tulot STF ja tietokoneen varmistaen sähköpumpun tasaisen käynnistyksen taajuusmuuttajaa asetettaessa määritellyn ohjelman mukaisesti.

Jos taajuusmuuttajassa tai pumpun moottorin piireissä tulee vika, AC-muuntimen piiri sulkeutuu, mikä varmistaa releen K2 toiminnan. K2:n aktivoinnin jälkeen sen koskettimet K2.1, K2.2 sulkeutuvat ja kosketin K2.1 piirissä K1 avautuu. Taajuusmuuttajan ja releen K2 lähtö on kytketty pois päältä. Piirin uudelleenaktivointi on mahdollista vasta, kun vika on poistettu ja suojaus on palautettu 8V3.1-painikkeella.

Paineanturi BP1 analogisella lähdöllä 4 … 20 mA on kytketty taajuusmuuttajan analogiseen tuloon (nastat 4, 5), mikä antaa negatiivisen takaisinkytkennän paineenvakautusjärjestelmään.

Stabilointijärjestelmän toiminta varmistetaan taajuusmuuttajan PID-säätimellä. Tarvittava paine asetetaan potentiometrillä K1 tai taajuusmuuttajan ohjauspaneelista. Kun pumppu käy kuivana, elektronisen vastusreleen A2 kosketin 7-8 sulkeutuu oikosulkureleen kelassa ja kuivakäyntianturi on kytketty sen koskettimiin 3-4.

Oikosulkureleen aktivoitumisen jälkeen sen koskettimet K3.1 ja oikosulku.2 sulkeutuvat, minkä seurauksena suojarele K2 aktivoituu, mikä varmistaa pumpun moottorin sammumisen. Tässä tapauksessa oikosulkurele saa virtansa itsenäisesti koskettimen K3.1 kautta.

Kaikissa hätätiloissa HL1-valo syttyy; HL2-valo syttyy, kun vedenpinta on liian alhainen (pumpun «kuivakäytöllä») Ohjauskaapin lämmitys kylmänä vuodenaikana tapahtuu sähkölämmittimien EK1 … EK4 avulla, jotka kytketään päälle. kontaktorilla KM1, kun lämpörele VK1. Taajuusmuuttajan tulopiirien suojaus oikosululta ja ylikuormitukselta suoritetaan katkaisijalla QF1.

Riisi. 5. Pumppuyksikön automatisointi

Artikkelissa käytetään materiaaleja kirjasta Daineko V.A. Maatalousyritysten sähkölaitteet.

Katso myös: Yksinkertainen automaattinen ohjausjärjestelmä kahdelle jätepumpulle