Automatizacija crpki i crpnih stanica

Automatizacija crpnih jedinica omogućuje povećanje pouzdanosti i kontinuiteta opskrbe vodom, smanjenje troškova rada i rada, kao i veličinu kontrolnih spremnika.

Za automatizaciju crpnih jedinica, s izuzetkom opreme opće namjene (kontaktori, magnetski pokretači, sklopke, međureleji), koriste se posebni uređaji za upravljanje i nadzor, na primjer, relej za kontrolu razine, releji za kontrolu punjenja centrifugalne pumpe, mlazni releji, prekidači s plovkom, prekidači razine elektroda, razni mjerači tlaka, kapacitivni senzori itd.

Upravljačka stanica — kompletan uređaj do 1 kV, namijenjen za daljinsko upravljanje električnim instalacijama ili njihovim dijelovima s automatiziranim obavljanjem funkcija upravljanja, regulacije, zaštite i signalizacije. Strukturno, upravljačka stanica je blok, ploča, ormar, ploča.

Upravljačka jedinica — upravljačka stanica, čiji su svi elementi montirani na zasebnoj ploči ili okviru.

Upravljačka ploča — upravljačka stanica čiji su svi elementi postavljeni na ploče, tračnice ili druge strukturne elemente sastavljene na zajedničkom okviru ili limu.

Upravljačka ploča (Štit kontrolne stanice ShTSU) To je sklop nekoliko ploča ili blokova na trodimenzionalnom okviru.

Upravljački ormar - upravljačka stanica zaštićena sa svih strana na takav način da kada su vrata i poklopci zatvoreni, pristup dijelovima pod naponom je isključen.

Automatizacija crpki i crpnih stanica, u pravilu, svodi se na kontrolu potopne električne pumpe od razine vode u spremniku ili tlaka u tlačnom cjevovodu.

Pogledajmo primjere automatizacije crpnih jedinica.

Na sl. 1, i prikazuje shemu automatizacije najjednostavnije pumpne jedinice - drenažne pumpe 1, a na sl. 1, b prikazuje dijagram strujnog kruga ove instalacije. Automatizacija crpne jedinice provodi se pomoću plutajuće sklopke razine. Kontrolna tipka KU ima dva položaja: za ručno i automatsko upravljanje.

Riža. 1. Dizajn drenažnog crpnog uređaja (a) i njegovog električnog kruga za automatizaciju (b)

Na sl. 2 shema automatizacije prijenosa za upravljanje potopnom pumpom prema razini vode u spremniku vodotornja, implementirana na relejno-kontaktnim elementima.

Riža. 2. Shematski dijagram automatizacije iz potopne pumpe prema razini vode u spremniku-vodotornju

Način rada kruga automatizacije iz crpke postavlja se prekidačem CA1. Kada ga postavite u položaj "A" i uključite QF prekidač, napon se primjenjuje na upravljački krug.Ako je razina vode u tlačnom spremniku ispod elektrode donje razine senzora daljinskog upravljača, tada su kontakti SL1 i SL2 u krugu otvoreni, relej KV1 je isključen, a njegovi kontakti u krugu zavojnice magnetskog startera KM su zatvoreni. U tom slučaju, magnetski starter će uključiti motor pumpe, istovremeno će se ugasiti signalna lampica H L1 i lampica H će zasvijetliti L2. Crpka će dopremati vodu u spremnik pod pritiskom.

Kada voda ispuni prostor između elektrode SL2 niže razine i tijela senzora spojenog na neutralnu žicu, krug SL2 će se zatvoriti, ali KV1 relej se neće uključiti jer su njegovi pinovi u seriji sa SL2 otvoreni.

Kada voda dosegne elektrodu najviše razine, krug SL1 će se zatvoriti, relej KV1 će se uključiti i, otvorivši svoje kontakte u krugu zavojnice magnetskog pokretača KM, isključit će potonji, a nakon zatvaranja zatvaranja kontakata, napajat će se sam preko kruga senzora SL2. Motor pumpe će se isključiti i lampica upozorenja H će se ugasiti. L2 i lampica H će zasvijetliti L1. Motor pumpe će se ponovno uključiti kada razina vode padne na položaj kada je krug SL2 otvoren i relej KV1 će biti deaktiviran.

Uključivanje crpke u bilo kojem načinu rada moguće je samo ako je krug senzora DSX suhog rada zatvoren (SL3), koji kontrolira razinu vode u bušotini.

Glavni nedostatak kontrole razine je osjetljivost elektroda senzora razine na smrzavanje zimi, zbog čega se pumpa ne isključuje i voda prelijeva iz spremnika. Postoje slučajevi uništenja vodenih tornjeva zbog smrzavanja velike mase leda na njihovoj površini.

Kod upravljanja radom crpke pomoću tlaka, električni kontaktni manometar ili presostat mogu se ugraditi na tlačni vod u prostoriji crpke. To olakšava održavanje senzora i eliminira izlaganje niskim temperaturama.

Na sl. 3 dijagram strujnog kruga prijenosa upravljanja vodoopskrbnom (crpnom) instalacijom tornja prema signalima električnog kontaktnog manometra (prema tlaku).

Riža. 3. Shematski prikaz upravljanja vodovodnom instalacijom na stupu električnim kontaktnim manometrom

Ako u spremniku nema vode, kontakt manometra SP1 (donja razina) je zatvoren, a kontakt SP2 (gornja razina) je otvoren. Relej KV1 radi, zatvarajući kontakte KV1.1 i KV1.2, zbog čega se uključuje magnetski starter KM, koji povezuje električnu pumpu s trofaznom mrežom (krugovi napajanja nisu prikazani na dijagramu).

Crpka dovodi vodu u spremnik, tlak raste dok se kontakt manometra ne zatvori, SP2 postavljen na gornju razinu vode. Nakon zatvaranja kontakta SP2, relej K se aktivira V2, koji otvara kontakte KV2.2 u krugu zavojnice releja KV1 i KV2.1 u krugu zavojnice magnetskog pokretača KM; motor pumpe se gasi.

Kada voda istječe iz spremnika, tlak se smanjuje, SP2 se otvara, prekidajući KV2, ali pumpa se ne uključuje, budući da je manometar u kontaktu, SP1 je otvoren i svitak releja KV1 je isključen. Crpka se uključuje kada razina vode u spremniku padne prije nego što se zatvori kontakt manometra. SP1.

Upravljačke krugove napaja 12 V silazni transformator, što povećava sigurnost pri servisiranju upravljačkog kruga i električnog kontaktnog manometra.

Kako bi se osigurao rad crpke u slučaju kvara električnog kontaktnog manometra ili upravljačkog kruga, dizajniran je prekidač CA1. Kada je uključen, upravljački kontakti KV1.2, KV2.1 se manipuliraju, a zavojnica magnetskog pokretača KM izravno je spojena na mrežu od 380 V.

U faznom razmaku L1, upravljački krug uključuje kontakt ROF (gubitak faze releja), koji se otvara u slučaju otvorene faze ili asimetričnog načina opskrbne mreže. U tom slučaju dolazi do prekida strujnog kruga zavojnice KM i pumpa se automatski isključuje dok se kvar ne otkloni.

Zaštita strujnih krugova u ovom krugu od preopterećenja i kratkog spoja provodi se automatskim prekidačem.

Na sl. 4 prijenosna shema za automatizaciju instalacije crpljenja vode, koja sadrži jedinicu električne pumpe 7 potopnog tipa, smještenu u bušotini 6. U tlačni cjevovod ugrađeni su povratni ventil 5 i mjerač protoka 4.

Pumpna jedinica ima tlačni spremnik 1 (vodeni toranj ili kotao zrak-voda) i Senzori tlaka (ili razine) 2, 3, pri čemu senzor 2 reagira na gornji tlak (razinu) u spremniku, a senzor 3 na donji tlak (razinu) u spremniku. Crpnom stanicom upravlja upravljačka jedinica 8.

Riža. 4. Shema za automatizaciju uređaja za crpljenje vode s promjenjivom frekvencijom

Jedinicom pumpe upravlja se na sljedeći način. Pretpostavimo da je pumpna jedinica isključena, a tlak u tlačnom spremniku opada i postaje niži od Pmin... U ovom slučaju, senzor šalje signal za uključivanje električne pumpe. Započinje postupnim povećanjem učestalosti. je struja koja opskrbljuje elektromotor crpne jedinice.

Kada brzina pumpne jedinice dosegne zadanu vrijednost, crpka će ući u način rada. Programiranjem načina rada pretvarać frekvencije možete osigurati potreban intenzitet rada crpke, njen glatki početak i zaustavljanje.

Korištenje podesivog električnog pogona potopne crpke omogućuje implementaciju vodoopskrbnih sustava izravnog protoka s automatskim održavanjem tlaka u vodoopskrbnoj mreži.

Upravljačka stanica, koja osigurava glatko pokretanje i zaustavljanje električne pumpe, automatsko održavanje tlaka u cjevovodu, sadrži pretvarač frekvencije A1, senzor tlaka BP1, elektronički relej A2, upravljački krug i pomoćne elemente koji povećavaju pouzdanost elektroničke opreme (slika 5).

Upravljački krug pumpe i pretvarač frekvencije pružaju sljedeće funkcije:

— glatko pokretanje i zaustavljanje crpke;

— automatska kontrola razine ili tlaka;

— zaštita od "suhog rada";

— automatsko isključivanje električne crpke u slučaju nepotpunog faznog načina rada, neprihvatljivog pada napona, u slučaju nužde u vodoopskrbnoj mreži;

— zaštita od prenapona na ulazu pretvarača frekvencije A1;

— signalizacija za uključivanje i isključivanje crpke, kao i za hitne načine rada;

— grijanje upravljačkog ormarića pri negativnim temperaturama u crpnoj sobi.

Lako pokretanje i lagano usporavanje crpke vrši se pomoću pretvarača frekvencije tipa A1 FR-E-5.5k-540ES.

Riža. 5. Shematski dijagram automatizacije potopne pumpe s uređajem za meko pokretanje i automatsko održavanje tlaka

Motor potopne pumpe spojen je na U, V i W priključke pretvarača frekvencije. Kada se pritisne tipka SB2, aktivira se relej «Start» K1, čiji kontakt K1.1 povezuje ulaze STF i računalo pretvarača frekvencije, osiguravajući glatko pokretanje električne pumpe prema programu navedenom prilikom podešavanja pretvarača frekvencije.

U slučaju kvara u krugovima pretvarača frekvencije ili motora pumpe, krug pretvarača izmjenične struje se zatvara, osiguravajući rad releja K2. Nakon aktiviranja K2, njegovi kontakti K2.1, K2.2 se zatvaraju i kontakt K2.1 u krugu K1 se otvara. Izlaz frekvencijskog pretvarača i releja K2 je isključen. Ponovno aktiviranje strujnog kruga moguće je tek nakon uklanjanja kvara i resetiranja zaštite tipkom 8V3.1.

Senzor tlaka BP1 s analognim izlazom 4 … 20 mA spojen je na analogni ulaz frekvencijskog pretvarača (pinovi 4, 5), dajući negativnu povratnu spregu u sustavu stabilizacije tlaka.

Rad stabilizacijskog sustava osigurava PID regulator frekvencijskog pretvarača. Potreban tlak podešava se potenciometrom K1 ili preko upravljačke ploče frekvencijskog pretvarača. Kada crpka radi na suho, kontakt 7-8 elektroničkog otpornog releja A2 zatvara se u zavojnici releja kratkog spoja, a senzor rada na suho spojen je na njegove kontakte 3-4.

Nakon aktiviranja releja kratkog spoja, njegovi kontakti K3.1 i kratkospoj.2 su zatvoreni, uslijed čega se aktivira zaštitni relej K2, koji osigurava isključenje motora crpke. U ovom slučaju, relej kratkog spoja se napaja neovisno preko kontakta K3.1.

U svim hitnim načinima rada lampica HL1 svijetli; žaruljica HL2 svijetli kada je razina vode neprihvatljivo niska (sa «suhim radom» crpke).Grijanje upravljačkog ormara u hladnoj sezoni provodi se uz pomoć električnih grijača EK1 … EK4, koji su uključeni kontaktorom KM1 kada je toplinski relej VK1. Zaštita ulaznih krugova frekvencijskog pretvarača od kratkog spoja i preopterećenja provodi se pomoću prekidača QF1.

Riža. 5. Automatizacija crpne jedinice

U članku se koriste materijali iz knjige Daineko V.A. Električna oprema poljoprivrednih poduzeća.

Vidi također: Jednostavna automatizirana shema upravljanja za dvije otpadne pumpe