Automatisering af pumper og pumpestationer

Automatisering af pumpeenheder gør det muligt at øge pålideligheden og kontinuiteten i vandforsyningen, reducere arbejds- og driftsomkostninger samt størrelsen af ​​kontroltanke.

Til automatisering af pumpeenheder, med undtagelse af udstyr til generelle formål (kontaktorer, magnetiske startere, kontakter, mellemrelæer), anvendes specielle kontrol- og overvågningsanordninger, f.eks. niveaukontrolrelæ, centrifugalpumpefyldningskontrolrelæer, jet-relæ, svømmerafbrydere, elektrodeniveauafbrydere, forskellige trykmålere, kapacitive sensorer mv.

Kontrolstation — en komplet enhed op til 1 kV, designet til fjernstyring af elektriske installationer eller deres dele med automatisk udførelse af kontrol-, regulerings-, beskyttelses- og signaleringsfunktioner. Strukturelt er kontrolstationen en blok, panel, skab, tavle.

Kontrolenhed — en kontrolstation, hvis alle elementer er monteret på en separat plade eller ramme.

Kontrolpanel — en kontrolstation, hvis alle elementer er monteret på brædder, skinner eller andre strukturelle elementer samlet på en fælles ramme eller metalplade.

Kontrolpanel (ShTSU kontrolstations skjold) Det er en samling af flere paneler eller blokke på en tredimensionel ramme.

Styreskab - en kontrolstation beskyttet fra alle sider på en sådan måde, at når døre og låger er lukkede, er adgang til strømførende dele udelukket.

Automatisering af pumper og pumpestationer handler som regel om at styre den elektriske dykpumpe fra vandstanden i tanken eller trykket i trykrørledningen.

Lad os se på eksempler på automatisering af pumpeenheder.

I fig. 1, og viser et automatiseringsskema for den enkleste pumpeenhed — drænpumpe 1, og i fig. 1, b viser kredsløbsdiagrammet for denne installation. Automatisering af pumpeenheden udføres ved hjælp af en flydende niveauafbryder. KU-betjeningsnøglen har to positioner: til manuel og automatisk styring.

Ris. 1. Udformningen af ​​drænpumpeanordningen (a) og dens elektriske kredsløb til automatisering (b)

I fig. 2 transmissionsautomatiseringsskema til styring af en dykpumpe i henhold til vandstanden i tanken i et vandtårn, implementeret på relæ-kontaktelementer.

Ris. 2. Skematisk diagram af automatisering fra en dykpumpe i henhold til vandstanden i tank-vandstårnet

Driftstilstanden for automatiseringskredsløbet fra pumpen indstilles af CA1-kontakten. Når du indstiller den til "A"-positionen og tænder for QF-kontakten, tilføres spænding til styrekredsløbet.Hvis vandniveauet i trykbeholderen er under elektroden på det nederste niveau af fjernbetjeningssensoren, så er kontakterne SL1 og SL2 i kredsløbet åbne, relæet KV1 er slukket, og dets kontakter i spolens kredsløb af magnetstarteren KM er lukket. I dette tilfælde vil magnetstarteren tænde pumpemotoren, samtidig slukker signallampen H L1 og lampen H lyser L2. Pumpen vil levere vand til tanken under tryk.

Når vand fylder mellemrummet mellem SL2-elektroden på nedre niveau og sensorlegemet, der er forbundet til den neutrale ledning, vil SL2-kredsløbet lukke, men KV1-relæet vil ikke tænde, fordi dets ben i serie med SL2 er åbne.

Når vandet når elektroden på det højeste niveau, lukkes SL1-kredsløbet, KV1-relæet tændes, og efter at have åbnet dets kontakter i kredsløbet af spolen til den magnetiske starter KM, slukker det sidstnævnte, og efter lukning lukkekontakterne, vil den blive aktiveret alene via SL2-sensorkredsløbet. Pumpemotoren slukker, og advarselslampen H slukker. L2 og lampen H lyser L1. Pumpemotoren vil tænde igen, når vandstanden falder til den position, hvor kredsløbet SL2 er åbent, og relæet KV1 vil blive deaktiveret.

Det er kun muligt at tænde pumpen i enhver tilstand, hvis DSX-tørløbssensorkredsløbet er lukket (SL3), som styrer vandstanden i brønden.

Den største ulempe ved niveaukontrollen er tilbøjeligheden til at elektroderne på niveausensorerne fryser om vinteren, på grund af hvilken pumpen ikke slukker, og vandet flyder over fra tanken. Der er tilfælde af ødelæggelse af vandtårne ​​på grund af frysning af en stor masse is på deres overflade.

Ved trykstyring af pumpens drift kan der monteres en elektrisk kontakttrykmåler eller trykafbryder på trykledningen i pumperummet. Dette letter sensorvedligeholdelse og eliminerer eksponering for lave temperaturer.

I fig. 3 transmissioner kredsløbsdiagram af styring af en vandforsyning (pumpe) installation af et tårn i henhold til signalerne fra et elektrisk kontakt manometer (i henhold til trykket).

Ris. 3. Skematisk diagram af styringen af ​​en vandinstallation på et tårn med et elektrisk kontaktmanometer

Hvis der ikke er vand i tanken, er kontakten på trykmåleren СП1 (nedre niveau) lukket, og kontakten СП2 (øverste niveau) er åben. Relæ KV1 fungerer, lukker kontakter KV1.1 og KV1.2, som et resultat af hvilket den magnetiske starter KM tænder, som forbinder den elektriske pumpe til et trefaset netværk (strømkredsløb er ikke vist i diagrammet).

Pumpen leverer vand til tanken, trykket stiger, indtil manometerkontakten lukker, СП2 indstillet til den øvre vandstand. Efter lukning af kontakt СP2 aktiveres relæ K V2, som åbner kontakter KV2.2 i kredsløbet af spolen af ​​relæet KV1 og KV2.1 i kredsløbet af spolen af ​​den magnetiske starter KM; pumpemotoren slukker.

Når vandet strømmer ud af tanken, falder trykket, СP2 åbner og afbryder KV2, men pumpen tænder ikke, da trykmåleren er i kontakt, er СP1 åben, og relæspolen KV1 er slukket. Pumpen tænder, når vandstanden i tanken falder, før manometerkontakten lukker. СП1.

Styrekredsløbene forsynes af en 12 V step-down transformer, hvilket øger sikkerheden ved servicering af styrekredsløbet og den elektriske kontakttrykmåler.

For at sikre driften af ​​pumpen i tilfælde af en fejlfunktion af den elektriske kontakttrykmåler eller styrekredsløb, er en kontakt CA1 designet. Når den er tændt, manipuleres kontrolkontakterne KV1.2, KV2.1, og spolen på den magnetiske starter KM er direkte forbundet med 380 V-netværket.

I fasegabet L1 inkluderer styrekredsløbet en kontakt ROF (tab af faserelæ), som åbner i tilfælde af en åben fase eller asymmetrisk tilstand af forsyningsnettet. I dette tilfælde er spolens kredsløb afbrudt, og pumpen slukkes automatisk, indtil fejlen er udbedret.

Beskyttelsen af ​​strømkredsløbene i dette kredsløb mod overbelastning og kortslutning udføres af en automatisk afbryder.

I fig. 4 transmissionsplan til automatisering af en vandpumpeinstallation, som indeholder en elektrisk pumpeenhed 7 af en dyktype, placeret i en brønd 6. En kontraventil 5 og en flowmåler 4 er installeret i trykrørledningen.

Pumpenheden har en tryktank 1 (vandtårn eller luft-vandkedel) og Tryksensorer (eller niveau) 2, 3, hvor sensor 2 reagerer på det øverste tryk (niveau) i tanken og sensor 3 på det nedre tryk (niveau) i tanken. Pumpestationen styres af styreenheden 8.

Ris. 4. Ordning for automatisering af en vandpumpeanordning med variabel frekvens

Pumpenheden styres som følger. Antag at pumpeenheden er slukket og trykket i tryktanken falder og bliver lavere end Pmin... I dette tilfælde sendes et signal fra sensoren om at tænde for den elektriske pumpe. Det starter med gradvist at øge frekvensen. er strømforsyning til pumpeenhedens elektriske motor.

Når pumpeenhedens hastighed når den indstillede værdi, går pumpen i driftstilstand. Ved at programmere driftstilstanden frekvensomformer du kan sikre den nødvendige intensitet af pumpens arbejde, dens jævne start og stop.

Brugen af ​​et justerbart elektrisk drev af en dykpumpe gør det muligt at implementere direkte flow vandforsyningssystemer med automatisk trykvedligeholdelse i vandforsyningsnettet.

Kontrolstationen, som sikrer en jævn start og stop af den elektriske pumpe, automatisk vedligeholdelse af tryk i rørledningen, indeholder en frekvensomformer A1, en tryksensor BP1, et elektronisk relæ A2, et styrekredsløb og hjælpeelementer, der øger pålideligheden af elektronisk udstyr (fig. 5).

Pumpens styrekredsløb og frekvensomformer har følgende funktioner:

— jævn start og stop af pumpen;

— automatisk kontrol efter niveau eller tryk;

— beskyttelse mod at "løbe tør";

— automatisk nedlukning af den elektriske pumpe i tilfælde af ufuldstændig fasetilstand, uacceptabelt spændingsfald, i tilfælde af en nødsituation i vandforsyningsnettet;

— overspændingsbeskyttelse ved indgangen til frekvensomformer A1;

— signalering for at tænde og slukke for pumpen samt for nødtilstande;

— opvarmning af styreskabet ved negative temperaturer i pumperummet.

Blød start og blød deceleration af pumpen udføres ved hjælp af frekvensomformer type A1 FR-E-5.5k-540ES.

Ris. 5. Skematisk diagram over automatisering af en dykpumpe med en enhed til blød start og automatisk trykvedligeholdelse

Dykpumpemotoren er forbundet til U-, V- og W-terminalerne på frekvensomformeren. Når knappen СB2 trykkes ind, aktiveres relæ «Start» K1, hvis kontakt K1.1 forbinder indgangene STF og computeren på frekvensomformeren, hvilket sikrer en jævn start af den elektriske pumpe i henhold til det program, der er specificeret ved indstilling af frekvensomformeren.

I tilfælde af fejl i frekvensomformeren eller pumpemotorkredsløbene lukkes AC-omformerkredsløbet, hvilket sikrer drift af relæ K2. Efter aktivering af K2 lukker dens kontakter K2.1, K2.2, og kontakt K2.1 i kredsløbet K1 åbner. Udgangen på frekvensomformeren og relæet K2 er slået fra. Genaktivering af kredsløbet er kun mulig, efter at fejlen er blevet fjernet, og beskyttelsen er blevet nulstillet med knappen 8V3.1.

Tryksensor BP1 med analog udgang 4 … 20 mA er forbundet til den analoge indgang på frekvensomformeren (ben 4, 5), hvilket giver negativ feedback i trykstabiliseringssystemet.

Stabiliseringssystemets funktion sikres af frekvensomformerens PID-regulator. Det nødvendige tryk indstilles af potentiometer K1 eller af kontrolpanelet på frekvensomformeren. Når pumpen kører tør, lukker kontakt 7-8 på det elektroniske modstandsrelæ A2 i kortslutningsrelæets spole, og tørløbssensoren tilsluttes dens kontakter 3-4.

Efter at kortslutningsrelæet er aktiveret, lukkes dets kontakter K3.1 og kortslutning.2, som følge heraf aktiveres beskyttelsesrelæet K2, som sikrer, at pumpemotoren er slukket. I dette tilfælde forsynes kortslutningsrelæet uafhængigt af kontakt K3.1.

I alle nødtilstande lyser HL1-lampen; HL2-lampen lyser, når vandstanden er uacceptabel lav (ved «tørdrift» af pumpen) Opvarmningen af ​​styreskabet i den kolde årstid udføres ved hjælp af el-varmelegemer EK1 … EK4, som er tændt. af kontaktoren KM1, når det termiske relæ VK1. Beskyttelse af frekvensomformerens indgangskredsløb mod kortslutning og overbelastning udføres af afbryderen QF1.

Ris. 5. Automatisering af pumpeenheden

Artiklen bruger materialer fra bogen Daineko V.A. Elektrisk udstyr i landbrugsvirksomheder.

Se også: Et simpelt automatiseret styringsskema for to affaldspumper