Станция управления двумя дренажными насосами. Автоматизация канализации. Измерение рабочего уровня и формирование сигналов управления по заданным «уставкам»

Основные:
А) электроконтактные (кондуктометрические) или (реже) релейные датчики уровня;
Дополнительные:
А) датчик аварийного верхнего уровня;
Б) датчики контроля состояния насосов (термисторные, потока);
В) внешнего пуска.

Шкаф ШУДН, в зависимости от модификации, может управлять 1 - 9 насосами. В автоматическом режиме насосы включаются по сигналу датчика (уровня или давления).
При работе с релейными (или электроконтактными) датчиками включение дополнительных насосов, их отключение и переключение производится по сигналам состояния датчиков.
При работе с аналоговыми датчиками контролируется работа насосов (уровня, давления), подключаются дополнительные и отключаются лишние насосы. При наличии в схеме частотных преобразователей плавно регулируется мощность и производительность насосов.
В ручном режиме автоматический режим работы отключён.

1) Шкаф управления дренажными насосами ШУДН в автоматическом режиме контролирует:
- состояние сети питания;
- исправность насосов;
- исправность собственного пускорегулирующего оборудования.
2) При отсутствии аварии в шкафу, по сигналу от технологического датчика (уровня, давления) формируется сигнал «Пуск» для рабочего насоса.
3) Как правило шкаф управляет несколькими насосами. Если уровень продолжает повышаться подключается следующий насос.
4) Дополнительные опции:
а) дополнительные насосы подключаются при длительной непрерывной работе;
б) в случае выхода из строя работающего насоса его заменяет резервный.
5) Работа насосов прекращается после снижения уровня ниже нижнего уровня.
6) Кроме того, работу можно прекратить переводом переключателя режима работы в ручной режим или отключенное состояние.
7) Выход насоса из строя фиксируется:
- при отключении автомата защиты насоса;
- при срабатывании аварийного датчика насоса (термисторного, датчика потока, датчика дифференциального давления);
- при срабатывании тепловой защиты в шкафу управления.

Индикация на двери шкафа управления дренажными насосами ЩУДН:
«Питание»
«Работа насоса. №...» (для каждого насоса)
«Авария насоса. №...» (для каждого насоса)
«Затопление» (по дополнительному заданию)
«Уровень...» (для каждого уровня; по дополнительному заданию)
«Работа ПЧ» (при наличии частотного преобразователя)
«Авария ПЧ» (при наличии частотного преобразователя)

Аппараты манипуляции на двери шкафа:
переключатель 3-позиционный (ВКЛ-0-АВТ):
РУЧ - работа в ручном режиме;
0 - принудительное отключение насосов и запрет работы;
АВТ - работа в автоматическом режиме.
Кнопочный блок "Пуск/Стоп" (для каждого насоса).

(выводятся для дистанционного контроля работы):
«Питание»;
«Работа насоса № ...»(для каждого насоса);
«Авария насоса № ...»(для каждого насоса);
«Авария»(общая авария - перелив, или иные по заданию);

Наименования, характеристики, функции и опции шкафов управления дренажными насосами ШУДН:

1) шкаф управления двумя дренажными насосами, типа ШУДН5115-П3074-3D0051-B2024-C254 с управлением питанием насосов от двух устройств плавного пуска (УПП).

Приведённый шкаф управления дренажными насосами ШУДН может выполнять следующие функции:
- ручное местное, со шкафа включение и выключение любого или обоих насосов;
- автоматическое управление насосами;
- плавный пуск и плавное торможение электродвигателей в начале и окончании цикла работы каждого насоса;
- контроль уровня для откачивания жидкости из контролируемой ёмкости;
- контроль состояния работающих насосов по датчикам напора (потока, дифференциального давления);
- защита каждого электропривода от перегрузок и токов короткого замыкания;
- индикация работы и аварии насосов на двери шкафа;
- формирование сигналов о состоянии управляемого оборудования;
- с дополнительной опцией - управление поочерёдным включением насосов для обеспечения их равномерного износа;
- с дополнительной опцией - вводом в работу резервного насоса при аварии рабочего;
- с дополнительной опцией - сменой основного насоса по заданному времени;
- с дополнительной опцией - смены основного насоса при каждом новом запуске;

Может быть задан ряд временных параметров:
- время работы насоса;
- время от момента запуска, в течение которого не будет проверяться состояние датчика напора (это удобно для защиты от холостого хода и для оценки работоспособности насоса).

Обслуживание автономной системы водоснабжения включает в себя контроль над насосным оборудованием и исправностью коммуникаций, консервацию сети во время долгого отсутствия, рациональное автоматическое управление.

Автоматизацию легко реализовать, установив в специально отведенном месте шкаф управления насосами – компактную распределительную станцию, работающую в нескольких режимах. Мы подробно расскажем, как грамотно произвести его сборку и установку. Следуя нашим советам, вы сможете грамотно выполнить подключение оборудования.

Мы привели типовую комплектацию шкафа управления. Описали, какие дополнительные функции могут быть установлены и использованы. Предложенные к рассмотрению сведения дополнили полезными иллюстрациями и видео.

Техническая начинка разных моделей отличается, так как пункты контроля имеют индивидуальную функциональную направленность.

Производители предлагают готовые стандартные схемы, но они не всегда отвечают конкретным требованиям, поэтому существует такая услуга, как изготовление блока управления на заказ. Для начала постараемся рассмотреть общие позиции, объединяющие все модели.

Функциональные обязанности шкафа управления

Основной функцией любой распределительной станции является организация работы подключенного к ней оборудования, в данном случае – насосного. С одного пульта управления (а это удобно, если расстояние между объектами большое) эффективно производится контроль над двигателями дренажных, поверхностных, скважинных насосов.

Количество подключенных агрегатов может быть различным. Минимальное подключение – один скважинный или , который осуществляет подачу воды и обеспечивает ее наличием всю систему водоснабжения (отопления, пожаротушения). Кроме него подключают дренажный насос, необходимый для откачки воды в бытовых и аварийных ситуациях.

Галерея изображений

Автоматическое включение/выключение насосных двигателей облегчает жизнь владельцев частного дома, позволяя свободное время проводить в кругу семьи, а не за ручным переключением тумблеров.

Еще несколько удобных функций, которые можно «поручить» автоматике:

• контроль напряжения в сети, необходимого для бесперебойной работы оборудования;
• предохранение механизмов от перебоев электропитания и коротких замыканий;
• контроль уровня воды в скважине (или другом резервуаре) и реагирование на ее недостаток;
• фиксирование скачков давления и регулировка оптимальных параметров (остановка двигателя при достижении критической отметки, запуск при выравнивании показателей);
• дистанционное управление скважинными насосами, прямой доступ к которым невозможен;
• распределение нагрузки между несколькими агрегатами или аварийное подключение запасного варианта.

В результате централизованного автоматического управления становится более производительной, а срок службы электрического оборудования заметно увеличивается. Современные электронные системы позволяют программировать механизмы и включать их в удобном режиме (например, только в дневное время).

Приборы защиты от скачков напряжения, пропадания фаз, неверного подключения предохраняют механизмы и не позволяют им работать в аварийном режиме. Они корректируют параметры сети, и только после выравнивания показателей автоматически подключают оборудование.

Примерно так же функционирует защита от перегрузок. Например, существует запрет на одновременную активизацию двух насосов, что приводит к лишним расходам и нерациональному использованию оборудования.

Практически все отлаженные системы имеют возможность перехода с полностью автоматизированного управления на ручное. Это необходимо для технического обслуживания, ремонтных работ, замены изношенных или перегоревших деталей

Предположим, если вышел из строя один насос, его можно беспрепятственно извлечь и отправить в ремонт, отключив автоматику и используя ручное управление.

Дополнительные опции и возможности

Различные производители включают в основной комплект дополнительные функции, расширяющие возможности управления. Например, компания Alta Group предлагает систему АВР – включение резервного питания в автоматическом режиме. Необходимость этой функции объясняется тем, что работа насосной станции является частью системы жизнеобеспечения дома, следовательно, сеть должна работать в постоянном режиме.

Принцип работы АВР следующий: как только происходит остановка основного электропитания, автоматически вводится резервная сеть. Она действует до возобновления работы основного источника.

При его включении интеллектуальная система проверяет оптимальность параметров, и только при положительном отклике вновь подключает основную сеть. Если анализ тестов неудовлетворительный, система продолжит работу от резервного источника.

Низкие температуры и высокая влажность – враги электронной начинки шкафа, поэтому производители предлагают услугу дополнительного утепления. Она актуальная для северных регионов и для любых областей, если оборудование находится на улице.

Так называемый «теплый пакет» – это слой утеплителя, проложенный с внутренней стороны. Теплоизолированные ШУНы эксплуатируются при достаточно широком температурном диапазоне – от -40ºС до +55 ºС

Довольно распространенное дополнение, позволяющее защитить двигатели насосов от перегрузки, – система плавного пуска. Она заключается в аккуратном, постепенно нарастающем режиме подачи напряжения, благодаря которому двигатель предохраняется от резкого старта, вводится в работу медленно и бережно.

Современная функция диспетчеризации позволяет управлять на расстоянии. Системы дистанционного оповещения постоянно подключены к GPRS, радиомодему или Интернету, благодаря чему в аварийной ситуации незамедлительно включается система блокировки, а сигнал передается на принимающее устройство (телефон или ноутбук).

Удобная опция, позволяющая задавать определенную программу, возможна благодаря использованию контроллера. Он в автоматическом режиме способен самостоятельно повлиять на работу насосов, подключить дополнительные приборы, оптимизировать функционирование системы в целом.

Индикация подразумевает расположение на крышке шкафа электронного табло с показаниями напряжения и силы тока, а также статистических данных: количества пусков, рабочих часов двигателей, объема воды

Еще одна удачная опция, позволяющая получить информацию об остановке системы или возникновении аварийной ситуации, – установка световой сигнализации и сирены. При наступлении форс-мажорных обстоятельств проблесковый маячок загорается ярким светом, а специальное звуковое устройство подает громкий повторяющийся сигнал.

Образцы электронно-технических схем подключения

Сборка оборудования происходит в производственных условиях, там же составляются принципиальные схемы шкафа управления насосами. Наиболее простыми являются схемы подключения одного насоса, хотя комплект дополнительных приборов может усложнить установку.

В качестве образца возьмем ШУН-0.18-15 (компания Рубеж), предназначенный для ручного и автоматического управления электроприводами насосной станции. Схема управления выглядит следующим образом:

Возможные режимы работы: циркуляция и дренаж по аналоговому датчику или по реле давления. Два варианта алгоритма работы предполагают совместное или поочередное включение насосов

Технические характеристики:

• Напряжение – 1х220 В или 3х380 В, 50 Гц
• Мощность двигателей подключаемого оборудования – до 7,5 кВт на каждый двигатель
• Температурный диапазон – от 0°С до +40 °С
• Степень защиты: IP65

При возникновении аварийной ситуации и поломки электродвигателя насоса (по причине короткого замыкания, перегрузки, перегрева) происходит автоматическое отключение оборудования и подключение резервного варианта.

Шкафы Wilo SK

Линейки SK-712, SK-FC, SK-FFS марки Wilo предназначены для управления несколькими насосами – от 1 до 6 штук.

Несколько автоматических схем у шкафа Wilo SK-712 сильно упрощают работу насосных станций

Технические характеристики:

• Напряжение –380 В, 50 Гц
• Мощность двигателей подключаемого оборудования – от 0,37 до 450 кВт
• Температурный диапазон – от +1°С до +40 °С
• Степень защиты: IP54

В процессе эксплуатации все технологические параметры отображаются на дисплее. В случае возникновения аварийной ситуации высвечивается код ошибки.

Выводы и полезное видео по теме

Подробнее узнать о том, как функционируют шкафы управления насосами, вы можете из следующих видеороликов.

Как сделать простейший ШУН своими руками:

Пример работы типового ШУН на испытательном стенде:

Применение шкафов управления насосами позволяет эффективно использовать ресурсы скважинного или дренажного оборудования и экономить электроэнергию. Зная технические характеристики своей насосной станции, вы можете приобрести базовую модель ШУН или сделать заказ по индивидуальной схеме.

В зависимости от величины уровня, по определенным «уставкам», выдается сигнал на включение/выключение одного, двух или трех насосов. Кроме того, обеспечивается сигнализации об угрозе переполнения колодца и защита насосов от «сухого хода».

Эти сигналы подводятся к шкафу управления насосами.

2. Датчики и вторичные приборы

2.1. Датчики

2.2. Измерение рабочего уровня и формирование сигналов управления по заданным «уставкам»

Для измерения рабочего уровня предлагается Ультразвуковой уровнемер EasyTrek SPA -380-4 . Данный уровнемер является двухпроводным с выходом 4…20мА + HART. Диапазон измерения 0,25…6м. Заводская настройка: 0,25м - 4мА; 6м - 20мА. С помощью персонального компьютера, через HART-модем допускается пользовательская настройка уровнемера. Так, например, значения 4 и 20мА могут быть присвоены границам реально измеряемого диапазона (масштабирование).

Для преобразования токового сигнала 4...20мА с выхода уровнемера в дискретный сигнал (реле) предлагается использовать реле контроля тока UNICONT PKK -312 .

Прибор представляет собой интеллектуальное реле для задач контроля уровня и управления насосом. С помощью функции «обучения» (Teach-In) возможно «запомнить» два значения уровня в токовом диапазоне 4…20мА, а также, назначить один из запрограммированных режимов для управления выходным релейным контактом. Для включения и выключения насоса по двухуровневой логике предусмотрен режим Switching Difference.

Для формирования дискретных сигналов для управления 3-мя насосами потребуется 3 реле контроля тока UNICONT PKK -312 . Схема подключения уровнемера (датчика) и реле тока приведена на Рис. 1.

Рисунок 1. Схема подключения датчика 4...20мА и трех реле тока

Рисунок 2. Диаграмма работы схемы (Рис. 1) по заданным уставкам

2.3. Сигнализация о переполнении колодца

Для сигнализации о переполнении колодца предлагается использовать поплавковый сигнализатор уровня NIVOFLOAT NWP-110 . Сигнализатор оборудован переключающим «сухим контактом». Переключение происходит при всплытии поплавка на максимальной верхней отметке уровня сточных вод. Т.к. переполнение соответствует ситуации «авария», рекомендуется использовать размыкающий контакт.

2.4. Защита насосов от «сухого хода»

Цепь защиты от «сухого хода» строится с помощью следующих приборов:

• Двух погружных кондуктивных зондов NIVOCONT KSK -201 ;
• Реле контроля уровня NICOCONT KRK -512 (U пит = 24…240В AC/DC).

К каждому зонду присоединяется водостойкий однопроводный кабель, на котором зонды погружаются в дренажный колодец на контролируемый уровень (чуть выше точки всаса).

Рисунок 3. Схема подключения

Один из зондов связан с входом С. Реле уровня контролирует наличие проводимости между зондом, подключенным к входам Е1 и Е2 и входом С. После погружения зондов и подачи напряжения питания на реле, необходимо настроить чувствительность с помощью потенциометра на корпусе, тем самым позволить реле реагировать на проводимость среды. Измерение проводимости производится с помощью периодического низковольтного электрического сигнала. При отсутствии проводимости, что означает снижение уровня ниже минимальной отметки, прибор переключает контакты выходного реле (клеммы 15, 16, 18).

Щиты управления предназначаются для ручного и автоматического управления дренажными насосами и вспомогательным оборудованием канализационно-насосных станций, предназначающихся для перекачки и дальнейшей утилизации хозяйственно-бытовых отходов.

Также щиты управления кнс используются в дождевых насосных станциях, основная деятельность которых, связана с перекачкой поверхностных ливневых стоков воды, а также для дренажных насосных станций, предназначающихся для транспортировки дренажных вод, в том случае, когда отсутствует возможность перехода воды самотеком или отсутствует возможность строительства глубокого заглубления самотечных коллекторов.

Наша компания изготавливает щиты из полиэтилена, как правило, они поставляются заказчику в едином комплексе с системами мониторинга и управления насосными агрегатами. Контроль уровня воды происходит за счет пластиковых датчиков, но при необходимости работы в агрессивной среде, есть возможность установки аналоговых датчиков.

Автоматика играет главную роль в организации и слежении за бесперебойной работой насосов, участвует в обеспечении равномерного износа каждого из существующих насосов, осуществляет контроль за процессом выполнения работ, а также отключения всего оборудования во время непредвиденной ситуации, которая может привести к поломке, а вследствие этого дорогостоящему ремонту.

Щиты управления канализационной насосной станцией изготавливаются с учетом пожеланий заказчиков, и, как правило, содержат те или иные дополнительные доработки, под конкретное место эксплуатации.

Щит управления КНС и принцип его работы.

Система управления следит за каждым насосом и после очередного включения выбирает приоритет Рабочий/Резервный, чтобы насосы имели одинаковый уровень износа. При отключении рабочего насоса включается аварийный режим и автоматически в работу вступает резервный насос. При большом сбросе сточных вод, система управления включает дополнительный насос и активирует аварийный режим. Данный режим работы будет функционировать до той степени, пока уровень вод не вернется в привычное положение.

Аварийный сигнал обо всех произошедших ситуациях отражается на лицевой поверхности устройства в виде светозвуковой сигнализации и через специальный “сухой” контакт передается на пульт дежурного.

В автоматика КНС предусмотрено переключение на резервный источник питания, а сам щит управления находиться в защищённом кожухе на стволе вытяжной вентиляции. Кроме этого щит не требует дополнительного утепления, так как изначально оснащается системой поддержания оптимальной температуры.

Для управления электроприводами различных устройств канализационной насосной станции (КНС) широко используются шкафы управления насосами , сокращенно ШУН. Они могут применяться в комплексе с блоком управления КНС либо автономно.

Особенности шкафов управления насосами

ШУН производства ООО «Электра-М» осуществляет управление насосным оборудованием по разработанной в соответствии с техническими условиями программе. В качестве внешних сигналов управления в автоматическом режиме используются дискретные и аналоговые датчики различных типов. В ручном и наладочном режимах работы шкафов, как правило, контроль осуществляется оператором через переднюю панель, при этом часть аварийных сигналов может быть выведена из работы. В таком случае вся ответственность за принятые решения лежит на операторе.

Большинство типовых изделий рассчитаны на непрерывное функционирование при температуре окружающей среды от 0 до +55 С.

Возможности дополнительной комплектации

Шкафы управления насосами могут дополнительно комплектоваться КИП, что облегает контроль работы насосов. Датчики выводят показания на панель, где видны малейшие отклонения. Также могут использоваться сигнализаторы, свидетельствующие о наличии отклонений. Использование контрольно-измерительных приборов позволяет продлить жизненный цикл оборудования и снизить эксплуатационные затраты.

Шкаф управления КНС - достоинства и возможности

В зависимости от назначения и целей использования насосных агрегатов, функции шкафа управления насосами могут включать в себя устройства плавного пуска, частотные преобразователи и защитные устройства прямого включения, которые также можно встретить в электрической схеме КНС.

Контроллеры расширяют функциональные возможности ШУН посредством обработки поступающей информации и передачи ее оператору на пульт. Шкафы управления КНС от ООО «Электра-М», оснащенные плавным пуском, имеют следующие преимущества:

• предотвращают перезагрузки питающей сети, которые могут многократно происходить при запуске,
• исключают гидравлические удары,
• исключают механические перезагрузки.

Наглядное отображение работы щита управления группой погружных насосов канализационной станции (КНС).

Для поддержания необходимого давления на выходе мы рекомендуем применять частотные преобразователи.

При оформлении заказа на ШУН в ООО «Электра-М» Вы можете рассчитывать на:

Автоматика подбирается с учётом производительности насосной станции, объёма загрязнённых вод, мощности напора, количества обслуживаемых объектов и пр. В зависимости от типа перекачиваемых стоков в системе предусматриваются датчики для масла, жира, воды, песка, пожароопасных и агрессивных сред. Сам шкаф управления устанавливают внутри КНС либо снаружи, но не более чем в 150 м от неё. Его закрепляют на сухой вертикальной поверхности, устойчивой к вибрации и иным неблагоприятным воздействиям.

С 2006 года компания «Электра-М» успешно произвела поставку оборудования на более чем 2000 объектов. Доставка организуется по всей территории РФ. Подтверждением качества устройств и материалов служат сертификаты соответствия и иные сопутствующие документы.

Чтобы получить детальную консультацию по шкафам управления, закажите бесплатный выезд нашего инженера для изучения объекта.

• подбор оптимального оборудования для эксплуатации в Ваших условиях;
• гарантии и сервисное обслуживание, бесплатные технические консультации;
• предоставление перечня необходимой документации;
• монтаж и пуско-наладку оборудования нашими специалистами;
• цены не выше конкурентов при гарантированно высоком качестве и сдаче объекта без срыва оговоренных сроков.