Поиск по статьям:
Инжиниринг
Статистика
Шкаф управления насосом с частотным преобразователем - это типовое решения для задач управления насосными агрегатами и станциями для поддержания давления в замкнутых системах с помощью ПИД регулирования с обратной связью по датчику давления, поддержанию уровня наполняемых емкостей, поддержанию расхода и дозирования.
Мы разрабатываем современные шкафы управления насосами (ШУН):
- для управления погружным (глубинным) насосом замкнутх системах водоснабжения (без водонапорной башни);
- для управления повышающим насосом при подаче воды в многоэтажках;
- для управления сетевым насосом при подаче воды из резервуара;
- для управления канализационным насосом;
- для поддержания необходимого уровня воды в водонапорных башнях;
- для ручного регулирования подачи воды путем изменения производительности насоса.
- Обязательно советую поглядеть видеоряд с комментариями внизу статьи.
Ниже приведены несколько примеров:
Шкаф управления для повысительных насосов для многоэтажек
Щиты управления насосами котельных, промышленных насосов, а также спринклерных насосных установок пожаротушения
Комплектные шкафные преобразователи частоты больших мощностей
В задачу шкафа управления в зависимости от требований заказчика может дополнительно входить следующий функционал:
- защита двигателя от неблагоприятных режимов работы
- ручное регулирование оборотов асинхронного двигателя насосного агрегата
- блокировка работы насоса в режиме "сухого хода" и контроль "обрыва трубы"
- автозапуск насоса при подаче питания (для необслуживаемых объектов)
- управления задвижкой и вакуумным насосом на момент пуска (для вариантов водозабора без "подпора" воды на всасе)
- переключение двигателей при работе от одного преобразователя частоты по времени наработки (попеременное, каскадное, веерное)
- GSM модуль для диагностики и телемеханики
Шкаф управления полностью адаптируется под применение, комплектуется системой микроклимата (обогреватель, принудительная вентиляция, термостат), при необходимости комплектуется сетевым и моторным дросселем для защиты преобразователя частоты во время возможных аварийных режимов. В качестве защиты от сверхтоков частотного преобразователя в шкаф управления комплектуется автоматическим выключателем или предохранителями. Дополнительно о защите преобразователей частоты в шкафах управления читайте в статье "Методы защиты преобразователей частоты" в разделе Публикации.
В для удобства обслуживания шкаф управления комплектуется различными вариантами органов управления:
- специальный пульт управления с аналоговой индикацией и аналоговым задатчиком (потенциометр)
- человеко-машинный интерфейс (панель оператора)
- обычные кнопки и световая индикация
Варианты исполнения шкафов управления: Шкафы с прямым пуском и частотным регулированием.
Виды шкафов управления насосами:
- Шкафы с прямым пуском
- Шкафы управления насосами с устройством плавного пуска
- Шкафы управления насосами с частотным регулированием
- Шкафы управления насосами с преобразователем частоты на каждый насос.
Применение шкафов управления насосами позволяет:
- Соблюдать технологический процесс за счет гибкости настроек шкафа
- Значительно сократить затраты на электроэнергию
- Защитить двигатели от перенапряжения и других аварийных ситуаций
- Своевременно проводить техобслуживание
Шкаф управления для повысительных насосов для многоэтажек
Городские насосы водоснабжения создают давление порядка 2 атмосфер, что нехватает для того, чтобы доставить воду до верхних этажей.
Практически в каждой многоэтажке стоит подобная насосная станция, принцип работы старых шкафов управления насосами чаще всего простой, насосы по сигналу от реле давления нагнетают воду в ресивер - специальный баллон, который позволяет накопить воду и потом выдать её под закаченным давлением. Без ресивера такая станция работать не сможет.
Включается насос в такой системе прямым пуском, что вызывает гидроудары, опасные тем, что могут вызвать разрыв водопроводной арматуры (трубы, краны итп).
Такие насосные станции создают много шума, на что часто жалуются жители домов.
Рабочие колеса насосов при резких пусках испытывают повышенный износ, что приводит к их более раннему выходу из строя.
Сам прибор ресивер тоже не вечен, так как в его конструкции присутствует резина, и тоже часто выходит из строя.
Предлагаемое нами решение полностью заменяет функционал шкафов управления подобных насосных станций приводя при этом экономии и большей эффективности.
Предлагаемым решением реализовано поддержание давления по аналоговому датчику давления, более плавное и менее энергозатратное. Производительность насоса системой управления подстраивается под водоразбор и выбирает необходимые обороты, а при отсутствии водоразбора и наличии обратного клапана вовсе отключает двигатель насоса, сохраняя при этом давление в системе.
Реализовано переключение насосов по времени, подключение дополнительных насосов из резерва по необходимости (выход из строя, повышенный водоразбор).
Кстати ресивер в данной системе не является обязательным элементом.
Реализован весь преречень предлагаемых выше защит: от сухого ходы, от обрыва трубы, от перегрузки двигателя, от обрыва фазы питания на двигатель, от перенапряжения или недостаточного напряжения.
Результат внедрения нового шкафа частотного управления насосной станцией многоэтажек:
экономия электроэнергии за счет работы насосов на более низких оборотах и, как следствие, меньших нагрузках и меньших токах, уменьшение расходов на обслуживание, улучшение качества водоснабжения, более бережное использование оборудования и как следствие уменьшение расходов на содержание насосной станции.
Цена подобных шкафов управления учитывает специфику покупателей (ТСЖ, ЖЭК, УК итп) и потому под ключ укладывается в бюджет 50-60 тыс рублей, что является одной из самых доступных цен в городе.
Цены на изготовление шкафов управления ШУН-ПЧ (цены от 2014 года)
| Модель | Мощность, кВт | Ток, А | Габариты ВхШхГ | Цена, руб | ||
| Количество обслуживаемых насосов | 1 насос | 2 насоса | 3 насоса | |||
| Шкаф управления насосом ШУН-2,2-ПЧ | 2,2 | 5,5 | 600 х 600 х 300 | 27 800 | 41 300 | 42 400 |
| Шкаф управления насосом ШУН-3,7-ПЧ | 3,7 | 8,2 | 600 х 600 х 300 | 29 700 | 43 200 | 44 300 |
| Шкаф управления насосом ШУН-5,5-ПЧ | 5,5 | 13 | 800 х 600 х 400 | 33 800 | 55 200 | 57 300 |
| Шкаф управления насосом ШУН-7,5-ПЧ | 7,5 | 18 | 800 х 600 х 400 | 38 400 | 57 600 | 59 700 |
| Шкаф управления насосом ШУН-11-ПЧ | 11 | 24 | 1000 х 600 х 400 | 48 700 | 64 200 | 67 300 |
| Шкаф управления насосом ШУН-15-ПЧ | 15 | 32 | 1000 х 600 х 400 | 57 600 | 75 100 | 77 200 |
| Шкаф управления насосом ШУН-18,5-ПЧ | 18,5 | 38 | 1000 х 600 х 400 | 65 800 | 83 300 | 85 400 |
| Шкаф управления насосом ШУН-22-ПЧ | 22 | 45 | 1200 х 1000 х 400 | 77 700 | 96 200 | 97 300 |
| Шкаф управления насосом ШУН-30-ПЧ | 30 | 60 | 1200 х 1000 х 400 | 90 500 | 109 000 | 114 100 |
| Шкаф управления насосом ШУН-37-ПЧ | 37 | 73 | 1200 х 1000 х 400 | 102 600 | 123 100 | 126 200 |
| Шкаф управления насосом ШУН-45-ПЧ | 45 | 91 | 1200 х 1000 х 400 | 119 200 | 139 700 | 142 800 |
ООО "Автоматика" осуществляет разработку и изготовление шкафов управления насосами под ключ. В указанные цены не включены датчик давления, реле давления и иные комплектующие, связанные с опциональными возможностями шкафа управления. Степень защиты шкафа управления IP54.
Щиты управления насосами котельных, промышленных насосов, а также спринклерных насосных установок пожаротушения
Насосные станции подобного типа применяют для повышения давления и подачи воды в жилых домах, а также в промышленных и общественных помещениях для нужд установок, например котла или тепловой сети, а также для подачи воды в спринклерную систему пожаротушения.
Насосная станция запускается либо сигналом от датчиков, расположенных в здании, либо создает давление постоянно, это зависит от типа системы. Также целевым параметром может быть расход жидкости или перепад давления.
Для экономии часто бывает применяют схему каскадного управления насосами, когда двигатели поочередно запускаются от ПЧ, а потом подхватываются сетью. Обратный процесс вывода из работы насосов происходит так, насос отключается от ПЧ на выбеге либо с замедлением от ПЧ, а один из насосов "в работе" переключается на освободившийся ПЧ для осуществления регулирования. Регулирование идет от ПЧ за счет одного насоса, остальные лишь добавляют производительность. Данная схема реализована уже несколько раз, как на больших ПЧ, так и на маленьких мощностях. Если берется VFD-CP2000, то это можно реализовать за счет встроенного макроса в ПЧ и платы расширения входов/выходов, если ПЧ другой модели, например VFD-EL, то процесс переключения осуществляется от ПЛК, который в работе оценивает состояние ПЧ, видит через протокол подключения ПЛК и ПЧ значение обратной связи и задание, тем самым определяя нужно ли ПЧ выводить из работы или вводить, датчик обратной связи в таком случае подключается к ПЧ, а не к контроллеру.
Особенности наших щитов управления насосными станциями пожаротушения с случае пожарной тематики заключается в применении специализированных преобразователей частоты VFD-CP2000 с возможностью работать во время пожара до полного выхода из строя игнорируя все внутренние ошибки преобразователя частоты, либо в режиме байпаса от сети.
Если насосная станция запускается во время пожара пуск насосов осуществляется шкафом управления в порядке очереди, прежде всего жокей-насос начинает свою работу, чтоб поддержать давление в подающем трубопроводе. Если жокей-насос не справляется, а давление продолжает падать, то запускается пожарный насос №1. После истечения нескольких секунд, если давление не выросло, то станция управления запускает резервный пожарный насос №2. Спринклерная система пожаротушения запускает автоматическую насосную станцию лишь во время пожара, поэтому качество оборудования – цена вашей безопасности.
Комплектные шкафные преобразователи частоты больших мощностей
Для мощных насосных агрегатов применяются комплектные преобразователи частоты - законченые устройства с установленными системой защиты, сопутствующим оборудованием, опционально системой управления и системой микроклимата. Мы имеем опыт по сборке комплектных устройств мощностью до 400 кВт. Шкафы управления выполнены на базе стандартных каркасных шкафов Rittal TS8 со степенью защиты IP 54, IP 65, которые позволяют размещать большие массы оборудования. Шкафы управления собираются по стандартной схеме, приведенной ниже.
В шкафу применяется:
Коммутационная и защитная аппаратура: 1 – автоматический выключатель. Возможна замена на сетевой предохранитель - 4. 2 – главный пускатель (опция).
Устройства для уменьшения гармонических составляющих тока: 3 – входной сетевой дроссель – сводит к минимуму вероятность возникновения всевозможных сбоев в работе оборудования, вызываемых нестабильностью питающей сети, а также ограничивает броски тока. Рекомендуется устанавливать, если мощность питающей сети в десятки раз превышает мощность ЧП или при наличии в питающей сети помех от более мощных устройств. Использование сетевого дросселя цепи переменного тока существенно влияет на форму потребляемого преобразователем тока и значительно приближает его к синусоидальной, существенно ослабляет броски напряжения в сети при включении или выключении крупных потребителей. 6 – дроссель постоянного тока – уменьшает гармонические составляющие тока - более дешевый способ.
Силовое устройство: 5 – преобразователь частоты или устройство плавного пуска.
Устройства сброса энергии: 7 – тормозной резистор – обеспечивает работу преобразователя частоты при торможении до полной остановки или во время снижения скорости путем рассеивания энергии торможения со звена постоянного тока, обеспечивает максимальный переходный тормозной момент. Применяется в механизмах с большим моментом инерции, с циклическим режимом работы пуск-торможение. 8 – модуль торможения – применяется при отсутствии в ПЧ встроенного тормозного ключа, обычно после 30 кВт.
Выходные сглаживающие устройства: 9 – выходной (моторный) дроссель – применяется для частичного подавления гармоник (гармонических составляющих токов) высших порядков со стороны двигателя (на выходе ЧП). Рекомендуется использовать при большом удалении двигателя от ПЧ (до 100 метров). 10 – синусный фильтр – обеспечивает работу преобразователя при большой длине кабеля двигателя (до 1000 метров).
Кабельная продукция: 11 – моторный кабель – предназначены для силового подключения в составе частотно регулируемого привода, рекомендуется применение экранированного кабеля либо его отдельная прокладка в металлическом экране. 14 – Контрольный кабель – предназначен для подключения датчиков обратной связи к преобразователю частоты или другому измерительному устройству.
Электродвигатель: 12 – Двигатель.
Датчик: 13 - Датчик обратной связи (инкрементальный энкодер, датчик давления)
Небольшая подборка в виде слайдшоу (фото кликабельны)
Насосная станция I подъема, когда вода забирается прямо из источника (река, озеро, водохранилище). Особенность подобных применений в том, что вода подается на насос без подпора, часто бывает, что уровень расположения насоса выше уровня воды в источнике. При таких особенностях пуск насоса производится шкафом управления после заполнения полостей насоса водой с помощью дополнительного вакуумного насоса на закрытую задвижку. Пуск насоса производится на закрытую задвижку, после того как насос нагнетает минимально необходимое давление, шкаф управления открывает задвижку, скорость открытия не должна быть больше предельной, при которой может произойти сброс воды насосом и возникнет явление кавитации. Заполнение пустой трубы целесообразнее делать при пониженных оборотах насоса во избежание гидроудара. Когда труба заполнена, насос можно переводить в режим поддержания давления. Датчики давления в таких случаях следует применять с разделительной мембраной для защиты от грязной среды.
Мы можем реализовать функционал шкафа, позволяющий полностью реализовать автоматический режим пуска подобных насосных агрегатов, описанный выше.
Канализационные насосные станции (КНС) предназначены для перекачки сточных вод к месту очистки. Сточные воды из сети поступают в приемный резервуар КНС, далее подаются насосами в напорные водоводы и по ним поступают на очистные сооружения. Применение шкафов управления с частотными преобразователями целесообразно в тех случаях когда:
- объем приемных резервуаров канализационных и иных насосных станций не превышает объема 5 – 10 минутной подачи наиболее крупного насоса
- диапазон колебания притока достаточно большой (не менее 15 – 20% максимальной подачи)
В таких случаях применение частотного преобразователя позволяет оптимизировать количество включений и отключений и тем самым выйти на энергоэффективный режим работы.