Automation ng mga pump at pumping station

Ang automation ng mga pumping unit ay ginagawang posible upang madagdagan ang pagiging maaasahan at pagpapatuloy ng supply ng tubig, bawasan ang mga gastos sa paggawa at operasyon, pati na rin ang laki ng mga tangke ng kontrol.

Para sa automation ng mga pumping unit, maliban sa mga kagamitan sa pangkalahatang layunin (mga contactor, mga magnetic starter, switch, intermediate relay), espesyal na control at monitoring device ay ginagamit, halimbawa, level control relay, centrifugal pump fill control relay, jet relay, float switch, electrode level switch, iba't ibang pressure gauge, capacitive sensor, atbp.

Control station — isang kumpletong aparato hanggang sa 1 kV, na idinisenyo para sa malayuang kontrol ng mga electrical installation o ang kanilang mga bahagi na may automated na pagganap ng mga function ng kontrol, regulasyon, proteksyon at pagbibigay ng senyas. Sa istruktura, ang control station ay isang block, panel, cabinet, board.

Control unit - isang control station, ang lahat ng mga elemento ay naka-mount sa isang hiwalay na plato o frame.

Control panel - isang istasyon ng kontrol, ang lahat ng mga elemento ay naka-mount sa mga board, riles o iba pang mga elemento ng istruktura na binuo sa isang karaniwang frame o metal sheet.

Control panel (ShTSU control station shield) Ito ay isang pagpupulong ng ilang mga panel o mga bloke sa isang three-dimensional na frame.

Control cabinet - isang control station na protektado mula sa lahat ng panig sa paraang kapag ang mga pinto at mga takip ay sarado, ang access sa mga live na bahagi ay hindi kasama.

Ang automation ng mga pump at pumping station, bilang panuntunan, ay bumababa sa pagkontrol sa submersible electric pump mula sa antas ng tubig sa tangke o ang presyon sa pressure pipeline.

Tingnan natin ang mga halimbawa ng automation ng mga pumping unit.

Sa fig. 1, at nagpapakita ng automation scheme ng pinakasimpleng pump unit - drainage pump 1, at sa fig. 1, b ay nagpapakita ng circuit diagram ng pag-install na ito. Ang automation ng pumping unit ay isinasagawa gamit ang floating level switch. Ang KU control key ay may dalawang posisyon: para sa manu-mano at awtomatikong kontrol.

kanin. 1. Ang disenyo ng drainage pumping device (a) at ang electrical circuit nito para sa automation (b)

Sa fig. 2 transmission automation scheme para sa pagkontrol ng isang submersible pump ayon sa antas ng tubig sa tangke ng isang water tower, na ipinatupad sa mga elemento ng relay-contact.

kanin. 2. Schematic diagram ng automation mula sa isang submersible pump ayon sa antas ng tubig sa tank-water tower

Ang mode ng operasyon ng automation circuit mula sa pump ay itinakda ng switch ng CA1. Kapag itinakda mo ito sa "A" na posisyon at binuksan ang QF switch, inilalapat ang boltahe sa control circuit.Kung ang antas ng tubig sa tangke ng presyon ay nasa ibaba ng elektrod ng mas mababang antas ng remote control sensor, kung gayon ang mga contact na SL1 at SL2 sa circuit ay bukas, ang relay KV1 ay naka-off, at ang mga contact nito sa circuit ng coil ng magnetic starter KM ay sarado. Sa kasong ito, ang magnetic starter ay i-on ang pump motor, sa parehong oras ang signal lamp H ay papatayin L1 at ang lamp H ay sindihan L2. Ang bomba ay magbibigay ng tubig sa tangke sa ilalim ng presyon.

Kapag napuno ng tubig ang espasyo sa pagitan ng SL2 lower level electrode at ng sensor body na konektado sa neutral wire, ang SL2 circuit ay magsasara, ngunit ang KV1 relay ay hindi mag-o-on dahil ang mga pin nito sa serye na may SL2 ay bukas.

Kapag ang tubig ay umabot sa elektrod ng pinakamataas na antas, ang SL1 circuit ay magsasara, ang KV1 relay ay i-on at, na binuksan ang mga contact nito sa circuit ng coil ng magnetic starter KM, ay i-off ang huli, at pagkatapos isara ang pagsasara ng mga contact, ito ay pasiglahin nang mag-isa sa pamamagitan ng SL2 sensor circuit. Papatayin ang pump motor at papatayin ang warning lamp H. L2 at sisindi ang lamp H L1. Ang pump motor ay muling bubuksan kapag ang antas ng tubig ay bumaba sa posisyon kapag ang circuit SL2 ay nakabukas at ang relay KV1 ay idi-deactivate.

Ang pag-on sa pump sa anumang mode ay posible lamang kung ang DSX dry run sensor circuit ay sarado (SL3), na kumokontrol sa antas ng tubig sa balon.

Ang pangunahing kawalan ng kontrol sa antas ay ang pagkamaramdamin ng mga electrodes ng mga sensor ng antas na mag-freeze sa taglamig, dahil kung saan ang bomba ay hindi naka-off at ang tubig ay umaapaw mula sa tangke. May mga kaso ng pagkasira ng mga water tower dahil sa pagyeyelo ng isang malaking masa ng yelo sa kanilang ibabaw.

Kapag kinokontrol ang pagpapatakbo ng bomba sa pamamagitan ng presyon, maaaring i-install ang isang electrical contact pressure gauge o pressure switch sa linya ng presyon sa silid ng bomba. Pinapadali nito ang pagpapanatili ng sensor at inaalis ang pagkakalantad sa mababang temperatura.

Sa fig. 3 transmissions circuit diagram ng kontrol ng isang supply ng tubig (pumping) pag-install ng isang tower ayon sa mga signal ng isang electric contact manometer (ayon sa presyon).

kanin. 3. Schematic diagram ng kontrol ng isang pag-install ng tubig sa isang tore sa pamamagitan ng electrical contact manometer

Kung walang tubig sa tangke, ang contact ng pressure gauge СП1 (mas mababang antas) ay sarado, at ang contact СП2 (itaas na antas) ay bukas. Gumagana ang Relay KV1, pagsasara ng mga contact KV1.1 at KV1.2, bilang isang resulta kung saan ang magnetic starter KM ay lumiliko, na nagkokonekta sa electric pump sa isang three-phase network (ang mga power circuit ay hindi ipinapakita sa diagram).

Ang bomba ay nagbibigay ng tubig sa tangke, ang presyon ay tumataas hanggang sa magsara ang contact ng manometer, СП2 na nakatakda sa itaas na antas ng tubig. Pagkatapos ng pagsasara ng contact СP2, ang relay K ay isinaaktibo ang V2, na nagbubukas ng mga contact KV2.2 sa circuit ng coil ng relay KV1 at KV2.1 sa circuit ng coil ng magnetic starter KM; nakapatay ang pump motor.

Kapag umaagos ang tubig sa tangke, bumababa ang presyon, bumukas ang СP2, pinuputol ang KV2, ngunit hindi bumukas ang bomba, dahil nakadikit ang pressure gauge, nakabukas ang СP1 at naka-off ang relay coil KV1. Bubukas ang bomba kapag bumaba ang lebel ng tubig sa tangke bago magsara ang pressure gauge contact. СП1.

Ang mga control circuit ay pinapagana ng isang 12 V step-down transformer, na nagpapataas ng kaligtasan kapag sine-serve ang control circuit at ang electrical contact pressure gauge.

Upang matiyak ang pagpapatakbo ng pump sa kaganapan ng isang malfunction ng electrical contact pressure gauge o control circuit, isang switch CA1 ay dinisenyo. Kapag ito ay naka-on, ang mga control contact na KV1.2, KV2.1 ay manipulahin at ang coil ng magnetic starter KM ay direktang konektado sa 380 V network.

Sa phase gap L1, ang control circuit ay may kasamang contact ROF (pagkawala ng phase relay), na bubukas sa kaganapan ng isang bukas na phase o asymmetric mode ng supply network. Sa kasong ito, ang circuit ng coil KM ay nasira at ang pump ay awtomatikong pinapatay hanggang sa maituwid ang fault.

Ang proteksyon ng mga circuit ng kuryente sa circuit na ito mula sa labis na karga at maikling circuit ay isinasagawa ng isang awtomatikong switch.

Sa fig. 4 transmission scheme para sa automation ng water pumping installation, na naglalaman ng electric pump unit 7 ng isang submersible type, na matatagpuan sa isang balon 6. Ang check valve 5 at flow meter 4 ay naka-install sa pressure pipeline.

Ang pump unit ay may pressure tank 1 (water tower o air-water boiler) at Mga sensor ng presyon (o level) 2, 3, na may sensor 2 na tumutugon sa itaas na presyon (level) sa tangke at sensor 3 sa mas mababang presyon (level) sa tangke. Ang pumping station ay kinokontrol ng control unit 8.

kanin. 4. Scheme para sa automation ng isang water pumping device na may variable frequency

Ang yunit ng bomba ay kinokontrol bilang mga sumusunod. Ipagpalagay na ang pump unit ay naka-off at ang presyon sa pressure tank ay bumaba at nagiging mas mababa kaysa sa Pmin... Sa kasong ito, ang isang signal ay ipinadala mula sa sensor upang i-on ang electric pump. Nagsisimula ito sa unti-unting pagtaas ng dalas. ay kasalukuyang nagbibigay ng electric motor ng pumping unit.

Kapag ang bilis ng pump unit ay umabot sa itinakdang halaga, ang pump ay papasok sa operating mode. Sa pamamagitan ng pagprograma ng operating mode frequency converter maaari mong tiyakin ang kinakailangang intensity ng trabaho ng bomba, ang maayos na pagsisimula at paghinto nito.

Ang paggamit ng isang adjustable electric drive ng isang submersible pump ay ginagawang posible na ipatupad ang direktang daloy ng mga sistema ng supply ng tubig na may awtomatikong pagpapanatili ng presyon sa network ng supply ng tubig.

Ang istasyon ng kontrol, na nagsisiguro ng maayos na pagsisimula at paghinto ng electric pump, awtomatikong pagpapanatili ng presyon sa pipeline, ay naglalaman ng isang frequency converter A1, isang pressure sensor BP1, isang electronic relay A2, isang control circuit at mga elemento ng auxiliary na nagpapataas ng pagiging maaasahan. ng mga elektronikong kagamitan (Larawan 5).

Ang pump control circuit at frequency converter ay nagbibigay ng mga sumusunod na function:

— makinis na pagsisimula at paghinto ng bomba;

— awtomatikong kontrol ayon sa antas o presyon;

— proteksyon laban sa "tuyong tuyo";

— awtomatikong pagsara ng electric pump sa kaso ng hindi kumpletong phase mode, hindi katanggap-tanggap na pagbaba ng boltahe, sa kaganapan ng isang emergency sa network ng supply ng tubig;

— proteksyon ng overvoltage sa input ng frequency converter A1;

— pagbibigay ng senyas para sa pag-on at off ng pump, pati na rin para sa mga emergency mode;

— pagpainit ng control cabinet sa mga negatibong temperatura sa pump room.

Ang soft start at soft deceleration ng pump ay ginagawa gamit ang frequency converter type A1 FR-E-5.5k-540ES.

kanin. 5. Schematic diagram ng automation ng isang submersible pump na may isang aparato para sa malambot na pagsisimula at awtomatikong pagpapanatili ng presyon

Ang submersible pump motor ay konektado sa U, V at W na mga terminal ng frequency converter. Kapag pinindot ang button na СB2 Relay «Start» K1 ay isinaaktibo, na ang contact K1.1 ay nagkokonekta sa mga input STF at computer ng frequency converter, na tinitiyak ang maayos na pagsisimula ng electric pump ayon sa program na tinukoy kapag nagtatakda ng frequency converter.

Sa kaganapan ng isang fault sa frequency converter o ang pump motor circuits, ang AC converter circuit ay sarado, na tinitiyak ang operasyon ng relay K2. Pagkatapos ng actuation ng K2, ang mga contact nito K2.1, K2.2 close at contact K2.1 sa circuit K1 bubukas. Ang output ng frequency converter at relay K2 ay naka-off. Ang muling pagsasaaktibo ng circuit ay posible lamang pagkatapos na maalis ang fault at ang proteksyon ay na-reset gamit ang 8V3.1 na buton.

Pressure sensor BP1 na may analog output 4 ... 20 mA ay konektado sa analog input ng frequency converter (pins 4, 5), na nagbibigay ng negatibong feedback sa pressure stabilization system.

Ang paggana ng sistema ng pagpapapanatag ay sinisiguro ng PID controller ng frequency converter. Ang kinakailangang presyon ay itinakda ng potentiometer K1 o ng control panel ng frequency converter. Kapag natuyo na ang bomba, isara ang 7-8 ng electronic resistance relay A2 sa coil ng short-circuit relay, at ang dry-running sensor ay konektado sa mga contact nito 3-4.

Matapos ma-activate ang short-circuit relay, ang mga contact nito na K3.1 at short-circuit.2 ay sarado, bilang isang resulta kung saan ang protective relay na K2 ay isinaaktibo, na nagsisiguro na ang pump motor ay naka-off. Sa kasong ito, ang short-circuit relay ay independiyenteng pinapagana sa pamamagitan ng contact K3.1.

Sa lahat ng emergency mode, umiilaw ang HL1 lamp; ang HL2 lamp ay nag-iilaw kapag ang antas ng tubig ay hindi katanggap-tanggap na mababa (na may «dry na operasyon» ng pump) Ang pag-init ng control cabinet sa malamig na panahon ay isinasagawa sa tulong ng mga electric heater na EK1 … EK4, na nakabukas. sa pamamagitan ng contactor KM1 kapag ang thermal relay VK1. Ang proteksyon ng mga input circuit ng frequency converter mula sa short circuit at overload ay isinasagawa ng breaker QF1.

kanin. 5. Automation ng pumping unit

Gumagamit ang artikulo ng mga materyales mula sa aklat na Daineko V.A. Mga kagamitang elektrikal ng mga negosyong pang-agrikultura.

Tingnan din: Isang simpleng automated control scheme para sa dalawang waste pump