ระบบอัตโนมัติของปั๊มและสถานีสูบน้ำ

ระบบอัตโนมัติของหน่วยสูบน้ำทำให้สามารถเพิ่มความน่าเชื่อถือและความต่อเนื่องของการจ่ายน้ำ ลดต้นทุนแรงงานและการดำเนินงาน ตลอดจนขนาดของถังควบคุม

สำหรับระบบอัตโนมัติของหน่วยสูบน้ำ ยกเว้นอุปกรณ์เอนกประสงค์ (คอนแทค, สตาร์ตเตอร์แม่เหล็ก, สวิตช์ , รีเลย์ตัวกลาง) มีการใช้อุปกรณ์ควบคุมและตรวจสอบพิเศษ เช่น รีเลย์ควบคุมระดับ, รีเลย์ควบคุมการเติมปั๊มหอยโข่ง, เจ็ทรีเลย์, สวิตช์ลูกลอย, สวิตช์ระดับอิเล็กโทรด, เกจวัดแรงดันต่างๆ, เซ็นเซอร์แบบคาปาซิทีฟ ฯลฯ

สถานีควบคุม — อุปกรณ์ที่สมบูรณ์สูงสุด 1 kV ออกแบบมาสำหรับการควบคุมระยะไกลของการติดตั้งระบบไฟฟ้าหรือชิ้นส่วนต่างๆ ด้วยประสิทธิภาพการทำงานอัตโนมัติของการควบคุม การควบคุม การป้องกัน และการส่งสัญญาณ โครงสร้างสถานีควบคุมคือบล็อก, แผง, ตู้, กระดาน

หน่วยควบคุม — สถานีควบคุมซึ่งองค์ประกอบทั้งหมดติดตั้งอยู่บนแผ่นหรือกรอบแยกต่างหาก

แผงควบคุม — สถานีควบคุม องค์ประกอบทั้งหมดติดตั้งบนกระดาน ราง หรือองค์ประกอบโครงสร้างอื่น ๆ ที่ประกอบบนโครงทั่วไปหรือแผ่นโลหะ

แผงควบคุม (ส่วนป้องกันสถานีควบคุม ShTSU) เป็นการประกอบแผงหรือบล็อกหลายอันในกรอบสามมิติ

ตู้ควบคุม - สถานีควบคุมได้รับการปกป้องจากทุกด้านในลักษณะที่เมื่อปิดประตูและฝาปิด การเข้าถึงชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้าจะถูกตัดออก

ตามกฎแล้วระบบอัตโนมัติของปั๊มและสถานีสูบน้ำนั้นขึ้นอยู่กับการควบคุมปั๊มไฟฟ้าใต้น้ำจากระดับน้ำในถังหรือแรงดันในท่อแรงดัน

ลองดูตัวอย่างระบบอัตโนมัติของหน่วยสูบน้ำ

ในรูป 1 และแสดงโครงร่างระบบอัตโนมัติของหน่วยปั๊มที่ง่ายที่สุด — ปั๊มระบายน้ำ 1 และในรูปที่ 1, b แสดงแผนภาพวงจรของการติดตั้งนี้ ระบบอัตโนมัติของหน่วยสูบน้ำดำเนินการโดยใช้สวิตช์ระดับลอย ปุ่มควบคุม KU มีสองตำแหน่ง: สำหรับการควบคุมด้วยตนเองและอัตโนมัติ

ข้าว. 1. การออกแบบอุปกรณ์สูบระบายน้ำ (ก) และวงจรไฟฟ้าสำหรับระบบอัตโนมัติ (ข)

ในรูป 2 โครงร่างระบบส่งกำลังอัตโนมัติสำหรับควบคุมปั๊มจุ่มตามระดับน้ำในถังเก็บน้ำของหอเก็บน้ำ ดำเนินการกับองค์ประกอบหน้าสัมผัสรีเลย์

ข้าว. 2. แผนผังของระบบอัตโนมัติจากปั๊มจุ่มตามระดับน้ำในถังเก็บน้ำ

โหมดการทำงานของวงจรอัตโนมัติจากปั๊มถูกกำหนดโดยสวิตช์ CA1 เมื่อคุณตั้งค่าไปที่ตำแหน่ง "A" และเปิดสวิตช์ QF แรงดันไฟฟ้าจะถูกจ่ายไปยังวงจรควบคุมหากระดับน้ำในถังแรงดันต่ำกว่าอิเล็กโทรดของเซ็นเซอร์ควบคุมระยะไกลระดับล่าง แสดงว่าหน้าสัมผัส SL1 และ SL2 ในวงจรเปิดอยู่ รีเลย์ KV1 จะปิด และหน้าสัมผัสของมันในวงจรของขดลวด ของสตาร์ทแม่เหล็ก KM ถูกปิด ในกรณีนี้แม่เหล็กสตาร์ทเตอร์จะเปิดมอเตอร์ปั๊ม ในขณะเดียวกันไฟสัญญาณ H จะดับ L1 และไฟ H จะสว่างขึ้น L2 ปั๊มจะจ่ายน้ำไปยังถังภายใต้แรงดัน

เมื่อน้ำเติมช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรดระดับล่างของ SL2 และตัวเซ็นเซอร์ที่เชื่อมต่อกับสายกลาง วงจร SL2 จะปิด แต่รีเลย์ KV1 จะไม่เปิดเนื่องจากพินในอนุกรมกับ SL2 เปิดอยู่

เมื่อน้ำถึงอิเล็กโทรดในระดับสูงสุดวงจร SL1 จะปิดรีเลย์ KV1 จะเปิดขึ้นและเมื่อเปิดหน้าสัมผัสในวงจรของขดลวดสตาร์ทแม่เหล็ก KM จะปิดหลังและหลังจากปิด หน้าสัมผัสปิดจะได้รับพลังงานเพียงอย่างเดียวผ่านวงจรเซ็นเซอร์ SL2 มอเตอร์ปั๊มจะดับและไฟเตือน H จะดับL2 และไฟ H จะติดสว่าง L1 มอเตอร์ปั๊มจะเปิดอีกครั้งเมื่อระดับน้ำลดลงถึงตำแหน่งเมื่อวงจร SL2 เปิดอยู่ และรีเลย์ KV1 จะปิดการทำงาน

การเปิดปั๊มในโหมดใดก็ได้ก็ต่อเมื่อปิดวงจรเซ็นเซอร์ DSX dry run (SL3) ซึ่งควบคุมระดับน้ำในบ่อ

ข้อเสียเปรียบหลักของการควบคุมระดับคือความไวของขั้วไฟฟ้าของเซ็นเซอร์ระดับที่จะหยุดในฤดูหนาวเนื่องจากปั๊มไม่ปิดและน้ำล้นออกจากถัง มีหลายกรณีของการทำลายอ่างเก็บน้ำเนื่องจากการแช่แข็งของน้ำแข็งจำนวนมากบนพื้นผิว

เมื่อควบคุมการทำงานของปั๊มด้วยแรงดัน สามารถติดตั้งมาตรวัดแรงดันแบบสัมผัสทางไฟฟ้าหรือสวิตช์แรงดันบนสายแรงดันในห้องสูบน้ำได้ ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษาเซ็นเซอร์และลดการสัมผัสกับอุณหภูมิต่ำ

ในรูป 3 แผนภาพวงจรการส่งสัญญาณของการควบคุมการติดตั้งน้ำประปา (สูบน้ำ) ของหอคอยตามสัญญาณของมาโนมิเตอร์แบบสัมผัสไฟฟ้า (ตามแรงดัน)

ข้าว. 3. แผนผังของการควบคุมการติดตั้งน้ำบนหอคอยด้วยมาโนมิเตอร์แบบสัมผัสทางไฟฟ้า

หากไม่มีน้ำในถัง หน้าสัมผัสของมาตรวัดความดัน СП1 (ระดับล่าง) จะปิด และหน้าสัมผัส СП2 (ระดับบน) จะเปิดอยู่ รีเลย์ KV1 ทำงานปิดหน้าสัมผัส KV1.1 และ KV1.2 ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ KM สตาร์ทเตอร์แบบแม่เหล็กเปิดขึ้นซึ่งเชื่อมต่อปั๊มไฟฟ้ากับเครือข่ายสามเฟส (วงจรไฟฟ้าไม่แสดงในแผนภาพ)

ปั๊มจ่ายน้ำเข้าถัง ความดันเพิ่มขึ้นจนกระทั่งหน้าสัมผัสมาโนมิเตอร์ปิด СП2 ตั้งไปที่ระดับน้ำบน หลังจากปิดหน้าสัมผัสСP2 รีเลย์ K จะเปิดใช้งาน V2 ซึ่งจะเปิดหน้าสัมผัส KV2.2 ในวงจรของขดลวดรีเลย์ KV1 และ KV2.1 ในวงจรของขดลวดของสตาร์ทเตอร์แม่เหล็ก KM มอเตอร์ปั๊มดับ

เมื่อน้ำไหลออกจากถัง ความดันลดลง СP2 เปิดขึ้น ตัด KV2 แต่ปั๊มไม่เปิด เนื่องจากมาตรวัดความดันสัมผัส СP1 เปิดอยู่ และคอยล์รีเลย์ KV1 ปิดอยู่ ปั๊มจะเปิดเมื่อระดับน้ำในถังลดลงก่อนที่หน้าสัมผัสมาตรวัดความดันจะปิด СП1.

วงจรควบคุมใช้พลังงานจากหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสเต็ปดาวน์ 12 V ซึ่งเพิ่มความปลอดภัยเมื่อให้บริการวงจรควบคุมและมาตรวัดแรงดันหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า

เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของปั๊มในกรณีที่มาตรวัดแรงดันสัมผัสทางไฟฟ้าหรือวงจรควบคุมทำงานผิดปกติ สวิตช์ CA1 ได้รับการออกแบบมา เมื่อเปิดอยู่ หน้าสัมผัสควบคุม KV1.2, KV2.1 จะถูกควบคุม และขดลวดของแม่เหล็กสตาร์ทเตอร์ KM จะเชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่าย 380 V

ในช่องว่างเฟส L1 วงจรควบคุมประกอบด้วยหน้าสัมผัส ROF (การสูญเสียเฟสรีเลย์) ซึ่งจะเปิดขึ้นในกรณีที่เฟสเปิดหรือโหมดอสมมาตรของเครือข่ายอุปทาน ในกรณีนี้ วงจรของขดลวด KM เสีย และปั๊มจะปิดโดยอัตโนมัติจนกว่าจะมีการแก้ไขข้อบกพร่อง

การป้องกันวงจรไฟฟ้าในวงจรนี้จากการโอเวอร์โหลดและการลัดวงจรจะดำเนินการโดยสวิตช์อัตโนมัติ

ในรูป รูปแบบการส่ง 4 สำหรับระบบอัตโนมัติของการติดตั้งเครื่องสูบน้ำซึ่งมีเครื่องสูบน้ำไฟฟ้า 7 ชนิดจุ่มอยู่ในบ่อ 6 มีการติดตั้งวาล์วตรวจสอบ 5 และเครื่องวัดอัตราการไหล 4 ในท่อแรงดัน

ชุดเครื่องสูบน้ำมีถังแรงดัน 1 (หอเก็บน้ำหรือหม้อต้มอากาศ-น้ำ) และ เซ็นเซอร์ความดัน (หรือระดับ) 2, 3 โดยเซ็นเซอร์ 2 ตอบสนองต่อแรงดันด้านบน (ระดับ) ในถังและเซ็นเซอร์ 3 ตอบสนองต่อแรงดันด้านล่าง (ระดับ) ในถัง สถานีสูบน้ำถูกควบคุมโดยชุดควบคุม 8.

ข้าว. 4. โครงการระบบอัตโนมัติของอุปกรณ์สูบน้ำที่มีความถี่ตัวแปร

ชุดปั๊มถูกควบคุมดังนี้ สมมติว่าปิดชุดปั๊มและแรงดันในถังแรงดันลดลงและต่ำกว่า Pmin... ในกรณีนี้ สัญญาณจะถูกส่งจากเซ็นเซอร์เพื่อเปิดปั๊มไฟฟ้า เริ่มโดยค่อยๆเพิ่มความถี่ กำลังจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับมอเตอร์ไฟฟ้าของหน่วยสูบน้ำ

เมื่อความเร็วของหน่วยปั๊มถึงค่าที่ตั้งไว้ ปั๊มจะเข้าสู่โหมดการทำงาน โดยการตั้งโปรแกรมโหมดการทำงาน ตัวแปลงความถี่ คุณสามารถมั่นใจได้ถึงความเข้มข้นที่จำเป็นของการทำงานของปั๊ม การเริ่มและหยุดที่ราบรื่น

การใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบปรับได้ของปั๊มจุ่มทำให้สามารถติดตั้งระบบจ่ายน้ำแบบไหลตรงพร้อมการบำรุงรักษาแรงดันอัตโนมัติในเครือข่ายการจ่ายน้ำ

สถานีควบคุมซึ่งรับประกันการเริ่มต้นและหยุดปั๊มไฟฟ้าที่ราบรื่น การบำรุงรักษาแรงดันในท่อโดยอัตโนมัติ ประกอบด้วยตัวแปลงความถี่ A1 เซ็นเซอร์แรงดัน BP1 รีเลย์อิเล็กทรอนิกส์ A2 วงจรควบคุมและองค์ประกอบเสริมที่เพิ่มความน่าเชื่อถือ ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (รูปที่ 5 )

วงจรควบคุมปั๊มและตัวแปลงความถี่มีหน้าที่ดังต่อไปนี้:

- เริ่มและหยุดปั๊มอย่างราบรื่น

— การควบคุมอัตโนมัติตามระดับหรือแรงดัน

— การป้องกัน "วิ่งแห้ง";

— ปิดเครื่องปั๊มไฟฟ้าโดยอัตโนมัติในกรณีที่โหมดเฟสไม่สมบูรณ์, แรงดันตกที่ยอมรับไม่ได้, ในกรณีฉุกเฉินในเครือข่ายน้ำประปา

— การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินที่อินพุตของตัวแปลงความถี่ A1

— สัญญาณสำหรับการเปิดและปิดปั๊ม รวมถึงโหมดฉุกเฉิน

— ความร้อนของตู้ควบคุมที่อุณหภูมิติดลบในห้องปั๊ม

การสตาร์ทแบบนุ่มนวลและการชะลอตัวของปั๊มทำได้โดยใช้ตัวแปลงความถี่ประเภท A1 FR-E-5.5k-540ES

ข้าว. 5. แผนผังของการทำงานอัตโนมัติของปั๊มจุ่มพร้อมอุปกรณ์สำหรับการสตาร์ทแบบนุ่มนวลและการบำรุงรักษาแรงดันอัตโนมัติ

มอเตอร์ปั๊มจุ่มเชื่อมต่อกับขั้ว U, V และ W ของตัวแปลงความถี่ เมื่อกดปุ่ม СB2 รีเลย์ «เริ่ม» K1 จะทำงาน ซึ่งหน้าสัมผัส K1.1 จะเชื่อมต่ออินพุต STF และคอมพิวเตอร์ของตัวแปลงความถี่ เพื่อให้แน่ใจว่าปั๊มไฟฟ้าจะเริ่มต้นอย่างราบรื่นตามโปรแกรมที่ระบุเมื่อตั้งค่าตัวแปลงความถี่

ในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดในตัวแปลงความถี่หรือวงจรมอเตอร์ปั๊ม วงจรตัวแปลง AC จะปิด เพื่อให้แน่ใจว่ารีเลย์ K2 ทำงาน หลังจากเปิดใช้งาน K2 หน้าสัมผัส K2.1, K2.2 จะปิดและหน้าสัมผัส K2.1 ในวงจร K1 จะเปิดขึ้น เอาต์พุตของตัวแปลงความถี่และรีเลย์ K2 ปิดอยู่ การเปิดใช้งานวงจรอีกครั้งทำได้เฉพาะเมื่อข้อผิดพลาดถูกลบออกและการป้องกันถูกรีเซ็ตด้วยปุ่ม 8V3.1

เซ็นเซอร์แรงดัน BP1 ที่มีเอาต์พุตแบบอะนาล็อก 4 … 20 mA เชื่อมต่อกับอินพุตแบบอะนาล็อกของตัวแปลงความถี่ (พิน 4, 5) ซึ่งให้ค่าป้อนกลับเชิงลบในระบบปรับแรงดันให้คงที่

การทำงานของระบบลดการสั่นไหวนั้นมั่นใจได้โดยตัวควบคุม PID ของตัวแปลงความถี่ แรงดันที่ต้องการถูกกำหนดโดยโพเทนชิออมิเตอร์ K1 หรือโดยแผงควบคุมของตัวแปลงความถี่ เมื่อปั๊มแห้ง หน้าสัมผัส 7-8 ของรีเลย์ความต้านทานอิเล็กทรอนิกส์ A2 ปิดในขดลวดของรีเลย์ลัดวงจร และเซ็นเซอร์การทำงานแห้งจะเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัส 3-4

หลังจากเปิดใช้งานรีเลย์ลัดวงจร หน้าสัมผัส K3.1 และการลัดวงจร 2 จะปิดลง ซึ่งเป็นผลมาจากการเปิดใช้งานรีเลย์ป้องกัน K2 ซึ่งทำให้มอเตอร์ปั๊มปิดอยู่ ในกรณีนี้ รีเลย์ลัดวงจรจะได้รับพลังงานอย่างอิสระผ่านหน้าสัมผัส K3.1

ในโหมดฉุกเฉินทั้งหมด ไฟ HL1 จะสว่างขึ้น หลอดไฟ HL2 จะสว่างขึ้นเมื่อระดับน้ำต่ำจนไม่สามารถยอมรับได้ (โดย «การทำงานแบบแห้ง» ของปั๊ม) การทำความร้อนของตู้ควบคุมในฤดูหนาวจะดำเนินการโดยใช้เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า EK1 … EK4 ซึ่งเปิดอยู่ โดยคอนแทค KM1 เมื่อรีเลย์ความร้อน VK1 การป้องกันวงจรอินพุตของตัวแปลงความถี่จากการลัดวงจรและการโอเวอร์โหลดดำเนินการโดยเบรกเกอร์ QF1

ข้าว. 5. ระบบอัตโนมัติของหน่วยสูบน้ำ

บทความนี้ใช้วัสดุจากหนังสือ Daineko V.A. อุปกรณ์ไฟฟ้าของกิจการเกษตร.

ดูสิ่งนี้ด้วย: รูปแบบการควบคุมอัตโนมัติอย่างง่ายสำหรับปั๊มเสียสองตัว