Назначение
Начнем с базисной основы. Для обслуживания, ремонта, монтажа или наладки оборудования необходимо понимать как алгоритм его работы, так и принцип действия. С этой целью в сопроводительную документацию изделий включаются схемы, представляющие собой чертежи, на которых отображаются условные обозначения компонентов и составных узлов устройства, а также существующие между ними связи.
Построение схем выполняется по нормам ЕСКД, которые регулирует соответствующий ГОСТ. Данные чертежи востребованы на этапе проектирования, производства, а также в процессе эксплуатации оборудования. В зависимости от назначения электрические схемы принято классифицировать по типам. Они бывают:
- Структурными. Используются для определения основных функциональных узлов устройства, отображения существующих взаимосвязей между ними и общего назначения.
- Функциональными. Содержат описание протекающих в участках цепи процессов. На этапе разработки позволяют составить аналитическую модель устройства, дающую представление о его функциональном назначении того или иного узла. В процессе эксплуатации на основании такой схемы обосновывается поведение оборудования, что существенно облегчает диагностику, отладку и ремонт.Пример функциональной схемы управления скоростью вращения двигателя асинхронного типа
- Принципиальными. Отображают элементную базу и связь всех компонентов между собой. Именно принципиальные схемы являются базисной основой для процесса разработки электрооборудования. Пример такой схемы показан ниже.Схема управления реверсом двигателя асинхронного типа
- Монтажными. Указывают геометрическое положение всех компонентов узла, а также отображают соединения между ними, выполненные связующими элементами. На основе схем данного типа производится сборка электрооборудования или его составных узлов. Рисунок ниже демонстрирует пример монтажной схемы запуска двигателя под управлением реверсивного магнитного пускателя, позволяющей наглядно представить подключение кнопочного поста.Управление реверсом (красным выделен кнопочный пост и магнитные пускатели)
- Схемами подключений, отображающих подключение внешних устройств.
- Схемами расположений, в отличие от монтажных показывают только положение элементов узла без отображения связей.
- Общими, этот тип схем позволяет получить наглядное представление об узлах и связях между всеми элементами, что облегчает понимание устройства сложного объекта.
Подведем итог, без перечисленных выше схем, не только невозможно создать качественное и надежное оборудование, но и затруднительно организовать его квалифицированное обслуживание.
Как выбрать шкаф управления насосами
Подавляющее большинство современных отечественных и зарубежных фирм-производителей выпускает полностью готовое к эксплуатации оборудование
Для того чтобы не ошибиться при покупке шкафа управления насосами, необходимо обратить внимание на следующие параметры:
- Год выпуска. В идеале он должен совпадать с датой производства подключаемого оборудования.
- Параметры и количество поддерживаемых агрегатов. В этом случае необходимо учитывать мощность прибора, ток и рабочее напряжение двигателя.
- Тип управления. Оно может быть ручным, автоматическим и дистанционным.
- Условия эксплуатации. Сюда относятся такие важные показатели, как температура и влажность воздуха.
Кроме того, покупая ШУН, уделите внимание его рабочим показателям, качеству сборки и совместимости с подключаемыми насосами. Соблюдение этих простых правил поможет вам избежать ошибки и приобрести долговечное и производительное оборудование. Соблюдение этих простых правил поможет вам избежать ошибки и приобрести долговечное и производительное оборудование
Соблюдение этих простых правил поможет вам избежать ошибки и приобрести долговечное и производительное оборудование
Соблюдение этих простых правил поможет вам избежать ошибки и приобрести долговечное и производительное оборудование.
Шкаф управления одним насосом (ШУН-1)
Самыми простыми шкафами управления являются шкафы управления одним насосом (ШУН-1). Для его работы достаточно установить один управляющий элемент — контактор, софтстартер или преобразователь частоты. Логика работы самая простая — включить/отключить насос по сигналу или с кнопок «Пуск», «Стоп». ШУН-1 целесообразно использовать в бытовых системах водоснабжения, в системах откачивания жидкости, орошения, циркуляции и т.д.
| Шкаф управления 1 насосом 75 кВт с преобразователем частоты ATV 630 на базе оборудования Schneider Electric | Шкаф управления 1 насосом 30 кВт (плавный пуск) на базе устройства плавного пуска PSR, оборудование Schneider Electric | Шкаф управления 1 насосом 4 кВт с преобразователем частоты ATV 212 на базе оборудования Schneider Electric |
Шкафы управления несколькими насосами (ШУН-2, ШУН-3, ШУН-4)
Если же требуется более сложная логика работы, или резервирование по насосам — используют шкафы управления одновременно 2-,3-,4 и более насосами (обычно они называются просто, ШУН-2, ШУН-3, ШУН-4).
Такие системы обычно используются в шкафах управления циркуляционными насосами, скважинными (погружными) насосами в системах водоснабжения и водоотведения. Но наиболее частое применение шкафов управления несколькими насосами можно встретить в системах канализации жилых домов (шкафы управления КНС), очистных сооружений или ливневых канализаций, где необходимо обеспечить откачивание жидкости для недопущения подъема уровня выше определенного.
| Шкаф управления КНС с АВР, 2 насоса (плавный пуск), контроллер Siemens Simatic S7-1200 на базе оборудования АВВ | Шкаф управления 2 насосами с контроллером Segnetics на базе оборудования Schneider Electric | ШУДН — 2, 18,5 кВт, 2 насоса (плавный пуск), контроллер Modicon М172, на базе оборудования АВВ и Schneider Electric |
По умолчанию в шкафах управления несколькими насосами нашего производства реализована схема каскадного запуска, где все насосы являются рабочими. Принцип работы такого запуска достаточно прост: по заданному алгоритму шкаф управления при необходимости меняет ведущий насос, во время эксплуатации насчитывается время наработки каждого насоса. Насос с наибольшим временем наработки всегда отключается первым, с наименьшей — всегда первым включается. При возникновении неисправности ведущего насоса идет переключение на резервный. Как и ШУН — 1 шкафы управления несколькими насосами имеют автоматический и ручной режим работы.
В автоматическом режиме сигналы на запуск и остановку поступают от внешних устройств контроля уровня (см. схему).
Управление 1 насосом
| |
Управление 2 насосами
| |
Управление 3 насосами
|
Компоновка распределительного щита
Я уже подробно рассматривал основные принципы компоновки при проектировании и сборке распределительных щитов. В рассматриваемом электрощите принята компоновка (т.е. расположение устройств внутри самого электрощита) в ряд по группам.
Ввод
На первой DIN-рейке на вводе распределительного щита установлен выключатель нагрузки и реле контроля напряжения.
Выключатель нагрузки позволяет при необходимости полностью обесточить весь электрический щит для проведения работ по ремонту или обслуживанию как распределительного щита, так и всей квартирной электропроводки в целом.
Реле контроля напряжения ZUBR обеспечивает защиту домашней электросети от скачков и перепадов напряжения в питающей сети, а также защиту от обрыва нуля.
Позже, по мере финансовых возможностей и покупке оборудования для слаботочной сети, заказчик добавит сюда как автоматический выключатель для слаботочного щита, так и другие устройства, которые пока только обдумываются.
Кухня
На второй DIN-рейке установлено групповое УЗО кухни, а после него автоматические выключатели для потребителей кухни:
— электро-духовка;
— розетки кухни;
— кондиционер кухни.
Розетки комнат
На третьей DIN-рейке смонтировано групповое УЗО розеточных групп, далее автоматические выключатели по комнатам:
— розетки комнат;
— два кондиционера;
— освещение квартиры.
Параметры, на основании которых делается выбор
Щит автоматического управления разнотипными насосами подбирается, исходя из тех задач, которые планируется решать с помощью оборудования данного вида. Но кроме целевого назначения ШУ важны и прочие критерии:
Количество подключаемых насосов; Удавления, при котором будет выполняться включение и отключение установки; Присутствие щадящих условий для работы электродвигателя («плавный пуск» и остановка); Щит автоматического управления разнотипными насосами должен быть оснащен элементами защиты от перегрузок и короткого замыкания; Электрические параметры (напряжение питания, частота), причем важно обратить внимание на диапазон значений допустимых колебаний; Способ запуска (прямой в этом случае не указывается); Количество вводов; Мощность двигателей агрегатов. Сложность такого оборудования определяется количеством подключаемых насосов. Мощность двигателей может очень сильно варьироваться: начиная от 0,75 кВт и заканчивая 315 кВт
А шкафы автоматического управления разнотипными насосами с частотными преобразователями должны обеспечивать бесперебойную попеременную работу агрегатов, чтобы давление в системе поддерживалось на достаточном уровне
Мощность двигателей может очень сильно варьироваться: начиная от 0,75 кВт и заканчивая 315 кВт. А шкафы автоматического управления разнотипными насосами с частотными преобразователями должны обеспечивать бесперебойную попеременную работу агрегатов, чтобы давление в системе поддерживалось на достаточном уровне
Сложность такого оборудования определяется количеством подключаемых насосов. Мощность двигателей может очень сильно варьироваться: начиная от 0,75 кВт и заканчивая 315 кВт. А шкафы автоматического управления разнотипными насосами с частотными преобразователями должны обеспечивать бесперебойную попеременную работу агрегатов, чтобы давление в системе поддерживалось на достаточном уровне.
Сравнение характеристик моделей Грандфос и «Малыш»
Стоимость подобного оборудования, равно как и прочей техники, зависит от сложности конструкции, количества функций и возможностей, что напрямую определяется составом аппаратуры. ШУ для контроля работы насосных станций обойдутся заметно дороже, чем блок автоматики одним насосом.
Смотрим видео, преимущества продукции Grundfos:
Модель ШУ Грантор
Например, исполнение, предназначенное для подключения 1 насоса. Эта модель однофазная, конструкцией предусмотрен пусковой конденсатор и поплавковый выключатель. Степень защиты корпуса IP54. Цена этого ШУ – 16 300 руб. Более дорогостоящие шкафы управления насосами Grundfos, предлагаемые за 450 000 руб., созданы для подключения трех агрегатов.
Степень защиты IP54. Есть исполнения и для установки на улице (IP55). Для сравнения, блок автоматики для подключения насоса марки Малыш обойдется всего в 1 000 руб. Несмотря на низкую стоимость такой аппарат весьма функционален для ряда своих задач. Работает при мощности 1,5 кВт и токе нагрузки 10 А. Производительность 100 л/мин.
Монтажные работы
Подключение этого вида оборудования должно выполняться работниками со специальным допуском к электроустановкам. Для удобства монтажа в шкафу предусмотрены отверстия на верхней или нижней панели, что определяется схемой подключения, особенностями обслуживаемой системы и конфигурацией объекта, где будет устанавливаться оборудование.
Таким образом, принцип, по которому осуществляется управление электрическим насосом марки Малыш и группы насосных агрегатов, сходен и заключается в реагировании оборудования на изменение значений основных рабочих параметров (давление и температура, электрические параметры). Чем больше можно подключить насосов, тем более дорогостоящим будет ШУ.
Шкаф управления скважинным насосом
Водоснабжение загородного дома или дачи может обеспечиваться различными способами. Но если нет возможности подключиться к центральному водопроводу, то наиболее верное решение — это водозабор из колодца или скважины, глубина которой может достигать нескольких десятков метров.
И чтобы вода из нее поступала в трубы необходима установка специального водоподъемного механизм. Установка шкафа управления скважинным насосом (ШУСН) позволит получить бесперебойную подачу чистой питьевой воды круглый год.
Главные задачи шкафов управления скважинными насосами заключается в:
— защите насосов от нежелательных факторов, способных вывести его из строя, а именно от:
1. перепадов напряжения; 2. перегрузки по току; 3. перегрева; 4. от снижения числа оборотов; 5. от сухого хода; 6. обеспечение плавного пуска (для защиты от пусковых токов и гидравлических ударов).
— осуществлении автоматического пуска и останова электродвигателя насосов при определенном уровне воды;
— контроле основных параметров системы, таких как напряжение в сети, мощность насоса, расход электроэнергии, частота вращения ротора электродвигателя насоса и время его работы.
Основные схемы управления работой ШУДН
К шкафу управления скважинными насосами, как и в шкафах ШУДН, возможно подключение одного или нескольких насосов (основной и резервный). Существует две основные схемы управления работой скважинных насосов:
— по давлению в трубопроводе. В данном случае реле устанавливается на трубопроводе у гидроаккумулятора (мембранного бака). Гидроаккумулятор предназначен для поддержания определенного давления в системе при выключенном насосе и защиты от гидроударов. На реле давления выставляются два параметра:
1. Pmin — минимальная величина давления при которой замыкаются контакты реле, происходит запуск насоса и заполняет мембранный бак водой.
2. Pmax — максимальная величина давления, при достижении которой происходит размыкание контактов реле и работа насоса приостанавливается.
— по уровню воды в резервуаре. В автоматическом режиме включение/выключение насосов, подключение резервных и отключение лишних насосов происходит с помощью установленных датчиков (поплавков, электродных, ультразвуковых или лазерных). Количество датчиков зависит от количества подключенных к ШУСН насосов и глубины скважины.
Стандартная комплектация шкафов управления скважинными насосами
1. металлический корпус с лицевой панелью, на которой располагаются световые индикаторы и пусковые кнопки; 2. блок управления ШУСН; 3. защитная аппаратура насосных агрегатов; 4. коммутационная аппаратура; 5. система управления и индикации.
Дополнительные опции к стандартной комплектации ШУСН
1. система АВР (автоматического ввода резерва) устанавливается для обеспечения бесперебойной работы насосной станции; 2. дополнительное утепление и повышенная степень защиты корпуса особенно актуально для ШУСН установленных на улице. Способствуют дополнительной защитой оборудования от низких температур и повышенной влажности. 3. система плавного пуска обеспечивает защиту двигателя от резкого старта; 4. диспетчеризация ШУСН позволяет управлять станцией на расстоянии при помощи радиомодема, сети Интернет или GPRS; 5. установка световой сигнализации и сирены.
Инструкция: elektro-portal.com/article/show/shkaf-upravleniya-skvagin-nasos
Особенности установки станций контроля
Все без исключения исполнения ШУН являются сложными устройствами, работающими от электрической сети, а это значит, что устанавливать, вводить в эксплуатацию, обслуживать и ремонтировать оборудование необходимо согласно инструкции производителя. Правила, изложенные в инструкциях различных моделей, могут отличаться, так как конструкции механизмов и технические характеристики также различны.
Несколько общих важных правил:
- Монтаж производится в зоне, защищенной от взрывов.
- Температура и влажность в помещении должны соответствовать параметрам, обозначенным производителем (например, температура от 0ºС до +30ºС).
- Подключение электрооборудования должно производиться лицом, имеющим специальный допуск.
- Параметры ШУН должны совпадать с параметрами всего подключаемого оборудования.
- Монтаж выполняется согласно принципиальным схемам, приведенным в приложении к инструкции.
- Сечение кабеля должно совпадать с данными, указанными в инструкции.
Бытовые станции управления, расположенные в частном секторе, подчиняются тем же требованиям, что и производственные пункты контроля. Их необходимо установить в сухом и теплом месте, удобном для обслуживания. Это может быть цокольный этаж, специально отведенное помещение, пристройка к дому или защищенная подсобка.
Подключение следует производить после того, как полностью установлена система водоснабжения, подведен напорный трубопровод, проложены кабели, собраны узлы, проведена изоляция всех электрических элементов. Подключив ШУН, следует проверить его работу и в ручном, и в автоматическом режиме.
Зачем нужен контрольно-распределительный блок
Контрольно-распределительный блок, что понятно из его названия, решает две задачи:
- контролирует объемы воздуха, который подается в систему;
- регулирует параметры включения двигателя компрессорной установки, его стабильной работы.
Визуально блок с регулятором похож на вентиль, открывающий или перекрывающий отверстие входа в трубу до заданных отметок. Это позволяет регулировать объемы поступления воздуха внутрь системы, параметры давления. Вентиль вращают в левую и правую сторону, изменяя таким образом подачу воздушных масс.
Вес блока составляет от 250 до 350 г с учетом модели оборудования. Стоит устройство недорого, а его роль в работе компрессора неоценима
Поэтому качеству, состоянию блока необходимо уделять особое внимание
Пример состава шкафа управления
| Наименование | Тип ИЕК | Кол-во |
|---|---|---|
| бокс | ЩМП3-0 IP54 | 1 шт |
| вводной автомат | ВА47-29 3п 32А | 1 шт |
| вводной автомат | ВА47-29 1п 6А | 1 шт |
| вводной автомат | ВА47-29 1п ххА | 6 шт |
| автомат дифференциальный | АД14 4Р 16А 30мА | 2 шт |
| контактор модульный | КМхх-40 | 1 шт |
| реле промежуточное | РЭК-78/3 5А 230В | 4 шт |
| разъем для реле | РРМ78/3 | 4 шт |
| Переключатель | XB7 ND-33 3 пол. | 1 шт |
| Лампа сигнальная | AD-22DS(зел.) | 2 шт |
| Лампа сигнальная | AD-22DS(красн.) | 2 шт |
| клеммник | ЗНИ-6 серый | 3 шт |
| клеммник | ЗНИ-6 синий | 1 шт |
| клеммник | ЗНИ-6 желто-зел. | 1 шт |
| клеммник | ЗНИ-4 серый | 9 шт |
| клеммник | ЗНИ-4 синий | 6 шт |
| клеммник | ЗНИ-4 желто-зел. | 7 шт |
| кабель-канал перфорированный | 40х40х2000 | 0,66 |
| Провод | ПВ3х1.5 | 3 шт |
| Провод | ПВ3х1 | 5 шт |
| Провод | ПВ3х0.5 | 60 шт |
| наконечник | E1508 | 1 шт |
| наконечник | E1008 | 1 шт |
| наконечник | Е7508 1уп=100шт | 1 шт |
| ограничитель на Din-рейку | металл | 8 шт |
| din-рейка | L=300мм | 3 шт |
| маркер кабельный | МКН (комплект 0-9) 2,5мм2 | 1 шт |
| наклейка | 6 шт | |
| сальник | PG-21 | 3 шт |
| терморегулятор | ТРМ1-Щ1.У.Р | 1 шт |
Соответствие шкафов требованиям технического регламента пожарной безопасности
В шкафах управления «МЕГАТРОН» для насосов систем водяного пожаротушения реализованы условия технического регламента о требованиях пожарной безопасности (Федеральный закон от 22.07.2008 №123-Ф3, ГОСТ Р 53325-2012):
- контроль цепей управления на короткое замыкание и обрыв, контроль силовых линий связи с электродвигателем. При обнаружении КЗ или обрыва одного из этих устройств загорается индикация «Общая неисправность», сопровождающаяся звуковой сигнализацией, происходит перекидывание контактов диспетчеризации общей неисправности;
- защита органов управления от несанкционированного доступа;
- все аварийные состояния и сигналы сопровождаются звуковой сигнализацией.
Критерии правильного выбора шкафа
Поскольку в системах водоснабжения, пожаротушения и других часто встречаются требования по синхронному подключению нескольких устройств, то для решения этой задачи потребуется ШУН. При его приобретении необходимо учитывать, как уровень качества изделия, так и рабочие показатели нагрузок, на которые оно рассчитано.
Но выбрать щит для управления дренажными насосами с хорошей комплектацией – это не все
Важно чтобы система управления была совместима с обслуживаемым оборудованием. Например, если предстоит использование шкафа управления КНС в комплексе с насосами нового поколения, то нужно остановиться на современной модели
Обычно систему выбирают таким образом, что ее год изготовления был таким же, как и у оборудования.
Чтобы добиться эффективной работы, быстрой окупаемости и длительного срока службы шкафа управления пожарными насосами необходимо приобретать его в соответствии со схемой гидравлической системы. При грамотном решении этой задачи можно достичь не только высокой надежности, но и ресурсосбережения.
Комплектующие для шкафа управления КНС должны подбираться с учетом имеющегося насосного оснащения.
Щит управления КНС
Для бесперебойной работы системы будут необходимы:
- Датчики давления;
- Преобразователи;
- Электромагнитные пускатели;
- Сетевые дросселя;
- Контроллеры.
Кроме качественных показателей покупатели часто обращают внимание и на стоимость оборудования
Здесь важно не стараться выбрать самую дешевую модель ШУН шкафа управления насосами. Так как такие устройства обычно не отличаются высокой надежностью и на рассчитаны на длительные сроки эксплуатации
Так как такие устройства обычно не отличаются высокой надежностью и на рассчитаны на длительные сроки эксплуатации.
Обзор популярных моделей
Среди представленных на отечественном рынке ШУН есть бренды уже успевшие зарекомендовать себя с лучшей стороны. К таким изделиям относится ШУН Grundfos. Оборудование этого производителя предназначено для управления работой дренажных и фекальных насосов следующих видов:
- SEG;
- SEV;
- AP.
При этом шкафу отводится роль коммутирующего устройства. Он при помощи кабелей соединяет насос с системой и поплавками. Шкафы управления дренажными насосами марки Grundfos могут подключаться к сети на 220В и 380В. Если в маркировке, выбранной вами модели, присутствует латинская буква D – это означает, что изделие предназначено для управления 2 насосами.
Модель Grundfos
Модельный ряд продукции Грундфос представлен достаточно широко. В него входят ШУН отличающиеся комплектацией и техническими характеристиками. Однако все они способны выполнять следующие функции:
- Управление насосом;
- Автоматический запуск при длительном простое;
- Контроль уровня жидкости с выводом данных на панель индикации;
- Регулировку.
Эксплуатация шкафов управления насосом входящих в ОКОФ возможна при температуре от минус 20 до плюс 40°C.
Большинство моделей Грундфос оснащены блоком электронной защиты двигателя от:
- Сухого хода;
- Падения напряжения;
- Отсутствия фазы.
Не менее популярной маркой являются и шкафы КНС Alpha Control KNS. Они предназначены для организации работы канализационных станций и обеспечивают автоматическое управление их оборудованием. Шкафы этой марки защищают насосы от факторов, приводящих к выходу из строя и способны управлять любыми моделями агрегатов.
Благодаря использованию такого оборудования можно добиться равномерной выработки ресурса насосов. Базовая схема ШУН позволяет управлять двумя и более приборами по принципу основного и резервного.
Заключение
Анализируя изложенную выше информацию можно сделать вывод, что использование ШУН позволяет не только добиться эффективной работы оборудования, но и сэкономить электроэнергию. Поэтому они находят широкое применение в различных сферах деятельности человека.
Принцип действия и основной функционал щитов управления насосами (ЩУН)
На объектах, требующих постоянного и бесперебойного водоснабжения, аварийная остановка насосного оборудования является нежелательным, а часто– недопустимым, сценарием. Поэтому для насосных групп ответственного назначения оптимальным решением является установка шкафов автоматического управления, которые решают ряд важных задач:
- Основная функция шкафовс различными схемамиавтоматики управления– организация работы дренажных, поверхностных, погружных, циркуляционных (сетевых), пожарных насосов.
- Защита двигателей от режимов перегруза, короткого замыкания, сухого хода, прекращения или резкого ухудшения качества электропитания.
- Для моделей, в которых предусмотрена функция частотного регулирования,– поддержание постоянных величин подачи и напора для создания требуемого режима. Для каждой группы агрегатовпредусмотрен отдельный регулятор. Преимуществом установки системы частотного регулирования является экономия электроэнергии, поскольку в ситуациях, когда не требуется работа оборудования на полной мощности, происходит автоматическое снижение загрузки.
- Регистрация сбоев, а во время аварийной ситуации – срабатывание звукового и светового сигналов.
Техническая поддержка и сервисное обслуживание
Некоторые компании по производству шкафов управления заявляют, что технического обслуживания не требуется. Это действительно так, однако необходима регулярная проверка блока управления эксплуатирующей организацией. Существует периодичность, установленная производителем, и для правильной работы всех устройств ее необходимо придерживаться в обязательном порядке.
Перед осмотром или заменой каких-либо деталей необходимо отключить напряжение и заблокировать оборудование от повторного включения. Самостоятельно можно проверить надежность соединений. Список потенциальных неисправностей, как и возможные способы их устранения, обычно также указывается производителем.
Шкаф управления скважинным или погружным насосом с частотным преобразователем для применения в производственных котельных, коммунальных службах или частных домах, выполненный на заказ по индивидуальному ТЗ
Например, простейшая неисправность – не загорается лампочка, сигнализирующая о подключении системы к электрическому кабелю. Возможны три причины: отсутствует напряжение в сети, сломался автоматический выключатель или перегорела лампа. Соответственно, решением проблемы будет подача напряжения, замена выключателя или лампы.
Если возникла неисправность, которую самостоятельно не устранить, необходимо обратиться к специалистам в сервисный центр.
