2 отзыва
+77273910000
Контакты
Официальный дистрибьютор INVT ELECTRIC CO., LTD
Наличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или индивидуального предпринимателя.
+7727391-00-00
INVT KAZAKHSTAN
КазахстанАлматыпр. Сейфуллина 467, офис 1050016
Карта

Автоматизированная станция управления насосами на базе специализированного ПЧ CHV160A

Автоматизированная станция управления насосами на базе специализированного ПЧ CHV160A

Особенностью систем водо- теплоснабжения зданий, районов и т. п. является неравномерность потребления воды в течение суток, недели или сезона.

Особенностью систем водо- теплоснабжения зданий, районов и т. п. является неравномерность потребления воды в течение суток, недели или сезона. 

Основной задачей системы водо- теплоснабжением является поддержание оптимального давления в магистрали разбора. 

Простейшая система – не имеющая никаких устройств регулирования давления, обеспечивает поддержание постоянного объема подачи воды, что приводит к существенному снижения давления в часы «пик» или увеличению давления в магистрали во время снижения расхода воды, при этом увеличиваются потери воды на пути к потребителю и увеличивается вероятность разрывов трубопровода. 

Системы с водонапорными башнями, поддерживающими давление, являются устаревшими и уступают по технико-экономическим показателям современным системам. 

Наиболее распространенными в России системами являются системы с регулированием расхода задвижками на выходе насоса. Такие системы имеют недостатки, главным из которых, является неэкономный расход электроэнергии и ресурса электронасосов.

Актуальность экономии электроэнергии и технический прогресс обуславливают интерес к современным решениям автоматизации систем водо- теплоснабжения. 

Требования к насосным станциям отражены в СНиП 2.04.01-91 и основными их функциями являются следующие: 



  • поддержание заданного давления в системе водоснабжения;
  • контроль питающего напряжения и восстановление работы станции после сбоев питания;
  • диагностика всех датчиков системы и гибкий алгоритм поддержания работоспособности станции при неисправности датчиков; 
  • калибровка датчиков с пульта управления;
  • защита насосов от работы при отсутствии воды;
  • функциональная диагностика работы насосов;
  • возможность передачи параметров работы станции по выделенным каналам связи на централизованный пульт управления;
  • настройка параметров работы станции с пульта управления;
  • обеспечение противопожарного режима работы станции;
  • обеспечение ручного режима работы станции при техническом обслуживании;
  • переключение насосов для равномерной выработки ресурса насосных агрегатов.

Для обеспечения всех этих функций в состав насосной станции необходимо внедрить устройство управления, например, программируемый логический контроллер (PLC). 

Существует несколько типовых решений в области автоматизации насосных станций с применением PLC. 

Способ последовательного подключения дополнительного насоса, при недостаточном давлении на выходе насосной станции, с экономической точки зрения, является самым привлекательным, т. к. это самый дешевый вариант. 

Но с технической стороны дискретное управление такого рода имеет целый ряд недостатков, основными из которых является обязательное появление гидроударов при пуске/останове насосов, а также невозможность поддерживать давление с достаточной точностью. 

Для исключения работы насосов «насухо» или перегорания обмотки при засорении крыльчатки обычно применяют дискретные датчики-реле перепада давления на входе-выходе насоса. 

Исключить гидроудары можно с помощью устройства плавного пуска (Soft Starter), но экономически это оправдано лишь при небольших мощностях насосов. Упразднить недостатки дискретного регулирования можно внедрением частотного преобразователя в состав насосной станции. 

При его применении появляется две возможности регулировать подачу воды: 


  • в соответствии с заранее составленным графиком (без обратной связи по давлению);
  • в соответствии с реальным расходом (с обратной связью по давлению или расходу воды). 

Регулирование подачи воды позволяет получить экономию электроэнергии, а также экономию воды и тепла, ресурса электронасоса. Исключение прямых пусков двигателя позволяет снизить пусковые токи в 5-6 раз, избежать гидравлических и механических ударов и избыточного давления в магистрали, увеличить срок службы двигателя, насосов и трубопроводов. 

Частотные преобразователи предназначены для плавного регулирования скорости асинхронных двигателей. 

В простейших случаях регулирование частоты и напряжения происходит в соответствии с заданной характеристикой U/f, где U – напряжение на выходе ПЧ, а f – частота этого напряжения. 

В более совершенных преобразователях реализовано так называемое векторное управление. Для регулирования скорости вращения центробежных электронасосов чаще используются специализированные для этой цели ПЧ. 

Основные возможности частотных преобразователей специализированных для работы с насосами приведены ниже: 


  • регулировка выходной частоты в пределах от 0 до 50…120 Гц. • плавный разгон и торможение двигателя (по линейному или s-образному закону), время разгона и торможения можно настраивать в пределах от 0.1 секунды до 60 минут. 
  • выбор пользователем оптимальной для данной нагрузки зависимости U/f или векторного режима управления.
  • защита преобразователя и двигателя от перегрузок по току, перегрева, замыкания фаз на землю, обрыва обратной связи, «сухого хода» и т.п. 
  • ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ. Преобразователь позволяет экономить на непроизводительных затратах энергии, кроме того он имеет функцию энергосбережения. Эта функция позволяет при выполнении той же работы экономить от 5 до 30 % электроэнергии путем поддержания двигателя в режиме оптимального КПД и Cosϕ. В режиме энергосбережения преобразователь непрерывно контролирует потребление тока, рассчитывает нагрузку и меняет выходное напряжение. Таким образом, оптимизируется потребление мощности в соответствии с нагрузкой и повышается КПД. 
  • PID-регулятор. Позволяет оптимизировать режим работы привода в замкнутой системе регулирования. Для работы в этом режиме необходим датчик обратной связи, например, датчик давления. Замкнутая по обратной связи система позволяет точно поддерживать контролируемый параметр вне зависимости от изменения других параметров. 
  • ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ РЕЗОНАНСА. Иногда при работе на определенных частотах в механической системе возникает резонанс. В этом случае преобразователь может пропускать область частот вокруг резонансной частоты. 
  • ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ОПРОКИДЫВАНИЯ. Функция предотвращения опрокидывания работает в трех режимах: при разгоне, при торможении и при работе. При разгоне, если задано слишком большое ускорение и не хватает мощности, преобразователь автоматически продлевает время разгона. При торможении функция работает аналогично. При работе эта функция позволяет в случае перегрузки вместо аварийной остановки продолжать работу на меньшей скорости. 
  • ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ. Иногда возникают задачи, в которых пуск преобразователя происходит при вращающемся роторе двигателя. В этом случае для предотвращения опрокидывания применяется функция поиска скорости. Преобразователь при пуске определяет скорость вращения нагрузки и начинает регулирование не с нуля, а с этой скорости. 
  • ВОЗМОЖНОСТЬ УПРАВЛЕНИЯ, КОНТРОЛЯ И ПАРАМЕТРИРОВАНИЯ ЧЕРЕЗ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНТЕРФЕЙС RS-485. 

Современные автоматизированные станции управления насосами предусматривают безаварийную работу насосной станции без участия человека и включают в себя сами насосы (как правило, от 2 до 4), датчики давления и шкаф управления. 

Шкаф управления состоит из силовых коммутационных аппаратов, частотного преобразователя и панели оператора, на которой отражаются текущее состояние работы насосов, давление на выходе насосной магистрали, а также зарегистрированные сбои в работе системы (если таковые случались) и их причины. 

С помощью панели оператора можно задавать требуемое давление, выводить насосы из работы (на время ремонта или профилактики), менять различные коэффициенты регулирования и корректировать алгоритм работы станции. 


Эффект от использования системы такого рода очевиден. Внедрение предлагаемой системы позволит управлять водопотреблением, держать работу системы в эффективной точке гидравлического баланса. Одновременно это может позволить сбалансировать работу двух систем - горячего и холодного водоснабжения, что обеспечивает потребителя комфортными условиями при их эксплуатации.

Оптимизация работы насосной станции обеспечивает снижение затрат на энергопотребление в среднем на 40-50%, а экономия водоотведения составляет более 20%. 

Слаженная работа всех частей насосной станции снижает затраты на техническое обслуживание оборудования в несколько раз, предотвращает возникновение аварийных ситуаций. 

При наличии функций передачи параметров и режимов работы станции можно контролировать, отслеживать, оценивать и настраивать работу системы водоснабжения на удаленном терминале. Т.е. сделать насосную станцию одним из устройств АСУТП, например, крупной котельной. 

При этом одним из самых важных устройств в составе автоматизированной насосной станции является промышленный контроллер PLC. 

Он является «мозгом» насосной станции и должен обладать хорошей производительностью и огромным запасом по надежности, т.к. выход из строя или сбой в работе PLC неизбежно приводит к остановке насосной станции. 

Отдельно нужно сказать о программном обеспечении PLC. Понятно, что для его создания необходимо привлекать высококлассных программистов. При штучном программировании контроллера стоимость программы может быть значительной, а в некоторых случаях сильно превосходить стоимость всего оборудования насосной станции. 

Поэтому ведущими компаниями по производству частотных преобразователей ведется работа по созданию устройств, которые объединили бы в себе собственно сам частотный преобразователь и устройство управления. 

Одним из производителей в преобразователей частоты является компания INVT. Недавно она выпустила новую серию преобразователей частоты CHV160A, специально предназначенной для работы в составе насосной станции на напряжение 380 В (5.5 – 350 кВт). 

Основные характеристики преобразователей частоты CHV160A приведены на сайте www.invt.kz

В состав преобразователей серии CHV160A входит встроенный контроллер, который позволяет осуществлять управление до 5-х насосных агрегатов, как с периодическим чередованием, так и с последовательным подключением насоса к встроенному ПИД- регулятору. На рисунке ниже показан пример подключения 4-х насосов к частотному преобразователю.

 

Предыдущие статьи