Шкаф управления насосами: виды, схемы подключения, обзор популярных моделей

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.

1 Назначение оборудования

Чтобы запустить и регулировать работу бытовой сплит-системы или оборудования вентиляционного канала, не требуется никаких устройств контроля. Простые приборы запускаются и регулируются вручную или с помощью дистанционного пульта. Но если система довольно сложная, а протяженность сетей большая и оборудование находится в труднодоступных местах, тогда обязательным является наличие щита общего управления приборами.

https://youtube.com/watch?v=gGUybyVQVOc

Вентиляционные щиты управления представляют собой панели или шкафы, которые устанавливаются на стену или пол. К основным задачам устройства относится:

1. Слежение за работой механизмов, входящих в состав вентиляционной системы.
2. Предохранение устройств от перегрева, короткого замыкания и неправильно проведенного монтажа.
3. Настройка производительности и мощности приборов.
4. Программирование работы всего оборудования или отдельных механизмов на определенный период.
5. Сопровождение регулировки соответствующей индикацией.
6. Установка нужной температуры в помещении и быстрое ее перепрограммирование.
7. Диагностирование состояния воздуховодов и фильтров.
8. Предохранение сезонных устройств от непредвиденных поломок (например, водяной калорифер может перемерзнуть в сильные морозы).

Приборы, обслуживающие оборудование для пожаротушения и отопления, также иногда устанавливаются в этих щитах. В случае возникновения аварийной ситуации вентиляционное оборудование отключается автоматически или вручную.

Типовой состав шкафа управления электрообогревом

Шкаф управления состоит из следующих основных элементов:

Вводной автомат – для включения/отключения шкафа управления от сети и защиты от токов короткого замыкания в нагрузке или внутри самого шкафа.
Автомат управления – для включения/отключения цепей управления элементов шкафа и защиты от токов короткого замыкания в цепи управления.
Дифференциальные автоматы – для отключения нагрузки (нагревательных секций) при возникновении в ней токов короткого замыкания и токов утечки. Устанавливаются на каждую линию электрообогрева.
Силовые контакторы, пускатели, реле и т.д. – для коммутации силовой нагрузки.
Лампы сигнализации «Сеть», «Обогрев», «Авария», «Перегрев» и т.д. — для индикации работы шкафа управления. Индикация «Обогрев» и «Авария» осуществляется для каждой линии электрообогрева.
Переключатели и кнопки — для выбора режима работы шкафа управления.
Терморегуляторы и микроконтроллеры – для управления работой шкафа в автоматическом режиме по заданному алгоритму.
Дополнительное оборудование.
Элементы АСУТП (ПЛК, графические панели, интерфейсные модули и т.д.) для организации дистанционного контроля и управления технологическим процессом. Данные элементы устанавливаются по согласованию с Заказчиком.

Советы профессионалов

Эффективность и безаварийность дальнейшей работы вентиляционной установки или вытяжки во многом зависят от правильности выбора шкафа управления

Поэтому приобретение столь важного и технически сложного агрегата лучше доверить профессионалам. Перед покупкой шкафа мастер осуществит полный мониторинг всех узлов вентиляционной системы и определится с наполнением шкафа. После выбора комплектации специалист произведёт тестирование установки и определит максимально возможную нагрузку на тот или иной прибор и на сеть в целом

На основании полученных данных мастер подберет оптимальную схему подключения, определится с режимом работы всех устройств с целью увеличения их коэффициента полезного действия, и лишь после этого конкретно укажет на нужное оборудование

После выбора комплектации специалист произведёт тестирование установки и определит максимально возможную нагрузку на тот или иной прибор и на сеть в целом. На основании полученных данных мастер подберет оптимальную схему подключения, определится с режимом работы всех устройств с целью увеличения их коэффициента полезного действия, и лишь после этого конкретно укажет на нужное оборудование.

При самостоятельном выборе оборудования необходимо ориентироваться на силу тока в цепи, мощность агрегатов и размер сечения проводов. Это обусловлено тем, что в случае несоответствия провода и силы тока возникает сильный перегрев клемм и контактов, что может привести к поломке и даже воспламенению оборудования. Приобретая и подключая шкаф самостоятельно, нужно помнить, что на каждый квадратный миллиметр медного провода не должно приходиться более 10 ампер, а смыкание клемм, одна из которых сделана из меди, а вторая из алюминия – недопустимо. Это может привести к гальваническому эффекту и ослабит контакт.

О том, как монтировать простой шкаф управления вентиляцией, смотрите в следующем видео.

Сферы применения шкафов управления на базе частотника

Шкаф управления с частотным (регулируемым) приводом может работать в производственных помещениях, цехах, общественных местах (помещениях), административных зданиях, развлекательных учреждениях, спортивных залах, клубах, вокзалах и прочих больших зданиях. Могут применяться в отдельных тепловых пунктах системы городского парового отопления, в системе водоснабжения больших объектов и небольших сёл, в котельных.

Шкаф управления с преобразователем частоты обладает несколькими основными функциями:

Поддерживает заданное настройками давление в системе подачи воды.
Контролирует работу системы насосов. При прекращении работы основного насоса система может переключить работу на резервный.
Контроль над попеременным включением и отключением насосов в системе, что позволяет распределить нагрузку на электродвигатели и даст время на проведение ТО.
Позволяет переходить на ручное управление насосной станцией.
Обеспечивает возможность удалённого управления насосами и подключение к пульту диспетчера.

К основным преимуществам применения шкафов управления электродвигателями на базе частотного преобразователя можно отнести:

Существенное понижение расхода электрической энергии.
Увеличение срока службы электрических двигателей, насосных узлов и систем трубопровода.
Максимально сниженный риск возникновения гидроударов в системе трубопроводов.
Облегчение работы персонала по обслуживанию насосов.
Уменьшение расходов на численность обслуживающего персонала.

Как правило, базовая комплектация такого шкафа управления содержит:

АВР. Систему аварийного переход от основного источника питания к резервному.
Частотный преобразователь. Позволяет осуществлять плавный пуск, регулирование давления, поддержание заданного давления за счёт показаний датчиков на выходе.
Программируемый контроллер управления насосной станцией.
Электромонтажные элементы, системы защиты (УЗО, автоматы отключения, и прочие).
Панель управления и выводы сигнальных ламп.
Опционально может иметь место и сетевой концентратор со стабилизатором напряжения. Он нужен для интеграции шкафа в диспетчерскую систему управления, а стабилизатор нужен для того, чтобы помехи в сети питания, которые возникают от работы частотника, не вывели из строя сетевой концентратор.

Такая комплектация, как правило, окупается в срок до двух лет. Может и раньше. Чем больше мощность насосной станции и чем больше она обслуживает площадей, тем быстрее окупается шкаф управления.

Дополнительно шкаф управления может обеспечивать:

Комплексную защиту работы и состояния электрических двигателей (за счёт контроля потребляемого тока, определения температуры обмоток), времени непрерывной работы.
Немедленный переход из автоматического режима в ручной с предоставлением полного контроля процесса работы оператору.
Управление микропроцессором, согласно данным сигналов датчиков перегрузки, давления, определения отсутствия воды в системе.
Автоматическую остановку насос, если пропала вода в системе (с выводом соответствующего сигнала на панель управления и/или передачу сигнала тревоги диспетчеру).
Остановка насосов при получении сигнала о перегреве или заклинивании крыльчатки насоса.
Также может быть остановлен при полном отсутствии сигнала (выход из строя датчика).
Остановка насосов при обнаружении короткого замыкания в обмотке или в системе питания станции.
Отключение питания двигателей, при обнаружении ошибочного подключения фаз. Система сможет автоматически включить питание, как только ошибка будет устранена.
Обеспечение автоматической взаимной подстраховки электродвигателей.
Отображение состояния каждого двигателя в системе. Сигнал может быть выведен как на панель управления, так и отправлен диспетчеру через сетевой интерфейс.
Выведение на панель управления сигнала об аварии самого частотника.
Попеременное программируемое управление двигателями, автоматическое назначение каждого из двигателей основным, по мере необходимости.
Установление запрета на пуск определённого двигателя, в работе которого обнаружена критическая ошибка (заклинивание ротора, перегрев, сильно завышенное потребление тока).
Защита корпуса по европейским стандартам безопасности (влага, температура, огонь).

Применение шкафов с частотным управлением позволило вывести системы управления насосными станциями на высокий технологичный уровень. Сегодня развитие диспетчерского управления гидронасосами позволяет десяти сотрудника диспетчерской управлять гидросистемой большого города, без ущерба качеству работы гидромагистралей и систем отопления.

Схемы подключения шкафов управления насосами

Сборка шкафа управления осуществляется в соответствии с электронно-техническими схемами, определяющими конфигурацию и функциональность щита. Наиболее простой является схема подключения одного насосного агрегата. Модели ШУН-0.18…ШУН-15 производства «Рубеж» являются типичными шкафами управления. Имеется 19 базовых исполнений с электродвигателями 0,18-110 КВт. Основные элементы:

автоматический переключатель;
источник резервного питания;
реле защиты;
контроллер;
контактор.

Щит предусматривает несколько режимов – «Автоматический», «Ручной», «Отключен».

Ручное регулирование работой насосного агрегата осуществляется с фронтальной панели, а автоматическое происходит по сигналам от реле. На панели также имеются индикаторы состояния.

Краткий обзор популярных моделей

Шкафы управления Grundfos Control MP204 рассчитаны на автоматическое функционирование и защиту одного насоса. Параметры могут настраиваться в ручном и автоматическом режиме, причем существует два пороговых значения: первое – предупреждение, второе – аварийное отключение. Журнал отключений с перечислением причин реагирования хранится в памяти.

Технические характеристики:

Напряжение – 380 В, 50 Гц
Мощность двигателей подключаемого оборудования – от 1,1 до 110 кВт
Температурный диапазон – от -30°С до +40 °С
Степень защиты: IP54

Преимуществом является возможность передачи данных CIU и регулировка параметров через Grundfos GO.

Станции управления насосными агрегатами (СУН) от компании НПО СТОИК. Предназначены для автоматического управления погружными, скважинными, дренажными насосами, способны обслуживать от 1 до 8 подключений.

Образец исполнения СУН 30 кВт в металлическом навесном корпусе с устройством плавного пуска Aucom и преобразователем частоты Delta

Технические характеристики:

Напряжение – 380 В, 50 Гц
Мощность двигателей подключаемого оборудования – от 0.75 до 220 кВт
Температурный диапазон – от -10°С до +35 °С
Степень защиты: IP54

Среди базовых функций – автоматическое включение вентиляции, если показатель температуры внутри шкафа поднимается выше нормы.

Многофункциональные шкафы марки Грантор предназначены для обслуживания циркуляционных и дренажных систем. Возможные режимы работы: циркуляция и дренаж по аналоговому датчику или по реле давления. Два варианта алгоритма работы предполагают совместное или поочередное включение насосов.

Технические характеристики:

Напряжение – 1х220 В или 3х380 В, 50 Гц
Мощность двигателей подключаемого оборудования – до 7,5 кВт на каждый двигатель
Температурный диапазон – от 0°С до +40 °С
Степень защиты: IP65

При возникновении аварийной ситуации и поломки электродвигателя насоса (по причине короткого замыкания, перегрузки, перегрева) происходит автоматическое отключение оборудования и подключение резервного варианта.

Линейки SK-712, SK-FC, SK-FFS марки Wilo предназначены для управления несколькими насосами – от 1 до 6 штук. Несколько автоматических схем упрощают работу насосных станций.

Технические характеристики:

Напряжение –380 В, 50 Гц
Мощность двигателей подключаемого оборудования – от 0,37 до 450 кВт
Температурный диапазон – от +1°С до +40 °С
Степень защиты: IP54

В процессе эксплуатации все технологические параметры отображаются на дисплее. В случае возникновения аварийной ситуации высвечивается код ошибки.

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.

Схема шкафа Овен Схема электрических соединений шкафа управления насосным оборудованием ОВЕН.

ШУН 1. Благодаря использованию фирменных частотных преобразователей ОВЕН экономия электроэнергии достигает 35%

Несколько общих важных правил:

1. Монтаж производится в зоне, защищенной от взрывов. 2. Температура и влажность в помещении должны соответствовать параметрам, обозначенным производителем (например, температура от 0ºС до +30ºС). 3. Подключение электрооборудования должно производиться лицом, имеющим специальный допуск. 4. Параметры ШУН должны совпадать с параметрами всего подключаемого оборудования. 5. Монтаж выполняется согласно принципиальным схемам, приведенным в приложении к инструкции. 6. 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.

Настенное исполнение В отличие от больших промышленных шкафов, бытовые модели компактны и легки, поэтому чаще всего они выпускаются в настенном исполнении.

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.

Техническая поддержка и сервисное обслуживание

Дополнительные функции

Современные шкафы управления насосным оборудованием могут решать также еще несколько задач:

Контролировать уровень воды в скважине или резервуаре и принимать адекватные меры в случае ее недостачи.
Фиксировать скачки давления и регулировать оптимальные параметры рабочего режима.
Включать насосы по очереди, чтобы обеспечить их равномерную загрузку.
Автоматически вводить в работу запасной агрегат при выходе из строя основного насоса. Решение о подобных действиях принимает интеллектуальная система.
Вводить автоматически в работу посредством функции плавного пуска один или несколько агрегатов в соответствии с требуемым режимом, когда при пиковых нагрузках мощности одного насоса недостаточно.
При снижении нагрузки – автоматически отключать дополнительные агрегаты.

Защитная система

Автоматическое управление вентилированием воздуха, как и любое другое, не имеет права существовать без обеспечения надлежащей безопасности. Защитные механизмы в щите могут срабатывать в случае возникновения одного из указанных обстоятельств:

Сбой в режиме работы составляющего элемента.
Выход из строя какого-либо из приборов или устройств.
Невозможность контролировать определенные параметры воздуха в помещении – при потере связи с каким-то датчиком.

Для решения указанных проблем в работе автоматического вентиляционного механизма предназначен контроллер управления. Использование контроллеров позволяет быстро реагировать на самые незначительные отклонения от нормального состояния в процессе работы каждого из устройств и, при этом, оперативно их устранять.

Таким образом, управление вентиляцией помещения, при наличии у вас специального щита, становится быстрым, простым, максимально удобным и безопасным.

Схема смешанного подключения блока автоматики и реле давления

При одновременном подключении блока управления и реле давления первым монтируют шкаф с автоматикой.

Требования безопасности, которые необходимо соблюдать при подключении исполнительного оборудования:

Перед установкой ящика нужно убедиться, что напряжение электросети и мощность двигателя соответствуют рекомендуемым ограничительным характеристикам ПЗУ (пускозащитное устройство).
При монтаже корпуса использовать предусмотренные изготовителем отверстия. Подсоединяя детали к блоку, будьте осторожны при работе с инструментом, чтобы не повредить расположенные внутри платы и датчики.
В процессе сборки электрических конструкций пользуйтесь схемами, размещенными на наклейках корпуса или в паспорте блока. Избегайте попадания в зону монтажа пластиковых или металлических предметов (стружка, изоляция, шайбы и пр.).
При необходимости подмены каких-либо деталей нужно использовать компоненты того же производителя и с теми же техническими характеристиками.

После визуального осмотра шкафа, проверки комплектности и правильности соединения узлов автоматики приступают к установке реле давления.

Схема подключение реле давления и блока автоматики.

Принцип работы и элементы системы автоматического регулирования

В случае системы автоматического регулирования наблюдение и регулирование производится автоматически при помощи заранее настроенных приборов. Аппаратура способна выполнять все действия быстрее и точнее, чем в случае ручного регулирования.

Действие системы может быть разделено на две части: система определяет изменение значения переменной процесса и затем производит корректирующее воздействие, вынуждающее переменную процесса вернуться к заданному значению.

Система автоматического регулирования содержит четыре основных элемента: первичный элемент, измерительный элемент, регулирующий элемент и конечный элемент.

Элементы системы автоматического регулирования

Первичный элемент воспринимает величину переменной процесса и превращает его в физическую величину, которое передается в измерительный элемент. Измерительный элемент преобразовывает физическое изменение, произведенное первичным элементом, в сигнал, представляющий величину переменной процесса.

Выходной сигнал от измерительного элемента посылается к регулирующему элементу. Регулирующий элемент сравнивает сигнал от измерительного элемента с опорным сигналом, который представляет собой заданное значение и вычисляет разницу между этими двумя сигналами. Затем регулирующий элемент производит корректирующий сигнал, который представляет собой разницу между действительной величиной переменной процесса и ее заданным значением.

Выходной сигнал от регулирующего элемента посылается к конечному элементу регулирования. Конечный элемент регулирования преобразовывает получаемый им сигнал в корректирующее воздействие, которое вынуждает переменную процесса возвратиться к заданному значению.

В дополнение к четырем основным элементам, системы регулирования процессами могут иметь вспомогательное оборудование, которое обеспечивает информацией о величине переменной процесса. Это оборудование может включать такие приборы как самописцы, измерители и устройства сигнализации.

Схема простой системы автоматического регулирования

Особенности конструкции и предназначение

Если рассматривать работу шкафа, который осуществляет управление разнотипным насосом, то в качестве основных задач можно выделить следующие:

Контроль функционирования электропривода насосного оборудования, а главное, что это возможно посредством перехода на ручной или автоматизированный режим управления;
Мониторинг величины давления в системе, температуры транспортируемой жидкости, а также уровня воды в скважине;
Выравнивание показателей электрических параметров (тока на клеммах электродвигателя и частоты вращения вала).

Схема шкафа для управления насосной станцией

Щит управления насосами способен организовать работу одновременно нескольких электроприводов, однако, в этом случае необходимо расширить функционал оборудования посредством добавления аппаратуры. Для того чтобы обеспечить более длительный срок эксплуатации насосной станции рекомендуется ввести периодичное включение агрегатов. Это позволит снизить интенсивность износа подвижных частей механизма.

Вне зависимости от целевого назначения (противопожарная, дренажная или водоотведения) состав оборудования системы управления разнотипного насоса будет включать в себя следующие элементы:

Металлический корпус, в котором предусмотрены элементы крепления аппаратуры (DIN-рейки) и короба для прокладки проводов. Кабели заводятся в шкаф через металлические отверстия, закрытые сальниками. Обычно они располагаются в верхней или нижней части корпуса.
Передняя панель, она же – дверь шкафа. На ней устанавливаются коммутационные элементы (кнопки запуска и остановки работы установки, а также переключатель режимов работы). Дополнительно схема управления насосом предполагает наличие индикации на передней панели, что позволит выполнять мониторинг значений основных параметров.
Узел контроля нагрузок на фазах. Его рекомендуется располагать на входе аппаратной части шкафа.
Контактор отвечает за подачу электроэнергии и отключение агрегатов от источника питания.
Предохранитель. Этот элемент обеспечивает защиту аппаратуры на случай возникновения «пробоя» или короткого замыкания.
Элементы контроля значений основных параметров – датчики, выполняющие управление разнотипным насосом по давлению и температуре. В ситуациях, когда эти величины значительно отличаются от нормального уровня, оборудование попросту не включится или, наоборот, своевременно отключится.
Блок управления насосом, куда входят различные датчики: отключения и включения насосного агрегата, а также датчик переполнения. Отличительной чертой данного узла является необходимость ввода клемм в скважину, гидробак.
Частотное автоматизированное управление насосом позволяет контролировать работу привода, а именно – вала асинхронного электродвигателя. Реализуется данная возможность посредством частотного преобразователя.

Именно такая комплектность оборудования принята за основу подавляющим большинством заводов-изготовителей. Разумеется, в зависимости от исполнения шкафа состав аппаратной части может несколько отличаться, что позволяет получить установку с дополнительными функциями и возможностями.

Что такое автоматика для скважины

Блок автоматики для погружных или поверхностных насосов — это современная электроника, которая включает в себя гидравлический аккумулятор, модули и манометр. Все они гарантируют правильную работу магистрали.

Функции автоматики на водяные насосы:

Управление. Все процессы осуществляются в автоматизированном режиме, без контроля и наблюдения.
Защита от гидравлических ударов. В магистрали создается водный запас на случай неисправности и поломки оборудования.
Электронные устройства срабатывают при отсутствии жидкой среды, отключают электрический ток.

Автоматика для насоса водоснабжения без гидроаккумулятора помогает предотвратить поломку оборудования, его преждевременный выход из строя.

Устройство автоматики для скважины.

Источник: ledsshop.ru

Техническая поддержка и сервисное обслуживание

1 Назначение оборудования

Типовой состав шкафа управления электрообогревом

Советы профессионалов

Сферы применения шкафов управления на базе частотника

Схемы подключения шкафов управления насосами

Краткий обзор популярных моделей

Особенности установки станций контроля

Техническая поддержка и сервисное обслуживание

Рекомендации по сборке ШУВ

Дополнительные функции

Защитная система

Схема смешанного подключения блока автоматики и реле давления

Принцип работы и элементы системы автоматического регулирования

Особенности конструкции и предназначение

Что такое автоматика для скважины