Otomatisasi pompa dan stasiun pompa
Otomasi unit pompa memungkinkan untuk meningkatkan keandalan dan kontinuitas pasokan air, mengurangi biaya tenaga kerja dan operasi, serta ukuran tangki kontrol.
Untuk otomatisasi unit pemompaan, dengan pengecualian peralatan serba guna (para kontraktor, starter magnetik, sakelar, relai perantara), perangkat kontrol dan pemantauan khusus digunakan, misalnya, relai kontrol level, relai kontrol pengisian pompa sentrifugal, relai jet, sakelar apung, sakelar level elektroda, berbagai pengukur tekanan, sensor kapasitif, dll.
Stasiun kontrol — perangkat lengkap hingga 1 kV, dirancang untuk kendali jarak jauh instalasi listrik atau bagiannya dengan fungsi kontrol, pengaturan, perlindungan, dan pensinyalan otomatis. Secara struktural, stasiun kontrol adalah balok, panel, kabinet, papan.
Unit kontrol — stasiun kontrol, yang semua elemennya dipasang pada pelat atau bingkai terpisah.
Panel kontrol — stasiun kontrol, yang semua elemennya dipasang pada papan, rel, atau elemen struktural lainnya yang dirangkai pada bingkai umum atau lembaran logam.
Panel kontrol (pelindung stasiun kontrol ShTSU) Ini adalah rakitan beberapa panel atau blok pada bingkai tiga dimensi.
Kabinet kontrol - stasiun kontrol yang dilindungi dari semua sisi sedemikian rupa sehingga ketika pintu dan penutup ditutup, akses ke bagian aktif dikecualikan.
Otomasi pompa dan stasiun pompa, sebagai suatu peraturan, bermuara pada kontrol pompa listrik submersible dari ketinggian air di tangki atau tekanan di pipa tekanan.
Mari kita lihat contoh otomatisasi unit pemompaan.
Dalam gambar. 1, dan menunjukkan skema otomasi unit pompa paling sederhana — pompa drainase 1, dan pada gbr. 1, b menunjukkan diagram rangkaian instalasi ini. Otomatisasi unit pemompaan dilakukan menggunakan sakelar level mengambang. Tombol kontrol KU memiliki dua posisi: untuk kontrol manual dan otomatis.
Beras. 1. Desain perangkat pompa drainase (a) dan sirkuit listriknya untuk otomasi (b)
Dalam gambar. Skema otomatisasi transmisi 2 untuk mengendalikan pompa submersible sesuai dengan ketinggian air di tangki menara air, diimplementasikan pada elemen kontak relai.
Beras. 2. Diagram skema otomatisasi dari pompa submersible sesuai dengan ketinggian air di menara air tangki
Mode operasi sirkuit otomasi dari pompa diatur oleh sakelar CA1. Saat Anda menyetelnya ke posisi "A" dan menghidupkan sakelar QF, tegangan diterapkan ke sirkuit kontrol.Jika level air di tangki tekanan berada di bawah elektroda level bawah sensor remote control, maka kontak SL1 dan SL2 di sirkuit terbuka, relai KV1 dimatikan, dan kontaknya di sirkuit koil dari magnetic starter KM ditutup. Dalam hal ini magnetic starter akan menyalakan motor pompa, bersamaan dengan itu lampu sinyal H akan padam L1 dan lampu H akan menyala L2. Pompa akan memasok air ke tangki di bawah tekanan.
Ketika air mengisi ruang antara elektroda level bawah SL2 dan badan sensor yang terhubung ke kabel netral, sirkuit SL2 akan tertutup, tetapi relai KV1 tidak akan menyala karena pinnya yang terhubung seri dengan SL2 terbuka.
Ketika air mencapai elektroda pada level tertinggi, sirkuit SL1 akan menutup, relai KV1 akan menyala dan, setelah membuka kontaknya di sirkuit koil starter magnet KM, akan mematikan yang terakhir, dan setelah menutup kontak penutup, itu akan diberi energi sendiri melalui rangkaian sensor SL2. Motor pompa akan mati dan lampu peringatan H akan padam. L2 dan lampu H akan menyala L1. Motor pompa akan menyala kembali saat ketinggian air turun ke posisi saat rangkaian SL2 terbuka dan relai KV1 akan dinonaktifkan.
Menyalakan pompa dalam mode apa pun hanya dimungkinkan jika sirkuit sensor lari kering DSX ditutup (SL3), yang mengontrol ketinggian air di dalam sumur.
Kerugian utama dari kontrol level adalah kerentanan elektroda sensor level untuk membeku di musim dingin, yang menyebabkan pompa tidak mati dan air meluap dari tangki. Ada kasus penghancuran menara air karena pembekuan sejumlah besar es di permukaannya.
Saat mengontrol operasi pompa dengan tekanan, pengukur tekanan kontak listrik atau sakelar tekanan dapat dipasang pada saluran tekanan di ruang pompa. Ini memfasilitasi pemeliharaan sensor dan menghilangkan paparan suhu rendah.
Dalam gambar. 3 diagram sirkuit transmisi dari kontrol instalasi pasokan air (pemompaan) menara sesuai dengan sinyal manometer kontak listrik (sesuai dengan tekanan).
Beras. 3. Diagram skematik kontrol instalasi air pada menara dengan manometer kontak listrik
Jika tidak ada air di dalam tangki, kontak pengukur tekanan СП1 (tingkat bawah) ditutup, dan kontak СП2 (tingkat atas) terbuka. Relay KV1 bekerja, menutup kontak KV1.1 dan KV1.2, akibatnya starter magnet KM menyala, yang menghubungkan pompa listrik ke jaringan tiga fase (rangkaian daya tidak ditunjukkan dalam diagram).
Pompa memasok air ke tangki, tekanan naik hingga kontak manometer ditutup, СП2 disetel ke permukaan air atas. Setelah menutup kontak СP2, relai K diaktifkan V2, yang membuka kontak KV2.2 di sirkuit koil relai KV1 dan KV2.1 di sirkuit koil starter magnet KM; motor pompa mati.
Ketika air mengalir keluar dari tangki, tekanan berkurang, СP2 terbuka, memotong KV2, tetapi pompa tidak menyala, karena pengukur tekanan bersentuhan, СP1 terbuka dan koil relai KV1 dimatikan. Pompa menyala ketika ketinggian air di dalam tangki turun sebelum kontak pengukur tekanan menutup. СП1.
Sirkuit kontrol ditenagai oleh transformator step-down 12 V, yang meningkatkan keamanan saat memperbaiki sirkuit kontrol dan pengukur tekanan kontak listrik.
Untuk memastikan pengoperasian pompa jika terjadi kegagalan fungsi pengukur tekanan kontak listrik atau sirkuit kontrol, sakelar CA1 dirancang. Saat dihidupkan, kontak kontrol KV1.2, KV2.1 dimanipulasi dan kumparan starter magnet KM langsung terhubung ke jaringan 380 V.
Dalam celah fase L1, sirkuit kontrol mencakup ROF kontak (hilangnya relai fase), yang terbuka jika fase terbuka atau mode asimetris dari jaringan pasokan. Dalam hal ini, rangkaian koil KM putus dan pompa dimatikan secara otomatis hingga kesalahan diperbaiki.
Perlindungan sirkuit daya di sirkuit ini dari kelebihan beban dan korsleting dilakukan oleh sakelar otomatis.
Dalam gambar. 4 skema transmisi untuk otomatisasi instalasi pompa air, yang berisi unit pompa listrik 7 dari tipe submersible, terletak di sumur 6. Katup periksa 5 dan pengukur aliran 4 dipasang di pipa tekanan.
Unit pompa memiliki tangki tekanan 1 (menara air atau ketel air-air) dan Sensor tekanan (atau level) 2, 3, dengan sensor 2 merespons tekanan (level) atas di dalam tangki dan sensor 3 ke tekanan (level) yang lebih rendah di dalam tangki. Stasiun pompa dikendalikan oleh unit kontrol 8.
Beras. 4. Skema otomatisasi perangkat pompa air dengan frekuensi variabel
Unit pompa dikontrol sebagai berikut. Misalkan unit pompa dimatikan dan tekanan di tangki tekanan berkurang dan menjadi lebih rendah dari Pmin... Dalam hal ini, sinyal dikirim dari sensor untuk menyalakan pompa listrik. Ini dimulai dengan meningkatkan frekuensi secara bertahap. saat ini memasok motor listrik dari unit pemompaan.
Saat kecepatan unit pompa mencapai nilai yang ditetapkan, pompa akan memasuki mode operasi. Dengan memprogram mode operasi konverter frekuensi Anda dapat memastikan intensitas kerja pompa yang diperlukan, start dan stop yang lancar.
Penggunaan penggerak listrik yang dapat disesuaikan dari pompa submersible memungkinkan penerapan sistem pasokan air aliran langsung dengan pemeliharaan tekanan otomatis di jaringan pasokan air.
Stasiun kontrol, yang memastikan kelancaran start dan stop pompa listrik, pemeliharaan otomatis tekanan dalam pipa, berisi konverter frekuensi A1, sensor tekanan BP1, relai elektronik A2, sirkuit kontrol, dan elemen tambahan yang meningkatkan keandalan peralatan elektronik (Gbr. 5 ).
Sirkuit kontrol pompa dan konverter frekuensi menyediakan fungsi berikut:
- start dan stop pompa yang lancar;
— kontrol otomatis berdasarkan level atau tekanan;
— perlindungan terhadap "kering";
— pematian otomatis pompa listrik jika mode fase tidak lengkap, penurunan tegangan yang tidak dapat diterima, jika terjadi keadaan darurat di jaringan pasokan air;
— proteksi kelebihan tegangan pada input konverter frekuensi A1;
— memberi sinyal untuk menyalakan dan mematikan pompa, serta untuk mode darurat;
— pemanasan kabinet kontrol pada suhu negatif di ruang pompa.
Soft start dan soft deselerasi pompa dilakukan menggunakan konverter frekuensi tipe A1 FR-E-5.5k-540ES.
Beras. 5. Diagram skema otomatisasi pompa submersible dengan perangkat untuk soft start dan pemeliharaan tekanan otomatis
Motor pompa submersible dihubungkan ke terminal U, V dan W dari konverter frekuensi. Ketika tombol СB2 ditekan Relai «Mulai» K1 diaktifkan, yang kontaknya K1.1 menghubungkan input STF dan komputer konverter frekuensi, memastikan start pompa listrik yang lancar sesuai dengan program yang ditentukan saat menyetel konverter frekuensi.
Jika terjadi kesalahan pada konverter frekuensi atau sirkuit motor pompa, sirkuit konverter AC ditutup, memastikan pengoperasian relai K2. Setelah K2 digerakkan, kontaknya K2.1, K2.2 ditutup dan kontak K2.1 di sirkuit K1 terbuka. Output dari konverter frekuensi dan relai K2 dimatikan. Pengaktifan kembali sirkuit hanya dimungkinkan setelah kesalahan dihilangkan dan perlindungan telah disetel ulang dengan tombol 8V3.1.
Sensor tekanan BP1 dengan output analog 4 … 20 mA terhubung ke input analog dari konverter frekuensi (pin 4, 5), memberikan umpan balik negatif dalam sistem stabilisasi tekanan.
Fungsi sistem stabilisasi dipastikan oleh pengontrol PID dari konverter frekuensi. Tekanan yang diperlukan diatur oleh potensiometer K1 atau oleh panel kontrol konverter frekuensi. Saat pompa mengering, kontak 7-8 relai resistansi elektronik A2 ditutup di koil relai hubung singkat, dan sensor lari kering dihubungkan ke kontaknya 3-4.
Setelah relai hubung singkat diaktifkan, kontaknya K3.1 dan hubung singkat.2 ditutup, akibatnya relai pelindung K2 diaktifkan, yang memastikan bahwa motor pompa dimatikan. Dalam hal ini, relai hubung singkat diberi daya secara independen melalui kontak K3.1.
Dalam semua mode darurat, lampu HL1 menyala; lampu HL2 menyala ketika ketinggian air sangat rendah (dengan «operasi kering» pompa).Pemanasan kabinet kontrol di musim dingin dilakukan dengan bantuan pemanas listrik EK1 … EK4, yang dihidupkan oleh kontaktor KM1 saat relai termal VK1. Perlindungan sirkuit input konverter frekuensi dari korsleting dan kelebihan beban dilakukan oleh pemutus QF1.
Beras. 5. Otomasi unit pemompaan
Artikel tersebut menggunakan bahan dari buku Daineko V.A. Peralatan listrik perusahaan pertanian.
Lihat juga: Skema kontrol otomatis sederhana untuk dua pompa limbah