אוטומציה של משאבות ותחנות שאיבה

אוטומציה של יחידות שאיבה מאפשרת להגדיל את האמינות והרציפות של אספקת המים, להפחית את עלויות העבודה והתפעול, כמו גם את גודל מיכלי הבקרה.

לאוטומציה של יחידות שאיבה, למעט ציוד לשימוש כללי (מגעים, סטרטרים מגנטיים, מתגים, ממסרי ביניים), נעשה שימוש בהתקני בקרה וניטור מיוחדים, למשל, ממסר בקרת רמות, ממסרי בקרת מילוי משאבה צנטריפוגלית, ממסר סילון, מתגי ציפה, מתגי מפלס אלקטרודות, מדי לחץ שונים, חיישנים קיבוליים וכו'.

תחנת בקרה - מכשיר שלם עד 1 קילו וולט, המיועד לשליטה מרחוק של מתקנים חשמליים או חלקיהם עם ביצועים אוטומטיים של פונקציות בקרה, ויסות, הגנה ואיתות. מבחינה מבנית, תחנת הבקרה היא בלוק, פאנל, ארון, לוח.

יחידת בקרה - תחנת בקרה, שכל האלמנטים שלה מותקנים על צלחת או מסגרת נפרדת.

לוח בקרה - תחנת בקרה, שכל האלמנטים שלה מותקנים על לוחות, מסילות או אלמנטים מבניים אחרים המורכבים על מסגרת משותפת או יריעת מתכת.

לוח בקרה (מגן תחנת בקרה של ShTSU) זהו מכלול של מספר לוחות או בלוקים על מסגרת תלת מימדית.

ארון בקרה - עמדת בקרה מוגנת מכל הצדדים באופן שכאשר דלתות ומכסים סגורים, לא נכללת גישה לחלקים חיים.

אוטומציה של משאבות ותחנות שאיבה, ככלל, מסתכמת בשליטה על המשאבה החשמלית הטבולה ממפלס המים במיכל או מהלחץ בצינור הלחץ.

בואו נסתכל על דוגמאות של אוטומציה של יחידות שאיבה.

באיור. 1, ומראה תוכנית אוטומציה של יחידת המשאבה הפשוטה ביותר - משאבת ניקוז 1, ובאיור. 1, b מציג את דיאגרמת המעגל של התקנה זו. אוטומציה של יחידת השאיבה מתבצעת באמצעות מתג מפלס צף. למפתח הבקרה של KU יש שני מצבים: לשליטה ידנית ואוטומטית.

אורז. 1. עיצוב התקן שאיבת הניקוז (א) והמעגל החשמלי שלו לאוטומציה (ב)

באיור. ערכת אוטומציה של 2 תיבת הילוכים לשליטה במשאבה טבולה לפי מפלס המים במיכל של מגדל מים, מיושמת על רכיבי מגע ממסר.

אורז. 2. תרשים סכמטי של אוטומציה ממשאבה טבולה לפי מפלס המים במגדל מיכל מיכל

מצב הפעולה של מעגל האוטומציה מהמשאבה נקבע על ידי מתג CA1. כאשר אתה מכוון אותו למצב "A" ומפעיל את מתג QF, מתח מופעל על מעגל הבקרה.אם מפלס המים במיכל הלחץ נמצא מתחת לאלקטרודה של המפלס התחתון של חיישן השלט הרחוק, אז המגעים SL1 ו-SL2 במעגל פתוחים, הממסר KV1 כבוי והמגעים שלו במעגל הסליל של המתנע המגנטי KM סגורים. במקרה זה, המתנע המגנטי יפעיל את מנוע המשאבה, במקביל מנורת האות H תכבה L1 והמנורה H תדלק L2. המשאבה תספק מים למיכל בלחץ.

כאשר מים ממלאים את החלל בין האלקטרודה המפלס התחתון של SL2 לבין גוף החיישן המחובר לחוט הנייטרלי, מעגל ה-SL2 ייסגר, אך ממסר KV1 לא יידלק כי הפינים שלו בסדרה עם SL2 פתוחים.

כאשר המים מגיעים לאלקטרודה ברמה הגבוהה ביותר, מעגל SL1 ייסגר, ממסר KV1 יידלק ולאחר שפתח את המגעים שלו במעגל הסליל של המתנע המגנטי KM, יכבה את האחרון, ולאחר סגירה המגעים הסוגרים, הוא יופעל לבד דרך מעגל החיישן SL2. מנוע המשאבה יכבה ונורת האזהרה H תכבה.L2 והמנורה H תידלק L1. מנוע המשאבה יופעל שוב כאשר מפלס המים יירד למצב שבו מעגל SL2 פתוח והממסר KV1 יושבת.

הפעלת המשאבה בכל מצב אפשרית רק אם מעגל חיישן ההפעלה היבשה של DSX סגור (SL3), השולט על מפלס המים בבאר.

החיסרון העיקרי של בקרת המפלס הוא הרגישות של האלקטרודות של חיישני המפלס לקפוא בחורף, עקב כך המשאבה אינה נכבית והמים עולים על גדותיהם מהמיכל. ישנם מקרים של הרס של מגדלי מים עקב הקפאת מסה גדולה של קרח על פניהם.

בעת שליטה על פעולת המשאבה בלחץ, ניתן להתקין מד לחץ מגע חשמלי או מתג לחץ על קו הלחץ בחדר המשאבות. זה מקל על תחזוקת החיישן ומבטל חשיפה לטמפרטורות נמוכות.

באיור. דיאגרמת מעגל 3 שידורים של בקרת התקנת אספקת מים (שאיבה) של מגדל לפי האותות של מנומטר מגע חשמלי (בהתאם ללחץ).

אורז. 3. תרשים סכמטי של בקרת מתקן מים על מגדל ע"י מנומטר מגע חשמלי

אם אין מים במיכל, המגע של מד הלחץ СП1 (מפלס תחתון) סגור, והמגע СП2 (מפלס עליון) פתוח. ממסר KV1 עובד, סוגר את המגעים KV1.1 ו- KV1.2, וכתוצאה מכך נדלק המתנע המגנטי KM, המחבר את המשאבה החשמלית לרשת תלת פאזית (מעגלי חשמל אינם מוצגים בתרשים).

המשאבה מספקת מים למיכל, הלחץ עולה עד שמגע המנומטר נסגר, СП2 מוגדר למפלס המים העליון. לאחר סגירת המגע СP2, ממסר K מופעל V2, אשר פותח את המגעים KV2.2 במעגל הסליל של הממסר KV1 ו- KV2.1 במעגל הסליל של המתנע המגנטי KM; מנוע המשאבה נכבה.

כאשר מים זורמים מהמיכל, הלחץ יורד, СP2 נפתח, מנתק את KV2, אך המשאבה לא נדלקת, מכיוון שמד הלחץ נמצא במגע, СP1 פתוח וסליל הממסר KV1 כבוי. המשאבה מופעלת כאשר מפלס המים במיכל יורד לפני שמגע מד הלחץ נסגר. СП1.

מעגלי הבקרה מופעלים על ידי שנאי 12 וולט מטה, מה שמגביר את הבטיחות בעת שירות למעגל הבקרה ומד לחץ המגע החשמלי.

כדי להבטיח את פעולת המשאבה במקרה של תקלה במד לחץ המגע החשמלי או במעגל הבקרה, מתוכנן מתג CA1. כאשר הוא מופעל, מגעי הבקרה KV1.2, KV2.1 עוברים מניפולציה והסליל של המתנע המגנטי KM מחובר ישירות לרשת 380 V.

בפער הפאזה L1, מעגל הבקרה כולל מגע ROF (אובדן פאזה ממסר), הנפתח במקרה של פאזה פתוחה או מצב א-סימטרי של רשת האספקה. במקרה זה, המעגל של סליל KM נשבר והמשאבה כבויה אוטומטית עד לתיקון התקלה.

ההגנה על מעגלי החשמל במעגל זה מעומס יתר וקצר חשמלי מתבצעת על ידי מתג אוטומטי.

באיור. 4 ערכת שידור לאוטומציה של מתקן שאיבת מים, המכילה יחידת משאבה חשמלית 7 מסוג צוללת, הממוקמת בבאר 6. שסתום סימון 5 ומד זרימה 4 מותקנים בצינור הלחץ.

ליחידת המשאבה יש מיכל לחץ 1 (מגדל מים או דוד מים) ו חיישני לחץ (או מפלס) 2, 3, כאשר חיישן 2 מגיב ללחץ העליון (מפלס) במיכל וחיישן 3 ללחץ (מפלס) התחתון במיכל. תחנת השאיבה נשלטת על ידי יחידת הבקרה 8.

אורז. 4. תכנית לאוטומציה של מכשיר שאיבת מים בתדירות משתנה

יחידת המשאבה נשלטת באופן הבא. נניח שיחידת המשאבה כבויה והלחץ במיכל הלחץ יורד ונהיה נמוך מ-Pmin... במקרה זה נשלח אות מהחיישן להפעלת המשאבה החשמלית. זה מתחיל בהגדלה הדרגתית של התדירות. הוא זרם המספק את המנוע החשמלי של יחידת השאיבה.

כאשר מהירות יחידת המשאבה מגיעה לערך שנקבע, המשאבה תיכנס למצב הפעלה. על ידי תכנות מצב הפעולה ממיר תדרים אתה יכול להבטיח את העוצמה הדרושה של עבודת המשאבה, התחלה ועצירה חלקה שלה.

השימוש בכונן חשמלי מתכוונן של משאבה טבולה מאפשר ליישם מערכות אספקת מים בזרימה ישירה עם תחזוקת לחץ אוטומטית ברשת אספקת המים.

עמדת הבקרה, המבטיחה התחלה ועצירה חלקה של המשאבה החשמלית, תחזוקה אוטומטית של לחץ בצנרת, מכילה ממיר תדר A1, חיישן לחץ BP1, ממסר אלקטרוני A2, מעגל בקרה ואלמנטים עזר המגבירים את האמינות של ציוד אלקטרוני (איור 5).

מעגל בקרת המשאבה וממיר התדרים מספקים את הפונקציות הבאות:

- התחלה ועצירה חלקה של המשאבה;

- בקרה אוטומטית לפי רמה או לחץ;

- הגנה מפני "התייבשות";

- כיבוי אוטומטי של המשאבה החשמלית במקרה של מצב פאזה לא שלם, ירידת מתח בלתי קבילה, במקרה חירום ברשת אספקת המים;

- הגנת מתח יתר בכניסה של ממיר תדר A1;

- איתות להפעלה וכיבוי של המשאבה, כמו גם למצבי חירום;

- חימום של ארון הבקרה בטמפרטורות שליליות בחדר המשאבות.

התחלה רכה והאטה רכה של המשאבה נעשית באמצעות ממיר תדרים מסוג A1 FR-E-5.5k-540ES.

אורז. 5. תרשים סכמטי של אוטומציה של משאבה טבולה עם התקן להתחלה רכה ותחזוקת לחץ אוטומטית

מנוע המשאבה הטבולה מחובר למסופי U, V ו-W של ממיר התדרים. כאשר הכפתור СB2 נלחץ מופעל ממסר «התחל» K1, שמגעו K1.1 מחבר את הכניסות STF והמחשב של ממיר התדרים, מה שמבטיח התחלה חלקה של המשאבה החשמלית בהתאם לתוכנית שצוינה בעת הגדרת ממיר התדר.

במקרה של תקלה בממיר התדר או במעגלי מנוע המשאבה, מעגל ממיר AC נסגר, מה שמבטיח את פעולתו של ממסר K2. לאחר הפעלת K2, המגעים K2.1, K2.2 נסגרים ומגע K2.1 במעגל K1 נפתח. הפלט של ממיר התדר והממסר K2 כבוי. הפעלה מחדש של המעגל אפשרית רק לאחר הסרת התקלה וההגנה אופסה באמצעות כפתור 8V3.1.

חיישן לחץ BP1 עם יציאה אנלוגית 4 ... 20 mA מחובר לכניסה האנלוגית של ממיר התדרים (פינים 4, 5), ומספק משוב שלילי במערכת ייצוב הלחץ.

תפקוד מערכת הייצוב מובטח על ידי בקר PID של ממיר התדרים. הלחץ הנדרש נקבע על ידי פוטנציומטר K1 או על ידי לוח הבקרה של ממיר התדרים. כאשר המשאבה פועלת יבשה, מגע 7-8 של ממסר ההתנגדות האלקטרוני A2 נסגר בסליל של ממסר הקצר, וחיישן ההפעלה היבשה מחובר למגעיו 3-4.

לאחר הפעלת ממסר הקצר, נסגרים המגעים שלו K3.1 והקצר.2, כתוצאה מכך מופעל ממסר המגן K2 המבטיח כי מנוע המשאבה כבוי. במקרה זה, ממסר הקצר מופעל באופן עצמאי דרך מגע K3.1.

בכל מצבי החירום, מנורת HL1 נדלקת; מנורת HL2 נדלקת כאשר מפלס המים נמוך באופן בלתי מקובל (עם "פעולה יבשה" של המשאבה). החימום של ארון הבקרה בעונה הקרה מתבצע בעזרת תנורי חימום חשמליים EK1 ... EK4, המופעלים על ידי מגע KM1 כאשר הממסר התרמי VK1. הגנה על מעגלי הכניסה של ממיר התדרים מפני קצר חשמלי ועומס יתר מתבצעת על ידי המפסק QF1.

אורז. 5. אוטומציה של יחידת השאיבה

המאמר משתמש בחומרים מהספר Daineko V.A. ציוד חשמלי של מפעלים חקלאיים.

ראה גם: ערכת בקרה אוטומטית פשוטה עבור שתי משאבות פסולת