Шкаф управления насосами это комплексная система контроля и управления насосным оборудованием различного назначения.
При помощи шкафов управления насосами осуществляются такие функции как плавный пуск, отключение, регулирование и управление параметрами насосного оборудования. Управление может осуществляться как в ручном так и в автоматическом режиме.
В зависимости от сферы применения шкафы управления насосами могут включать в себя следующие элементы:
- Автоматические выключатели
- Устройства плавного пуска электродвигателя
- Частотные преобразователи
- Контакторы для принудительного включения/отключения частотного преобразователя и двигателя
- радиочастотные фильтры защиты от помех, сетевые дроссели
- автоматы питания;
- магнитные пускатели;
- Системы защиты от перегрузки(перегрева) и "сухого" хода
- Датчики контроля (давления, температуры, уровня и т.д.)
- Датчики контроля (давления, температуры, уровня и т.д.)
- Система контроля и управления(Программируемый логический контроллер)
- Элементы управления и сигнализации(панель оператора), позволяющие осуществлять выбор режима управления преобразователем частоты (плавным пускателем) и насосными агрегатами, визуальный контроль за режимами работы преобразователя частоты (плавного пускателя) и каждого агрегата, а также оперативно изменять значение регулируемых параметров.
Применение систем управления насосами обеспечивают:
- Высокую точность поддержания заданных параметров
- Высокую устойчивость процессов регулирования
- Максимальную информативность
- Возможность работы по программируемым графикам установок
- Ручное управление частотными преобразователями
- Полный контроль всей системы в режиме реального времени
- Реализацию любых схем работы с аналоговыми датчиками
Шкафы управления насосами допускают возможность установки модуля обмена данными посредством Ethernet, GPRS, спутникового канала.
Устройство плавного пуска, обеспечивает во время пуска ограничение тока, линейное нарастание тока, форсирование вращающего момента, управление вращающим моментом; во время работы контролируется перегрузка двигателя, перекос фаз, минимальный ток, мгновенная перегрузка, опрокидывание фазы запаздывание повторного пуска, контроля силовой цепи
нагрузки, это позволяет оптимизировать весь технологический процесс, продлить срок службы электродвигателей, экономить потребление электроэнергии и затраты на эксплуатацию.
Для выравнивания ресурса электродвигателей по времени реализована функция смены последовательности включения электродвигателей, имеется возможность пользовательского изменения времени переключения. В шкафу предусмотрено взаимное резервирование насосов.
В зависимости от требований система управления может включать в себя один частотный преобразователь для управления группой двигателей или несколько - для управления индивидуальными двигателями или группами.
А так же шкаф управления насосами может быть оборудован устройством автоматического ввода резерва (АВР), необходимым для переключения с основного ввода электропитания на резервный при попадании одной из фаз основного вида;
При ручном режиме управление электродвигателем насоса осуществляется элементами управления системы оператором. Состав и перечень элементов управления и индикации зависит от технических требований.
Рассмотрим принцип автоматического режима управления на примере станций повышения давления. Сигнал от датчика давления сравнивается с заданным значением, рассогласование между этими сигналами задает частоту вращения крыльчатки насоса. В начале работы выбирается основной насос на основании оценки времени минимальной наработки. В шкафах управления для двух и более насосов предусмотрен выбор количества рабочих/резервных насосов. Преобразователь частоты подключается к основному насосу и начинает работу.
Во время переходного процесса, для уменьшения гидроудара, при пуске дополнительного насоса происходит снижение скорости основного насоса, при останове дополнительного насоса происходит увеличение скорости основного насоса.
В наше время одной из актуальных проблем является проблема повышения экономичности режимов функционирования и увеличения ресурса насосных установок. Применение систем автоматизации и управления насосными установками позволяет снизить энергозатраты насосных станций до 50%, повысить надёжность, точность заявленным требованиям, а так же значительно снизить износ оборудования, тем самым снижая в целом затраты на эксплуатацию насосных установок и станций.