Управление автономной системой водоснабжения охватывает проверку насосного оборудования, исправность трубопроводов, консервацию системы в период долговременного отсутствия, а также внедрение эффективного автоматики для контроля процессов.
Автоматизация может быть легко достигнута с установкой шкафов управления насосами в заранее определённом месте. Это компактные распределительные станции, которые функционируют в различных режимах. В этой статье мы подробно объясним, как правильно осуществить сборку и монтаж такого устройства. Следуя нашим рекомендациям, вы сможете качественно подключить всё необходимое оборудование.
В данной статье мы представим стандартную комплектацию шкафа управления и обсудим дополнительные возможности, которые могут быть добавлены. Также мы добавили интересные иллюстрации и видеоматериалы для лучшего понимания.
Краткое содержание статьи
Назначение и комплектация ШУН
Технические решения различных моделей шкафов управления различаются, так как каждая модель имеет свои особенности и функциональность в зависимости от задач контроля.
Хотя производители предлагают готовые решения, они могут не всегда удовлетворять конкретные требования клиентов. Поэтому существует возможность индивидуального заказа блоков управления. Вначале мы рассмотрим основные характеристики, общие для всех моделей.
Функции шкафа управления
Главная задача любого распределительного шкафа заключается в организации работы всей подключенной к нему техники, в нашем случае – насосов. С одного контроллера (что особенно удобно при значительных расстояниях между элементами) обеспечивается эффективный мониторинг работы дренажных, поверхностных и скважинных насосов.
Количество подключаемых агрегатов может варьироваться. Минимально это может быть один скважинный или погружной насос, который осуществляет подачу воды для обеспечения работоспособности всей системы водоснабжения (включая отопление и системы противопожарной безопасности). Кроме него также устанавливается дренажный насос для откачки воды в аварийных или хозяйственных ситуациях.
Галерея изображений
Основная задача шкафов управления насосами – это защита насосного оборудования и контроль его продуктивности путём изменения частоты нагрузки.
В дополнение к стандартным автоматическим устройствам, защищающим оборудование от перегрузок и предотвращающим работу в аварийных режимах, шкафы оборудуются датчиками, которые реагируют на сбои в функционировании насосов.
Как важные элементы, в системе присутствуют датчики, которые фиксируют и сигнализируют о недостаточном напряжении в сети, падении уровня воды ниже установленного минимума, а также возникновении или угрозе аварийных ситуаций.
Наиболее распространённая категория мебели использует системы, управляющие водопроводными насосами, которые обеспечивают забор воды из источников, её подачу пользователям и регулирование давления.
Специальные шкафы обеспечивают контроль работы циркуляционных насосов, которые поддерживают постоянное движение теплоносителя в системе отопления или повышают давление в водопроводе.
Шкаф, предназначенный для работы с канализационными насосами, необходимо устанавливать, когда требуется под давлением перемещать сточные воды к канализационному стояку.
Шкаф управления дренажными насосами в частном хозяйстве используется, когда насос занимается забором воды из открытых водоёмов или колодцев.
Компоновка распределительных станций может быть стандартной, включая преобразователи частоты, программируемые контроллеры и панели управления, но также есть возможность заказать индивидуальную сборку в зависимости от решения конкретных задач.
Шун в интерьере частного дома
Характерное техническое оснащение
Сигнальная индикация нарушения режима
Управление водопроводными насосами
Шкаф управления циркуляционными насосами
Станция управления канализационными насосами
Система управления работой дренажных насосов
Варианты исполнения и компоновки станции управления
Автоматическое управление включением и выключением насосов значительно упрощает жизнь владельцам частных домов, позволяя им проводить время с семьёй, а не заниматься ручным переключением переключателей.
Некоторые дополнительные функции, которые можно доверить автоматике, включают:
- мониторинг напряжения в сети, необходимого для стабильной работы оборудования;
- защита механизмов от перебоев с электроэнергией и короткого замыкания;
- контроль уровня воды в резервуарах и быстрая реакция на его падение;
- отслеживание колебаний давления и регулирование оптимальных параметров (остановка двигателя в случае достижения критической отметки и его перезапуск, когда показатели выравниваются);
- дистанционное управление насосами, доступ к которым затруднён;
- рациональное распределение нагрузки между несколькими устройствами или автоматическое подключение резервного источника.
Благодаря централизованному автоматическому управлению, эффективность работы насосных станций возрастает, а срок службы электрического оборудования значительно увеличивается. Современные электронные системы позволяют программировать машины и конфигурировать их для работы в удобном режиме (например, только в течение дня).
Изображение корпуса и схема шкафа управления с пуско-защитной аппаратурой и автоматическим перезапуском резервного питания без указания конкретной модели (+)
Все сбои фиксируются, и в случае аварийной ситуации срабатывает сигнализация. С финансовой стороны это экономит энергозатраты и снижает счета за электричество.
Примерной структурной схемой автоматизации насосной станции с двумя подключёнными насосами (380 В), где используется частотно-регулируемый электрический привод (+)
Общее описание стандартного оснащения
Наличие тех или иных элементов зависит от категории и числа насосов, возможностей оборудования и наличия дополнительных функций.
Управление насосом Напор 3.3: функциональная схема устройства. Она предусматривает автоматическое отключение и фиксацию аварийной ситуации при перегрузке, «сухом ходе» или изменении уровня воды в резервуаре (+)
Базовая комплектация большинства моделей обычно выглядит следующим образом:
- Металлический прямоугольный корпус с панелью управления на лицевой стороне. Конструкция панели может варьироваться, но обязательно должна иметь индикаторы и кнопки «Пуск» и «Стоп».
- Одноконтактный переключатель или несколько, позволяющий вручную включать и отключать насос.
- Предохранители и защитные элементы.
- Контрольный узел, регулирующий напряжение трех фаз.
- Преобразователь частоты для контроля асинхронного двигателя.
- Автоматический блок регулировки, отвечающий за плановое и экстренное отключение оборудования.
- Набор датчиков, показывающих давление и температуру воды.
- Термическое реле.
- Комплект лампочек для световой сигнализации.
Функциональные возможности блока управления зависят от множества факторов. Например, если установлены 2 насоса – основной и резервный, программируется система, позволяющая последовательно включать оба механизма.
Панель для управления двумя насосами, функционирующими в режиме резервирования. Преимущество интервального включения заключается в равномерном распределении нагрузки и увеличении запланированного срока службы.
Датчик температуры защищает оборудование от перегрева и предотвращает работу в режиме «сухого хода», что часто бывает в скважинах с недостаточным расходом воды. Автоматика отключает насос, а когда условия для его работы становятся нормальными, включает его снова.
Галерея изображений
Станция управления насосным оборудованием поможет сократить потребление электроэнергии и гарантирует более длительный срок службы.
Шкаф управления для одного или нескольких (до 9) погружных насосов автоматически запускает их при заборе воды из системы и падении в ней давления.
ШУН погружного насоса оснащён реле защиты, которое предотвращает воздействие коротких замыканий и угрожающих ситуаций на оборудование.
Энергоснабжение станции управления насосами может осуществляться как от централизованной сети, так и от автономного генератора.
Станция управления оборудованием
Внешний вид стандартного ШУН
Стандартный набор систем защиты
Источник питания для шкафа управления
Устройства защиты от скачков напряжения, исчезновения фаз и ошибок подключения предохраняют оборудование и не позволяют ему работать в аварийных условиях. Они корректируют параметры сети, а затем, когда показатели выровняются, автоматически подключают систему.
Защита от перегрузок работает аналогично. Например, запрещено одновременно запускать два насоса, что может привести к ненужным расходам и неэффективному использованию оборудования.
Практически все автоматизированные системы допускают возможность переключения на ручной режим, что необходимо для обслуживания, ремонта или замены устаревших и перегоревших компонентов.
Если, к примеру, выходит из строя насос, его можно легко демонтировать и отправить на ремонт, отключив автоматику и перейдя на ручное управление.
Дополнительные функции и возможности
Разные производители могут в стандартный комплект включать дополнительные функции, расширяющие контроль. Например, компания Alta Group предлагает систему автоматического включения резервного питания (АВР). Это необходимо, поскольку работа насосной станции критически важна для жизнеобеспечения дома, следовательно, требуется постоянная работа системы.
Принцип действия АВР заключается в том, что при прекращении работы основного источника электроэнергии автоматически активируется резервный источник. Он будет функционировать до тех пор, пока основной источник не будет восстановлен.
Когда устройство включается, интеллектуальная система производит оценку параметров работы, и основная сеть включается только при положительном результате проверки. В случае неудовлетворительного анализа тестов, система будет продолжать функционировать от резервного источника питания.
Низкие температуры и высокая влажность могут негативно сказываться на электронике шкафа, поэтому производители предлагают услуги по дополнительному утеплению. Это особенно важно для северных регионов, а также для любого оборудования, которое размещено на улице.
Термин «теплый пакет» обозначает слой теплоизоляции, который устанавливают с внутренней стороны. Такая теплоизолированная система контролирует температуру в диапазоне от -40°С до +55°С.
Распространенное дополнение для защиты насосных двигателей от перегрузок – это система плавного пуска. Она обеспечивает постепенное увеличение подачи напряжения, что предотвращает резкие старты двигателя и запускает его с заботой.
Передовые функции диспетчеризации позволяют управлять насосными системами на удаленном расстоянии. Системы удаленного оповещения постоянно подключены к GPRS, радиомодемам или Интернету, благодаря чему при возникновении аварийной ситуации автоматически активируется блокировка, а сигнал отправляется на устройство, принимающее информацию (телефон, ноутбук).
Простая в использовании опция, которая позволяет задавать определенные рабочие программы, становится возможной благодаря контроллеру. Он способен автоматически управлять насосами, подключать дополнительные устройства, а также оптимизировать работу всей системы.
Индикация включает в себя электронное табло, размещенное на крышке шкафа, которое отображает показатели напряжения и силы тока, а также статистику: количество запусков, часы работы двигателей, объем перекаченной воды.
Дополнительная удачная функция — это установка звуковой сигнализации и сирены, предоставляющая информацию о остановке системы или возникновении неполадок. В случае возникновения аварийной ситуации проблесковая лампа начинает ярко светиться, а специальное звуковое устройство подает повторяющийся тревожный сигнал.
Образцы электронно-технических схем подключения
Сборка оборудования проходит на производственных мощностях, где также разрабатываются схемы управления насосами. Наиболее простыми являются схемы подключения единственного насоса, однако наличие дополнительных приборов может значительно усложнить процесс установки.
Рассмотрим в качестве примера ШУН-0.18-15 (от компании Рубеж), который предназначен как для ручного, так и для автоматического управления электроприводами насосной станции. Схема управления выглядит следующим образом:
На верхней части корпуса размещены кнопки для включения/выключения, тумблер для выбора режима работы и индикаторы, которые сигнализируют о исправности системы (+).
Производитель предлагает 19 базовых моделей, различающихся по мощности электродвигателя насосной станции – от 0,18 кВт до 55-110 кВт.
Внутреннее оснащение металлического корпуса включает в себя:
- автоматический выключатель;
- защитное реле;
- контактор;
- резервный источник энергии;
- контроллер.
Для подключения потребуется кабель с сечением 0,35-0,4 мм².
Пример подключения модели ШУН-0.18-15 (для дренажного или пожарного насоса) от компании Рубеж с одним приводом и контроллером, обеспечивающим управление работой оборудования (+).
ШУНы от Грантора, предназначенные для дренажных задач, управляют асинхронными двигателями и предлагают два варианта управления: ручной и автоматический. Ручное управление осуществляется с передней панели, тогда как автоматическое реагирует на внешние сигналы от реле (электродного или поплавкового типа).
Тройная схема работы шкафа с одним, двумя и тремя насосами с поплавковой автоматикой. Наличие двух и более насосов обеспечивает распределение нагрузки между работающим и резервным оборудованием.
Автоматический режим работы ШУНа: при критическом падении уровня воды в скважине активируется поплавок №1, и все насосы отключаются. Если уровень жидкости восстанавливается, то включается поплавок №2, запускающий работу одного из насосов. При действии других поплавков, установленных на более высоких уровнях, подключаются остальные агрегаты.
Особенности установки станций контроля
Все исполнения ШУН являются сложными электрическими устройствами, что подразумевает обязательное следование инструкции производителя как при установке, так и при вводе в эксплуатацию, обслуживании и ремонте. Правила могут различаться в зависимости от моделей, поскольку конструкции и технические характеристики механизмов тоже могут отличаться.
Схема электрических соединений для управления насосным оборудованием ОВЕН ШУН 1. Благодаря использованию фирменных частотных преобразователей ОВЕН достигается экономия энергии до 35%.
Некоторые общие важные рекомендации:
- Монтаж следует проводить в безопасной от взрывов зоне.
- Температура и влажность в помещении должны соответствовать спецификациям производителя (например, от 0°С до +30°С).
- Подключение электрооборудования могут выполнять только лица с соответствующими квалификациями.
- Характеристики ШУН должны соответствовать параметрам подключаемого оборудования.
- Установка производится согласно схемам, представленным в инструкции.
- Сечение кабеля должно соответствовать представленным в руководстве данным.
Бытовые насосные станции управления, находящиеся в частном секторе, подвержены тем же требованиям, что и промышленные контрольные точки. Их следует устанавливать в теплых и сухих местах, удобных для обслуживания, такими могут быть подвальные этажи, специально отведенные помещения, пристройки или защищенные подсобки.
В отличие от крупных промышленных шкафов, бытовые образцы компактные и легкие, поэтому чаще всего они производятся в настенном варианте.
Подключение следует производить только после полной установки системы водоснабжения, подключения напорного трубопровода, прокладки кабелей и сборки узлов с изоляцией всех электрических компонентов. После установки ШУН следует протестировать его работу в обоих режимах: ручном и автоматическом.
Техническая поддержка и сервисное обслуживание
Несмотря на то что некоторые производители шкафов управления утверждают о ненужности регулярного технического обслуживания, но периодические проверки блока управления все-таки необходимы. Частота этих проверок определяется производителем и обязательна для корректной работы устройств.
Прежде чем проводить осмотр или замену каких-либо деталей, необходимо отключить питание и заблокировать оборудование от повторного включения. Пользователь может самостоятельно проверить надежность соединений. Перечень потенциальных неполадок и пути их устранения обычно прописаны производителем.
Шкаф управления для скважинного или погружного насоса с частотным преобразователем, предназначенный для применения в производственных котельных, коммунальных службах или частных домах, может быть выполнен по индивидуальным требованиям заказчика.
Например, одной из самых простых неисправностей является отсутствие света на индикаторе подключения системы к электросети. Возможные причины могут быть тремя: отсутствие напряжения в сети, неисправность автоматического выключателя или перегоревшая лампочка. Решение проблемы заключается в подаче напряжения, замене выключателя или лампы.
Если возникает неисправность, которую невозможно устранить самостоятельно, следует обратиться в сервисный центр для помощи специалистов.
Краткий обзор популярных моделей
Хотя имеется возможность изготовления ШУН под индивидуальный заказ, многие фирмы предлагают стандартные модели, сборка которых осуществляется в соответствии с потребительским спросом. Ниже представлено краткое описание шкафов, которые можно приобрести или заказать через официальные сайты компаний или интернет-магазины.
ШУН Grundfos Control MP204
Шкафы управления Grundfos Control MP204 предназначены для автоматического управления и защиты единственного насоса.
Параметры в Grundfos Control MP204 могут быть настроены как вручную, так и автоматически. Для настройки предусмотрены два порога: первый дает сигнал о предупреждении, второй — аварийное отключение. Журнал отключений с указанием причин сохраняется в памяти устройства.
- Напряжение – 380 В, 50 Гц
- Мощность подключаемых двигателей – 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 приложение Grundfos GO.
СУН от НПО СТОИК
Станции управления насосными агрегатами (СУН), произведенные компанией НПО СТОИК, предназначены для автоматического управления погружными водозаборными и дренажными насосами и могут обслуживать от 1 до 8 подключений.
Пример модели СУН 30 кВт в металлическом корпусе с устройством плавного пуска Aucom и частотным преобразователем Delta.
- Напряжение – 380 В, 50 Гц
- Мощность подключаемых двигателей – от 0,75 до 220 кВт
- Температурный диапазон – от -10°С до +35°С
- Степень защиты: IP54
Среди основных функций – автоматическое включение вентиляторов, если температура внутри шкафа превышает допустимые пределы.
Шкафы от бренда Грантор
Многофункциональные шкафы Грантор предназначены для обслуживания как циркуляционных, так и дренажных систем.
Возможные режимы работы включают циркуляцию и дренаж, которые могут управляться как по аналоговому датчику, так и по реле давления. Два алгоритма работы обеспечивают совместное или последовательное включение насосов.
- Напряжение – 1х220 В или 3х380 В, 50 Гц
- Мощность электродвигателей подключаемых устройств – до 7,5 кВт для каждого двигателя
- Диапазон температур – от 0°C до +40 °C
- Степень защиты: IP65
- Напряжение – 380 В, частота – 50 Гц
- Мощность электродвигателей подключаемых устройств – от 0,37 до 450 кВт
- Температурный диапазон – от +1°C до +40 °C
- Степень защиты: IP54
В случае возникновения аварийной ситуации, связанной с неисправностью электродвигателя насоса (например, из-за короткого замыкания, перегрузки или перегрева), устройство автоматически отключается, а на его место подключается резервный вариант.
Шкафы Wilo SK
Модели SK-712, SK-FC, SK-FFS от Wilo предназначены для управления несколькими насосами, количеством от 1 до 6 штук.
Некоторые автоматические схемы шкафа Wilo SK-712 значительно упрощают работу насосных станций:
В процессе эксплуатации все ключевые параметры отображаются на экране. При возникновении проблемы на дисплее появляется код ошибки.
Выводы и полезное видео по теме
Чтобы глубже ознакомиться с работой шкафов управления насосами, вы можете посмотреть следующие видеоролики.
Как собрать простой шкаф управления насосами своими руками:
Демонстрация работы стандартного шкафа на испытательном стенде:
Использование шкафов для управления насосами помогает эффективно задействовать ресурсы подземного или дренажного оборудования, а также позволяет экономить электроэнергию. Зная технические параметры своего насосного оборудования, вы можете приобрести стандартную модель шкафа или сделать индивидуальный заказ по вашим требованиям.
Если у вас есть опыт сборки, установки или подключения шкафа управления насосным оборудованием, или если вы хотите поделиться интересной информацией или задать вопросы по нашей статье, пожалуйста, оставляйте свои комментарии.
