Автоматика управления насосами

Варианты управления насосным оборудованием

Пульт управления – это довольно простой блок, который позволяет уберечь насосное изделие от перепадов напряжения и коротких замыканий

Для управления погружным насосом используются следующие виды приборов:

• пульт управления, состоящий из блока необходимых механизмов;
• прессконтроль;
• автомат для управления, который поддерживает определённое давление в системе водоснабжения.

Пульт управления – это довольно простой блок, который позволяет уберечь насосное изделие от перепадов напряжения и коротких замыканий. Автоматический режим функционирования можно получить, если подключить блок управления к реле давления и уровня жидкости. В некоторых случаях пульт управления присоединяют к поплавковому датчику. Цена такого блока управления невысокая, но её эффективность без использования защиты насоса от работы на сухую и реле давления под сомнением.

Совет: для самостоятельного монтажа лучше использовать блок со встроенной системой.

Блок управления в виде прессконтроля имеет встроенную пассивную защиту от работы на сухую, а также оборудование для автоматизированной работы насоса. Для управления системе требуется контролировать ряд параметров, а именно давление жидкости и уровень потока. К примеру, если расход воды превышает 50 литров в минуту, то насосное оборудование под управлением прессконтроля работает без остановки. Автомат срабатывает и отключает насос, если водяной поток уменьшается, а давление в системе повышается. Если расход жидкости меньше 50 литров в минуту, то насосное изделие запускается при снижении давления в системе до 1,5 бар. Такая работа автомата особенно важна при резких скачках давления, когда нужно сократить количество запусков и остановок насоса при минимальном расходе.

Автомат для управления, который позволяет поддерживать постоянное давление в системе, необходимо использовать там, где любые скачки давления крайне нежелательны.

Внимание: если показатели давления будут постоянно завышены, то расход электроэнергии увеличится, а КПД насоса наоборот понизится.

Шкаф управления

Наиболее совершенный автомат для контроля над работой насосного оборудования – это шкаф управления

Наиболее совершенный автомат для контроля над работой насосного оборудования – это шкаф управления. В это устройство встроены все необходимые узлы и предохранительные блоки для управления погружным насосом.

С помощью такого шкафа можно решить множество задач:

1. Оборудование обеспечивает безопасный плавный запуск двигателя.
2. Осуществляется регулировка работы частотного преобразователя.
3. Устройство отслеживает эксплуатационные параметры системы автономного водоснабжения, а именно давление, температуру жидкости, уровень воды в скважине.
4. Автомат выравнивает характеристики тока, подающегося на клеммы двигателя, а также регулирует частоту вращения вала насосного оборудования.

Также есть шкафы управления, которые могут обслуживать несколько насосов. Эти изделия могут решать ещё больше задач:

1. Они будут контролировать периодичность работы насосов, что позволит увеличить срок службы агрегатов, поскольку благодаря блоку управления может обеспечиваться равномерный износ механических частей.
2. Специальные реле будут отслеживать непрерывную работу насосных изделий. При выходе из строя одного агрегата, работа будет перекладываться на второе изделие.
3. Также система автоматики может самостоятельно контролировать исправность насосного оборудования. Во время длительного бездействия насосов будет предотвращаться их заиливание.

В стандартную комплектацию шкафа управления входят следующие узлы и элементы:

• Корпус в виде стальной коробки с дверками.
• На основе крышки корпуса изготавливается лицевая панель. В неё встроены кнопки пуска и остановки. На панели устанавливаются индикаторы работы насоса и датчиков, а также реле для выбора автоматического и ручного режима работы.
• Возле входа в аппаратный отсек шкафа устанавливается устройство контроля фаз, которое состоит из 3-х датчиков. Этот блок отслеживает нагрузку по фазам.
• Контактор – это изделие для подачи электрического тока на клеммы насоса и отключения агрегата от сети.
• Предохранительное реле для защиты от короткого замыкания. В случае замыкания будет повреждён плавкий предохранитель, а не обмотка электродвигателя насоса или узлы и детали шкафа.
• Для контроля над работой агрегата в шкафу стоит блок управления. Здесь есть датчики переполнения, запуска и остановки насоса. При этом клеммы этих датчиков выводятся в скважину или гидробак.
• Для управления вращением вала электродвигателя используется частотный преобразователь. Он позволяет плавно сбрасывать и наращивать частоту вращения двигателя при запуске и остановке насосного оборудования.
• Датчики температуры и давления присоединяются к контактору и предотвращают запуск насоса в неподходящих условиях.

Простейшая схема управления

Применение простой схемы оправдано для обустройства водоснабжения небольшого дачного дома

Применение простой схемы оправдано для обустройства водоснабжения небольшого дачного дома. В этом случае ёмкость для сбора воды лучше разместить на небольшом возвышении. Из накопительного бака по системе трубопроводов вода будет поставляться в разные места приусадебного участка и в дом.

Совет: в качестве накопительной ёмкости можно использовать металлическую, пластиковую или деревянную бочку или бак.

Самую простую схему управления насосным оборудованием несложно реализовать самостоятельно, поскольку она состоит из небольшого числа элементов. Главное достоинство такой схемы – надёжность и простота установки.

Принцип работы данной схемы управления состоит в следующем:

1. Для включения и отключения насосного оборудования используется контактное реле (К 1.1) нормально-замкнутого типа.
2. Схема подразумевает два режима работы – подъём воды из скважины и дренаж. Выбор того или иного режима осуществляется при помощи переключателя (S2).
3. Для контроля уровня воды в накопительной ёмкости используются реле F 1 и 2.
4. При снижении воды в баке ниже уровня расположения датчика F1 происходит включение питания через переключатель S При этом катушка реле будет обесточена. Запуск насосного оборудования происходит при замыкании контактов на реле К1.1.
5. После подъёма уровня жидкости до датчика F1 произойдёт открывание транзистора VT1 и включение реле К1. При этом контакты нормально-замкнутого типа на реле К1.1 разомкнутся и насосное оборудование отключится.

В данной системе управления используется маломощный трансформатор, который можно взять во вращательном приёмнике. При сборке системы важно, чтобы на конденсатор С1 подавалось напряжение не менее 24 В. Если у вас нет диодов КД 212 А, то вместо них можно использовать любые диоды с выпрямленным током в пределах 1 А, при этом обратное напряжение должно быть более 100 В.

Для простоты управления и частичной автоматизации любой разновидности насоса, используют блоки управления. Данная разновидность автоматики, в комплексе, помогает минимизировать вмешательство пользователя и сделать из насоса небольшую станцию. Сейчас разновидностей блоков управления существует большое количество, это позволяет подобрать устройство соответствующего качества и с определённой ценовой политикой. Роль блока управления очень важна, так как помимо управленческих элементов, в нём также присутствуют средства защиты.

Устройство и принцип действия блоков управления
Особенности первого поколения блоков управления
Основные отличия второго поколения
Третье поколение – максимальный функционал

Устройство и принцип действия блоков управления

Насос поверхностного или погружного типа является устройством, которое совершает лишь одно действие – транспортирует жидкость на поверхность, будь то скважина или колодец. Помимо насоса, имеется сеть трубопровода, конструкция которой также не отличается сложностью. Для того, чтобы данные два элемента эксплуатировались исправно, требуется установка блока управления.

Основным элементом любого блока управления в системе является гидроаккумулятор, который обеспечивает сохранность определённого количества жидкости до употребления её пользователем. Гидроаккумулятор позволяет создать разницу в давление, что обеспечивает требуемый напор водяного потока в системе.

Использование насосной станции без блока управления приводит к необходимости постоянного запуска насоса вручную. Также пользователю требуется контролировать количество жидкости и давление в гидроаккумуляторе. Недостаточное давление в системе приводить к потере напора, что не позволяет в полном объёме использовать систему водоснабжения.

Принцип действия блока управления будет рассмотрен на примере обыкновенного реле.

• При увеличении воды в гидроаккумуляторе, её масса давит на резиновую мембрану и создаётся определённое давление в устройстве. Устройство гидроаккумулятора и наличие в его конструкции обратного клапана, подразумевает распространение давления на весь трубопровод.
• Прямопропорционально уровню воды, находится и параметр давления. При падении уровня жидкости, уменьшается и общее давление в системе.
• Уровень жидкости, достигая нижней точки, включает реле, которое подаст питание на насос. Насос включается и транспортирует воду на поверхность, непосредственно в гидроаккумулятор.
• Жидкость, достигая верхней точки в гидроаккумуляторе, выключает реле. Питание насоса электроэнергией прекращается. Пользователь использует запас воды, который находится в гидроаккумуляторе, до тех пор, пока не будет заново достигнут нижний уровень.

На примере двухпозиционного реле представлен самый примитивный принцип работы системы автоматики. Современные блоки управления имеют другую электрическую схему и поддерживают работу системы без наличия гидроаккумулятора.

Особенности первого поколения блоков управления

Блоки управления имеют несколько поколений, каждое из которых отличается от предыдущего разнообразием возможностей и функционалом.

Первое поколение блоков управления подразумевает использование простейших элементов автоматики. Также, возможна установка некоторых разновидностей измерительных приборов, например, манометра. Первое поколение блоков управления состоит из следующих элементов:

• Реле давления – основной электротехнический элемент в системе. С реле начинается вся электрическая цепь.
• Выключатели поплавкового типа. Для управления системой при повышении или понижении уровня жидкости.
• Блокираторы сухого хода. Устанавливаются как дополнительные элементы защиты, предотвращающие сгорание двигателя насоса при выработке скважины или колодца.

Многие пользователи устанавливают блоки первого поколения самостоятельно, без помощи специалистов в данной сфере. Чаще всего, данная автоматическая система применима к насосам погружного типа. Основным недостатком является необходимость установки гидроаккумулятора.

Основные отличия второго поколения

В блоках управления второго поколения применяются некоторые электронные приборы, что делает данную систему более сложной.

Принцип работы автоматической системы такого типа заключается в установке датчиков на основные узлы схемы: трубопровод, насос, ёмкость для хранения жидкости. Датчики передают информацию на электронную схему, через которую осуществляется контроль за исправной работой всей системы водоснабжения.

Основной особенностью блоков управления второго поколения является возможность удаления гидроаккумулятора из всей схемы. Это обусловлено тем, что электронная схема способна поддерживать работу системы в режиме реального времени. При открытии крана, срабатывает датчик и передает сигнал на электронную схему, которая осуществляет запуск насоса. Насос перестанет работать только после того, как кран закроют и датчик сработает заново.

Основной принцип работы ничем не отличается от принципа функционирования реле, только большее количество элементов цепи позволяет сделать работу изделия более точной и расширенной. В качестве дополнительного функционала на блоки второго поколения могут быть установлены элементы контроля за температурным режимом, аварийное отключение системы, а также контроль за уровнем жидкости.

Третье поколение – максимальный функционал

Третье поколение блоков управления – это система, которая позволяет исключить работу человека на протяжении длительного периода времени.

Ценовая политика блоков третьего поколения достаточно высока, из-за установки дополнительных элементов, например, системы регулирования работы двигателя насоса. Обычно высокая стоимость оправданна продлением срока эксплуатации насоса и правильной работой системы водоснабжения.

Основным элементов третьего поколения является наличие дополнительных элементов, которые отвечают за работу электродвигателя насоса. Без их установки насос постоянно работает в режиме полной мощности, даже при кратковременных включениях. Это не только пагубно сказывается на изделии, но и повышает расход электроэнергии. Автоматическая система третьего поколения способна регулировать напряжение на входе насоса, в зависимости от ситуации повышать его или уменьшать.

На данных блоках устанавливаются современные средства защиты, которые позволяют не переживать за сохранность насосной станции даже при полном отсутствии воды в системе или резких перепадах напряжения. Данная разновидность автоматики можно программировать под различные условия работы. Только проводить такой комплекс процедур лучше всего специалисту.

Виды автоматики

В зависимости от принципа работы, выделяют следующие виды автоматик для насосов:

1. Реле управления. Её функция заключается в замыкании и размыкании электрической цепи, в зависимости от изменения давления.
2. Манометры электроконтактные. Существуют подвижные и неподвижные группы контактов;
3. Поплавковая система. Используется в наполняемых емкостях;
4. Датчики давления. Меняют сопротивление при прохождении тока, в зависимости от изменения давления;
5. Счетчики объема. Бывают механические и электрические. Выдают сигнал в систему, при достижении необходимого объема;
6. Преобразователь. Меняет частоту тока питающего помпу;
7. Пускатели электромагнитные;
8. Схемы переключения работы на другие помпы, с автоматического режима в ручной;
9. Световая аппаратура, сигнализирующая о состоянии системы;
10. Аппаратура защиты помпы, электрических цепей, геркон (концевой выключатель).

Принцип работы автоматики

В основном автоматика работает на включение и отключение, в зависимости от установленных настроек и желаемого результата. Если в емкости для жидкости уровень упал, то поплавковая система замыкает цепь, и помпа включается. Когда уровень достигнут, то цепь размыкается, помпа отключается. Так работает автоматика для скважинных насосов. Управляющий принцип обеспечивает откачку воды из скважины.

Разновидности автоматик для насосов

Похожий принцип работы и в замкнутой системе с циркуляционными помпами. Если давление падает, то датчик меняет сопротивление, частота тока увеличивается, и насос начинает работать быстрее. При достижении необходимого давления, сопротивление снова меняется, и насос начинает работать на меньшей частоте.

В случае со счетчиками объема, они таким же образом замыкают контакты цепи, в результате насос включается. При достижении необходимого объема, система отключает его автоматически. Одним из образцов является модель Турби.

Разновидности автоматики

Существует два основных вида автоматики для насосов:

1. Управление помпами на основании давления жидкости в трубопроводе. Данный способ предусматривает установку реле давления в систему водоснабжения. Настраиваются основные два параметра, которые отвечают за включение или отключение помпы. Применяется в скважинах в комплексе с мембранными баками, работа которых поддерживает давление в системе.Необходимо правильно подобрать реле, учитывая характеристики помпы и бака. Такие реле делят на промышленные и бытовые модели. У производственных реле более мощные контактные группы. Настраивать их необходимо с манометром. Справляются с током до 16А. Минусом является слабая точность в настройке нужных параметров. Бытовые реле возможно подсоединять в сеть без предварительной настройки через имеющиеся контактные группы. Они имеют шкалу регулируемых диапазонов работы, чего нет в профессиональных моделях. Насосы для повышения давления воды работают как с профессиональными, так и бытовыми реле. Одним из образцов автоматики для домашней помпы является модель Вистан 3.
2. Управление помпой на основании уровня жидкости в накопительном резервуаре.Схема актуальна для наполнения емкостей и поднятия воды в водонапорные башни. Внутри монтируется поплавок или специальные электроды. Устанавливается верхний и нижний уровни. Когда вода достигает нижнего уровня, сеть замыкается, и помпа включается. Достигнув верхнего уровня, сеть размыкается и помпа отключается. Данная конструкция должна быть оснащена сигнализацией о переполнении, или аварийным сливом. Плюсом данной схемы является то, что насос не включается слишком часто. Он работает лишь тогда, когда необходимо набрать полную емкость, а не когда нужно просто добрать воды. Таким образом, увеличивается срок его службы и стабильность работы. Блок управления насосом по уровню применяется в домашних условиях, когда водоснабжение не постоянно.На насосной станции, где емкость резервуара большая, может устанавливаться несколько насосов. Тогда блок управления насосами будет вести настрой за всеми ими. Если один выйдет из строя, то электронная автоматика определит какая из помп неисправна и включит другую.

Автоматика защиты помпы

Основной причиной выхода помпы из строя, является ее работа вне допустимых зон напряжения. Не допустима эксплуатация без жидкости. При покупке помпы следует обращать внимание на требования по минимальным и максимальным значениям напряжения в сети.

Блок защиты от сухого хода

Постоянно следить за этими показателями не получится, поэтому в систему встраивают стабилизатор мощностей. На нем выставляется максимальное и минимальное значение напряжения. В случае если оно вне допустимой зоны, автоматика отключает помпу. На трехфазных двигателях осуществляется контроль асимметрии и последовательность фаз. Такие стабилизаторы защищают систему от скачков напряжения, используя временную задержку. Надежной моделью является Турби.

Три вида комбинаций защищающей управляющей автоматики

1. Пускозащитные устройства. Являются полностью готовыми к работе устройствами. Их подключают к системе насоса, реле давления, датчикам объема. Много функций и параметров для контроля, но внести изменения в настройки практически невозможно.
2. Релейные блоки. Являются обычными пускателями и популярны на рынке. Устройство защищает реле, но функций мало, а для подключения требуется дополнительный защитный автомат.
3. Средства управления на базе микропроцессоров. Самые сложные устройства защиты. Позволяют через компьютер следить за температурой, напряжением, сопротивлением и последовательностью работы фаз. Защищает от перепадов напряжения, работы без воды. Применяется в основном в системе с глубинными помпами.

Какой тип автоматики выбрать для насоса? (видео)

Рекомендации по эксплуатации

Автоматика для скважинного насоса требует отрегулировать насосный блок на определенные параметры водоснабжения. Вместо скважины может быть колодец.

Инверторный блок управления для скважинного насоса следует устанавливать только после того, как будет проведено бурение скважины, и насосная система водоснабжения будет собрана. Регулировка автоматики для насосной станции должна быть проведена с учетом характеристик скважины.

Скважинный насос с автоматикой – незаменимая вещь на даче или в частном дома, а если в системе с помпой работает Турби, то такой тандем обеспечит стабильность работы.

Колодезные насосы с автоматикой в данное время очень популярны. Бывает, что один насос с автоматикой Турби обеспечивают водой всю деревню.

Автоматика для насосной станции устанавливается для управления скважинным насосом с учетом емкости, в который будет накапливаться вода и объемов необходимого водоснабжения.

Автоматика для циркуляционного насоса применяется для постоянного водоснабжения системы отопления. Существует регулируемый параметр, который определяет интенсивность работы.

Автоматика циркуляционного насоса в системе отопления

Циркуляционным насосом вода создает давление, благодаря которому жидкость проходит по всей системе. Циркуляция является необходимым условием водяной системы отопления.

Блок автоматического управления насосом должен быть расположен в сухом, легкодоступном месте. При подключении к автоматике насоса следует знать, что все характеристики должны соответствовать нормам и инструкциям.

Как настроить автоматику насосно-смесительного блока, можно узнать в интернете, на форумах, или из прилагающейся инструкции к автоматической системе управления вашими помпами.

Установленный и настроенный блок автоматики для насоса, подключение которых было проведено правильно, будет регулировать все виды водоснабжения, из скважины, колодца или водопровода. Автоматизация обеспечивает удобство в пользовании, регулируя электронасос автоматически. Прекрасным выбором блока управления небольшой насосной станции, станет модель Пампэла ВиСтан или Турби.