Шкаф автоматики управления насосами. Домашний водопровод: выбор шкафа управления. Назначение и функции шкафов управления

Шкаф управления насосами используется для обслуживания канализационных и дренажных насосов, оборудованных электрическими моторами переменного тока. Основная задача шкафа заключается в отслеживании колебаний системных параметров и определении наилучших режимов работы электромоторов. Это позволяет снизить потребление электроэнергии и защитить двигатели насосов от нежелательных и недопустимых условий работы.

Сферы применения и функции шкафов управления насосами

Блок управления насосом выполняет сразу несколько важных функций. К ним относится:

Запуск и остановка насоса в автоматическом режиме;
Ручной запуск насосного оборудования для его технического обслуживания;
Автоматический запуск дополнительного насоса в случае поломки основного агрегата;
Автоматическое чередование работы нескольких насосов для равномерного времени их эксплуатации;
Защита мотора насоса от короткого замыкания и перегрузки;
Автоматическая защита насосного оборудования от работы на «сухом ходу».

Благодаря большому перечню задач, которые решает шкаф управления, его используют во многих сферах жизнедеятельности человека. Чаще всего его применяют на производстве для управления дренажными насосами. Также шкафы активно применяются с целью управления станциями подъема на производстве и в строительстве. Щиты берут на эксплуатацию многие коммунальные предприятия и спасательные службы.

Стандартная комплектация блоков

Большинство моделей щитов, с помощью которых производиться управление насосом, имеют практически одинаковую комплектацию. Она состоит из таких элементов:

Металлического корпуса прямоугольной формы. На лицевой стороне корпуса расположен щит управления насосами. Размеры и конструкция корпуса может быть разной, однако на нем всегда присутствуют кнопки «Пуск» и «Стоп»;
Ручного переключателя, позволяющего включать и выключать насосное оборудование;
Защитного предохранителя;
Блока с частотными преобразователями, позволяющими контролировать работу асинхронных моторов;
Системы автоматического управления насосом, включающей и отключающей агрегат в плановом и аварийном режиме;
Набора датчиков, контролирующих насосы по давлению и по уровню воды;
Термореле;
Световой сигнализации в виде комплекта лампочек.

Каждый из перечисленных элементов из комплекта шкафа играет важную роль в системе. Функции блока управления зависят от количества насосов. Если их больше двух, то устройство отвечает за поочередное переключение агрегатов.

Температурный датчик защищает оборудование от перегрева – это часто требуется при работе с погружным насосом в скважинах с небольшим дебитом. Электронный блок управления насосом отключает агрегат, а при наступлении определенных рабочих условий снова включает его.

Сборка шкафа управления насосами, как правило, выполняется в специальных условиях при наличии необходимых инструментов и материалов. Вместе с тем, собрать комплектующие в единую систему вполне возможно своими руками. Для этого потребуется изучить примеры электронно-технических схем, которые дадут возможность понять правильность и порядок действий при сборке. Для рассмотрения примеров будем использовать модель шкафа 0,18-15 компании Рубеж. Эта система используется для автоматического и ручного управления насосной станцией. Схема управления таким шкафом указана на изображении ниже.

Производителю данной модели удалось реализовать 19 модификаций, отличающихся между собой по мощности электрических моторов – от 0,18 до 110 кВт. Внутри корпуса шкафа расположены такие детали:

Выключатель автоматического типа;
Защитное реле;
Контактор;
Контролер;
Вспомогательный источник питания.

Для подключения модели к электросети, потребуется использовать кабель, сечением 0,3–0,4 мм 2 . Пример схемы подключения указан на изображении ниже.

Монтаж станций контроля – что следует знать?

Все шкафы управления насосами обладают сложной конструкцией и работают от электрического питания. Устанавливать, эксплуатировать и обслуживать их требуется строго согласно инструкции, указанной производителем. Существует ряд правил, придерживаться которых нужно, независимо от модели и комплектации шкафа. К этим правилам относится:

Установка системы должна производиться в помещении, которое защищено от взрывов;
Влажность и температура воздуха в помещении должна соответствовать указанным производителем параметрам;
Характеристики шкафа должны соответствовать параметрам всех элементов оборудования;
Для подключения следует использовать кабель, сечение которого будет соответствовать рекомендациям производителя.

Станции управления, которые используются в быту, подчинены тем же требованиям, что и промышленные системы. Их установка должна производиться в сухом помещении, которое будет удобным для обслуживания агрегатов.

Подключать оборудование необходимо только после окончательной установки системы водоснабжения, проводки кабелей и изолирования контактов.

Обслуживание и техническая поддержка оборудования

Многие компании-производители заявляют, что выпущенные ими шкафы контроля насосами не требуют никакого обслуживания. Вместе с тем, шкафы нуждаются в регулярных проверках основных элементов.

Перед проверкой или заменой элементов, систему следует отключить от электрического питания и исключить возможность повторного включения. Также потребуется проверить надежность всех креплений и соединений. Чтобы не допустить ошибок при ремонте, нужно внимательно изучить руководство по эксплуатации оборудования. В нем указан список возможных неисправностей и способы их устранения. К примеру, одной из типичных поломок служит не срабатывание лампочки, оповещающей о подключении шкафа к электрической сети. Причин этой неисправности может быть несколько – отсутствие напряжение и поломка автоматического выключателя. Согласно указаниям, в качестве ремонта нужно заменить выключатель или наладить электрическое питание.

Если появилась неисправность, которую не удается решить своими силами, то придется обратиться за помощью в сервисный центр.

Если вы владелец загородного дома или дачи с автономным водоснабжением, то, наверно, хоть раз задавались вопросом, как сделать так, чтобы насосное оборудование работало более эффективно и продолжительно, а также имело несколько удобных режимов работы. Кроме того иногда для обеспечения дома водой и полива огорода используются сразу два насоса, поэтому необходимо согласовать и автоматизировать их работу. Ответ на все вопросы вы получите, когда узнаете, что такое шкаф управления насосами, а также, зачем он нужен.

Главным назначением распределительных шкафов является управление электродвигателем одного или сразу нескольких насосных агрегатов. При этом тип насоса значения не имеет. Это может быть оборудование погружного типа либо скважинный или дренажный насос.

Причём назначение насосного оборудования может быть разным. Например, агрегат погружного типа нужен для эффективной работы отопительной системы, обустройства водоснабжения загородного дома или создания системы пожаротушения. А вот дренажный насос вместе со шкафом управления пригодится для перекачивания жидкости.

Стоит знать: область использования шкафов управления довольно обширная. Они с успехом применяются на объектах жилищно-коммунального назначения, а также промышленных предприятиях. Кроме этого шкафы активно используются частными лицами для обустройства автономного водоснабжения.

Если же вы установите шкаф управления для координации работы скважинного насоса, то, наконец, обретёте долгожданное спокойствие и отдых, поскольку отныне вам не нужно следить за работой оборудования, всё это будет делать автоматика, расположенная в шкафу. При этом данное устройство сможет выполнять следующие функции:

оборудование будет обеспечивать безопасный и плавный запуск двигателя насосного агрегата;
автоматика сможет регулировать работу частотного преобразователя;
помимо этого устройство будет отслеживать давление в системе, уровень воды, а также её температуру, что очень важно для своевременного включения и отключения насосного оборудования.

Функции шкафов управления двумя и более насосами ещё обширней:

если агрегат заметит, что один из насосов работает в аварийном режиме, он тут же подключит к работе второй насос;
поскольку автоматика шкафа управления будет регулировать попеременную работу каждого из насосов, общая изнашиваемость насосных агрегатов наступит позднее;
если одни из насосов длительное время будет находиться без работы, оборудование сможет защитить его от заиливания;
благодаря такому устройству вы вручную сможете заблокировать работу одного из насосов;
автоматика шкафа имеет разные программы управления несколькими насосами;
при необходимости вы можете получить полные данные о работе каждого агрегата по отдельности.

Что входит в комплектацию?

Шкаф управления насосным оборудованием может иметь разное наполнение в зависимости от количества обслуживаемых насосов. Комплектацию шкафа мы рассмотрим на примере устройства, которое будет обслуживать погружной насос с асинхронными электродвигателями переменного тока. В комплектацию входят следующие составные детали:

Наружная панель для управления и настройки.
Различные переключатели и кнопки для выполнения действий по управлению насосным оборудованием.
Частотный преобразователь.
Прибор для измерения давления воды, который позволит автоматически регулировать работу насосного оборудования.
Реле защиты от работы «на сухую» необходимо для того, чтобы агрегат не мог работать после понижения уровня воды, что может привести к выходу его из строя.
Для оповещения о различных ситуациях и включённых функциях шкаф укомплектован различными световыми сигнализаторами (лампочками).
Специальные выключатели, которые позволяют отключать двигатель и частотные преобразователи.
Тепловой датчик.
Оборудование для ручного и автоматического управления нагрузкой.

Стоит знать: в принципе работа шкафа рассчитана на автоматическое управление работой насосного оборудования. Но при необходимости можно переходить в режим ручного управления.

Принцип действия

Принцип работы в автоматическом режиме выглядит так:

Когда автоматический режим активизирован, частотный преобразователь производит плавный запуск двигателя погружного насоса.
Он поддерживает его во включённом состоянии до тех пор, пока давление воды в системе не достигнет установленного максимума.
После этого оборудование отключает насос.
То же самое происходит во время активного разбора воды – насос работает до тех пор, пока не прекратится пиковое водопотребление, и давление не повысится. В итоге частота снижается и агрегат отключается.

Корпус оборудования выполняется из металла. Есть шкафы, выполненные для монтажа на стене, а другие агрегаты устанавливаются только на полу. Основное назначение любого изделия – контроль параметров системы и выбор наиболее подходящего режима работы электродвигателя. Благодаря их использованию можно добиться снижения энергопотребления и предотвратить поломку электродвигателя.

Эксплуатация шкафа

Шкафы управления насосами продаются с подробной инструкцией и схемами, которые стоит изучить прежде, чем начать пользоваться изделием. На схеме точно отображается расположение электронной начинки, структура, места подключения насосов, а также расположение устройств для защиты двигателя.

Обслуживание шкафа (его очистка, ремонт или осмотр) должно проводиться при отключённом электропитании. При этом лампочка с надписью «сеть» не должна гореть. В шкафах используются сменные фильтры на вентиляционных решётках. Их необходимо менять по мере загрязнения.

Кроме этого регулярной очистке подлежит вентилятор и радиатор частотного преобразователя. Крепёжные винты в местах подключений периодически необходимо подтягивать. Это обеспечит бесперебойную работу оборудования.

Работа шкафов управления рассчитана на условия плюсовой температуры, поэтому данные агрегаты нужно устанавливать только в отапливаемых помещениях.

Как выбрать шкаф?

Большинство известных производителей насосного оборудования выпускают готовые к использованию шкафы. Однако при необходимости вы можете заказать его изготовление с нужными вам параметрами работы. Для этого необходимо учесть следующие характеристики:

Параметры и общее число двигателей. При этом важна частота вращения, мощность прибора и рабочее напряжение.
Разновидность управления (дистанционное, ручное или автоматическое).
В каком режиме должен запускаться двигатель (с использованием частотного преобразователя, прямой режим, плавный или комбинированный).
Также нужно учесть условия, в которых будет работать оборудование (температура, влажность).

Что касается покупки готового изделия управления, то при его выборе нужно обращать внимание на рабочие показатели нагрузки и качество сборки, а также совместимость системы с обслуживаемым оборудованием.

Совет: при выборе шкафа обращайте внимание на год его изготовления. Хорошо, если он совпадает с датой производства насосного оборудования. Так вы сможете подобрать совместимые модели.

Что такое шкаф управления?

Шкаф управления представляет собой целый комплекс управляющих устройств. Обычно шкаф управления состоит из коммутационных (силовых аппаратов), устройств защиты, частотных преобразователей и систем управления на базе микропроцессоров. Такой шкаф подключается к сети посредством вру (вводно-распределительного устройства). Благодаря использованию современных расширяемых элементов можно построить систему любой сложности и любой логики. Автоматизировать и очень точно контролировать любой производственный процесс. Корпус шкафа выполнен из металла и, как правило, имеет запираемую дверцу. Для возможности расширения шкафа управления боковые панели выполнены съемными, поэтому нет никаких проблем добавить очередной модуль. При производстве щитов стараются обеспечить степень защиты корпуса IP20, IP31, IP41, IP54. Если требует проект, то возможны шкафы с IP44, IP55, IP65. Однако следует понимать, что высокие показатели защиты корпуса увеличивают стоимость шкафа управления, снижается естественное охлаждение аппаратуры, поэтому часто требуется установка дополнительных систем вентиляции, что еще больше увеличивает конечную стоимость проекта.

Область применения.

Так как работа шкафов основана на принципах автоматики управления - постоянный или регулярный контроль изменений наблюдаемых параметров системы, то область использования таких шкафов практически неограниченна. К примеру, шкаф может применяться для автоматического выбора оптимальных режимов работы электродвигателей, насосов. А управление шкафами может быть организовано в автоматическом и ручном режиме. Почти всегда использование шкафа управления позволяет сократить потребление электроэнергии, обеспечить защиту электродвигателям от перегрузки и токов короткого замыкания, что однозначно продлит срок эксплуатации самих электродвигателей.

Часто щит автоматики не нужно проектировать, ведь есть уже готовые проекты, реализующие стандартные схемы, к примеру, управление освещением, управление электрооборудованием. А если нужно разработать шкаф с частотным приводом для регулирования работы насосной станции, то приготовьтесь к длительному процессу проектирования, изготовления, монтажа и пусконаладки.

Шкаф управления насосом – это обязательный элемент системы автономного водоснабжения, выстроенной на базе агрегата погружного типа. Ведь заглубленным в скважину насосом придется управлять удаленно. И не только управлять – любой агрегат нуждается в контролирующих узлах и предохранительных блоках. Без этих элементов насос попросту перегорит.

Причем все вышеописанные узлы нужно где-то монтировать. В итоге возникает необходимость интегрировать в структуру системы водоснабжения особый шкаф управления скважинным насосом – место, где собраны все управляющие, контрольные и предохранительные блоки. И в данной статье мы рассмотрим назначение, комплектацию и типовые разновидности шкафов управления.

С помощью шкафа управления можно решить сразу несколько задач:

Во-первых, он управляет работой электродвигателя насоса. Причем возможен как ручной, так и автоматический режим управления.
Во-вторых, он отслеживает такие эксплуатационные параметры автономной системы водоснабжения, как: давление в трубах, температуру воды, уровень жидкости в скважине. Причем все вышеуказанные параметры влияют на режимы работы насоса самым непосредственным образом.

В-третьих, он выравнивает характеристики тока, подаваемого на клеммы электродвигателя насоса, и регулирует частоту вращения вала агрегата (и на старте, и в случае остановки).

Кроме того, шкаф управления может обслуживать как один насос, так и насколько агрегатов.

Причем управление двумя (и более) насосами предполагает расширение функциональности шкафа (а точнее его начинки) за счет следующих опций:

Контроля периодичности работы агрегатов. То есть, блоки управления попеременно или первый или второй насос, обеспечивая равномерный износ машинной части этих агрегатов. В итоге, срок эксплуатации напорного оборудования увеличивается вдвое.
Контроля непрерывности работы агрегатов. То есть, если первый насос вышел из строя, но скважина продолжит работать на резервной (второй) линии.
Контроля функциональности агрегатов. То есть, к такому устройству можно подключать разные насосы. В итоге, пользователю уже не нужен отдельный шкаф управления пожарными насосами и шкаф управления дренажными агрегатами – все функции совмещаются в одном корпусе, начиненном соответствующими блоками управления и синхронизации работы напорного оборудования.

Словом, такой шкаф – это сосредоточие органов управления всеми инженерными коммуникациями строения, связанными с подачей, отводом или дренированием воды.

Типовая комплектация

Шкаф управления погружным насосом любого типа – дренажным, пожарным, водопроводным – состоит из следующих элементов:

Корпуса – стандартной металлической коробки, рассчитанной на монтаж электротехнического оборудования.
Лицевой панели – она создается на базе крышки (дверцы) корпуса, в которую встроили кнопки «Пуск» и «Стоп». Кроме того, на лицевой стороне находятся индикаторы работы (насосов и датчиков) и реле переключения между ручным и автоматическим режимом работы.
Блока контроля фаз – его подключают у «входа» в аппаратную часть шкафа. Он состоит из трех датчиков, отслеживающих нагрузку на фазах.
Контактора – переключателя подающего энергию на клеммы насоса и отключающего агрегат от электросети.
Предохранителя – особого реле с плавким элементом, нивелирующего последствия короткого замыкания. В случае замыкания или «пробоя» сгорит плавкий элемент, а не содержимое шкафа и обмотка двигателя.
Управляющего блока – он контролирует режимы работы насоса. Причем обязательными элементами этого блока являются: датчик отключения насоса, датчик включения насоса, датчик переполнения. Причем выходы (клеммы) датчиков вводятся и в скважину, и в гидробак. Ведь именно блок управления контролирует работу контактора включающего и выключающего насос. Причем при переполнении бака или снижении уровня воды в скважине насос выключается, а при уменьшении уровня воды в баке – включается. Впрочем, В итоге, эти блоки автоматизируют работу всей автономной системы водоснабжения. И по этой схеме автоматизации работает и шкаф управления дренажным насосом, и шкаф управления работой водопроводного агрегата. Ведь роль бака в дренажной системе играет тот же септик или сливной колодец.
Частотного преобразователя – он управляет оборотами вала асинхронного электродвигателя, наращивая или сбрасывая частоту вращения в момент старта или остановки агрегата.
Датчиков температуры и давления – они подключаются к контактору и пресекают попытку запуска агрегата в недопустимых условиями эксплуатации случаях (при повышенном давлении или обледенении трубы)

Подобная схема комплектации шкафов управления принята за основу большинством производителей такого оборудования. Однако каждая компания стремится внедрить в типовую схему свое конструкционное решение, повышающее конкурентоспособность продукта.

Так, шкаф управления насосами Grundfos оборудован датчиками управления частотой вращения вала – своеобразной коробкой скоростей, предполагающей выбор одного из режимов эксплуатации, в том числе и малошумного «ночного». Кроме того, в шкафах Grundfos есть особые блоки – термореле, с помощью которых контролируют и температуру потока внутри трубы, что очень востребовано в системах отопления. А некоторые модели шкафов Grundfos управляются дистанционно, в том числе и с помощью сети Интернет.

В свою очередь шкаф управления насосами Wilo также комплектуется современными блоками дистанционного управления. Однако, кроме этой опции в шкафах Wilo есть и совершенно особые реле управления, с помощью которых можно «запрограммировать» работу всей системы с 24-часовым циклом. Кроме того, продукция от Wilo славится своими частотными регуляторами, позволяющими снизить энергопотребление напорного оборудования.

Отечественный шкаф управления насосами Грантор доукомплектован особыми контурами, управляющими работой систем пожаротушения. Такую схему продвигает сам производитель, участвующий в федеральной целевой программе повышения уровня пожарной безопасности.

Подобных блоков, согласованных и одобренных всеми контролирующими инстанциями федерального уровня нет ни в одном устройстве управления работой насосов.

Обслуживание и ремонт

Обслуживание шкафов управления не отличается от аналогичных процедур, проводимых с прочими электротехническими приборами. То есть все манипуляции сводятся к своевременной замене засбоивших блоков, чистке фильтров, подтягиванию контактов и прочего.

Ремонт шкафов управления осуществляется путем замены вышедшего из строя блока новым, работоспособным устройством. Причем после каждой инсталляции нового элемента работу шкафа следует отрегулировать.

Поэтому ремонтные работы стоит проводить лишь в сервисных центрах, оборудованных специальными тестовыми стендами, на которых проверяется работа всех блоков устройства.

Группа компаний «АСУ-Технология» с начала 2004 года производит различные шкафы управления насосами для оптимального решения задач водоснабжения и пожаротушения. Отработанные алгоритмы работы способны сохранить работоспособность оборудования при разнообразных отказах, авариях или неисправностях.

Для полнофункциональной работы любого объекта управления необходимо наличие автоматического оборудования. Сам алгоритм заключается в подключении недостающих или отключении лишних работающих насосных агрегатов, в зависимости от текущей разницы значений текущего и заданного давлений. Общая степень надёжности такой системы управления вычисляется как произведение коэффициентов всех элементов входящих в его состав, именно поэтому меньшее количество элементов имеет более высокую надёжность (при условии схожей надёжности каждого).

Помимо этого, важная сфера водо-комунального хозяйства - водоотведение, аналогично всем другим сферам, требует наличия промышленных автоматических систем для управления канализационными насосами. Подробное описание и принципы функционирования автоматики КНС описано в отдельной статье.

Основные преимущества
Снижение потребления электроэнергии на объекте при функционировании в автоматическом режиме;

Исключение гидроударов и высоких пусковых токов при включении в работу насосов;

Уменьшение затрат на обслуживание и ремонт.

При работе в автоматическом режиме, станция управления насосами не требует присутствия обслуживающего персонала постоянно на объекте. Управление работой шкафа автоматики можно осуществлять удалённо, используя систему диспетчеризации. Применение современных технологий позволяет объединять в общую сеть мониторинга и управления любые территориально распределенные объекты.

Купить шкаф управления насосами

ГК «АСУ-Технология» - надёжный производитель насосного оборудования. Выпускаемая автоматика управления постоянно модернизируется в соответствии с развитием технологий и требований заказчиков. Стоимость формируется в зависимости от мощности и количества насосов, которыми необходимо управлять и от функциональности системы управления. Для этого требуется заполнить и отправить нам опросный лист содержащий технические требования к автоматике или заявку в свободной форме на наш почтовый адрес, или просто связаться с менеджером по указанному на сайте контактному номеру телефона. Мы всегда рады ответить на вопросы по техническому обслуживанию и наладке наших шкафов управления насосами. Этот вид сервиса предоставляется бесплатно.