Релейная схема управления насосом. Управление насосом

В хозяйстве, на даче обойтись без воды невозможно. В данной статье описывается надежная и простая в реализации схема управления электрическим насосом. Устройство может работать в двух режимах: дренаж – выкачивание воды из емкости, скважины или колодца и водоподъем - в режиме наполнения емкости. В случае наполнения емкости возможен перелив через край емкости, а в случае выкачивания воды из емкости - сухой ход насоса. Для насоса такой режим небезопасен тем, что без воды насос перегревается и мотор может выйти из строя. Для избежания этого и предназначена данная схема управления насосом.

Для дачного водоснабжения желательно на некотором возвышении установить бак для воды, т.е. емкость в которую будет подаваться вода насосом. С бака, подогретая летом солнечными лучами вода, с помощью водопроводных труб, будет подаваться для полива растений, кухни, душа.

Один из возможных вариантов схемы управления электрическим насосом показан на рисунке

Собрать схему устройства автоматического управления насосом можно методом навесного монтажа, без разработки печатной платы, так как схема содержит очень небольшое количество деталей.

Нормально - замкнутым контактом реле K1.1 производится включение – выключение насоса. Режим работы (водоподъем – дренаж) выбирается переключателем S2. На схеме S2 находится в положении «водоподъем».

Датчиками F1 и F2 контролируется уровень воды в резервуаре. Резервуар может быть из пластмассы или метала. Корпус резервуара ни с чем не соединен.Датчик для управления электрическим насосом можно сделать из двух планок из изоляционного материала, оргстекло или фторопласт, а токопроводящие пластины - из нержавеющей стали. Еще вариант датчика – просто три стержня диаметром 4 - 6 мм, укрепленных на общем изоляторе. Средний электрод подсоединен к базе транзистора VT1, а два других, нужной длины.

При включении выключателем S1 питания,катушка реле K1 обесточена, если уровень воды ниже датчика F1. Электрический насос запустится через контакты реле K1.1 нормально-замкнутые. Если вода поднимется до датчика верхнего уровня F1, откроется транзистор VT1 и включится реле K1. Его контакты K1.1 разомкнутся и электрический насос остановится. Одновременно замкнутся контакты реле K1.2, с помощью которых подключается электрод нижнего уровня датчика F2 к базе транзистора VT1. Поэтому насос не запускается.

Когда уровень воды в резервуаре опустится ниже датчика F2, ток базы транзистора VT1 прервется, транзистор закроется и выключит реле K1. Контакты реле нормально-замкнутые запустят насос. И так далее циклически процесс повторится снова. Переключатель S2, установленный в правое по схеме положение приводит к работе электрического насоса в дренажном режиме.

Трансформатор - любой маломощный трансформатор. Подойдет от любого адаптера, но напряжение на конденсаторе C1 должно быть не менее 24 В.

Диодов КД212А или любые с прямым током не менее 1 А и обратным напряжением не менее 100 В. Транзистор VT1 КТ827, КТ829, КТ972А или любой с соответствующими параметрами. Конденсатор C1 электролитический 1000 мкФ 63В.

На светодиоде HL1 собрана индикация подключения устройства к сети. Реле - типа ТКЕ52ПОД. Заменить можно любым с катушкой на напряжение 24 В и с контактами, способными выдержать ток, потребляемый электронасосом.

Устройство управления электрическим насосом в наладке, не нуждается. Проверку перед установкой его в лучше произвести подключив временно вместо насоса лампочку 60Вт, работу электродов можно имитировать с водой, или без воды.

Для этого: При включении схемы лампочка должна зажечься. Замыкаем электрод F2, - лампочка горит далее. Не размыкая F2, замкнуть F1 - лампочка должна погаснуть.

Без воды обойтись невозможно, а если у вас есть свое хозяйство или вы проживаете в частном доме то вам не обойтись без простой схемы управления насосом. Управление насосом должна работать хотя бы в двух режимах: дренаж – выкачивание воды из емкости, скважины или колодца и водоподъем - в режиме наполнения емкости. В случае наполнения водного резервуара возможен перелив, а в случае выкачивания воды из него насос может попасть под сухой ход и сгореть. Для избегания этих проблем и предназначена любая схема управления насосом.

В разработке применены два датчика: короткий стальной прут контролирует максимально разрешенный уровень воды и длинный металлический прут датчик минимального уровня. Сама резервуар металлический и подключен к минусовой шине. Если емкость сделана из диэлектрического материала тогда допускается применять дополнительный стальной прут во всю длину емкости. В случае контакта с водой длинным датчиком и с коротким датчиком, логический уровень на выводах микросхемы К561ЛЕ5 меняется с высокого на низкий, изменяя режим работы насоса.

В случае если уровень воды ниже обоих датчиков, на десятом выводе микросхемы логический ноль. При плавном повышении уровня воды даже в случае, если вода будет контактировать с длинным датчиком, все равно будет логический ноль. Как только уровень воды дойдет до короткого датчика, появится логическая единица и транзистор включит реле управления насосом, который начнет откачивает воду из емкости.

Когда, уровень воды упадет, и короткий датчик не будет соприкасаться с водой, то на выводе 10 все равно будет логическая единица и насос продолжает работать. Но если уровень воды опустится ниже длинного датчика, то появится логический ноль и насос прекратит свою работу. Тумблер S1 используется для обратного действия.

В этой схеме Датчик уровня воды в резервуаре собран так, что контакты SF1 замыкаются, если уровень воды окажется ниже минимального, a геркона SF2 - замыкаются только тогда, когда вода достигнет максимального уровня.

Эту радиолюбительскую разработку я использовал на даче, для контроля и поддержания определенное количества уровня жидкости в поливальном баке.

Любой автомат подачи воды начинается с датчика. Чаще всего используют контактные датчики, погружаемые в воду и измеряющие сопротивление воды. Мне кажется что такой способ имеет серьезные недостатки. Вода постоянно находится под током. Да, этот ток мизерный, но каким бы он не был, он приводит к электрохимическим процессам в воде. Это не только усиливает коррозию металлического резервуара, контактов датчика, но и увеличивает в воде содержание солей металлов, что может быть неполезно для организма, конечно, кроме случая использования серебряных контактов и емкости из пищевой пластмассы. В таком случае добавление в воду ионов серебра может оказать и некоторую пользу организму. Но все же предпочтительно отказаться от Датчик уровня воды, используемый в этой разработке, представляет собой пластмассовую трубу, опущенную вертикально в бак с водой. Внутри трубы свободно перемещается поплавок, вырезанный из пенопласта, на котором закреплен магнит, взятый от старого динамика. Магнит расположен на поверхности поплавка и с водой не контактирует. Чтобы поплавок не выпадал из трубы при низком уровне воды нижнюю часть трубы перекрывают перемычкой, сделанной из корпуса старой шариковой авторучки (в стенках трубы напротив друг друга сверлят отверстия и с некоторым трением вставляют туда авторучку).

Снаружи на трубе закрепляют два геркона, место их установки подбирают экспериментально исходя из особенностей конкретного бака. Один геркон должен замыкаться под действием постоянного магнита поплавка при опустошении бака до минимального уровня, при котором нужно включать электронасос для пополнения бака. Второй геркон устанавливается в таком месте трубы, где он замыкается под действием магнита поплавка при максимальном заполнении бака, когда нансос нужно выключить. Для повышения надежности можно в месте установке каждого геркона установить несколько герконов, расположив их по кругу трубы и подключив параллельно друг другу. Дело в том, что в процессе движения датчик может поворачиваться, а геркон более чувствителен к перпендикулярному воздействию на него магнитного поля, поэтому при некотором положении магнита он может и не срабатывать.

Еще нужно учесть что расстояние между герконом (герконами) нижнего и верхнего уровня на трубе должно быть значительным чтобы ни в каком положении поплавка магнитное поле не могло приводить к замыканию обоих герконов (обоих групп герконов), так как одновременное замыкание герконов нижнего и верхнего уровня приводит к замыканию в цепи питания схемы. Герконы и идущие к ним провода необходимо тщательно изолировать от воды используя герметик.

Схема электронной части показана на рисунке выше. На элементах D1.1 и D1.2 построен триггер Шмитта с относительно небольшим входным сопротивлением (зависит от величины R1). Небольшое входное сопротивление приводит к минимальному уровню наводок на провод, идущий от геркона и снижает склонность схемы к повреждению статическим электричеством. Как известно, триггер Шмитта принимает состояние соответствующее состоянию на его входе. Входом являются соединенные вместе выводы элемента D1.1. Если на этот вход подать логическую единицу, то на выходе элемента D1.2 так же будет логическая единица, но если после этого вход триггера отключить, то он так и останется в единичном состояния за счет того, что на его вход будет поступать логическая единица с его же выхода через резистор R1. Аналогично и с установкой в нулевое состояние.

Геркон SG1 установлен в нижней части трубы и отвечает за включение насоса для наполнения бака. Геркон SG2 располагается в верхней части трубы и отвечает за выключение насоса. Один или другой герконы замыкаются только в верхнем и нижнем положении уровня воды. В среднем положении магнит не действует на них и они не замкнуты. Предположим схему включили, а уровень воды был средним. Триггер Шмитта при включении питания может установиться произвольно в любое положение. Если он установился в положение единицы, то включается насос и накачивает воду в бак до тех пор, пока не замкнется геркон SG2. Если триггер Шмитта установился в нулевое положение, то насос не включается до тех пор пока уровень воды не опустится до момента замыкания SG1. Предположим, уровень воды в баке минимальный. Тогда замыкается геркон SG1 и через него на вход триггера Шмитта поступает напряжение высокого уровня. На выходе D1.2 устанавливается логическая единица.

Соответственно, единица будет и на выходе D1.4. Транзистор VT3 открывается и подает питание на реле К1, если переключатель S1 находится в положении «АВТ», то это приведет к включению электронасоса. В таком состоянии схема будет находится до тех пор, пока поплавок не поднимется по трубе на столько, что его магнит замкнет геркон SG2. Теперь вход триггера Шмитта соединен с общим минусом, то есть, на нем низкий уровень. Соответственно низкий уровень будет и на выходе D1.2 и D1.4. Транзистор VT3 закрывается и если S1 в положении «АВТ» его контакты выключают электронасос. Светодиоды HL1 и HL2 служат для индикации состояния системы. Если насос включен горит HL1, а если выключен - HL2. По состоянию светодиодов можно следить за степенью заполнения резервуара и работой электронасоса. Переключатель S1 служит для перехода на ручное или автоматические управление. S1 -это тумблер с нейтральным положением. В нейтральном положении («ВЫК») электронасос выключен независимо от состояния датчиков.

В положении «ВК» насос включен независимо от состояния датчиков. А в положении «АВТ» происходит автоматическое управление насосом. Положения «ВК» и «ВЫК» нужны при проведении техобслуживания или ремонта водопровода, а так же, для ручного управления при неисправности датчиков. Микросхема К561ЛЕ5 или К561ЛА7 - логика работы входов инверторов не имеет значения, входы соединены вместе. Можно использовать любую микросхему серии К561, К176 или CD с числом инверторов не менее четырех. Например, К176ЛЕ5, К176ЛА7, К561ЛН2. Электромагнитное реле К1 с обмоткой на 12V и контактами на 230V при токе до ЗА. Можно использовать любое аналогичное реле или выбрать в зависимости от мощности насоса. Если мощность насоса не более 200W можно использовать реле КУЦ-1 от старого телевизора.

Недавно наткнулся в интернете на один видеоролик, где воплотили мою детскую мечту в реальность На видео продемонстрировали, как можно собрать устройство автоматического наполнения емкости водой. Всю работу очень наглядно продемонстрировали, однако схему не показали.

Дело в том, что в детстве в летнее время мне часто приходилось поливать огород и у меня всегда появлялись идеи по автоматизации данного процесса, но воплотить в реальность свои мысли так и не получилось. Сегодня я исполню часть своей мечты, правда, пока только теоретически.

Представим такую ситуацию: у вас на даче или дома есть емкость с водой, для полива огорода или еще для каких-то целей. В эту емкость вы закачиваете воду с помощью насоса. Чтобы закачать воду, каждый раз приходится включать насос и следить пока емкость не заполнится водой. Заполнение емкости водой можно очень легко и достаточно дешево автоматизировать.

Ниже представлена структурная картинка нашего устройства.

Для автоматизации наполнения емкости водой нам придется немного доработать емкость. На верхней части бочки устанавливается стержень высотой не менее глубины емкости, на котором закрепляются два геркона. К стержню также крепится подвижный шток с поплавком, который перемещается в зависимости от уровня воды в емкости. На штоке закреплен постоянный магнит, для управления герконами.

На следующей картинке можно увидеть пример выполнения стержня и подвижного штока.

А сейчас самое интересное: схема автоматического наполнения емкости водой.

Для реализации данного устройства нам понадобится автоматический выключатель для защиты насоса, электромагнитный контактор для включения и отключения насоса и два геркона (контакт магнитоуправляемый герметизированный) для управления контактором.

Нижний геркон должен быть замыкающий, верхний – размыкающий. К примеру, нам вполне подойдет геркон МКС-27103, т.к. он имеет переключающий контакт. Для сигнализации нижнего уровня в схеме используется нормально разомкнутый контакт, для сигнализации верхнего уровня – нормально замкнутый контакт геркона. В момент когда уровень воды в емкости достигнет критического значения, магнит расположится в одном уровне с нижним герконом, который под действием магнитного поля переключит контакт и тем самым отправит сигнал на включение насоса. После этого поплавок начнет подниматься до верхнего уровня, где верхний геркон отключит насос.

В данной схеме не реализован ручной режим, хотя следовало бы предусмотреть на случай выхода из строя наших уровнемеров. Проще всего взять кнопку с фиксацией для ручного управления насосом. Я думаю, как включить кнопку в полученную схему, у вас не составит труда.

Разумеется можно купить готовые уровнемеры и не изобретать велосипед, тем боле что промышленностью они выпускаются. Однако, один такой уровнемер вам обойдется не менее 30$, а один геркон МКС-27103 стоит 2-3$.

Большую емкость для воды на даче или приусадебном участке можно использовать для полива или водоснабжения дома. При ее наполнении нет необходимости постоянно забираться вверх по лестнице и целый день следить за уровнем - это вполне могут сделать электронные датчики.

Область применения датчиков уровня воды

• Продвинутые дачные и фермерские хозяйства, занимающиеся выращиванием плодоовощной продукции, в своей работе используют системы полива наподобие капельной. Для обеспечения автоматической работы поливочного оборудования конструкция требует наличия большой емкости для сбора и хранения воды. Ее заполнение обычно производят погружными водяными насосами в скважине, при этом требуется отслеживать уровень давления воды для насоса и ее количество в водосборном баке. В этом случае необходимо управлять работой насоса, то есть включать его при достижении определенного уровня воды в накопительной емкости и отключать в случае полного заполнения водяного бака. Эти функции можно реализовать с помощью поплавковых датчиков.

Рис. 1 Принцип действия поплавкового датчика уровня (ПДУ)

• Большой накопительный бак для воды может потребоваться и для водоснабжения дома, если дебит водозаборной емкости очень мал или производительность самого насоса не может обеспечить потребление воды, соответствующее необходимому уровню. В этом случае устройства контроля уровня жидкости для автоматической работы системы водоснабжения также необходимы.
• Систему контроля за уровнем жидкости можно использовать и при работе с устройствами, в которых отсутствует защита от сухого хода скважинного насоса, датчик давления воды или поплавковый выключатель при откачивании грунтовых вод из подвалов и помещений с уровнем ниже поверхности земли.

Все датчики уровня воды для управления насосом можно разделить на две большие группы: контактные и бесконтактные. Бесконтактные способы в основном используются в промышленном производстве и делятся на оптические, магнитные, емкостные, ультразвуковые и т.п. виды. Датчики устанавливаются на стенки водяных баков или непосредственно погружаются в контролируемые жидкости, электронные компоненты помещены в шкаф управления.

Рис. 2 Виды датчиков уровня

В быту наибольшее применение нашли недорогие контактные устройства поплавкового типа, отслеживающий элемент которых выполнен на герконах. В зависимости от расположения в емкости с водой подобные устройства делятся на две группы.

Вертикальные. В подобном устройстве в вертикальном штоке расположены герконовые элементы, а сам поплавок с кольцевым магнитом перемещается вдоль трубки и включает или отключает герконы.

Горизонтальные. Крепятся за верхний край сбоку стены резервуара, при наполнении емкости поплавок с магнитом поднимается на шарнирном рычаге и подходит к геркону. Устройство срабатывает и коммутирует электрическую цепь, помещенную в шкаф управления, она отключает питание электронасоса.

Рис. 3 Вертикальные и горизонтальные герконовые датчики

Устройство герконового переключателя

Основной исполнительный элемент герконового датчика - герконовый выключатель. Устройство представляет собой маленький стеклянный баллон, наполненный инертным газом или с откачанным воздухом. Газ или вакуум препятствуют образованию искр и окислению контактной группы. Внутри колбы находятся замкнутые контакты из ферромагнитного сплава прямоугольного сечения (пермаллоевая проволока) с золотым или серебряным напылением. При попадании в магнитный поток контакты герконового переключателя намагничиваются и отталкиваются друг от друга - происходит размыкание цепи, по которой течет электрический ток.

Рис. 4 Внешний вид герконовых переключателей

Самые распространенное виды герконовых выключателей действует на замыкание, то есть при намагничивании их контакты соединяются друг с другом и электрическая цепь замыкается. Герконовые переключатели могут иметь два вывода для замыкания размыкания цепи или три, если работают с переключением цепей электрического тока. Низковольтная схема, коммутирующая электропитание насоса, обычно помещается в шкаф управления.

Схема подключения герконового датчика уровня воды

Герконовые переключатели являются маломощными устройствами и неспособны коммутировать большие токи, поэтому они не могут быть использованы непосредственно для отключения и включения насоса. Обычно они задействованы в низковольтной схеме коммутации работы мощного реле насоса, помещенной в шкаф управления.

Рис. 5 Электрическая схема управления электронасосом с помощью герконового поплавкового датчика

На рисунке представлена простейшая схема с датчиком, реализующая управление дренажным насосом в зависимости от водного уровня при откачке, состоящая из двух герконов SV1 и SV2.

При достижении жидкостью верхнего уровня магнит с поплавком включает верхний геркон SV1 и на катушку реле P1 подается напряжение. Ее контакты замыкаются, происходит параллельное подключение к геркону и реле самозахватывается.

Функция самозахватывания не дает возможность отключиться питанию катушки реле при размыкании контактов включающей кнопки (в нашем случае это геркон SV1). Это происходит в том случае, если нагрузка реле и его катушка подключены в одну цепь.

Напряжение поступает на катушку мощного реле в цепи электропитания насоса, его контакты замыкаются и электронасос начинает работать. При падении уровня воды и достижении поплавка с магнитом нижнего геркона SV2 он включается и на катушку реле P1 с другой стороны также подается положительный потенциал, ток перестает течь и реле P1 отключается. Это вызывает отсутствие тока в катушке силового реле P2 и как следствие прекращение подачи напряжения питания на электронасос.

Рис. 6 Поплавковые вертикальные датчики уровня воды

Аналогичная схема управления насосом, помещенная в шкаф управления, может быть использована при отслеживании уровня в емкости с жидкостью, если герконы поменять местами, то есть SV2 будет находиться вверху и отключать насос, а SV1 в глубине бака с водой его включать.

Датчики уровня могут быть использованы в быту для автоматизации процесса при заполнении больших емкостей водой при помощи водяных электронасосов. Наиболее просты в установке и эксплуатации герконовые виды, выпускаемые промышленностью в виде вертикальных поплавков на штангах и горизонтальных конструкций.

Обслуживание автономной системы водоснабжения включает в себя контроль над насосным оборудованием и исправностью коммуникаций, консервацию сети во время долгого отсутствия, рациональное автоматическое управление. Последний пункт легко реализовать, установив в специально отведенном месте шкаф управления насосами – компактную распределительную станцию, работающую в нескольких режимах.

Техническая начинка разных моделей отличается, так как пункты контроля имеют индивидуальную функциональную направленность. Производители предлагают готовые стандартные схемы, но они не всегда отвечают конкретным требованиям, поэтому существует такая услуга, как изготовление блока управления на заказ. Для начала постараемся рассмотреть общие позиции, объединяющие все модели.

Для чего нужен шкаф управления

Основной функцией любой распределительной станции является организация работы подключенного к ней оборудования, в данном случае – насосного. С одного пульта управления (а это удобно, если расстояние между объектами большое) эффективно производится контроль над двигателями дренажных, погружных, скважинных насосов.

Количество подключенных агрегатов может быть различным. Минимальное подключение – один скважинный или погружной насос, который осуществляет подачу воды и обеспечивает ее наличием всю систему водоснабжения (отопления, пожаротушения). Кроме него подключают дренажный насос, необходимый для откачки воды в бытовых и аварийных ситуациях.

Галерея изображений

Автоматическое включение/выключение насосных двигателей облегчает жизнь владельцев частного дома, позволяя свободное время проводить в кругу семьи, а не за ручным переключением тумблеров. Еще несколько удобных функций, которые можно «поручить» автоматике:

• контроль напряжения в сети, необходимого для бесперебойной работы оборудования;
• предохранение механизмов от перебоев электропитания и коротких замыканий;
• контроль уровня воды в скважине (или другом резервуаре) и реагирование на ее недостаток;
• фиксирование скачков давления и регулировка оптимальных параметров (остановка двигателя при достижении критической отметки, запуск при выравнивании показателей);
• дистанционное управление скважинными насосами, прямой доступ к которым невозможен;
• распределение нагрузки между несколькими агрегатами или аварийное подключение запасного варианта.

В результате централизованного автоматического управления работа насосных станций становится более производительной, а срок службы электрического оборудования заметно увеличивается. Современные электронные системы позволяют программировать механизмы и включать их в удобном режиме (например, только в дневное время).

Изображение корпуса и схема шкафа управления с пуско-защитной аппаратурой и платой автоматического перезапуска резервной нагрузки без уточнения конкретной модификации (+)

Все сбои регистрируются, а во время возникновения аварийной ситуации срабатывает сигнализация. С материальной стороны – экономия энергозатрат и, соответственно, снижение платы за электроэнергию.

Пример структурной схемы автоматизации насосной станции с двумя подключенными насосами (380 В), в которой используется частотно-регулируемый электрический привод (+)

Стандартная комплектация: краткое описание

Наличие тех или иных элементов зависит от количества и категории насосов, узких или более широких технических возможностей, наличия дополнительных функций.

Управление насосом Напор 3.3: функциональная схема устройства. Выполняется автоматическое выключение и фиксация аварийной ситуации при перегрузке, «сухом ходе», изменении уровня воды в резервуаре (+)

Базовая комплектация у большей части моделей, выставленных на продажу, выглядит следующим образом:

• Прямоугольный металлический корпус с расположенной на лицевой стороне панелью управления. Конструкция панели может отличаться, но на ней обязательно присутствуют индикаторы и кнопки типа «Пуск» или «Стоп».
• Переключатель (один или несколько), позволяющий включать/выключать насос в ручном режиме.
• Предохранители и элементы защиты.
• Узел контроля, регулирующий напряжение трех фаз.
• Преобразователь частоты, необходимый для контроля над асинхронным двигателем.
• Автоматический блок регулировки, отвечающий за плановое и аварийное отключение оборудования.
• Комплект датчиков, показывающих давление и температуру воды.
• Термическое реле.
• Набор лампочек – световая сигнализация.

Основные функции, заложенные в блок управления, зависят от нескольких факторов. Например, при наличии 2 насосов, основного и дополнительного (резервного), устанавливается программа, позволяющая включать оба механизма поочередно.

Панель управления двумя насосами, работающими в режиме резервного использования. Преимущество интервального включения – равномерное распределение нагрузки и увеличение запланированного ресурса

Датчик температуры предохраняет технику от перегрева и работы в режиме сухого хода (вероятность возникновения подобной ситуации происходит часто в скважинах с недостаточным дебитом). Автоматика останавливает работу оборудования, а при наступлении благополучных условий для забора воды вновь включает двигатель подключенного насоса.

Галерея изображений

Приборы защиты от скачков напряжения, пропадания фаз, неверного подключения предохраняют механизмы и не позволяют им работать в аварийном режиме. Они корректируют параметры сети, и только после выравнивания показателей автоматически подключают оборудование.

Примерно так же функционирует защита от перегрузок. Например, существует запрет на одновременную активизацию двух насосов, что приводит к лишним расходам и нерациональному использованию оборудования.

Практически все отлаженные системы имеют возможность перехода с полностью автоматизированного управления на ручное. Это необходимо для технического обслуживания, ремонтных работ, замены изношенных или перегоревших деталей

Предположим, если вышел из строя один насос, его можно беспрепятственно извлечь и отправить в ремонт, отключив автоматику и используя ручное управление.

Дополнительные опции и возможности

Различные производители включают в основной комплект дополнительные функции, расширяющие возможности управления. Например, компания Alta Group предлагает систему АВР – включение резервного питания в автоматическом режиме. Необходимость этой функции объясняется тем, что работа насосной станции является частью системы жизнеобеспечения дома, следовательно, сеть должна работать в постоянном режиме.

Принцип работы АВР следующий: как только происходит остановка основного электропитания, автоматически вводится резервная сеть. Она действует до возобновления работы основного источника. При его включении интеллектуальная система проверяет оптимальность параметров, и только при положительном отклике вновь подключает основную сеть. Если анализ тестов неудовлетворительный, система продолжит работу от резервного источника.

Низкие температуры и высокая влажность – враги электронной начинки шкафа, поэтому производители предлагают услугу дополнительного утепления. Она актуальная для северных регионов и для любых областей, если оборудование находится на улице.

Так называемый «теплый пакет» — это слой утеплителя, проложенный с внутренней стороны. Теплоизолированные ШУНы эксплуатируются при достаточно широком температурном диапазоне – от -40ºС до +55 ºС

Довольно распространенное дополнение, позволяющее защитить двигатели насосов от перегрузки, — система плавного пуска. Она заключается в аккуратном, постепенно нарастающем режиме подачи напряжения, благодаря которому двигатель предохраняется от резкого старта, вводится в работу медленно и бережно.

Современная функция диспетчеризации позволяет управлять насосными станциями на расстоянии. Системы дистанционного оповещения постоянно подключены к GPRS, радиомодему или Интернету, благодаря чему в аварийной ситуации незамедлительно включается система блокировки, а сигнал передается на принимающее устройство (телефон или ноутбук).

Удобная опция, позволяющая задавать определенную программу, возможна благодаря использованию контроллера. Он в автоматическом режиме способен самостоятельно повлиять на работу насосов, подключить дополнительные приборы, оптимизировать функционирование системы в целом.

Индикация подразумевает расположение на крышке шкафа электронного табло с показаниями напряжения и силы тока, а также статистических данных: количества пусков, рабочих часов двигателей, объема воды

Еще одна удачная опция, позволяющая получить информацию об остановке системы или возникновении аварийной ситуации, — установка световой сигнализации и сирены. При наступлении форс-мажорных обстоятельств проблесковый маячок загорается ярким светом, а специальное звуковое устройство подает громкий повторяющийся сигнал.

Образцы электронно-технических схем подключения

Сборка оборудования происходит в производственных условиях, там же составляются принципиальные схемы шкафа управления насосами. Наиболее простыми являются схемы подключения одного насоса, хотя комплект дополнительных приборов может усложнить установку.

В качестве образца возьмем ШУН-0.18-15 (компания Рубеж), предназначенный для ручного и автоматического управления электроприводами насосной станции. Схема управления выглядит следующим образом:

На крышке корпуса расположены кнопки включения/выключения, тумблер, отвечающий за выбор режима работы, комплект индикаторов, сигнализирующих об исправности системы (+)

Производитель реализует 19 базовых исполнений, которые отличаются мощностью электродвигателя насосной станции – от 0,18 кВт до 55-110 кВт. Внутри металлического корпуса находятся следующие элементы:

• автоматический включатель;
• реле защиты;
• контактор;
• источник резервного питания;
• контроллер.

Для подключения необходим кабель с сечением 0,35-0,4 мм².

Образец подключения модели ШУН-0.18-15 (для дренажного или пожарного насоса) от производителя Рубеж с одним приводом и контроллером, регулирующим работу оборудования (+)

ШУНы Грантор, предназначенные для дренажных работ, управляют асинхронным двигателями и имеют два варианта управления: ручной и автоматический. Ручная регулировка производится с лицевой панели корпуса, автоматическая действует от внешних сигналов реле (электродных или поплавковых).

Тройная схема с изображением работы шкафа на 1, 2 и 3 насоса с поплавковой автоматикой. При наличии 2 и более насосов предлагается распределение нагрузки между рабочим и резервным оборудованием

Принцип работы ШУНа в автоматическом режиме: с критическим понижением уровня воды и срабатыванием поплавка №1 останавливается работа всех насосов. При нормальном состоянии уровня жидкости срабатывает поплавок №2 и запускается один из насосов. При срабатывании других поплавков, находящихся на более высоких уровнях, вводятся остальные агрегаты.

Особенности установки станций контроля

Все без исключения исполнения ШУН являются сложными устройствами, работающими от электрической сети, а это значит, что устанавливать, вводить в эксплуатацию, обслуживать и ремонтировать оборудование необходимо согласно инструкции производителя. Правила, изложенные в инструкциях различных моделей, могут отличаться, так как конструкции механизмов и технические характеристики также различны.

Схема электрических соединений шкафа управления насосным оборудованием ОВЕН ШУН 1. Благодаря использованию фирменных частотных преобразователей ОВЕН экономия электроэнергии достигает 35%

Несколько общих важных правил:

• Монтаж производится в зоне, защищенной от взрывов.
• Температура и влажность в помещении должны соответствовать параметрам, обозначенным производителем (например, температура от 0ºС до +30ºС).
• Подключение электрооборудования должно производиться лицом, имеющим специальный допуск.
• Параметры ШУН должны совпадать с параметрами всего подключаемого оборудования.
• Монтаж выполняется согласно принципиальным схемам, приведенным в приложении к инструкции.
• Сечение кабеля должно совпадать с данными, указанными в инструкции.

Бытовые станции управления, расположенные в частном секторе, подчиняются тем же требованиям, что и производственные пункты контроля. Их необходимо установить в сухом и теплом месте, удобном для обслуживания. Это может быть цокольный этаж, специально отведенное помещение, пристройка к дому или защищенная подсобка.

В отличие от больших промышленных шкафов, бытовые модели компактны и легки, поэтому чаще всего они выпускаются в настенном исполнении

Подключение следует производить после того, как полностью установлена система водоснабжения, подведен напорный трубопровод, проложены кабели, собраны узлы, проведена изоляция всех электрических элементов. Подключив ШУН, следует проверить его работу и в ручном, и в автоматическом режиме.

Техническая поддержка и сервисное обслуживание

Некоторые компании по производству шкафов управления заявляют, что технического обслуживания не требуется. Это действительно так, однако необходима регулярная проверка блока управления эксплуатирующей организацией. Существует периодичность, установленная производителем, и для правильной работы всех устройств ее необходимо придерживаться в обязательном порядке.

Перед осмотром или заменой каких-либо деталей необходимо отключить напряжение и заблокировать оборудование от повторного включения. Самостоятельно можно проверить надежность соединений. Список потенциальных неисправностей, как и возможные способы их устранения, обычно также указывается производителем.

Шкаф управления скважинным или погружным насосом с частотным преобразователем для применения в производственных котельных, коммунальных службах или частных домах, выполненный на заказ по индивидуальному ТЗ

Например, простейшая неисправность – не загорается лампочка, сигнализирующая о подключении системы к электрическому кабелю. Возможны три причины: отсутствует напряжение в сети, сломался автоматический выключатель или перегорела лампа. Соответственно, решением проблемы будет подача напряжения, замена выключателя или лампы.

Если возникла неисправность, которую самостоятельно не устранить, необходимо обратиться к специалистам в сервисный центр.

Краткий обзор популярных моделей

Хотя существует возможность изготовления ШУН на заказ, многие компании предлагают базовые модели. Их сборку производят, ориентируясь на потребительский спрос. Предлагаем краткое описание шкафов, которые можно приобрести или заказать на официальных сайтах компаний или в интернет-магазинах.

Шкафы управления Grundfos Control MP204 рассчитаны на автоматическое функционирование и защиту одного насоса. Параметры могут настраиваться в ручном и автоматическом режиме, причем существует два пороговых значения: первое – предупреждение, второе – аварийное отключение. Журнал отключений с перечислением причин реагирования хранится в памяти.

Технические характеристики:

• Напряжение – 380 В, 50 Гц
• Мощность двигателей подключаемого оборудования – 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 Grundfos GO.

Станции управления насосными агрегатами (СУН) от компании НПО СТОИК. Предназначены для автоматического управления погружными, скважинными, дренажными насосами, способны обслуживать от 1 до 8 подключений.

Образец исполнения шкафа СУН 30 кВт в металлическом навесном корпусе с устройством плавного пуска Aucom и преобразователем частоты Delta

Технические характеристики:

• Напряжение – 380 В, 50 Гц
• Мощность двигателей подключаемого оборудования – от 0.75 до 220 кВт
• Температурный диапазон – от -10°С до +35 °С
• Степень защиты: IP54

Среди базовых функций – автоматическое включение вентиляции, если показатель температуры внутри шкафа поднимается выше нормы.

Многофункциональные шкафы марки Грантор предназначены для обслуживания циркуляционных и дренажных систем. Возможные режимы работы: циркуляция и дренаж по аналоговому датчику или по реле давления. Два варианта алгоритма работы предполагают совместное или поочередное включение насосов.

Технические характеристики:

• Напряжение – 1х220 В или 3х380 В, 50 Гц
• Мощность двигателей подключаемого оборудования – до 7,5 кВт на каждый двигатель
• Температурный диапазон – от 0°С до +40 °С
• Степень защиты: IP65

При возникновении аварийной ситуации и поломки электродвигателя насоса (по причине короткого замыкания, перегрузки, перегрева) происходит автоматическое отключение оборудования и подключение резервного варианта.

Линейки SK-712, SK-FC, SK-FFS марки Wilo предназначены для управления несколькими насосами – от 1 до 6 штук. Несколько автоматических схем упрощают работу насосных станций.

Технические характеристики:

• Напряжение –380 В, 50 Гц
• Мощность двигателей подключаемого оборудования – от 0,37 до 450 кВт
• Температурный диапазон – от +1°С до +40 °С
• Степень защиты: IP54

В процессе эксплуатации все технологические параметры отображаются на дисплее. В случае возникновения аварийной ситуации высвечивается код ошибки.

Видео по теме

Подробнее узнать о том, как функционируют шкафы управления насосами, вы можете из следующих видеороликов.

Видео-обзор шкафов марки Вектор:

Как сделать простейший ШУН своими руками:

Работа модуля Danfoss в составе ШУН:

Применение шкафов управления насосами позволяет эффективно использовать ресурсы скважинного или дренажного оборудования и экономить электроэнергию. Зная технические характеристики своей насосной станции, вы можете приобрести базовую модель ШУН или сделать заказ по индивидуальной схеме.