Шкаф управления или регулирования
Шкафы частотного регулирования применяются в системах управления различным электротехническим оборудованием. Большинство таких систем имеют в своем составе электродвигатель, который включается и выключается по заданной программе. Если двигатель будет включен мгновенно, это может вызвать его преждевременный выход из строя. Причиной тому являются повышенные механические, электрические нагрузки. Эти нагрузки еще более усиливаются, если двигатель работает в сложных условиях. Например, в системах управления насосами, насосными станциями из-за быстро включения мотора возможен гидроудар, который вреден не только двигателю, но и системе трубопроводов. Для исключения негативных последствий такого включения, используются шкафы частотного регулирования.
Основным элементов шкафа управления, регулирования является частотный преобразователь, или преобразователь частоты. Он представляет собой промежуточное звено между источником питания, электродвигателем. При получении команды на включение, он плавно наращивает частоту вращения ротора до того момента, пока двигатель не выйдет на рабочий режим. При выключении происходит обратный процесс плавного снижения частоты до нулевого значения.
Еще одна задача частотных преобразователей заключается в изменении режимов работы электродвигателя в процессе эксплуатации. Включение и выключение – это две простейшие операции, которые может выполнять данный модуль. Однако этим его применение не ограничивается. Во многих случаях требуется изменить работу электродвигателя (например, уменьшить перекачку воды, но не останавливать ее совсем). В такой ситуации на помощь приходит преобразователь частоты, который при получении команды от контроллера переводит двигатель в другой режим работы.
Применение шкафов частотного регулирования
Шкафы управления и регулирования широко используются в различных отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, а также для нужд городского хозяйства или для частных задач. Они рассчитаны на подключение потребителей мощностью от нескольких Вт до тысяч кВт и способны решать любые задачи по обеспечению работы электродвигателей. Использование частотных преобразователей помогает снизить потребление электроэнергии в среднем на 10%, продлить ресурс оборудования.
Наиболее часто шкафы частотного регулирования используются в следующих системах:
- Управление насосами и насосными станциями;
- котлом;
- клапанами, задвижками и иной запорной арматурой;
- системой вентиляции;
- системой кондиционирования;
- промышленным миксером;
- подъемными механизмами;
- системой пожаротушения и т.д.
Состав шкафов управления и регулирования
Современные шкафы частотного регулирования представляют собой сложную конструкцию, выполненную на основе высокотехнологичных приборов автоматики и электротехники.Основой служит металлический корпус защищенного исполнения, внутри которого располагается остальное оборудование. Оно включает в себя средства коммутации, управляющий контроллер, преобразователь частоты, приборы для учета электроэнергии и автоматы защиты и УЗО. Для удобства работы оператора на передней панели шкафа располагаются органы индикации. Кроме того, там же могут быть размещены кнопки, переключатели для ручного управления. Хотя шкаф и должен работать в автоматическом режиме, иногда требуется вмешательство человека для нормального функционирования системы.
Заказ шкафов частотного регулирования
В компании «Handy Automation» вы можете заказать различные модели. Мы выполняем весь перечень работ, начиная от проектирования, и заканчивая проведением пусконаладочных работ. Наши шкафы комплектуются качественными частотными преобразователями от ведущих мировых или отечественных производителей.
Вашему вниманию мы предлагаем несколько готовых решений из нашего каталога, однако если вы не найдете нужный вам шкаф, мы готовы разработать отдельный проект по вашему заданию. На всю нашу продукцию распространяется гарантия, после завершения которой вы можете подписать с нами договор на дальнейшее обслуживание системы.
Шкаф управления электродвигателем
Компания предлагает комплексные услуги по разработке, изготовлению и монтажу шкафов управления электродвигателями. На сегодняшний день нашими клиентами стали десятки компаний из разных отраслей промышленности, сельского хозяйства. Электродвигатели являются универсальным оборудованием, поэтому спрос на них очень высок.
Чтобы сделать работу оборудования автономной, не зависящей от обслуживающего персонала, применяется шкаф управления электродвигателями. Это сложное устройство, которое осуществляет непрерывный контроль параметров работы двигателя и, при необходимости, изменяет рабочие режимы.
Внедрение шкафов управления на производстве позволяет снизить расход эектроэнергии, упростить работу с оборудованием. Помимо этого, шкафы защищают оборудование от перегрузок, продлевают ресурс их работы благодаря рациональному использованию мощностей.
В состав шкафа управления входят один или несколько программируемых контроллеров, защитное оборудование, средства коммутации, преобразователи частоты для плавного запуска двигателя, вспомогательные элементы, которые зависят от конфигурации шкафа. Все перечисленные элементы устанавливаются в прочном металлическом корпусе.
Применение шкафов управления
Шкаф управления электродвигателем может использоваться в любой сфере, где установлено электротехническое оборудование. Вот несколько примеров внедрения этих шкафов:
- Системы вентиляции, кондиционирования
- Системы пожаротушения (шкаф управляет двигателями насосов, запорной арматуры)
- Системы горячего, холодного водоснабжения (шкафы обеспечивают бесперебойную работу различных насосов: скважинных, циркуляционных, подпиточных, насосов для поддержания давления и других)
- Системы канализации и дренажа
- Для накопления воды в резервуарах, где двигатель включается и выключается при получении сигнала от поплавочного датчика и т.д.
Выбор шкафа управления зависит от многих характеристик системы, в которой он будет установлен. Также надо принимать во внимание условия окружающей среды. Таким образом, при проектировании шкафа нужно учитывать:
- Напряжение питания подключаемых электродвигателей, их мощность
- Номинальный ток электродвигателей
- Количество питающих вводов
- Вариант подключения насосов (постоянный или переменный)
- Защитные характеристики корпуса шкафа
- Характеристики автоматов защиты
- Необходимость установки дополнительных элементов: частотных преобразователей, электросчетчиков и т.д.
Работу шкафа управления двигателем можно рассмотреть на примере системы водоснабжения, так как она встречается практически во всех жилых и промышленных зданиях. Прежде всего, для обеспечения потребителей в системе должно поддерживаться постоянное давление. Это давление обеспечивается насосами или насосной станцией, двигатели которых, в свою очередь, подключены к шкафу управления.
Если давление в системе слишком большое, контроллер через частотный преобразователь уменьшает обороты двигателя, и давление снижается до нужного уровня. Наоборот, при пониженном давлении шкаф управления увеличивает обороты двигателя, чтобы насосы работали мощнее.
Преимущества шкафов управления
По сравнению с ручным управлением электродвигателями, внедрение шкафов позволяет получить следующие преимущества:
- Плавный запуск и выключение электродвигателей, что значительно снижает износ деталей
- Увеличение функциональности системы
- Снижение затрат на электроэнергию, другие ресурсы, а также на техническое обслуживание, ремонт установок
- Продление срока службы оборудования за счет того, что шкаф управления не позволяет выходить ему на предельные режимы работы
- Возможность управления системой в трех режимах: автоматическом, дистанционном и ручном. Последний вариант используется при авариях, а также для проверки работоспособности системы после ремонта или обслуживания
- Повышенная надежность работы оборудования за счет применения качественных контроллеров, других элементов от ведущих мировых производителей
Для чего нужно частотное регулирование?
Одним из главных достоинств шкафов управления электродвигателями является наличие в них частотных преобразователей, устройств плавного запуска. Во время прямого пуска электродвигателей ток превышает номинальный примерно в 5-6 раз, что является основной причиной перегрева обмоток двигателя и преждевременного старения изоляции.
Это, в свою очередь, ведет к снижению ресурса оборудования и более раннему ремонту и техническому обслуживанию. Устройства плавного запуска снижают потребление электроэнергии, хотя пусковой ток и в этом случае будет превышать номинальный. Тем не менее, нагрузка на оборудование и сеть будет меньше, что, в конечном итоге, продлит срок службы двигателя.
Что касается частотных преобразователей, то они нужны для управления скоростью вращения электродвигателя. Очень удобен тот факт, что скорость можно изменять не ступенчато, а плавно, то есть добиваться оптимальных значений вращения.
Благодаря этому экономится электроэнергия и снижается нагрузка на электрические сети. Управляются частотные преобразователи контроллерами, которые работают либо по заложенному алгоритму, либо на основе анализов данных от датчиков в системе.
Еще больше повысить эффективность работы двигателя можно за счет так называемого каскадного включения. В сочетании с частотными преобразователями, эта технология позволяет использовать мощности наиболее выгодно. Каскадное включение применяется в системах водоснабжения, где используется несколько насосов.
Чтобы поддерживать минимальный напор воды в трубах, можно включить только один насос, в то время как остальные будут «отдыхать». Но если потребуется увеличить давление, контроллер приводит в действие остальные насосы, равномерно распределяя нагрузку между ними. Применение нескольких насосов малой мощности более выгодно, чем использование только одного мощного насоса.
Релейное регулирование
Если очень точное поддержание оборотов не требуется, шкаф управления электродвигателем может строиться по принципу релейного регулирования. Включение и выключение оборудования производится, минуя частотные преобразователи.
Все, что для этого нужно – это установить в систему реле давления. Их принцип действия очень прост: при падении давления ниже определенного уровня реле запускает насосы, а при его превышении – отключает. Таким образом, сам насос или насосная станция имеют только два режима: либо находятся в выключенном состоянии, либо работают на полную мощность.
Минусом такого шкафа управления электродвигателем является повышенная нагрузка на оборудование. В частности, в системах водоснабжения элементы системы будут регулярно испытывать гидроудар. Впрочем, для электродвигателей малой мощности подобные перегрузки не являются критичными, поэтому релейное регулирование нашло свое применение во многих отраслях промышленности, а также в быту.
Однако при увеличении мощности броски давления будут ощущаться все сильнее, поэтому для больших, ответственных систем необходимы более сложные шкафы управления электродвигателями.
Что такое шкафы управления.
- управляемые шкафы – это сбор информации, о состоянии системы (температура, давление, влажность, объём, состояние регулируемых узлов и агрегатов, угла поворота электропривода антенн, линейного положения движущихся, относительно друг друга, частей).Сбор информации осуществляется с помощью промышленных контроллеров, посредством обработки сигналов, подаваемых на аналоговые, дискретные и счётные входа и передачей соответствующей информации, на аналоговые, дискретные выхода.
- автономные шкафы – предназначены, для управления приводами вращения, механизмов подъёма/опускания, системы освещения, системы управления по заданному времени срабатывания; системы управления электроснабжением жилых и производственных помещений. Образец шкафа управления, представлен на рисунке №1. (Шкаф управления станцией 2-го подъёма, на 4 насоса)
По принципу электропитания, согласно правилам эксплуатации электроустановок, шкафы управления делятся на следующие группы:
- «не резервируемые» – системы управления, не связанные с жизнеобеспечением, перерыв в электроснабжении которых, не нанесёт материальный ущерб;
- «резервируемые» – системы управления, перерыв в электроснабжении которых, нанесёт незначительный ущерб, без ущерба жизни и здоровью человека;
- «бесперебойные» – системы управления, перерыв в электроснабжении которых, может нанести значительный ущерб, как производству, так и жизни и здоровью человека (газоснабжение, теплоснабжение, водоснабжение; больницы, учреждения круглосуточного пребывания).
Одним из видов «Шкафа управления», является «Щит управления». Образец представлен на рис. №2 (Щит управления локальной канализационной насосной станцией, на 2 насоса.)
Щит управления, в основном, это локально размещённая система управления, без сбора информации с отдалённых узлов, агрегатов, участков производства, систем жизнеобеспечения. (Система в целом, может состоять из щитов управления, в количестве от 1 шт., до 50 шт., в некоторых случаях более 50 шт.)
Примером локального щита управления, может служить щит управления вентиляционной системой – управление температурным режимом помещения, влажностью; система управления отоплением частного дома, щит управления освещением частного дома, щит управления уличным освещением на 2 – 5 многоквартирных жилых домов, щит управления системой охранно-пожарной сигнализации, которые устанавливаются на производственных, предприятиях, складских комплексах, с целью контроля состояния объекта – задымление, возгорание, температурный режим, затопление; системы охранного видеонаблюдения, предназначенные, для контроля доступа в охраняемые помещения, предотвращения несанкционированного доступа; щит управления пассажирским и грузовым лифтом в многоквартирных жилых домах, торгово-развлекательных комплексах и бизнес центрах.
Одним из основных типов щитов управления, является «щит управления группой насосов».Этот щит управления предназначен, для регулирования производительности насосов, для задания режима чередования насосов по времени, чередования насосов, при аварийном отключении основного насоса, каскадное управление насосными агрегатами.
Щиты управления насосными агрегатами, также делятся на следующие группы:
- станции управления 1-го подъёма – подъём воды из скважины и дальнейшей распределения, через трубопровод между потребителями, таких как жилые дома, предприятия и организации, а также накопительные резервуары. Во всех случаях, первично поднимаемая из скважины вода, проходит через систему водоподготовки – фильтры удаления примесей растворённого в воде железа и кальция;
- станции управления 2-го подъёма – подъём воды из накопительных резервуаров, для дальнейшей подачи в трубопроводы водоснабжения многоквартирных домов; системы отопления жилых домов; системы перекачки нефтепродуктов; хранилища сжиженного газа
- станции управления 3-го подъёма – подъём воды, от городских напорных магистралей, до конечного потребителя (многоквартирные, многоэтажные жилые дома, более 10 этажей)
- управление насосами циркуляции, в системе горячего водоснабжения
- управление насосами в системе водоотведения, канализации
- управление насосами, в системах циркуляции, на пищевых производствах
- управление насосами городских гидроузлов – системы понижения уровня вод городских резервуаров хранилищах воды.
Ещё одной разновидностью шкафа управления, является шкаф управления электродвигателем, с произвольной нагрузкой. Таким типом нагрузки может служить: привод станков (деревообработка, металлообработка, экструдеры – пресса, для выдавливания расплавов пластика, полиэтилена; приводы колёс электропоездов, тяговых локомотивов, приводы механизма подъёма/опускания в лифтовых системах; приводы управления башенных кранов, на строительных площадках; приводы управления подвижными аттракционами, в городских парках отдыха («колесо обозрения», колесо, крутящееся, в горизонтальной плоскости – карусели и пр.)
В заключении, следует отметить, что все производимые шкафы управления, различаются по степени гидрозащиты, так называемая степень защиты «IP». В промышленности, часто используются следующие степени IP: 20, 21, 44, 45, 54, 55. Перечисленные степени защиты, допускают попадание или эксплуатацию в среде, только с небольшим процентом влажности воздуха. Степени защиты от 64, до максимальной 68, допускают эксплуатацию шкафов управления, при непосредственном воздействии прямых солнечных лучей, осадков (снег, дождь), а также в среде с повышенной влажностью или с полным погружением в воду.
На этом завершим обзор шкафов управления.
По всем, возникающим вопросам, по эксплуатации приобретённых шкафов управления, технической консультации или при планировании закупок, по шкафам управления, просим Вас, обращаться в компанию «Энергопуск»
Шкафы управления вентиляторами ШУН с частотным преобразователем
Шкаф управления вентиляцией (ШУВ) (приточный шкаф) предназначен для:
• управления приточными вентиляторами в автоматическом, дистанционном и ручном режиме управления;
• управления вытяжными вентиляторами в автоматическом, дистанционном и ручном режиме управления;
• управления воздушной заслонкой;
• управления трехходовым клапаном;
• поддержания заданного микроклимата в помещении;
• защиты теплообменника от замораживания;
• выдачи сигналов о состоянии фильтров;
• выдачи сигналов о состоянии, работе и аварии вентиляторов;
• выдачи сигналов (с расшифровкой) о аварии системы автоматики.
В данных щитах управления предусмотрены все требования для управления простой системой вентиляции и защиты ее элементов от перегрузки. Подключение силовой нагрузки обеспечивается замыканием контактов магнитного пускателя (контактора) в соответствии с номиналом подключаемого двигателя. Может быть предусмотрено дистанционное управление вентилятором, а также аварийное отключение вент. системы по сигналу пожарной сигнализации (сухой контакт).
Применение релейного регулирования в управлении насосными установками обеспечивает:
• Поддержание заданных параметров системы;
• Каскадный метод управления группой насосов;
• Взаимное резервирование электродвигателей;
• Выравнивание моторесурса электродвигателей.
• Повышение качества и оперативности обслуживания технологического оборудования;
• Обеспечение надежности, предупреждение аварийных ситуаций, сокращение времени поиска, локализации и ликвидации аварий;
• Оптимизация потребления энергоносителей, сокращение энергозатрат и ресурсосбережение;
• Обеспечение оптимального режима работы оборудования;
• Сокращение времени простоя оборудования;
• Увеличение сроков эксплуатации и ресурса оборудования;
• Уменьшение расходов на ремонт оборудования;
• Возможность постепенного «наращивания» систем за счет растущей сети объектов.
Функциональные возможности шкафов для различных применений насосов:
1. Шкафы управления для повысительных насосных станций.
- предназначены для управления предназначены для автоматизации работы и диспетчеризации, выполняет следующие основные функции:
• блокировка и защита насосных агрегатов (НА);
• автоматическое регулирование процесса подачи воды;
• контроль токовой нагрузки НА;
• автоматическое и дистанционное управление НА (запуск резервного НА при выходе из строя основного НА, включение НА напрямую при выходе из строя преобразователя частоты (при его наличии), периодическое переключение между НА для равномерного износа);
• контроль питания КША, открытия дверцы КША;
• передача данных на верхний уровень;
• измерение параметров технологического процесса;
• регистрация параметров технологического процесса в энергонезависимой памяти контроллера;
• контроль затопления, проникновения и возгораний (опционально);
• добавление в программу пользователя алгоритма "Суточный график" с возможностью дистанционного изменения значения задания и временных интервалов (опционально);
• сбор данных со счетчиков электроэнергии (опционально).
2. Шкафы управления для водоочистных сооружений, береговых насосных станций, артезианских скважин.
- предназначены для автоматизации работы и диспетчеризации, выполняет следующие основные функции:
• сбор информации и первичная обработка входных сигналов;
• формирование управляющих сигналов;
• отображение значений контролируемых параметров;
• управление, защита и блокировка работы оборудования по алгоритмам технологического программного обеспечения;
• передача данных по каналам связи на верхний уровень автоматизированной системы.
3. Шкафы управления для канализационных насосных станций
• автоматическое регулирование процесса откачки воды из приемной емкости;
• автоматическое и дистанционное управление НА (запуск резервного НА при выходе из строя основного НА, включение НА напрямую при выходе из строя преобразователя частоты или устройства плавного пуска (при их наличии), периодическое переключение между НА для равномерного износа);
Шкафы управления
Компания АДЛ является производителем шкафов управления «Грантор» типа АЭП для электродвигателей насосов, вентиляторов, запорной и регулирующей арматуры, шкафов АВР, распределительных и вводных панелей «Грантор Селект».
Стандартная линейка шкафов управления «Грантор» состоит из следующих серий: шкафы управления с релейным регулированием, включая модификацию с мягкими пускателями; шкафы управления с частотным регулированием; шкафы управления по уровням для насосов дренажных и канализационных систем; шкафы управления насосами спринклерных и дренчерных систем пожаротушения; шкафы управления электрифицированными задвижками; шкафы управления тепловыми пунктами; шкафы комплексной автоматизации систем и технологических процессов.
Модификации шкафов управления и дополнительные устройства
- Автоматический ввод резервного питания
- Диспетчеризация
- Внешние подключения управления шкафом
- Внешние подключения управления электродвигателем
- Общие опции
В конце 2002 года мы открыли линию по производству шкафов управления «Грантор» для управления группой электродвигателей. Это было связано с возрастающими требованиями рынка к устройствам управления, работающим полностью в автоматическом режиме. Сегодня уже можно с уверенностью говорить об устойчивой тенденции внедрения систем автоматического управления с энергосберегающими технологиями в различные области промышленности и коммунального хозяйства. Они несомненно позволяют не только снизить расход электроэнергии и затраты на техническое обслуживание той или иной системы, но и, если речь идет о шкафах управления, комплексно решать еще целый ряд задач, связанных с контролем, управлением и защитой электродвигателей.
Выбор оборудования всегда связан с определенной сложностью, потому что необходимо учитывать несколько параметров: технические характеристики, алгоритм работы, цена, качество, срок службы, комплектация.
Шкаф управления — комплектное устройство управления, включающее в себя силовые коммутационные аппараты, устройства защиты, преобразователи частоты, устройства плавного пуска, программируемые логические контроллеры и др. Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) для подключения электродвигателя насоса в сеть необходимо установить устройство, обеспечивающее защиту сети от короткого замыкания (например, автоматический выключатель или плавкие предохранители). Для обеспечения безопасности необходимо также устройство видимого разрыва цепи (например, рубильник или автоматический выключатель). Шкаф, снабженный этими устройствами, а также устройствами, обеспечивающими дополнительные защиты (например, тепловая, от перегрузки по току, от перенапряжения или пониженного напряжения, контроль фаз и т. д.), будет называться комплектным устройством управления. К таким устройствам относятся все стандартные модели шкафов управления «Грантор».
Принцип действия щитового оборудования
Основной принцип действия шкафов управления основан на непрерывном отслеживании изменений параметров системы и выборе оптимальных режимов работы электродвигателей. Управление шкафами может осуществляться в ручном или автоматическом режимах. Применение шкафа управления позволяет во многих случаях снизить потребление электроэнергии, защитить электродвигатели от недопустимых и нежелательных режимов работы, и, как следствие, продлить срок их эксплуатации на объекте. Хотелось бы подчеркнуть, что использование подобного шкафа управления позволяет достичь наилучших результатов, особенно, если мы имеем дело с популярными в последнее время многонасосными системами.
Многофункциональность и надежность шкафов управления «Грантор» обеспечивается тем, что их основой является качественное электрооборудование ведущих европейских производителей для управления и защиты электродвигателей шведской фирмы Emotron и испанской фирмы Fanox. Широкие функциональные возможности преобразователей частоты шведской фирмы Emotron серии FDU 2.0 позволяют во многих случаях избежать применения дополнительных устройств, таких как контроллеры, т. к. большинство функций по управлению и защите выполняет сам преобразователь. Он также может обеспечить защиту от «сухого» хода насосов и существенно снизить расход электроэнергии при работе насосов с небольшой нагрузкой. Преобразователь самостоятельно решает, когда необходимо включить дополнительный или резервный насос, и выдает соответствующий сигнал на релейнокоммутационную аппаратуру.
Российское производство щитового оборудования
Шкафы управления «Грантор» собираются на заводе АДЛ в Коломне из комплектующих ведущих европейских производителей. При необходимости стандартные проектные решения дорабатываются в соответствии с требованиями заказчика. 100% электрошкафов проходят испытания на электробезопасность и функциональность.
Сервисное и техническое сопровождение
Шкафы управления производства компании АДЛ поставляются через широкую сеть дистрибьюторов в регионы России. На территории страны расположено 35 сервисных центров. Оборудование сертифицировано и имеет всю необходимую разрешительную документацию.
Планы на ближайшее время
В планы на ближайшее время входит дальнейшее развитие собственного производства, внедрение энергосберегающих технологий в области ЖКХ и строительства, расширение поставок высокоэффективного оборудования в индустриальный сектор, что будет способствовать развитию и росту отечественной промышленности.
Читайте также: