Шкаф управления погружным насосом

Обновлено: 07.01.2025

Шкаф управления насосами (ШУН)– комплект электрических устройств, разработанных для контроля и регулирования работы насосов и их защиты от внешних негативных воздействий. Эта компактная распределительная станция, способная работать в нескольких режимах, обеспечивает возможность управления одним или несколькими насосами. Это особенно удобно при больших расстояниях между агрегатами. Диапазон применения оборудования очень широк – от организации водоснабжения индивидуальных домостроений до обслуживания тепловых пунктов, пожарных станций, промышленных объектов.

Принцип действия и основной функционал щитов управления насосами (ЩУН)

На объектах, требующих постоянного и бесперебойного водоснабжения, аварийная остановка насосного оборудования является нежелательным, а часто– недопустимым, сценарием. Поэтому для насосных групп ответственного назначения оптимальным решением является установка шкафов автоматического управления, которые решают ряд важных задач:

Дополнительные функции

Современные шкафы управления насосным оборудованием могут решать также еще несколько задач:

Контролировать уровень воды в скважине или резервуаре и принимать адекватные меры в случае ее недостачи.
Фиксировать скачки давления и регулировать оптимальные параметры рабочего режима.
Включать насосы по очереди, чтобы обеспечить их равномерную загрузку.
Автоматически вводить в работу запасной агрегат при выходе из строя основного насоса. Решение о подобных действиях принимает интеллектуальная система.
Вводить автоматически в работу посредством функции плавного пуска один или несколько агрегатов в соответствии с требуемым режимом, когда при пиковых нагрузках мощности одного насоса недостаточно.
При снижении нагрузки – автоматически отключать дополнительные агрегаты.

Стандартная комплектация шкафа управления насосами (ШУН)

Для выбора щита необходимо сначала четко сформулировать функции, которые он должен выполнять. Производители такого оборудования предлагают готовые стандартные схемы, дополняют их по заказу новыми компонентами или изготавливают шкафы по индивидуальным заказам. В стандартный состав шкафов управления насосами входят:

Стальной корпус с панелью управления на фронтальной стороне. Устройство панели может быть разным, но на ней в обязательном порядке присутствуют кнопки «Пуск» и «Стоп», индикаторы, переключатели для управления насосными агрегатами в ручном режиме.
Устройства защиты и предохранители. Например, может быть предусмотрен запрет на одновременную активацию двух насосных установок, которая приводит к перерасходу электроэнергии.
Преобразователь частоты, микропроцессорный модуль – могут устанавливаться по отдельности или в едином блоке.
Узел контроля для регулирования напряжения трех фаз. Включает три датчика, отслеживающих нагрузку на каждой фазе.
Датчик температуры – предохраняет оборудование от перегрева.
Автоматический блок регулирования, который отвечает за плановое и аварийное отключение насосного оборудования.

Современные средства диспетчеризации позволяют управлять щитом на расстоянии. Системы дистанционного оповещения подключаются к GPRS, интернету, радиомодему. При аварийной ситуации включается система блокировки, а сигнал подается на ПК или смартфон.

Схемы подключения шкафов управления насосами

автоматический переключатель;
источник резервного питания;
реле защиты;
контроллер;
контактор.

Щит предусматривает несколько режимов – «Автоматический», «Ручной», «Отключен».

Ручное регулирование работой насосного агрегата осуществляется с фронтальной панели, а автоматическое происходит по сигналам от реле. На панели также имеются индикаторы состояния.

Типовая схема подключения насоса к ШУН-15

Техника безопасности при монтаже и эксплуатации ЩУН

Перед подключением автоматического шкафа управления насосами необходимо внимательно изучить принципиальные электрические схемы и инструкции производителя. Если условия эксплуатации предусматривают воздействие на щит повышенной влажности и критически высоких или низких температур, то необходимо выбирать модели с дополнительным утеплением и гидроизоляцией. Работоспособность и длительный эксплуатационный период ШУН обеспечены при соблюдении следующих условий:

Оборудование монтируют только во взрывобезопасной зоне.
Температура и влажность в месте установки соответствуют параметрам, указанным в инструкции.
Параметры ШУН совпадают с характеристиками подключаемого насосного оборудования.
Шкаф и насосные агрегаты к нему подсоединяет только лицо с определенной группой электробезопасности.
Монтаж выполняется в соответствии с принципиальными схемами, приведенными в техническом паспорте или инструкции.
Сечение кабеля для подсоединений соответствует величинам, рекомендованным производителем.
После подведения напорного трубопровода, прокладки электрокабелей, сборки всех узлов, устройства заземляющего контура шкаф проверяют в ручном и автоматическом режимах.
Любые действия по обслуживанию и ремонту осуществляют при выключенном щите, который должен быть заблокирован от повторного включения.
Периодически чистят фильтры вентиляции или заменяют их на новые, подтягивают крепежные элементы.
Регулярно проверяют блоки управления. Периодичность таких проверок определяет производитель.

Для облегчения эксплуатации ШУН производители обычно прилагают список с описанием самых распространенных неисправностей и рекомендации по их устранению. Некоторые неисправности можно ликвидировать самостоятельно. Например, сигнал «Авария – низкое давление» выдается системой защиты от сухого хода. В этом случае оператору необходимо проверить уровень воды в скважине или емкости и по возможности предпринять необходимые меры. Устройство будет разблокировано в автоматическом режиме при восстановлении требуемого уровня воды.

ОБЗОР ШУН ШКАФОВ УПРАВЛЕНИЯ НАСОСАМИ! ГОТОВОЕ РЕШЕНИЕ!

В данной статье рассмотрим принцип и алгоритмы работы шкафов управления насосами, а также на что стоит обращать внимание при выборе шкафов ШУН! Под шкафами управления насосами подразумевается готовая электрическая система управления состоящая из силовой коммуникационной части и системы автоматизации. Система автоматизации ШУН в свою очередь может быть реализована на релейной схеме, либо в современном варианте на промышленном контроллере или программируемом реле.

Шкафы управления насосами ШУН применяются в различных промышленных и бытовых областях, а именно: в теплопунктах, котельных, дренажных системах, очистительных сооружениях и т.д. Запуск и управление насосами как правило состоит из трех вариаций, которые используются в шкафах ШУН:

Прямой пуск насоса, через контактор. Данный способ управления насосом является самым бюджетным и как правило используется на маломощных насосах (до 5.5кВт). Это связано с большими пусковыми токами насосов, которые достигают 6-ти кратный номинал двигателей. Если номинальный ток двигателя 7А, то при пуске (кратковременно) может достигать 42А. Насосы большой мощности крайне не рекомендуют запускать "прямым пуском", так как это негативно сказывается на гидравлической системе (происходят гидроудары), уменьшается срок службы двигателя.
Плавный (мягкий) пуск через устройство плавного пуска УПП . Данный способ управления насосами позволяет минимизировать пусковые токи, запуская плавно двигатель до нужно частоты. УПП как правило применяется в резервных линиях, либо когда мощность двигателя подобрана должным образом и насос на максимальной производительности (50Гц) показывает максимальный КПД. Частой "ошибкой" сборщиков шкафов управления насосами является установка контактора на "байпасную" (резервную) линию. Иными словами, если у Вас насосы работают при принципу "один рабочий + один резервный" и частотный преобразователь или УПП выходят из строя (например по ошибке ЧП), то автоматически происходит "прямой пуск" по резервной линии, тем самым обеспечивая гидроудар в системе. В таких случаях крайне рекомендуют на резервную линию устанавливать, либо второй частотный преобразователь, либо устройство плавного пуска.
Частотное регулирование, запуск насоса через частотный преобразователь. Частотный преобразователь позволяет плавного запуска, останавливать насос, а также производить управление по разным режимам. Чаще всего современные системы управления насосами позволяют производить поддержания технологических параметров (давления в трубопроводе, расход, уровень и т.п.). В связи с этим, используя частотный преобразователь можно обеспечивать защиту насоса от потери фазы, перенапряжения, перегрузки, а также производить ПИД регулирование без использования внешних систем автоматики. Китайские производители частотных преобразователей очень сильно выросли в качестве продукции и во многом не уступают европейским аналогам.

Существуют разные модификации и компоновки шкафов управления насосами ШУН. Насосы могут работать по очереди "1 рабочий + 1 резервный", либо совместно когда мощности одного насоса не хватает, включается дополнительный "1 рабочий + 1 дополнительный". Таким образом, система управления может состоять из нескольких насосов, а управление производиться по каскадному режиму. Под каскадным режимом управления подразумевается включение и отключение дополнительных насосов по определённой логике, когда мощности одного или нескольких насосов недостаточно и происходит поочередное добавление резервных насосов для достижения технологического параметра (например, давления). В таком случае, включение и отключение резервных насосов может производится по разным сценариям. Например, основной насос работающий от частотного преобразователя достигает максимальной производительности (50Гц), хотя показатели технологического параметра (например, давления) не достигнуты до нужного значения. Соответственно, с помощью контакторов через заданное время происходит мгновенное переключение с основного насоса (работающего от частотного преобразователя) на питание от сети. Таким образом, основной двигатель продолжает работу от питающей сети, а управление через частотный преобразователь переключается на дополнительный насос и происходит регулирование технологического параметра. В итоге получается, что основной(ые) насос(ы) работают от питающей сети, а регулирование технологических параметров происходит с помощью дополнительных насосов через частотный преобразователь с помощью функции ПИД регулирования.

Каскадное регулирование также имеет свои недостатки при управлении дополнительными насосами через контакторы. Это обусловлено тем, что при переключении управления частотного преобразователя с основного на дополнительный насос, происходит кратковременное пропадание напряжение при переключении контакторов, а также в частотном преобразователе остается избыток энергии, так как для преобразователя частоты происходит пропадание нагрузки. Данная проблема решается с помощью установки дополнительного частотного преобразователя на каждый насос. Такой вариант более дорогой, но имеет ряд положительных моментов и повышает надежность установки. С другой стороны используя частотные преобразователи на каждый насос, значительно уменьшается количество контакторов (качественные контакторы также дорого стоят) и число сигналов контроля и управления, тем самым уменьшая стоимость конфигурации контроллера.

Современные шкафы управления насосами ШУН с частотным регулированием максимально эффективны и точны в поддержании технологических параметров. ШУН обеспечивает функции АВР насосов (при аварии или ошибки основного насоса автоматическое переключение на резервный), чередование по времени наработки или заданному времени оператором. Также современные системы управления насосами обеспечивают экономию электроэнергии эффективной работой, с помощью автоматического регулирования и функции "сна", а также обеспечивают легкую интеграцию с верхним уровнем АСУТП по промышленному протоколу Modbus RTU. С помощью уже сконфигурированных списков регистров Modbus, инженер АСУТП легко интегрирует шкаф управления насосов в общую систему производства.

Рекомендации по выбору шкафов управления насосами (исходя из нашего опыта):

если мощность насосов более 5.5кВт, то желательно выбирать плавный пуск или частотный преобразователь для насосов;
если используется каскадное управления с двумя и более насосами, то рекомендуем выбирать панель управления вместо индикаторов, кнопок и переключателей. Данное решение связано с тем, что бюджетная панель управления стоит около 12-13 тыс рублей. При этом Вы экономите на кнопках, переключателях, индикаторах, уменьшается конфигурация входов/выходов управляемого контроллера в связи с уменьшением управленческих сигналов. Взамен этого Вы получаете сенсорный экран с цветной визуализацией технологических процессов, возможностью архивирования действий оператора и аварийных событий, отображение показателей насоса (текущая частота, ток, мощность и т.д.), бюджетную диспетчеризацию через удаленное подключение к панели и многое другое;
при каскадном управлении желательно использовать частотный преобразователь на каждый насос, чтобы ограничить кратковременное пропадание питания при переключениях насосов. При этом конечно существует большое количество рабочих схем с каскадным управлением реализованных на контакторах, но о некоторых проблемах мы написали в статье выше;
используйте только качественные контакторы и автоматические выключатели. Это сильно влияет на надежность системы, так как срабатывания контакторов происходит довольно часто и с повышенными токами. В производстве шкафов управления насосов мы стараемся использовать (если Заказчик не настаивает на другом оборудовании) проверенные временем бренды: Schneider Electric, OEZ для коммутирующего и защитного оборудования;
систему автоматизации шкафов ШУН лучше реализовывать на бюджетных промышленных контроллерах или программируемом реле, а не на релейных схемах. Данное решение обусловлено большим функционалом и конфигурацией системы, при этом стоимость бюджетного контроллера порой сопоставима с релейной схемой (реле, таймеры времени для переключения по наработке и т.д.);

Наша компания занимается производством шкафов управления насосов с разными конфигурациями и требованиями от Заказчика. Мы являемся прямыми импортерами разного промышленного оборудования используемого в ШУН (контроллеры, панели оператора, частотные преобразователи, УПП и т.д.), в связи с этим можем предоставлять конкурентную цену с высоким качеством продукции. Наша компания всегда готова предоставлять различные схемы подключений в формате dwg для проектных институтов на взаимовыгодных условиях и дорабатывать их под нужды Заказчика.

КАСКАД 100: ШУ погружным насосом с защитой электродвигателя

Шкафы управления погружным насосом КАСКАД 100 предназначены для модернизации существующих водяных скважин в системах водоснабжения водоканалов, а так же промышленных предприятий.

Шкафы разработаны специально для использования с погружными насосами и учитывают специфику применения. Удобная и понятная панель управления на русском языке облегчает ввод в эксплуатацию шкафа управления. Поддержание давления по ПИД-закону при помощи преобразователя частоты позволяет не только регулировать производительность насоса в условиях переменного расхода, но и существенно сократить затраты на электроэнергию.

Специально созданный алгоритм перехода из автоматического в ручной режим, позволяет исключить одновременное включение «байпаса» для предотвращения выхода из строя шкафа управления.

Общая информация и способы применения шкафов управления КАСКАД 100

Шкаф управления КАСКАД 100 -->

Установка шкафа управления вместо водонапорной башни позволит постоянно поддерживать необходимое давление в системе, а так же обеспечит плавный разгон/торможение насоса, в результате которых отсутствует гидроудар, что продлевает срок службы труб и установленной арматуры.

При переменном характере разбора воды в системе водоснабжения, установка КАСКАД 100 позволяет сэкономить до 40 % электроэнергии!

Шкаф управления обладает возможностью внедрения в общую систему диспетчеризации посредством GSM-канала, что позволяет удаленно получать данные (давление в системе, потребляемый ток, коды аварий и т.д.) о работе системы в целом. Наличие встроенной системы поддержания микроклимата внутри шкафа, позволяет устанавливать КАСКАД 100 в не отапливаемых помещениях.

Использование ШУ КАСКАД 100 соответствует приказу Минэкономразвития РФ №61 от 17.02.2010 г. «Об утверждении примерного перечня мероприятий в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности».

Почему стали не нужны водонапорные башни?

В 20-м веке башня инженера Рожновского стала успешным решением в системах водоснабжения во всей России. Ее эффективная работа вынуждала мириться с дорогой и сложной эксплуатацией. Развитие электроники и технологий автоматизации позволило создать достойную замену, более надежную и эффективную – шкаф управления погружным насосом КАСКАД 100.

Вы навсегда забудете:

о замерзании воды при малом ее расходе;
о переливах воды и обледенении башни;
об образовании ржавчины воды при окислении на открытом воздухе;
о высокой стоимости и сложности обслуживания;
о нестабильном давлении воды на выходе.

Теперь у вас есть преимущества:

экономия электроэнергии;
легкий и быстрый монтаж;
простой ввод в эксплуатацию;
наблюдение за работой скважины, не вставая с кресла через интернет;
необходимая информация всегда под рукой, в графиках и таблицах.

Подключение шкафа управления КАСКАД 100

Применение шкафа КАСКАД 100 -->

Шкафы (станции) управления и защиты насосов

Сертифицированные шкафы управления насосами предназначены для автоматизации, повышения качества работы, предотвращения аварий гидравлического и другого оборудования, которое приводится в действие асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором.

В нашем каталоге представлен большой ассортимент автоматики производства АО ГМС Ливгидромаш — от бюджетных моделей с минимальным набором опций до новых марок шкафов управления насосами с частотными преобразователями и расширенным функционалом. Станции управления (СУиЗ), изделия марок Лоцман и HMS Control могут функционировать в нескольких режимах управления:

ручном — пуск, управление, останов, контроль работы производятся оператором с помощью кнопок и индикации на фронтальной панели;
автоматическом — по заданным программам, по сигналам датчиков;
дистанционном — по командам, поступающим по каналам проводной или беспроводной связи (опционно).

Шкафами управления оснащаются российские и импортные электронасосы, которые эксплуатируются в жилищно-коммунальном секторе, на предприятиях различных отраслей промышленности, в сельском хозяйстве для:

водоснабжения;
отопления, повышения давления;
заполнения емкостей, дренажа;
отведения канализационных стоков;
полива.

Устройство и принцип действия

Основные узлы станций управления — выключатели, электромагнитные пускатели, микроконтроллеры (МК), силовые и сигнальные блоки, токовые трансформаторы, реле, датчики уровня, расхода, давления.

Шкафы управления могут дополнительно комплектоваться устройствами плавного пуска, частотными преобразователями, GSM-модемами, системами контроля температуры двигателя, молниезащиты.

Программируемый микроконтроллер обрабатывает сигналы, поступающие с датчиков, таймеров, извне по каналам удаленной связи и передает соответствующие команды на электромагнитный пускатель или на устройство плавного пуска, которые включают и отключают электродвигатель.

Практически все шкафы управления производятся в двух вариантах климатического исполнения — для работы в помещениях при температуре от 1 до 40 0 С и на открытом контуре под навесом при температурах от –40 до +40 0 С.

Основные функции средств автоматизации:

управление электродвигателем, обеспечение стабильной работы насосного оборудования, контроль и поддержка заданных параметров технологических процессов — давления, расхода, уровня жидкости;
контроль потребляемого тока, предотвращение резких пусков и остановов, гидроударов и поломок оборудования;
защита двигателей, насосных агрегатов от «сухого» хода, аварий из-за перегрузок, отклонения питающего напряжения от допустимого интервала, обрывов входной фазы, коротких замыканий.

Преимущества использования шкафов управления:

повышение надежности работы и срока службы электронасосов за счет снижения ударных нагрузок на двигатель;
снижение в 2 – 3 раза пусковых токов и пиковых нагрузок;
дистанционное управление;
снижение энергопотребления;
повышение КПД;
сокращение обслуживающего персонала и повышение его безопасности;
увеличение межремонтных интервалов и сокращение затрат на ремонт.

Ассортиментный ряд

Большое разнообразие станций управления по конструкции и набору опций позволяет подобрать оптимальный вариант для насосов разных типов, назначения и производительности.

Изделия марки HMS Control производятся в нескольких вариантах:

Усовершенствованная серия автоматики Лоцман+ L2 — шкафы управления насосами типа КНС мощностью от 0,3 до 90 кВт — надежная защита электродвигателей при перегрузках/недогрузках по току, скачках сетевого напряжения, пробоях изоляции. Приборы имеют расширенный набор опций, включая корректировку рабочих параметров «на ходу», расчет фазовых напряжений, учет времени наработки электроприводов, поддержку каскадного режима работы группы насосов с помощью таймеров задержки, автозапуск после аварий.

Станции управления и защиты СУиЗ производятся в трехфазном исполнении и применяются для автоматизации работы насосов типа ЭЦВ и аналогичного гидрооборудования мощностью до 90 кВт. Станции можно переключать на режимы ручного, автоматического, дистанционного управления, на водоподъем, налив или дренаж. Они гарантируют комплексную защиту двигателей и оборудования от неблагоприятных факторов электрической сети (перекосы и обрывы фаз, токовые перегрузки, короткое замыкание), «сухого» хода.

Шкафы управления насосами

Без частотного регулирования. В зависимости от мощности, пуск насосов напрямую от сети, схема звезда-треугольник или УПП.

КРН «профи»

Каскадный пуск насосов от одного преобразователя частоты, регулирование частоты последнего включенного.

КРН «комфорт»

Для систем пожаротушения

КРН(П) ШПН

Без частотного регулирования, пуск насосов напрямую от сети, звезда-треугольник или УПП в зависимости от мощности. Контроль линий связи на обрыв и короткое замыкание.

Гибридные КРН(П) «профи»

Прямой пуск насосов в режиме «Пожаротушение» , каскадный пуск насосов от одного ПЧ в режиме «Водоснабжение» . Контроль линий связи на обрыв и короткое замыкание.

Для скважин и водозаборных узлов (ВЗУ)

Для канализационных насосных станций (КНС)

ШУНК серии А

ШУНК «стандарт»

ШУНК «профи»

Без частотного регулирования, пуск насосов напрямую от сети, звезда-треугольник или УПП в зависимости от мощности.

Шкафы управления универсальные

Шкафы ШЧР

Шкафы частотного регулирования насосами

Автоматические шкафы для управления насосами

Группа компаний «АСУ-Технология» с начала 2004 года занимается производством различной умной автоматики управления как для насосов, так и для любых других исполнительных механизмов. Для сфер связанных с водоснабжением или пожаротушением мы предлагаем различные шкафы управления насосами с оптимизированными и отработанными в течении долгого времени алгоритмами. С использованием схем резервирования, производимое оборудование способно выполнять свои задачи по управлению даже при возникновении каких-либо отказов, авариях или неисправностях.

Для работы в автоматическом режиме любого объекта, начиная от бытовой насосной станции и целого водозаборного узла небольшого города, необходимо соответствующее оборудование. Алгоритм управления тем или иным объектом не существенно различается по сути, но чем больше объект, тем больше управляющих сигналов необходимо учитывать при в процессе управления. В основе лежит алгоритм включения и отключения насосных агрегатов для постоянного поддержания заданного давления в напорной магистрали водопроводной системы. В случае частотного регулирования добавляется ещё и управление скоростью вращения вала насоса, что увеличивают глубину регулирования и снижает число коммутаций.

Чем больше оборудования входит в состав автоматики управления, тем более гибким и качественным становится процесс регулирования, а также и сложнее, но и как известно — итоговая величина надёжности всей системы равняется произведению значений надёжности всех входящих в состав элементов, именно поэтому необходимо всегда соблюдать баланс между сложностью, надёжностью и функциональностью при производстве, в нашем случае, шкафов управления насосами.

Множество исследований и экспериментов специалисты нашей компании провели при работе на реальных объектах. О некоторых из них написаны статьи с выводами и измеренными данными. Об этом можно почитать в разделе "Статьи".

Технические характеристики

Управление насосами	до 6 шт
Мощность одного агрегата	до 315 кВт
Температура окружающей среды	от +5 °C до +50 °C
Питающее напряжение	3х380В/50Гц
Класс защиты	IP 54
Класс изоляции	F

Реализуемые задачи

Поддержание заданного значения давления по сигналам датчика;
Контроль "сухого хода" - наличие достаточного давления на входе системы для нормальной работы насосов;
Плавный запуск и останов насосных агрегатов;
Защита группы электронасосов от коротких замыканий, перегрузки и обрыва фаз;
Режим "Энергосбережения".

Основные преимущества

Всё производимое оборудование поставляется в готовом и настроенном виде, необходимо только подключить трубопровод и подвести электричество;
Применение специальных схем пуска насосов снижает величину гидроударов и пусковых токов при включении в работу;
Специальные алгоритмы управления по снижению потребления электроэнергии и увеличения срока службы оборудования;
Цветной графический интерфейс;
Снижение трудозатрат на обслуживание и ремонт.

При функционировании в автоматическом режиме, станция управления насосами не требует постоянного присутствия на объекте обслуживающего персонала. Осуществлять управление и наблюдать за работой шкафа автоматики можно удалённо, используя возможности системы диспетчеризации и мониторинга. Использование современных интерфейсов связи позволяет объединять в общую сеть любые территориально распределенные объекты.

Купить шкаф управления насосами

Читайте также: