ميكنة المضخات ومحطات الضخ

تتيح أتمتة وحدات الضخ زيادة موثوقية واستمرارية إمدادات المياه ، وتقليل تكاليف العمالة والتشغيل ، فضلاً عن حجم خزانات التحكم.

لأتمتة وحدات الضخ ، باستثناء معدات الأغراض العامة (المقاولين, مقبلات مغناطيسية، مفاتيح ، مرحلات وسيطة) ، يتم استخدام أجهزة تحكم ومراقبة خاصة ، على سبيل المثال ، مرحل التحكم في المستوى، مرحلات التحكم في تعبئة مضخة الطرد المركزي ، مرحل نفاث ، مفاتيح تعويم ، مفاتيح مستوى القطب ، مقاييس ضغط مختلفة ، أجهزة استشعار سعوية ، إلخ.

محطة التحكم - جهاز كامل يصل إلى 1 كيلو فولت ، مصمم للتحكم عن بعد في التركيبات الكهربائية أو أجزائها بأداء آلي لوظائف التحكم والتنظيم والحماية والإشارات. من الناحية الهيكلية ، فإن محطة التحكم عبارة عن كتلة ، لوحة ، خزانة ، لوحة.

وحدة التحكم - محطة تحكم ، يتم تركيب جميع عناصرها على لوحة أو إطار منفصل.

لوحة التحكم - محطة تحكم ، يتم تركيب جميع عناصرها على ألواح أو قضبان أو عناصر هيكلية أخرى مجمعة على إطار مشترك أو لوح معدني.

لوحة التحكم (ShTSU control station shield) هي عبارة عن تجميع لعدة ألواح أو كتل على إطار ثلاثي الأبعاد.

خزانة التحكم - محطة تحكم محمية من جميع الجوانب بطريقة تمنع الوصول إلى الأجزاء الحية عند إغلاق الأبواب والأغطية.

تعمل أتمتة المضخات ومحطات الضخ ، كقاعدة عامة ، على التحكم في المضخة الكهربائية الغاطسة من مستوى الماء في الخزان أو الضغط في خط أنابيب الضغط.

لنلقِ نظرة على أمثلة لأتمتة وحدات الضخ.

في التين. 1 ، ويظهر مخطط أتمتة لأبسط وحدة ضخ - مضخة الصرف 1 ، وفي الشكل. يوضح الشكل 1 ، ب مخطط الدائرة لهذا التثبيت. تتم أتمتة وحدة الضخ باستخدام مفتاح مستوى عائم. يحتوي مفتاح التحكم في KU على موضعين: للتحكم اليدوي والآلي.

أرز. 1. تصميم جهاز ضخ التصريف (أ) ودائرته الكهربائية للأتمتة (ب)

في التين. 2 مخطط أتمتة النقل للتحكم في مضخة غاطسة وفقًا لمستوى الماء في خزان برج المياه ، ويتم تنفيذه على عناصر تلامس التتابع.

أرز. 2. رسم تخطيطي للتشغيل الآلي من مضخة غاطسة وفقًا لمستوى الماء في خزان المياه في برج

يتم ضبط وضع التشغيل لدائرة الأتمتة من المضخة بواسطة مفتاح CA1. عند ضبطه على الوضع "A" وتشغيل مفتاح QF ، يتم تطبيق الجهد على دائرة التحكم.إذا كان مستوى الماء في خزان الضغط أقل من القطب الكهربائي للمستوى السفلي لمستشعر جهاز التحكم عن بعد ، فعندئذٍ تكون جهات الاتصال SL1 و SL2 في الدائرة مفتوحة ، ويتم إيقاف تشغيل المرحل KV1 وتلامسها في دائرة الملف من بداية المغناطيسية KM مغلقة. في هذه الحالة ، يقوم المبدئ المغناطيسي بتشغيل محرك المضخة ، وفي نفس الوقت ينطفئ مصباح الإشارة H L1 ويضيء المصباح H L2. ستقوم المضخة بتزويد الخزان بالماء تحت الضغط.

عندما يملأ الماء المسافة بين القطب الكهربائي ذو المستوى السفلي SL2 وجسم المستشعر المتصل بالسلك المحايد ، ستغلق دائرة SL2 ، ولكن لن يتم تشغيل مرحل KV1 لأن دبابيسه المتسلسلة مع SL2 مفتوحة.

عندما يصل الماء إلى القطب الكهربائي لأعلى مستوى ، ستغلق دائرة SL1 ، وسيشتغل مرحل KV1 ، وبعد أن فتحت جهات الاتصال الخاصة به في دائرة ملف المبدئ المغناطيسي KM ، ستغلق الأخير ، وبعد الإغلاق جهات الاتصال المغلقة ، سيتم تنشيطها بمفردها عبر دائرة مستشعر SL2. سينطفئ محرك المضخة وينطفئ مصباح التحذير H. L2 وسيضيء المصباح H L1. سيتم تشغيل محرك المضخة مرة أخرى عندما ينخفض ​​مستوى الماء إلى الموضع عندما تكون الدائرة SL2 مفتوحة وسيتم إلغاء تنشيط المرحل KV1.

لا يمكن تشغيل المضخة في أي وضع إلا إذا كانت دائرة مستشعر التشغيل الجاف DSX مغلقة (SL3) ، والتي تتحكم في مستوى الماء في البئر.

العيب الرئيسي للتحكم في المستوى هو قابلية أقطاب مستشعرات المستوى للتجمد في الشتاء ، بسبب عدم إيقاف تشغيل المضخة وفيضان الماء من الخزان. هناك حالات لتدمير أبراج المياه بسبب تجمد كتلة كبيرة من الجليد على سطحها.

عند التحكم في تشغيل المضخة بالضغط ، يمكن تركيب مقياس ضغط ملامس كهربائي أو مفتاح ضغط على خط الضغط في غرفة المضخة. هذا يسهل صيانة المستشعر ويقضي على التعرض لدرجات الحرارة المنخفضة.

في التين. 3 رسم تخطيطي لدائرة الإرسال للتحكم في إمداد المياه (الضخ) وتركيب برج وفقًا لإشارات مقياس ضغط التلامس الكهربائي (وفقًا للضغط).

أرز. 3. رسم تخطيطي للتحكم في تركيب مياه على برج بواسطة مقياس ضغط كهربائي

إذا لم يكن هناك ماء في الخزان ، فسيتم إغلاق ملامس مقياس الضغط СП1 (المستوى السفلي) ، وفتح جهة الاتصال СП2 (المستوى العلوي). يعمل Relay KV1 ، بإغلاق جهات الاتصال KV1.1 و KV1.2 ، ونتيجة لذلك يتم تشغيل المبدئ المغناطيسي KM ، والذي يربط المضخة الكهربائية بشبكة ثلاثية الطور (لا تظهر دوائر الطاقة في الرسم التخطيطي).

تزود المضخة الخزان بالماء ، يرتفع الضغط حتى يغلق التلامس مع مقياس الضغط ، СП2 مضبوطًا على مستوى الماء العلوي. بعد إغلاق جهة الاتصال СP2 ، يتم تنشيط التتابع K V2 ، والذي يفتح جهات الاتصال KV2.2 في دائرة ملف التتابع KV1 و KV2.1 في دائرة ملف المبدئ المغناطيسي KM ؛ ينطفئ محرك المضخة.

عندما يتدفق الماء من الخزان ، ينخفض ​​الضغط ، يفتح CP2 ، ويقطع KV2 ، لكن المضخة لا تعمل ، نظرًا لأن مقياس الضغط ملامس ، يكون CP1 مفتوحًا ويتم إيقاف تشغيل ملف الترحيل KV1. يتم تشغيل المضخة عندما ينخفض ​​مستوى الماء في الخزان قبل أن يتم إغلاق ملامسة مقياس الضغط. СП1.

يتم تشغيل دوائر التحكم بواسطة محول تنحي بجهد 12 فولت ، مما يزيد من الأمان عند خدمة دائرة التحكم ومقياس ضغط التلامس الكهربائي.

لضمان تشغيل المضخة في حالة حدوث خلل في مقياس ضغط التلامس الكهربائي أو دائرة التحكم ، تم تصميم مفتاح CA1. عند تشغيله ، تتم معالجة جهات اتصال التحكم KV1.2 و KV2.1 ويتم توصيل ملف المبدئ المغناطيسي KM مباشرة بشبكة 380 فولت.

في فجوة الطور L1 ، تشتمل دائرة التحكم على اتصال ROF (فقدان مرحل الطور) ، والذي يفتح في حالة وجود مرحلة مفتوحة أو وضع غير متماثل لشبكة الإمداد. في هذه الحالة ، يتم كسر دائرة الملف KM ويتم إيقاف تشغيل المضخة تلقائيًا حتى يتم تصحيح الخطأ.

تتم حماية دوائر الطاقة في هذه الدائرة من الحمل الزائد والقصير عن طريق مفتاح تلقائي.

في التين. 4 مخطط نقل لأتمتة تركيب ضخ المياه ، والذي يحتوي على وحدة مضخة كهربائية 7 من النوع الغاطس ، وتقع في بئر 6. يتم تركيب صمام فحص 5 ومقياس تدفق 4 في خط أنابيب الضغط.

تحتوي وحدة المضخة على خزان ضغط 1 (برج ماء أو غلاية ماء-هواء) و أجهزة استشعار الضغط (أو المستوى) 2 ، 3 ، مع مستشعر 2 يستجيب للضغط العلوي (المستوى) في الخزان والمستشعر 3 للضغط المنخفض (المستوى) في الخزان. يتم التحكم في محطة الضخ بواسطة وحدة التحكم 8.

أرز. 4. مخطط لأتمتة جهاز ضخ المياه بتردد متغير

يتم التحكم في وحدة المضخة على النحو التالي. لنفترض أن وحدة المضخة متوقفة وأن الضغط في خزان الضغط ينخفض ​​ويصبح أقل من Pmin ... في هذه الحالة ، يتم إرسال إشارة من المستشعر لتشغيل المضخة الكهربائية. يبدأ بزيادة التردد تدريجيًا. يتم تزويد المحرك الكهربائي لوحدة الضخ حاليًا.

عندما تصل سرعة وحدة المضخة إلى القيمة المحددة ، ستدخل المضخة في وضع التشغيل. عن طريق برمجة وضع التشغيل تحويل التردد يمكنك ضمان الكثافة اللازمة لعمل المضخة ، بدء التشغيل والتوقف السلس.

يتيح استخدام محرك كهربائي قابل للتعديل لمضخة غاطسة تنفيذ أنظمة إمداد المياه بالتدفق المباشر مع صيانة الضغط التلقائي في شبكة إمدادات المياه.

تحتوي محطة التحكم ، التي تضمن بدء تشغيل المضخة الكهربائية وإيقافها بسلاسة ، والصيانة التلقائية للضغط في خط الأنابيب ، على محول تردد A1 ، ومستشعر ضغط BP1 ، ومرحل إلكتروني A2 ، ودائرة تحكم وعناصر مساعدة تزيد من الموثوقية من المعدات الإلكترونية (الشكل 5).

توفر دائرة التحكم في المضخة ومحول التردد الوظائف التالية:

- بدء تشغيل وإيقاف المضخة بسلاسة ؛

- التحكم الآلي حسب المستوى أو الضغط ؛

- الحماية من "الجفاف" ؛

- الإغلاق التلقائي للمضخة الكهربائية في حالة وضع الطور غير المكتمل ، وانخفاض الجهد غير المقبول ، في حالة الطوارئ في شبكة إمدادات المياه ؛

- حماية الجهد الزائد عند إدخال محول التردد A1 ؛

- إشارات لتشغيل وإيقاف المضخة ، وكذلك لأوضاع الطوارئ ؛

- تسخين خزانة التحكم في درجات حرارة سالبة في غرفة المضخة.

يتم البدء الناعم والتباطؤ الناعم للمضخة باستخدام محول التردد من النوع A1 FR-E-5.5k-540ES.

أرز. 5. رسم تخطيطي لأتمتة مضخة غاطسة مع جهاز لبدء التشغيل السهل وصيانة الضغط الأوتوماتيكي

يتم توصيل محرك المضخة الغاطسة بأطراف U و V و W لمحول التردد. عند الضغط على الزر СB2 ، يتم تنشيط Relay «Start» K1 ، الذي يربط جهة الاتصال K1.1 بين مدخلات STF وجهاز الكمبيوتر لمحول التردد ، مما يضمن بدء التشغيل السلس للمضخة الكهربائية وفقًا للبرنامج المحدد عند ضبط محول التردد.

في حالة وجود عطل في محول التردد أو دوائر محرك المضخة ، يتم إغلاق دائرة محول التيار المتردد ، مما يضمن تشغيل المرحل K2. بعد تشغيل K2 ، تغلق جهات الاتصال الخاصة به K2.1 و K2.2 ويفتح الاتصال بـ K2.1 في الدائرة K1. خرج محول التردد والمرحل K2 مغلق. لا يمكن إعادة تنشيط الدائرة إلا بعد إزالة الخطأ وإعادة ضبط الحماية باستخدام زر 8V3.1.

مستشعر الضغط BP1 بمخرج تناظري 4 ... يتم توصيل 20 مللي أمبير بالمدخل التناظري لمحول التردد (السنون 4 ، 5) ، مما يوفر ردود فعل سلبية في نظام تثبيت الضغط.

يتم ضمان عمل نظام التثبيت بواسطة وحدة التحكم PID لمحول التردد. يتم ضبط الضغط المطلوب بواسطة مقياس الجهد K1 أو بواسطة لوحة التحكم الخاصة بمحول التردد. عندما تجف المضخة ، يتم إغلاق التلامس 7-8 من مرحل المقاومة الإلكترونية A2 في ملف مرحل الدائرة القصيرة ، ويتم توصيل مستشعر التشغيل الجاف بجهات الاتصال الخاصة به 3-4.

بعد تنشيط مرحل الدائرة القصيرة ، يتم إغلاق جهات الاتصال الخاصة به K3.1 والدائرة القصيرة 2 ، ونتيجة لذلك يتم تنشيط مرحل الحماية K2 ، مما يضمن إيقاف تشغيل محرك المضخة. في هذه الحالة ، يتم تشغيل مرحل الدائرة القصيرة بشكل مستقل من خلال الاتصال K3.1.

في جميع أوضاع الطوارئ ، يضيء مصباح HL1 ؛ يضيء مصباح HL2 عندما يكون مستوى الماء منخفضًا بشكل غير مقبول (مع "التشغيل الجاف" للمضخة). يتم تسخين خزانة التحكم في موسم البرد بمساعدة السخانات الكهربائية EK1 ... EK4 ، التي يتم تشغيلها بواسطة الموصل KM1 عندما يكون التتابع الحراري VK1. يتم حماية دوائر الإدخال لمحول التردد من ماس كهربائى والحمل الزائد بواسطة قاطع QF1.

أرز. 5. ميكنة وحدة الضخ

تستخدم المقالة مواد من كتاب Daineko V.A. المعدات الكهربائية للمؤسسات الزراعية.

أنظر أيضا: مخطط تحكم آلي بسيط لمضختين للنفايات