Комплекс частотного регулирования насосами серии «стандарт»
Содержание:
- Назначение
- Режимы работы
- Отличительные особенности
- Состав комплекса
- Структура обозначений
- Cтруктурная схема
- Управление
- Режимы регулирования
- Устойчивость к отказам
- Программирование параметров
- Контроль состояния оборудования на экране БУК
- Преимущества использования в насосных станциях
- Сравнительные характеристики
Назначение
Шкаф управления насосами предназначен для работы в составе водонапорной насосной станции с целью поддержания заданного давления или разности давлений) жидкостей (уставка определяющего параметра - ОП) с точностью до одной сотой атмосферы при минимально возможных энергозатратах. Максимальная мощность двигателей до 315кВт и с количеством агрегатов до 6.
Режимы работы
- Основной режим автоматического регулирования
- Функционального резерва (см. «Устойчивость к отказам»)
- Прямого включения (ручной пуск)
Отличительные особенности
Автоматика управления насосами производит пуск и останов насосных агрегатов по сигналам блока управления комплексом (БУК) по уровню ОП с возможностью введения функции частоты вращения насоса.
В основном режиме автоматического регулирования пуск каждого последующего насоса производится преобразователем частоты после переключения регулируемого насоса на сеть питающего напряжения с использованием кинетической энергии его вращения.
Частотное регулирование управляемого насоса осуществляется ПИД-регулятором БУК, управляющим преобразователем частоты (ПЧ).
Отключение насосных агрегатов осуществляется релейно.
Алгоритм включения и отключения обеспечивает равномерную выработку ресурса насосных агрегатов и предусматривает два способа их чередования: с принудительным и функциональным остановом комплекса.
Каждый из доступных насосов может быть штатно включен/отключен оператором как с панели шкафа управления насосами в любом из режимов работы комплекса.
Система автоматически восстанавливает свой режим работы после каждого отключения электроэнергии при условии нахождения её в режиме автоматического управления.
Использование в составе насосной станции обеспечивает:
- Устойчивость к возможным отказам оборудования
- Высокую точность поддержания уставки
- Максимальную информативность системы
- Возможность выбора режима регулирования
- В режиме функционального резерва возможен переход от частотного на релейное регулирование ОП «два комплекса регулирования в одном»
- Контроль состояния входной и напорной магистралей
- Реализацию всех возможных схем работы с двумя аналоговыми датчиками давления
Автоматика насосов может быть интегрирована в любые SCADA-системы на уровне беспотенциальных («сухих») контактов. Это позволяет получать достоверную информацию о работе насосной станции в виде дискретных сигналов.
Состав комплекса
- БУК
- Преобразователь частоты с низкочастотным фильтром
- Система управления и индикации
- Коммутационная и защитная аппаратура насосных агрегатов
- Принудительная система воздушного охлаждения, регулируемая по температуре
- Электротехнический шкаф (или несколько шкафов) степени защиты не ниже IP54
Структура обозначений
| КРН | □ | X | -YY | - □ |
| Тип системы управления | Количество вводов 1 - один ввод (по умолчанию не указывается) 2 - два ввода (наличие силового АВР) | Количество регулируемых насосов, шт | Мощность двигателей, кВт | Серия системы управления |
Cтруктурная схема
Управление
Переключателями на лицевой панели шкафа управления насосами:
- Пуск/останов комплекса
- Выбор режима работы каждого насоса
- Назначение первого работающего насоса
- Прямой пуск/останов от сети каждого насоса
От панели БУК:
- Пуск/останов комплекса
- Прямой пуск/останов от сети каждого насоса
- Рамповый пуск/останов каждого насоса в тестовом режиме
Режимы регулирования
- По постоянному давлению
- По графикам уставок
- Пропорциональное регулирование
Устойчивость к отказам
Шкаф управления в составе станции автоматически сигнализирует об отказах насосов по следующим признакам:
- Превышение потребляемого тока с подтверждением двух и более кратным тестированием преобразователем частоты
- Срабатывание электромагнитной или тепловой защиты каждого насоса
- Отказ магнитного пускателя любого из насосов
- Отсутствие перепада давления на насосном агрегате в процессе его работы (при наличии датчиков перепада давления) - функция программируемых входов
- Превышение температуры обмоток электродвигателя насосного агрегата, определяемое датчиками температуры (при наличии датчиков температуры) - функция программируемых входов
Шкаф управления автоматически переходит в режимы функционального резерва при возникновении следующих ситуаций:
- Отказ преобразователя частоты
- Отказ датчика (или одного из датчиков давления) при сохранении работоспособности преобразователя частоты
- Последовательный отказ преобразователя частоты и датчика давления
При отказе преобразователя частоты
- Релейное регулирование определяющего параметра в заданных пределах
- Включение заданного количества насосов
- Останов комплекса
При отказе датчика давления:
- Управление по среднему значению определяющего параметра
- Включение заданного количества насосов
- Останов комплекса
Во всех режимах функционального резерва сохраняются функции контроля входной магистрали.
Насосная станция на основе шкафа управления насосами при отказе БУК предусматривает прямой пуск любых доступных насосов от переключателей режимов и кнопок ПУСК-СТОП.
Программирование параметров
При помощи переключателей и кнопок панели шкафа управления производится:
- Назначение режима работы насосных агрегатов (переключатель Руч.–0–Авт.)
- Назначение первого по приоритету насосного агрегата (отключение и последующее включение переключателя – насос назначается первым для работы)
- Включение и отключение режима автоматического управления переключателем РЕЖИМ: 0-ВКЛ
- Пуск каждого насосного агрегата кнопками ПУСК, СТОП в режиме ручного управления
От панели БУК производится структурирование комплекса:
- Назначение максимального количества работающих насосов
- Разрешение и определение способа чередования насосов
- Разрешение контроля параметров выходной магистрали
- Назначение схемы работы с датчиками давления
- Назначение режимов функционального резерва преобразователя частоты
- Назначение режимов функционального резерва датчика давления
От панели БУК производится параметрирование комплекса по значениям:
- Уставок определяющего параметра
- Уровней команд ПУСК-СТОП
- Таймеров пуска и останова насосов
- Времени чередования насосов
- Параметров ПИД-регулирования
- Таймеров контроля магистралей
- Времени и даты
Для входа в режим программирования структуры и параметров комплекса необходимо ввести пароль доступа.
Контроль состояния оборудования на экране БУК
Шкаф управления насосами позволяет контролировать:
- Наработку каждого насоса с начала эксплуатации
- Текущее и заданное значения определяющего параметра
- Архивы значений определяющего параметра с указанием времени и даты
- Текущее состояние системы
- Причину текущего отказа
- Архивы отказов комплекса регулирования и насосных агрегатов с указанием времени и даты
Преимущества использования в насосных станциях
- Точность поддержания определяющего параметра.
- Устойчивость процессов регулирования.
- Возможность выбора режимов регулирования, позволяющих получить дополнительное энергосбережение.
- Наличие режимов функционального резерва, обеспечивающих функционирование комплекса при любых отказах.
- Возможность оперативного изменения режимов работы как переключателями режимов, так и с панели БУК.
- Наличие текстовой, русифицированной панели БУК (HMI-интерфейс).
- Интуитивно понятный алгоритм настройки.
- Наличие двухуровневой защиты доступа к настройкам параметров комплекса.
- Повышенная конструктивная и эксплуатационная надежность работы оборудования.
Варианты применения
- Насосные установки повышения давления Hydro AT-F с насосами любого производителя
Сравнительные характеристики
| № п/п | Выполняемые функции | РПН | КРН стандарт |
КРН профи |
| 1 | Функции подержания давления в напорной магистрали за счет коммутации насосов и частотного регулирования управляемого насоса | + | + | + |
| 2 | Пуск каждого дополнительного насоса:
- от ПЧ после переключения регулируемого насоса к сети - прямое включение к сети |
- + |
+ - |
+ - |
| 3 | Управление насосами, в количестве до | 4 | 6 | 6 |
| 4 | Максимальная мощность управляемого насоса, кВт | 132 | 132 | 315 |
| 5 | Точность поддержания давления, бар | 0,1 | 0,1 | 0,01 |
| 6 | Режимы работы:
- по постоянной уставке - пропорциональное регулирование - по графикам |
+ - + |
+ + + |
+ + + |
| 7 | Количество подключаемых аналоговых датчиков давления | 2 | 2 | 2 |
| 8 | Функции контроля подающей и напорной магистралей | + | + | + |
| 9 | Функции резерва ПЧ и датчиков | + | + | + |
| 10 | Программирование количества работающих насосов | + | + | + |
| 11 | Функции чередования насосов | + | + | + |
| 12 | Функция «засыпания» | + | + | + |
| 13 | ПИД-регулятор:
- ПЧ - блока управления БУК |
+ - |
- + |
- + |
| 14 | Наличие адаптивного фильтра ПИД-регулятора БУК | - | + | + |
| 15 | Буквенно-цифровой графический (HMI) интерфейс БУК | - | - | + |
| 16 | Буквенно-цифровой (HMI) интерфейс БУК | + | + | - |
| 17 | Программирование параметров, структуры и режимов работы от панели управления БУК | + | + | + |
| 18 | Низкочастотный фильтр преобразователя частоты | - | - | + |
| 19 | Интегрирование с нижним уровнем SCADA | + | + | + |
| 20 | Интегрирование с программным обеспечением верхнего уровня SCADA | - | - | + |
| 21 | Возможность организации удаленного АРМ оператора | - | - | + |
| 22 | Функции управления насосами и комплексом от панели управления БУК (средний уровень SCADA) | - | - | + |
| 23 | Управление насосами в режиме ручного пуска | + | + | + |
| 23 | Тестовый режим рампового пуска насосов | - | - | + |
| 24 | Контроль срабатывания магнитных пускателей | - | - | + |
| 25 | Архивы отказов | - | + | + |
| 26 | Архивы состояний | - | - | + |
| 27 | Архивы параметров | - | - | + |
| 28 | Функция дистанционного считывания архивов | - | - | + |
| 29 | Поиск событий, сопутствующих отказу оборудования (дата, время) | - | - | + |
| 30 | Узел технического учета электроэнергии | - | - | + |
| 31 | Количество цифровых входов контроля состояния насосов (штатное исполнение – программируемый вход), для каждого насоса | - | 1 | 1 |
| 32 | Количество дополнительных цифровых входов контроля состояния насосов, для каждого насоса (опции) | - | - | 2 |
| 33 | Подключение дополнительных устройств по протоколу MODBUS | - | - | + |
| 34 | Возможность функционального расширения | нет | нет | есть |