Закрыть рекламу ×
Закрыть рекламу ×

Автоматизация систем водоснабжения: схемы установок и процессов

Разработка функциональной схемы автоматизации процесса

Структурная схема АСУ ТП водоснабжения

При разработке системы автоматизированного управления технологическим процессом водоснабжения необходимо реализовать автоматизированное рабочее место оператора с программным обеспечением, взаимодействующим с контроллером. Также необходимо определить необходимые датчики, которые будут предоставлять информацию о состоянии процесса и исполнительные механизмы, воздействующие на объект.

Структурная схема АСУ ТП производства сухого молока приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Структурная схема

Подбор необходимых датчиков, исполнительных механизмов и мест их расположения.

Для того чтобы разработать функциональную схему, необходимо сначала определить какого рода информация будет отображаться на ОС, т.е. нужно определить места установки датчиков и их характеристики. Также нам необходима обратная связь с объектом управления, чтобы мы могли оказывать управляющее воздействие. Для этого необходимо подобрать соответствующие исполнительные механизмы. Т.к. разрабатываемая схема функциональная, то достаточно будет определить задачи, решение которых возлагается на тот или иной исполнительный механизм и место его установки.

Описание технологического объекта, приведенное ранее, позволяет определить необходимые датчики:

§ уровня воды в резервуаре (датчики устанавливаются в резервуары 1, 2);

§ показателя pH в воде (устанавливаются в резервуар 1);

Выбор датчиков и исполнительных механизмов:

1) Контролировать необходимое количество воды в емкостях необходимо датчиками уровня. Для этих целей нам подойдут бесконтактные сигнализаторы уровня БСУ, которые имеют один входной параметр (уровень), а также малую погрешность 1,5 мм. Выходной сигнал с датчика – дискретный. На функциональной схеме датчики уровня, согласно ГОСТ 21.404-85 буквенные условные обозначения, будем обозначать буквами LE.

2) Контроль показателя pH будет производить PH-018 (ЭкоЮнит).

водоснабжение автоматизация контроллер

Рисунок 3 — PH-018

Область применения: мониторинг и контроль pH в промышленных аквариумах, бассейнах, котлах, в промышленных системах подготовки воды и т.д.

· Диапазон измерения pH: 0.00 – 14.00

· Встроенный сенсор для автоматической компенсации температуры (от 0 до 100°C)

· Рабочая среда 0-50°C, влажность не более 95%

· Цена деления 0.01pH

· Токовый выход (для подключения к компьютеру): 4-20 мА

· Входное сопротивление 10*12 Ом

· Калибровка с помощью калибровочной отвертки (в комплекте)

· Питание: переменный ток 220В, 50Hz

· Размеры 96 x 96 x 160 мм

3) В качестве системы очистки воды выбран Nimbus MN800.

Рисунок 4 –Nimbus MN800

Это высокопроизводительная система очистки воды методом обратного осмоса с возможностью использования накопительного бака различного объема.

Система предназначена для работы в тяжелых условиях с плохим качеством исходной воды, а также может использоваться для очистки воды с низким давлением подачи.

· Производительность: 1900л/сут, 2л/мин;

· Давление, мин – 1атм, макс 12 атм;

· Степень очистки: 96% всех растворенных веществ (вкл. органику и неорганику);

· Размер мембраны: 2.5″х25″, макс восстановление 33%;

· Колво мембран – 2;

· 10″ Кальцитовый постфильтр для понижения уровня pH (опция);

· Материал корпуса мембранных отсеков – нерж сталь;

· Насос повышающий давление, 250Вт;

· Размеры: 1050х480х405мм, вес 42кг.

4) На насосы необходимо поставить пусковые устройства, позволяющие включать и выключать двигатели. Данные устройства работают с аналоговыми сигналами. Обозначение на функциональной схеме NS.

5) Резервуары для воды выбраны: РВС-100 и РВС-200 (100 и 200 м 3 – резервуар 1 и 2 соответственно).

Все о скважине: автоматизация процесса водоснабжения

Сегодня мы публикуем заключительный материал, касающийся организации скважинного водоснабжения. Причем ранее мы уже рассказали вам, во-первых, о способах бурения скважин. И, во-вторых, о некоторых практических моментах обвязки скважинных стволов. Сегодня же мы коснемся некоторых основных моментов организации водоснабжения. В частности, предметом нашего внимания станет используемая в этом процессе автоматика.

Чтобы познакомиться с первой частью нашего материала, перейдите вот по этой ссылке. Чтобы посмотреть вторую часть, нажмите сюда.

Автоматизация водоснабжения и ее задачи

Пожалуй, понятно, что бесперебойная подача воды в дом, как правило, требует подключения насоса и сопутствующего оборудования. Только после этого владелец беспрепятственно пользуется кранами, стиральной машиной, унитазом. Ему нет необходимости думать о том, как работает автоматика. Потому что насос будет включаться по мере необходимости, а затем отключаться.

Специальные системы заботятся о защите насосного двигателя от перегрузок. Причем работают они также в автоматическом режиме. В непредвиденной аварийной ситуации без таких полезных помощников дорогой нанос может сгореть. В результате для владельца нештатная ситуация обернется перебоями в подаче воды в течение длительного времени. А также крупными непредвиденными расходами.

Опыт показывает: намного выгоднее вложить сразу некую сумму в средства защиты, чем сэкономить небольшие деньги на них. Потому что отсутствие автоматики или ее низкое качество в результате обойдется намного дороже. Специалисты настаивают: 8 из 10 насосов сгорают по причине отсутствия средств защиты. Всех этих поломок собственники могли избежать, если бы у них стояла нормальная автоматика.

Классификация систем автоматизации

Различают три типа систем автоматического отключения:

  • механическая (гидропневматическая);
  • электронная проточная;
  • электронная с частотным управлением.

Механическое отключение

Схемы этого типа состоят, как правило, из 2-х главных элементов:

  • реле давления – простое и надежное устройство, особенно если оно дополнено магнитным пускателем;

Одна из моделей реле давления

  • гидроаккумулятор – его уязвимой частью является мембрана. Но ее можно заменить или заменить весь бак полностью. Устройство нуждается в регулярной проверке. Во время которой рабочее давление воздуха корректируют, как правило, обычным автомобильным насосом.

Таким может быть гидроаккумулятор

В принципе, на реле настраивают давление включения водяного насоса, а на гидроаккумуляторе выставляют только 90% от этой величины. Электроника в автоматической системе отключения механического типа отсутствует. В результате при регулярных скачках напряжения в электросети нет риска выхода автоматики из строя по этой причине. Но при этом насосный двигатель остается уязвимым перед такими внешними факторами.

Гидропневматические системы не могут обходиться без защиты от холостого хода. Их преимуществом считают не только безотказность, но и возможность ограничить максимальное значение давления. Это особенно важно для установок высокой производительности.

Среди недостатков, как правило, выделяют:

  • массивность;
  • потребность в настройке;
  • высокую вероятность поломки из-за беспрестанных включений/отключений.

Объем бака гидроаккумулятора напрямую зависит от максимального расхода системы водоснабжения в доме. Запас объема обойдется лишними расходами при покупке, но не станет причиной отказа оборудования. Чем выше емкость бака, тем меньше нагрузка на насос.

Электронная проточная автоматика

Причиной высокой популярности таких защитных систем стала их компактность в сравнении с механическими. Там, где установлена техника малой мощности (высота подъема до 60 м), рекомендована именно электронная проточная автоматика. Более высокопроизводительным экземплярам подбирают, как правило, другой тип отключения.

В состав электронной автоматики всегда включают защиту от холостого хода. Более того, в современных блоках часто есть дополнительные возможности. Например, расширенный функционал демонстрирует проточная электронная защитная система Grundfos PM2, в которой:

  • во-первых, после срабатывания защиты происходит автоматический циклический перезапуск;
  • во-вторых, предусмотрена защита электроники от протечек;
  • в-третьих, стартовое давление можно отрегулировать;
  • в-четвертых, можно задать режим работы по принципу электронного реле давления воды с ограниченным максимальным значением.

Магнитный пускатель – рекомендованная часть электронной защитной системы, но существенно увеличивающая срок ее службы.

К наиболее значимым преимуществам проточной автоматики относятся, например, следующие:

  • компактный размер;
  • простой принцип монтажа;
  • режим числа пусков насоса оптимизирован;
  • рабочий диапазон можно выставлять в широких пределах;
  • нет нужды в регулярной настройке;
  • исключена вероятность работы без воды;
  • могут быть предусмотрены дополнительные функции.

Недостатков всего два, но их важно учитывать:

  • максимальное давление не ограничено;
  • из-за постоянных скачков напряжения в питающей сети автоматика способна перегореть.

Электронная автоматика с частотным управлением

Из всех современных систем данная, пожалуй, самая высокотехнологичная. Недостатков у нее, в принципе, почти нет. Пользователь имеет возможность плавно регулировать частоту вращения вала двигателя насоса. В результате при плавающем расходе воды происходит автоматическая регулировка частоты вращения. И, как следствие, на выходе давление остается, как правило, стабильным. То есть таким, какое требуется потребителю. Это действительно удобно.

Среди дополнительных полезных функций частотных автоматических систем следует отметить:

  • плавный пуск, а также остановка двигателя;
  • отсутствие риска гидроудара;
  • после срабатывания защиты от работы без воды перезапуск происходит автоматически и другие функции.

Снижение частоты вращения вала – это не только продление срока его службы, но и сокращение расхода электроэнергии. Только за счет этого удается сэкономить до 40% затрат. Благодаря этому, сокращается срок окупаемости более дорогой частотной автоматики (в сравнении с проточной).

Автоматика с частотным управлением имеет те же преимущества, что и проточная. Но есть и дополнительные. Это, например:

  • увеличивается срок эксплуатации насоса и водопровода в целом;
  • экономия электроэнергии (до 40%);
  • даже при постоянных колебаниях расхода воды на выходе – одинаковое давление.

Дороговизну приборов считают главным недостатком. Как, впрочем, и уязвимость перед резкими перепадами напряжения в электросети.

Автоматика и примерная схема ее установки

Данную схему в общем виде можно обрисовать таким образом.

Блок автоматики соединяют с трубой и электрокабелем насоса. Местом установки чаще всего становится кессон. Или можно выполнить монтаж внутри дома. Причем все водоразборные точки расположены после блока автоматики, но не до него.

Автоматика, установленная в кессоне

Насос в результате установки блока автоматики получает электропитание через него. На этом защитная система не ограничивается. Потому что насос должен иметь собственную защиту. Рассмотрим данный момент более подробно.

Защита насоса

Наиболее вероятные поломки случаются, как правило, из-за следующих причин:

  • во-первых, работы на холостом ходу (без воды);
  • во-вторых, после заклинивания крыльчатки;
  • в-третьих, неисправной электросети.

Начинать монтаж системы следует, как правило, с обеспечения защиты от холостого пуска. Потому что даже там, где воды всегда в достатке, подобные перебои в подаче на 100% не исключены. Причем, в электронных блоках такая функция обязательно предусмотрена. А в механической системе ее обеспечивают отдельно. Причем наиболее простая и надежная – путем отключения насоса после падения давления в системе до 0.

При монтаже защиты на скважинах с невысоким объемом расхода выбирают, как правило, электродную автоматику. В результате после восстановления уровня воды насос включается автоматически. Отключения не бывают частыми, потому что пользователь сам выставляет рабочие пределы уровней.

Принцип работы электродной автоматики

Вал двигателя может заклинить, если в воде слишком много песка. Автоматика в такой ситуации отключает насос, который остается всего лишь только прочистить. Если нет такой защиты, двигатель может сгореть. Электродный предохранитель (реле тока) настраивают на конкретное оборудование. Как только вал двигателя заклинит, реле сработает сразу и в результате предотвратит поломку.

Как запитывается автоматика

Обычное подключение блока к электросети не безопасно. Для защиты от короткого замыкания требуется промежуточное звено – автоматический выключатель. Еще один вспомогательный элемент – УЗО – призван предотвратить травмы людей из-за утечек электричества в воду.

Одна из моделей автоматического выключателя

Для загородных домов скачки напряжения в электросетях, как правило, явление довольно частое. Даже самый лучший насос и автоматика могут из-за этого сломаться. Вот почему следует дополнять комплекс защитной автоматики стабилизатором напряжения. Там, где скачки – явление нерегулярное, можно обойтись реле напряжения (оно отключит оборудование, если имеются критичные перепады).

В домах часто подведена трехфазная электросеть. В таком случае полезно установить реле выбора фаз. Оно выборочно подаст на насос напряжение с той фазы, которая в данный момент имеет наиболее подходящие рабочие параметры.

Цель всех этих усовершенствований – продлить срок службы всей системы в целом. Потому что выход из строя какого-то одного элемента не станет причиной перебоя в подаче воды в дом. Замена сломанного реле – быстрая и недорогая процедура. А вот последствия его отсутствия в электрической схеме, как правило, грозят серьезными убытками.

Организация водоразбора

Когда число водоразборных кранов невелико (2-3), то можно обойтись прямой подачей воды от скважины. Но при большом числе потребителей часто самым удаленным из них уже не достается напора. Предотвратить такую неприятность, как правило, позволит установка промежуточной накопительной емкости.

Накопительная емкость в доме

Вода, скапливающаяся в баке, обеспечит водоразбор в часы пик. Электродное реле – простой способ автоматизировать подачу в накопитель. С его помощью будет соблюден баланс между уровнями в скважине и в баке, чтобы свести число включений насоса к минимуму. То есть это еще один путь экономии электроэнергии.

Распределять воду из накопителя между кранами и другими точками водоразбора удобнее всего, пожалуй, автоматической насосной станцией.

Типовая схема наиболее проста. Но в нее могут быть добавлены дополнительные элементы. Их задача – сделать использование максимально комфортным. Такими функциями обладают всевозможные датчики, дисплеи, пульты дистанционного управления и т.п.

По статистике, срок службы скважинных насосов при грамотном подборе автоматики и ее правильном монтаже составляет, как правило, до 25-30 лет.

Итак, мы полностью рассмотрели, как смонтировать систему водоснабжения частного дома из собственной скважины. Причем обратили внимание на те вопросы, которые позволяют повысить надежность этой системы и ее долговечность. Надеемся, что подготовленная нами информация будет полезна тем из вас, кто готовится запитать свой дом водой из скважины.

Автоматизированные установки систем водоснабжения, примеры схем

Подача воды на объекты осуществляется целым рядом механизмов и сооружений: насосные станции, трубопроводы, станции фильтрации, водоприемники. Слаженная работа всех компонентов увеличивает эффективность и надежность систем, уменьшает расход энергоресурсов и улучшает конечные показатели воды. Для координации отдельных блоков оборудуются автоматизированные системы водоснабжения и водоотведения.

  1. Требования к автоматическим установкам водоснабжения
  2. Комплектация автоматизированной системы водоснабжения
  3. Схема автоматизации артезианских источников
  4. Схема автоматизации водоснабжения
  5. Автоматизация башенных установок водозабора

Требования к автоматическим установкам водоснабжения

автоматическая повысительная насосная установка

Современные технологии позволяют автоматизировать практически любую систему водоснабжения:

  • артезианок;
  • фильтровальных станций;
  • канализационных насосных;
  • станций первого и второго подъемов;
  • повысительных станций;
  • очистных сооружений.

Необходимо учитывать то, что процесс добычи, очистки и доставки воды связан с разнообразными физическими, химическими и биологическими реакциями. Автоматизация процесса водоснабжения проводится с учетом следующих особенностей:

  • интенсивность работы оборудования постоянно меняется;
  • характеристики первичной воды не стабильны;
  • оборудование размещается в отделенных друг от друга точках, управление ими ведется из единого центра;
  • жесткие требования к качеству воды, поставляемой потребителю;
  • работа в экономичном режиме;
  • при поломке на одном участке обеспечение работы остального оборудования в штатном режиме.

Комплектация автоматизированной системы водоснабжения

шкаф управления с контроллером

Автоматизация процесса водоснабжения осуществляется с помощью:

  • измерительных преобразователей;
  • датчиков для измерения показателей и, расхода воды;
  • блоков ввода данных и вывода;
  • исполнительных механизмов;
  • контроллера.

Датчики определяют характеристики, регулируют и сигнализируют о неполадках в процессах.

Модули (блоки) ввода и вывода переводят информацию, полученную от датчиков в удобный для обработки формат и поставляющие далее на контроллер.

Измерительные преобразователи преобразуют контролируемые параметры или сигналы в удобную для хранения или обработки форму.

Контроллер управляет технологическими процессами, используя данные датчиков. В отличие от бытовых компьютеров, промышленные контроллеры оснащены мощной системой ввода и вывода сигналов с периферии. Они не требуют постоянного контроля и выдерживают неблагоприятные климатические условия.

Исполнительный механизм — получает сигнал от контроллера и преобразует его в движение. Схема исполнительного механизма автоматизации водоснабжения состоит из реле, гидравлического или пневматического привода, двигателя.

Для доставки информации с периферии в пункт управления используются:

  • радиоканалы;
  • коммутатор;
  • мобильная телефония;
  • беспроводной интернет;
  • спутниковая связь.

Схема автоматизации артезианских источников

Автоматизация процесса водозабора из глубинных скважин и снабжения водой потребителя должна соответствовать условиям:

  • автоматизируется весь процесс от получения воды до доставки людям;
  • обеспечивается постоянный мониторинг добычи воды и количества в емкостях, работы оборудования;
  • все данные архивируются в базах данных контроллера;
  • операторы могут в любой момент изменить параметры насосов из диспетчерской.

Схема автоматизации водоснабжения

  1. В диспетчерском пункте монтируется щиток с контроллером, а также компьютер. Контроллер связывается с компьютером посредством беспроводной связи через Ethernet.
  2. Скважины автоматизированной системы водоснабжения и водоотведения оборудуются блоками ввода и вывода, датчиками для контроля над напряжением и давлением, счетчиками импульсов, механизмом плавного запуска.
  3. Станции водозабора оборудуются блоками ввода и вывода, датчиками тока и давления, счетчиками импульсов. Блок защиты мотора устанавливается на каждый насос.
  4. В баке для воды устанавливают счетчик давления.
  5. Для соединения всех источников забора воды и станций используется кабель типа «витая пара».

схема автоматизации скважины

Каждая автоматизированная система водоснабжения и водоотведения оснащается программой управления. В результате насосы работают без присутствия человека, поддерживая нужное количество воды в цистернах. Они обеспечивают заданный напор в водопроводных трубах. Эффективно работает схема, когда один насос ведущий, другие ведомые. Через определенный период ведущий насос меняется, это предотвращает преждевременный износ оборудования. Контроллер автоматизированной системы водоснабжения подсчитывает количество часов, наработанных каждым насосом.

Контроллер анализирует ошибки оборудования: обрывы или замыкания в цепях, отсутствие связи с датчиками, скачки напряжения, аварийные пределы. Если датчик ломается, на пульт управления приходит информация об этом. В автоматическом режиме контроллер разрешает насосу работать, регулируя расход воды и поток.

Оператор видит на мониторе информацию о взломе оборудования, затоплении или возгорании, температуре воздуха, давлении и расходе воды, количестве воды в баках. Схема автоматизированного водоснабжения позволяет оператору дистанционно включать или выключать насосы, перезапускать механизм плавного спуска.

Автоматизация башенных установок водозабора

схема башенной водокачки

В сельском хозяйстве преимущественно распространено водоснабжение автоматизированными установками башенного типа с погружными насосами. Схема управления башенной водокачкой дает возможность автоматически или вручную включать или выключать насос, предохраняет электромотор от замыканий и перегрузок, подает световые сигналы о состоянии насоса.

Чтобы на водокачке башенного типа перевести установки водоснабжения из автоматического на ручной режим, тумблер SA устанавливают на P. При переводе на О установка выключается. Когда в башне воды нет, контакты датчиков размыкаются, а магнитного пускателя соединяются. В установке водоснабжения башенного типа автоматически запускается насос и закачивает необходимое количество воды. Как только вода доходит до контактов реле КV, отключается подача тока на насос. При включенном насосе светится красный индикатор, при выключенном — зеленый.

Автоматизированная система водоснабжения позволяет, уменьшить численность обслуживающего персонала, прослеживать все процессы, показатели датчиков, режимы работы оборудования, контролировать производительность источников водозабора, в реальном времени учитывать объем добываемой воды.

Видеопример автоматизации водоснабжения поселка в Забайкалье:

Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения

Наиболее известны следующие виды систем водоснабжения.

1. Хозяйственно-питьевое водоснабжение (ГВС и ХВС) . Назначением хозяйственно-питьевого водоснабжения является удовлетворение бытовых потребностей людей, а также санитарно-гигиенических нужд. Отличительной особенностью питьевого водоснабжения от производственного является подача воды, свободной от вредных химических примесей и болезнетворных бактерий. Бывает двух видов: горячее и холодное.

В наиболее простом случае, система горячего водоснабжения состоит из водонагревательной установки и трубопроводов для передачи горячей воды к водоразборным приборам.

Системы горячего хозяйственного водоснабжения классифицируют по нескольким признакам.

По способу подачи воды на горячее водоснабжение различают:

  • Закрытые системы. Вода из тепловых сетей используют только в качестве энергоносителя. Подача воды на горячее водоснабжение осуществляется через водо-водяные теплообменники.
  • Открытые системы. Вода из тепловой сети используется для приготовления и подачи воды в систему горячего водоснабжения (например, смешивается).

По способу подогрева воды системы ГВС бывают:

  • Централизованные. Одна водонагревательная установка обслуживает как минимум одно здание, и более зданий в пределах одного квартала (микрорайона) или поселка. Такие системы установлены в большинстве многоквартирных домов. Ввод горячей воды в дом и ее распределение происходит в ИТП.
  • Децентрализованные. Приготовление горячей воды происходит вблизи водоразборных приборов (например, поквартирно или непосредственно в санузлах) и осуществляется небольшими генераторами тепла: газовыми нагревателями, электрическими тэнами и т. п.

По способу поддержания температуры (обеспечение комфорта пользователя) системы ГВС могут быть:

  • Бесциркуляционными, которые состоят только из подающих трубопроводов. Основной недостаток таких систем – остывание воды в трубопроводах при перерывах в потреблении. Открывая кран, например, утром, потребитель получает воду с пониженной температурой и начинает сливать эту воду в канализацию до того, как вода в кране прогреется. Системы без циркуляции являются наиболее простыми по устройству и дешевыми по первоначальной стоимости.
  • Циркуляционные системы. В таких системах, находящаяся в трубах горячая вода непрерывно циркулирует, проходя через котел или теплообменник. В системах с поверхностными подогревателями циркуляция, как правило, обеспечивается центробежными насосами. В отдельных случаях циркуляция воды в системах горячего водоснабжения может обеспечиваться действием гравитационных сил.

2. Противопожарный водопровод. Создаётся в рамках системы пожарной безопасности, его предназначение – подача воды в систему водяного пожаротушения и наружные гидранты.

3. Производственное водоснабжение. Создаётся для подачи воды, используемой в технологических процессах.

4. Поливочное водоснабжение. Применяется для полива клумб и зеленых насаждений, а также для мойки территории двора, тротуаров, оборудования и полов.

Практически для всех видов водоснабжения, наружный водопровод доставляет воду по магистралям из распределительной сети города, а внутренний – поставляет воду по всему зданию (объекту), границей между ними является водосчетчик.

Системы канализации бывают:

Внутренняя канализация. Её задача – отвод сточных вод, образование которых происходит во время выполнения хозяйственно-бытовых работ или в результате санитарно-гигиенической деятельности человека.

Ливневая канализация. Применяется для отвода атмосферных осадков.

Автономная канализация. Предназначена для очистки сточных вод «на месте» для дальнейшего сброса их в водоемы хозяйственного назначения или грунт.

Автоматизация горячего водоснабжения

Как было упомянуто, горячее водоснабжение может быть централизованным и местным.

В местных системах горячего водоснабжения подогрев воды осуществляют локально, в газовых водонагревателях или колонках, с учетом того, что каждый нагреватель имеет собственную систему автоматики, разрабатывать интегрированную систему автоматизации нет смысла, достаточно обеспечить хорошую теплоизоляцию трубопроводов и вывести (при необходимости) данные о работе установки на пульт управления зданием.

В системах централизованного отопления или водоснабжения, автоматизации подлежит все технологическое оборудование: циркуляционные насосы, клапаны и вентили трубопроводов, оборудование теплообменников и радиаторов, подогреватели и т.п. Проект автоматизации ГВС разрабатывается совместно с проектом автоматизации ИТП.

Основная цель автоматизации систем ГВС – поддержание в системе заданного давления и температуры, кроме того автоматизация систем горячего водоснабжения выполняет следующие задачи:

  • Повышения надежности теплоснабжения и горячего водоснабжения потребителей;
  • Уменьшение зависимости от «человеческого фактора», возможность эксплуатации без постоянного присутствия оперативного персонала
  • Оптимизации отпуска и потребления тепла, снижения коммунальных расходов;
  • Снижения затрат электрической энергии в насосных установках;
  • Увеличения ресурса работы и облегчение эксплуатации технологического оборудования;
  • Контроля состояния технологического оборудования и технологических параметров;
  • Оперативной передачи предупредительной и аварийной информации на диспетчерский пункт.

Автоматизация холодного водоснабжения

Автоматизация систем холодного водоснабжения предназначена для поддерживания постоянного давления в системе, не зависящего от давления на входе и расхода воды. К щитам автоматики подключают такое оборудование как реле давления, контроллеры сухого хода, манометры, пусковые и защитные автоматы насосов, блоки питания, поплавковые выключатели и т.п.

В результате автоматизации, в системах ХВС удается снизить расход воды, повысить ресурс работы оборудования и уменьшить эксплуатационные расходы, снизить затраты на электроэнергию, а также уменьшить возможность возникновения аварийных ситуаций.

Автоматизация систем водоотведения (канализации)

Автоматизация системы водоотведения предполагает контроль выполнения относительно небольшого количества процессов, связанных с контролем работы за насосами, и заполнения дренажных приямков. В большинстве случаев, алгоритм работы системы универсален – при заполнении приямка, включить насос, при отсутствии воды в приямке, выключить насос. Дополнительно на пост диспетчера передается информация о работоспособности оборудования. Основные задачи системы автоматизации канализации:

  • Управление в автоматическом режиме и отображение состояния (ВКЛ-ВЫКЛ-АВАРИЯ) двигателей КНС и очистных сооружений;
  • Визуализация показаний датчиков уровня жидкости в дренажных приямках;
  • Возможность ручной блокировки отдельного насоса на время проведения технического обслуживания или в автоматическом режиме в случае аварийной ситуации;
  • Автоматический запуск насосной станции после аварийных ситуаций при восстановлении питающего напряжения или подачи стоков;
  • Поэтапный запуск насосов и снижение пиковых электрических и механических нагрузок на систему.

Подходы к построению автоматизированной системы

В основу разработки автоматизированных систем (АС) положены следующие принципы:

  • Принцип развития – возможность масштабирования и обновления. АС создается с учетом возможности постоянного совершенствования ее функций и возможности расширения;
  • Принцип совместимости – обеспечение взаимодействия различных АС, в едином процессе при их совместном функционировании (для объектов жилищно-коммунального строительства этот принцип обеспечивает система интеллектуального здания);
  • Принцип стандартизации и унификации предполагает, по возможности, применение типовых, унифицированных и стандартизированных схем и элементов функционирования АС;
  • Принцип эффективности заключается в достижении рационального соотношения между затратами на создание АС и экономическим эффектом, получаемым при ее функционировании.

Проектирование систем автоматизации водоснабжения и водоотведения

Технология системы водоснабжения разделяет два этапа обработки воды – В технологическом процессе водоснабжения можно выделить два подпроцесса — подъем и подготовку воды, распределение и подачу. Исходя из этого, автоматизация водоснабжения заключается в:

  • Автоматизации управлением насосными станциями подъема и водоочисткой (фильтры, расход, распределение по стоякам и др.);
  • Автоматизация подачи и распределения воды в частях здания.

Целью управления при функционировании АСУ ТП водоснабжения является обеспечение гарантированного и комфортного водоснабжения потребителей с минимальными эксплуатационными затратами.

ХВС и ГВС являются сложными системами жизнеобеспечения, разработка которых включает в себя гидравлические расчеты, составления аксонометрических схем, выбора расположения и мощности насосного и водонагревательного оборудования, разработка алгоритмов взаимодействия элементов систем и управления ими.

Автоматизацию системы ВиК можно условно декомпозировать на три крупные подсистемы – хозяйственного питьевого водоснабжения, водомерного узла и системы дренажных приямков. Систему канализации

В проекте автоматизации предусматривают оборудование контроля работоспособности основного и резервного насосов, возможности отключения оборудования по сигналу от противопожарных систем, контроль параметров систем, описывают алгоритмы работы для рабочих режимов. Проект разрабатывается с учетом проекта ИТП.

Типовой проект может содержать:

  • Общие данные;
  • Структурные схемы, при необходимости;
  • Задание на программирование системы;
  • Функциональные схемы автоматизации для каждой из подсистем, на основе которых собираются щиты автоматизации;
  • Схемы связи контроллеров системы автоматизации;
  • Схемы внешних соединений для щитов автоматизации;
  • Схемы связи со смежными системами автоматизации;
  • Принципиальные электрические схемы щитов автоматизации, двигателей насосов или вентиляторов;
  • Принципиальные схемы питания щитов автоматизации;
  • План расположения оборудования и проводок систем автоматизации;
  • Кабельные журналы;
  • Монтажные схемы;
  • Спецификации оборудования и проводок.

Экономический эффект от внедрения системы автоматизации

Экономический эффект за счет разработки систем автоматизации водоснабжения и канализации обуславливается, в основном экономией энергии на подогрев, оперативного определения мест тепловых потерь, диагностирования проблем при водоотводе. Основные факторы экономии:

  • Снижение расхода электроэнергии на подъем и транспортирование воды, подачу воздуха на очистных сооружениях и др.;
  • Снижение расходов на ремонт и техническое обслуживание оборудования;
  • Снижение стоимости аварийно-восстановительных работ вследствие быстрого обнаружения и сокращения числа аварий;
  • Уменьшение количества обслуживающего персонала.

Затраты на внедрение и эксплуатацию

Как свидетельствует практика, с внедрением автоматизации систем водоснабжения общепроизводственные расходы возрастают с 11 до 15 % за счет закупки и обслуживания на объекте нового оборудования.

Наряду с этим, расходы на ресурсы (электричество, отопление и т.д.) уменьшаются на 4%, сокращаются расходы на ремонт – с 25 до 10 % и на эксплуатацию объекта – с 50 до 20 %.

Стоимость одного кубометра воды по отношению к периоду до внедрения автоматики снижается на 45 %.

Системы управления электроэнергией. Контроль и автоматизированное управление работой системы. Подробнее »

В ближайшем будущем, появится возможность увеличения КПД солнечных панелей до 50%. Эффективность. Подробнее »

Руководство Филиала КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» выражает благодарность коллективу ООО. Подробнее »

КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» 1 сентября 2015

Уважаемый Ринат Шакирзянович! ООО «ФИНПРОЕКТ» выражает благодарность компании ООО. Подробнее »

Автоматизация насосов и насосных станций

Автоматизация насосных установок позволяет повышать надежность и бесперебойность водоснабжения, уменьшать затраты труда и эксплуатационные расходы, размеры регулирующих резервуаров.

Для автоматизации насосных установок кроме аппаратуры общего применения (контакторов, магнитных пускателей, переключателей, промежуточных реле) применяются специальные аппараты управления и контроля, например, реле контроля уровня, реле контроля заливки центробежных насосов, струйные реле, поплавковое реле, электродные реле уровня, различные манометры, датчики емкостного типа и др.

Станция управления — комплектное устройство до 1 кВ, предназначенное для дистанционного управления электроустановками или их частями с автоматизированным выполнением функций управления, регулирования, зашиты и сигнализации. Конструктивно станция управления представляет собой блок, панель, шкаф, щит.

Блок управления — станция управления, все элементы которого монтируют на отдельной плите или каркасе.

Панель управления — станция управления, все элементы которой монтируют на щитах, рейках или других конструктивных элементах, собранных на общей раме или металлическом листе.

Щит управления (щит станций управления ЩСУ) — это сборка из нескольких панелей или блоков на объемном каркасе.

Шкаф управления — станция управления, защищенная со всех сторон таким образом, что при закрытых дверях и крышках исключается доступ к токоведущим частям.

Автоматизация насосов и насосных станций , как правило, сводится к управлению погружным электронасосом по уровню воды в баке или давлению в напорном трубопроводе.

Рассмотрим примеры автоматизации насосных установок.

На рис. 1, а показана схема автоматизации простейшей насосной установки — дренажного насоса 1, а на рис. 1, б приведена электрическая схема этой установки. Автоматизация насосной установки осуществляется с помощью поплавкового реле уровня. Ключ управления КУ имеет два положения: для ручного и автоматического управления.

Рис. 1. Конструкция дренажной насосной установки (а) и ее электрическая схема автоматизации (б)

На рис. 2 приведена схема автоматизации управления погружным насосом по уровню воды в баке водонапорной башни, реализованная на релейно-контактных элементах .

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема автоматизации погружным насосом по уровню воды в баке- водонапорной башни

Режим работы схемы автоматизации насосом задается переключателем S А1. При установке его в положение «А» и включении автоматического выключателя QF подается напряжение на электрическую схему управления. Если уровень воды в напорном баке находится ниже электрода нижнего уровня датчика ДУ, то контакты SL 1 и SL 2 в схеме разомкнуты, реле К V 1 обесточено и его контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ замкнуты. В этом случае магнитный пускатель включит электродвигатель насоса, одновременно погаснет сигнальная лампа Н L 1 и загорится лампа Н L 2. Насос будет подавать воду в напорный бак.

Когда вода заполнит пространство между электродом нижнего уровня SL 2 и корпусом датчика, подключенным к нулевому проводу, цепь SL 2 замкнется, но реле K V1 не включится, так как его контакты, включенные последовательно с SL 2, разомкнуты.

Когда вода достигнет электрода верхнего уровня, цепь SL 1 замкнется, реле К V 1 включится и, разомкнув свои контакты в цепи катушки магнитного пускателя КМ, отключит последний, а замкнув замыкающие контакты, станет на самопитание через цепь датчика SL 2. Электродвигатель насоса отключится, погаснет сигнальная лампа Н L 2 и загорится лампа Н L 1. Повторное включение электродвигателя насоса произойдет при понижении уровня воды до положения, когда разомкнётся цепь SL 2 и реле К V 1 будет отключено.

Включение насоса в любом режиме возможно только в том случае, если замкнута цепь датчика «сухого хода» ДСХ ( SL 3), контролирующего уровень воды в скважине.

Основным недостатком управления по уровню является подверженность обмерзанию электродов датчиков уровня в зимнее время, из-за чего насос не выключается и происходит переливание воды из бака. Бывают случаи разрушения водонапорных башен из-за намерзания большой массы льда на их поверхности.

При управлении работой насоса по давлению электроконтактный манометр или реле давления можно смонтировать на напорном трубопроводе в помещении насосной. Это облегчает обслуживание датчиков и исключает воздействие низких температур.

На рис. 3 приведена принципиальная электрическая схема управления башенной водоснабжающей (насосной) установкой по сигналам электроконтактного манометра (по давлению) .

Рис. 3. Принципиальная электрическая схема управления башенной водоснабжающей установкой от электроконтактного манометра

При отсутствии воды в баке контакт манометра S Р1 (нижний уровень) замкнут, а контакт S Р2 (верхний уровень) разомкнут. Реле КV1 срабатывает, замыкая контакты КV1.1 и КV1.2, в результате чего включается магнитный пускатель КМ, который подключает электронасос к трехфазной сети (на схеме силовые цепи не показаны).

Насос подает воду в бак, давление растет до замыкания контакта манометра S Р2, настроенного на верхний уровень воды. После замыкания контакта S Р2 срабатывает реле К V 2, которое размыкает контакты К V 2.2 в цепи катушки реле КV1 и КV2.1 в цепи катушки магнитного пускателя КМ; электродвигатель насоса отключается.

При расходе воды из бака давление снижается, S Р2 размыкается, отключая К V 2, но включение насоса не происходит, так как контакт манометра S Р1 разомкнут и катушка реле КV1 обесточена. Таким образом, включение насоса происходит, когда уровень воды в баке снизится до замыкания контакта манометра S Р1.

Питание цепей управления производится через понижающий трансформатор напряжением 12 В, что повышает безопасность обслуживания схемы управления и электроконтактного манометра.

Для обеспечения работы насоса при неисправности электроконтактного манометра или схемы управления предназначен тумблер S А1. При его включении шунтируются управляющие контакты КV1.2, КV2.1 и катушка магнитного пускателя КМ непосредственно подключается к сети напряжением 380 В.

В разрыв фазы L1 в цепь управления включен контакт РОФ (реле обрыва фазы), который размыкается при неполнофазном или несимметричном режиме питающей сети. В этом случае цепь катушки КМ разрывается и насос автоматически отключается до устранения повреждения.

Защита силовых цепей в данной схеме от перегрузок и коротких замыканий осуществляется автоматическим выключателем.

На рис. 4 приведена схема автоматизации водонасосной установки, которая содержит электронасосный агрегат 7 погружного типа , размещенный в скважине 6. В напорном трубопроводе установлены обратный клапан 5 и расходомер 4.

Насосная установка имеет напорный бак 1 (водонапорная башня или воздущно-водяной котел) и датчики давления (или уровня) 2, 3, причем датчик 2 реагирует на верхнее давление (уровень) в баке, а датчик 3 — на нижнее давление (уровень) в баке. Управление насосной станцией обеспечивает блок управления 8.

Рис. 4. Схема автоматизации водонасосной установки с частотно-регулируемым электроприводом

Управление насосной установкой происходит следующим образом. Предположим, что насосный агрегат отключен, а давление в напорном баке уменьшается и становится ниже Р min . В этом случае от датчика поступает сигнал на включение электронасосного агрегата. Происходит его запуск путем плавного увеличения частоты f тока, питающего электродвигатель насосного агрегата.

Когда частота вращения насосного агрегата достигнет заданного значения, насос выйдет на рабочий режим. Программированием режима работы частотного преобразователя можно обеспечить нужную интенсивность разбега насоса, его плавный пуск и останов.

Применение регулируемого электропривода погружного насоса позволяет реализовать прямоточные системы водоснабжения с автоматическим поддержанием давления в водопроводной сети.

Станция управления, обеспечивающая плавный пуск и останов электронасоса, автоматическое поддержание давления в трубопроводе, содержит преобразователь частоты А1, датчик давления ВР1, электронное реле А2, схему управления и вспомогательные элементы, повышающие надежность работы электронного оборудования (рис. 5).

Схема управления насосом и преобразователь частоты обеспечивают выполнение следующих функций :

– плавный пуск и торможение насоса;

– автоматическое управление по уровню или давлению;

– защиту от «сухого хода»;

– автоматическое отключение электронасоса при неполнофазном режиме, недопустимом снижении напряжения, при аварии в водопроводной сети;

– защиту от перенапряжений на входе преобразователя частоты А1;

– сигнализацию о включении и выключении насоса, а также об аварийных режимах;

– обогрев шкафа управления при отрицательных температурах в помещении насосной.

Плавный пуск и плавное торможение насоса осуществляют с помощью преобразователя частоты А1 типа FR -Е-5,5к-540ЕС.

Рис. 5. Принципиальная электрическая схема автоматизации погружным насосом с устройством плавного пуска и автоматического поддержания давления

Электродвигатель погружного насоса подключается к выводам U , V и W преобразователя частоты. При нажатии кнопки S В2 «Пуск» срабатывает реле К1, контакт которого К1.1 соединяет входы STF и РС преобразователя частоты, обеспечивая плавный пуск электронасоса по программе, заданной при настройке частотного преобразователя.

При аварии частотного преобразователя или цепей электродвигателя насоса замыкается цепь А-С преобразователя, обеспечивая срабатывание реле К2. После срабатывания К2 замыкаются его контакты К2.1, К2.2, а контакт К2.1 в цепи К1 размыкается. Происходит отключение выхода частотного преобразователя и реле К2. Повторное включение схемы возможно только после устранения аварии и сброса защиты кнопкой 8В3.1.

Датчик давления ВР1 с аналоговым выходом 4. 20 мА подключен к аналоговому входу частотного преобразователя (контакты 4, 5), обеспечивая отрицательную обратную связь в системе стабилизации давления.

Функционирование системы стабилизации обеспечивается ПИД-регулятором преобразователя частоты. Требуемое давление задается потенциометром К1 или с пульта управления частотного преобразователя. При «сухом ходе» насоса в цепи катушки реле КЗ замыкается контакт 7-8 электронного реле сопротивления А2, к контактам которого 3-4 подключен датчик «сухого хода».

После срабатывания реле КЗ замыкаются его контакты К3.1 и КЗ.2, в результате чего срабатывает реле защиты К2, обеспечивая отключение электродвигателя насоса. Реле КЗ при этом становится на самопитание через контакт К3.1.

При всех аварийных режимах зажигается лампа НL1; лампа НL2 зажигается при недопустимом снижении уровня воды (при «сухом ходе» насоса). Подогрев шкафа управления в холодное время года осуществляется с помощью электронагревателей ЕК1. ЕК4, которые включаются контактором КМ1 при срабатывании термореле ВК1. Защита входных цепей преобразователя частоты от коротких замыканий и перегрузок осуществляется автоматическим выключателем QF1.

В статье использованы материалы книги Дайнеко В.А Электрооборудование сельскохозяйственных предприятий.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Библиотека: книги по архитектуре и строительству | Totalarch

Вы здесь

Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения. Попкович Г.С., Гордеев М.А. 1986

Автоматизация систем водоснабжения и водоотведения
Попкович Г.С., Гордеев М.А.
Высшая школа. Москва. 1986
392 страницы

В книге кратко излагаются основы автоматики, включая элементы автоматических устройств, построение схем автоматики, контрольно-измерительные приборы. Рассматриваются принципы и основные схемы автоматизации водопроводных и канализационных сооружений.

Глава I. Задачи автоматизации систем водоснабжения и водоотведения
§ 1. Характеристика производственных процессов как объектов автоматизации
§ 2. Особенности автоматизации водопроводно-канализационных сооружений
§ 3. Объем и степень автоматизации

Глава II. Основные элементы автоматических устройств
§ 4. Датчики и измерительные элементы
§ 5. Основные измерительные схемы
§ 6. Реле
§ 7. Логические элементы и бесконтактные реле
§ 8. Преобразователи и усилители
§ 9. Исполнительные механизмы и регулирующие органы
§ 10. Использование вычислительной техники в системах автоматического управления

Глава III. Построение схем автоматизации производственных процессов
§ 11. Типы схем. Изображение средств автоматизации на функциональных схемах
§ 12. Построение релейно-контактных схем автоматики
§ 13. Структурный анализ релейно-контактных схем
§ 14. Схемы автоматического управления электроприводом

Глава IV. Автоматизация технологического контроля
§ 15. Основы измерительной техники
§ 16. Измерение давления и разрежения
§ 17. Измерение уровня
§ 18. Измерение расхода жидкостей и газов
§ 19. Измерение температуры
§ 20. Измерение качественных параметров питьевых и сточных вод
§ 21. Эксплуатация контрольно-измерительных приборов

Глава V. Основы автоматического регулирования
§ 22. Общие понятия о системах автоматического регулирования
§ 23. Классификация систем автоматического регулирования
§ 24. Типовые линейные звенья и характеристики систем автоматического регулирования
§ 25. Соединения и связи звеньев
§ 26. Устойчивость, качество и надежность систем автоматического регулирования
§ 27. Пример анализа линейной системы автоматического регулирования
§ 28. Объекты автоматического регулирования
§ 29. Классификация автоматических регуляторов
§ 30 Элементы автоматических регуляторов
§ 31. Пневматические регуляторы
§ 32. Гидравлические регуляторы
§ 33. Электрические регуляторы
§ 34. Выбор, наладка и эксплуатация автоматических регуляторов

Глава VI. Основы телемеханики
§ 35. Классификация и назначение систем телемеханики
§ 36. Методы и схемы телеизмерения
§ 37. Системы телеуправления и телесигнализации

Глава VII. Автоматизация насосных станций
§ 38. Основные функции автоматических устройств насосной станции
§ 39. Автоматическое управление насосным агрегатом
§ 40. Типовые станции автоматического управления насосами
§ 41. Особенности автоматизации канализационных насосных станций
§ 42. Автоматическое регулирование производительности насосов

Глава VIII. Автоматизация водопроводных сооружений
§ 43. Комплексная автоматизация систем водоснабжения
§ 44. Автоматизация водоприемников
§ 45. Автоматические устройства водопроводных сетей
§ 46. Автоматизация процессов коагулирования воды
§ 47. Автоматизация процессов фильтрования воды
§ 48. Автоматизация процессов хлорирования и озонирования воды
§ 49. Особенности автоматизации систем промышленного водоснабжения
§ 50. Автоматизация технологического контроля водоочистных станций

Глава IX. Автоматизация канализационных сооружений
§ 51. Особенности автоматизации канализационных сооружений
§ 52. Автоматизация сооружений механической очистки сточных вод
§ 53. Автоматизация сооружений обработки осадка
§ 54. Автоматизация сооружений биохимической очистки сточных вод
§ 55. Автоматизация процессов очистки производственных стоков
§ 56. Автоматизация технологического контроля процессов очистки сточных вод

Глава X. Автоматизированные системы управления и диспетчеризация водоснабжения и канализации
§ 57. Автоматизированные системы управления
§ 58. Основные задачи и схемы диспетчеризации
§ 59. Оборудование диспетчерских пунктов

Глава XI. Технико-экономическая эффективность автоматизации водопроводно-канализационных сооружений
§ 60. Основные технико-экономические преимущества автоматизации
§ 61. Показатели экономической эффективности автоматизации

Заключение
Литература
Предметный указатель

Предисловие

Автоматизация современных систем водоснабжения и водоотведения требует совместных усилий как специалистов в области автоматизации, так и инженерно-технических работников, проектирующих технологические процессы и эксплуатирующих сооружения. Знание основ автоматизации и ее современного уровня на водопроводно-канализационных сооружениях способствует рациональному их проектированию, строительству в оптимальные сроки и эффективной эксплуатации действующих сооружений/ Учебными планами подготовки инженеров по специальности «Водоснабжение и канализация» предусмотрено изучение методов и средств автоматизации.

В последние годы достигнуты значительные успехи в автоматизации водопроводно-канализационных сооружений. Из обширных материалов в книгу отбирались сведения, предусмотренные программой курса и отражающие передовой практический опыт.

Основы автоматики иллюстрируются приборами и схемами, получившими применение в системах водоснабжения и канализации. В этой части книги уделено внимание равномерному показу электрических, гидравлических и пневматических устройств.

Авторы выражают благодарность за ценные замечания и советы рецензентам книги, особо отмечая помощь проф. А.И. Березы и канд. техн. наук Е.А. Ефремова, а также Н.А. Сычугова и Ю.В. Соловьева. Авторы с благодарностью примут все замечания и предложения читателей, направленные на улучшение учебника.

Введение

Программой экономического и социального развития нашей страны предусматривается дальнейшее широкое внедрение автоматизации производственных процессов. Широкое применение новейших средств автоматизации, микропроцессорной вычислительной техники и промышленных роботов различного назначения создает предпосылки для коренного совершенствования производственной деятельности человека.

Под автоматизацией производственных процессов понимается совокупность технических средств и методов, освобождающих человека в определенной степени или полностью от непосредственного выполнения функций контроля за этими процессами и управления ими.

Производственный процесс совершенствуется в три основные стадии: механизация этого процесса, заключающаяся в замене во всех его звеньях ручного труда машинным; введение в процесс непрерывности (поточности); автоматизация процесса.

Таким образом, автоматизация является высшей формой организации производственного процесса в целом, при этом совокупность технических средств, используемых для автоматизации процесса, совместно с объектом управления образуют систему управления. Система управления включает в себя приборы контроля, задачей которых является получение информации об изменении параметров производственного процесса, т. е. об изменении состояния объекта управления.

В нашей стране достигнуты большие успехи в разработке теории автоматического управления и технической кибернетики. Успеху в исследовании целого ряда новых теоретических проблем автоматики способствовало развитие теории информации и теории надежности. Важнейшее значение имеют исследования в области вычислительной математики и теории построения вычислительных машин. На основе этих теоретических исследований разработаны новые, методы и технические средства автоматики.

Для автоматизации производственных процессов широко применяются микропроцессоры. С большой эффективностью используются промышленные роботы и автоматические манипуляторы. Создаются гибкие автоматизированные производства, позволяющие быструю переналадку оборудования, изменение технологического режима и выпуск новой продукции. Большое развитие получают системы автоматизированного проектирования (САПР) и системы автоматического управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Важное практическое значение имеет созданная в нашей стране Государственная система приборов и средств автоматизации (ГСП). Блочный и модульный принципы построения, полная взаимозаменяемость на основе высокой степени унификации, стандартизация габаритов и универсальность приборов этой системы обеспечивают ее применение в самых различных условиях производственной практики. Унификация средств автоматики позволила упорядочить их производство, расширить масштабы применения и сократить номенклатуру приборов.

Основными тенденциями дальнейшего развития ГСП являются быстрый рост числа датчиков на различные технологические параметры, повышение надежности, экономичности, точности и быстродействия систем измерения, совершенствование методов и средств формирования, передачи, обработки и использования измерительной информации.

Огромны успехи советских ученых и инженеров в создании сложных систем автоматического управления производственными процессами. Примером отечественных достижений в области создания и освоения этих систем являются успехи нашей страны в освоении космического пространства.

По мере внедрения автоматики в производстве наблюдается переход от частичной автоматизации отдельных процессов к комплексной автоматизации всех производственных процессов и далее к полной автоматизации производства, протекающего без непосредственного участия обслуживающего персонала.

Современные системы водоснабжения и канализации, представляющие сложный комплекс рассредоточенных сооружений, связанных единым технологическим циклом, проектируются и сооружаются с централизованным управлением на базе автоматизации отдельных процессоров и использования средств вычислительной техники и телемеханики для управления и контроля. На передовых предприятиях водоснабжения и канализации достигнута комплексная автоматизация систем в целом или отдельных цехов.

Автоматизация производства имеет большое социальное значение. Изменяя характер труда, автоматизация способствует повышению производительности, улучшению условий труда, повышению качества продукции. Экономическая эффективность автоматизации определяется снижением производственных затрат при одновременном повышении выпуска продукции.

Борьба за широкую автоматизацию производства на современном этапе является всенародным делом, важнейшем шагом на пути дальнейшего технического прогресса.

Система автоматического регулирования водоснабжения: приборы для контроля и обеспечения рабочих параметров сети

Индивидуальный тепловой пункт в многоэтажном доме

Любая система подачи воды на объект, представляет собой сложный механизм, состоящий их нескольких блоков оборудования, соединённого в единый «организм». И чем более слажена работа всех элементов системы, тем она надёжнее и экономичнее с точки зрения энергопотребления.

Обеспечивать координацию всех подключенных друг к другу приборов, и помогает автоматическая система. Просмотрев видео в этой статье: «Отопление, водоснабжение, регулировка», а так же ознакомившись с самой статьёй, вы сможете прояснить для себя многие вопросы.

Для чего нужна регулирующая система

Набор приборов и оборудования, участвующего в обеспечении водой сети, зависит от её масштабов. Кроме самих трубопроводов и насосных агрегатов, это могут быть водоприёмники, станции обезжелезивания и станции повышения напора.

Обратите внимание! Основной задачей проектировщиков, является оборудование таких систем автоматикой, которая могла бы обеспечить их слаженную работу. В этом нуждаются не только системы водоснабжения (централизованные или локальные), но и канализационные насосные станции, очистные сооружения, системы орошения и полива, пожаротушения.

Возможности автоматики

Автоматизация даёт возможность:

  • Контролировать интенсивность их работы;
  • Организовать её в наиболее экономичном режиме;
  • Вести управление из одной точки;
  • Отслеживать характеристики воды;
  • Осуществлять регулирование температуры (горячее водоснабжение централизованное);
  • Обеспечить бесперебойную работу системы в целом, не смотря на выход из строя какого-то одного участка.

Комплектность приборов для управления

В зависимости от структуры системы водоснабжения в целом, для её автоматизации в том или ином составе может применяться оборудование, основной набор которого вы видите на фото в представленной ниже галерее.

  • Прежде всего, это различные датчики, с помощью которых осуществляется регулировка процессов и выявление неполадок в системе.
  • Регуляторы помогают преобразовать один параметр в другой, более удобный.
  • Блок (модуль) ввода обрабатывает данные приборов, преобразует полученную информацию в нужный формат, и поставляет её на контроллер.
  • Именно контроллер, который представляет собой мини-компьютер, на основании полученных данных, управляет технологическим процессом.
  • Сигнал от контроллера подаётся на исполнительный механизм, которым и является насос, либо пневматический или гидравлический привод.

Обратите внимание! Естественно, что все приборы по своим возможностям подбираются по параметрам и мощности системы, а потому существуют бытовые и промышленные варианты.

Вариант организации автоматического контроля системы водоснабжения

В системах с диспетчерским управлением, информация с периферии на центральный пункт может передаваться как через спутниковую связь или беспроводной интернет, так и через радиоканал или мобильную связь. Именно так организуется автоматизация глубинной скважины, а визуально это выглядит примерно как на картинке сверху.

Преимущества автоматических насосных установок

Вполне естественно, что требования к автоматике, включаемой в комплектацию насосных установок, формируются с учётом их назначения:

  • Чаще всего, это обеспечение определённых пределов давления, расход воды и её температура.
  • Важно так же, чтобы в случае аварийного отключения рабочего насоса, мог активизироваться насос резервный.
  • Нередко возникает необходимость записи рабочих параметров системы, а так же сигнализация, которая позволит осуществлять контроль над её работой дистанционно.
  • Особенно это касается систем подачи горячей воды в системы отопления, так как при несанкционированной остановке насоса, напор теплоносителя падает резко, что влечёт за собой и снижение температуры. Вот эта зависимость и лежит в основе системы автоматизации.

Автоматическое регулирование температуры горячего водоснабжения обеспечивается так. Сразу после наноса, на нагнетательном трубопроводе, устанавливается регулятор давления, которому задаются минимальный и максимальный пределы.

Если насос по какой-то причине остановится, магнитный пускатель его двигателя отключается. Начинает светиться сигнальная лампочка, и одновременно, запускается в работу резервный насос. Поэтому в любой автоматической установке насосов, как минимум, два (один только в бытовых моделях). Приведём для примера универсальный вариант установки с двумя насосами, который показан на фото снизу.

Автоматическая установка (АНУ) для систем отопления, подачи горячей и холодной воды

Подобные агрегаты используют в сельском хозяйстве, промышленности, объектах ЖКХ. Такая установка предназначена не только для систем холодного водоснабжения, но и для горячей воды и отопления. А потому, может перекачивать воду с температурой +70 градусов.

Посредством автоматических установок нередко осуществляется частотное регулирование водоснабжения, так как двигатели насосов могут быть оснащены преобразователем частот. В данном случае, они могут регулироваться в диапазоне 10-50Гц. Чтобы понять все преимущества такого регулирования, требуется сделать небольшое отступление.

Достоинства частотного регулирования

Преобразователи частоты, или как их ещё называют, частотные реле, в насосной технике получили наибольшее распространение. Их основным преимуществом является возможность снизить энергопотребление насоса до минимума.

Суть работы такого преобразователя, заключается в уменьшении количества оборотов двигателя при небольшой нагрузке. Соответственно, чем ниже частота вращения, тем меньше мотору требуется энергии. Таким образом, удаётся снизить уровень её потребления до 30-40%.

Ссылка на основную публикацию