Описание технологического процесса

Рассмотрим систему автоматизации насосной станции, предназначенной для тепло- и водоснабжения жилых зданий.

Функциональная схема насосной станции показана на (рис. 1.1) Насосная станция работает следующим образом. Холодная вода с фильтрующей станции предварительно нагревается в теплообменнике 1 и поступает на насосную станцию. С выхода насосной станции вода поступает в теплообменник 2, где окончательно нагревается, после чего идет дальше на нужды тепло- и водоснабжения жилых зданий.

Поддержание постоянства давления при изменяющемся расходе на станции горячей воды осуществляется байпасным способом. Информация о текущем значении давления в напорной части водопровода поступает с датчика давления Р1, расположенного на выходе насосной станции.

На насосной станции находятся три центробежных насоса Н 1... Н3. Приводными двигателями насосов являются двигатели М1... МЭ серии АДМ-112М2У2.

Со стороны всасывающего и нагнетающего патрубков насосов, а также на байпасной трубе расположены задвижки В1... В7. Задвижки В1... В4, приводятся в движение от двигателей М4... М7 серии АДМ-112М2У2. Задвижки В5... В7 являются ручными. В напорной части водопровода находятся невозвратно-запорные клапаны Х1... Х3.

Система управления насосной станции работает в автоматическом и ручном режимах. Переключение режимов осуществляется с пульта управления.

В автоматическом режиме регулирование давления осуществляется контроллером. Текущее значение давления в напорной части водопровода

 

поступает от датчика давления Р. В соответствии с поступившим значением давления контроллер дает задание на преобразователь частоты и подключает его к одному из трех насосов. Одновременно могут работать два насоса, один из насосов находится в резерве (он выбирается на пульте управления). Контроллер управляет всей электроавтоматикой, открывает

 

 

 

Рис.1.1- Функциональная схема насосной станции

 

 

и закрывает необходимые задвижки. В режиме пуска системы контроллер проверяет наличие давления во всасывающей части водопровода посредством датчика давления Р2.

В ручном режиме станция управляется с поста оператора РО) куда поступает информация о режиме работы станции, об аварии в системе, о работающих насосах и состоянии задвижек (открытое или закрытое).

Принципиальная электрическая схема силовой части системы управления насосами изображена на рис. 1.2.

 

Питание шкафа с электрооборудованием осуществляется с внешней стороны подводом к клеммам А, В, С клеммника трех фаз напряжения 380 В частотой 50 Гц, нулевого провода к клемме РЕ и заземляющего провода к клемме G. Клеммы А, В и С подключаются к силовому автоматическому выключателю QS1, Индикация наличия напряжения внутри электрошкафа осуществляется с помощью лампы НL1, подключенной к одной из фаз питающего напряжения за силовым автоматическим выключателем QS1. Она сигнализирует обслуживающему персоналу о том, что внутренние цепи электрошкафа находятся под напряжением.

Преобразователь частоты (ПЧ) подключен к электрической сети через автоматический выключатель Q1. Входной реактор L1 защищает преобразователь от коммутационных сверхтоков. Выходной реактор L2 ограничивает емкостные выходные токи преобразователя и пики напряжения на двигателе, обусловленные распределенной мощностью кабеля.

Преобразователь частоты может подключаться к одному из трех электродвигателей посредством выходных клемм (ХIУI2ГI, Х2У272, ХЗУЗ2З) клеммника ХТ2 и контакторов К4... Кб соответственно.

 

 

Рис.1.2- Принципиальная электрическая схема силовой части системы управления насосами

 

Возможно, подключение электродвигателей непосредственно к сети через автоматические выключатели Q2... Q14 и посредством контакторов К1.. К3.

Выбор режима работы (ручного или автоматического) осуществляется оператором насосной станции с поста оператора для пуска или останова системы в автоматическом режиме или вывода СУ из аварийного режима используются кнопки «Пуск» или «Стоп». Постоянно в работе могут находиться один или два насоса, третий насос является резервным (профилактический осмотр, плановый ремонт). Резервный насос выбирают положением переключателя на посту оператора. После выбора резервного насоса в автоматическом режиме закрывается задвижка, находящаяся в напорной части водопровода этого насоса, две другие задвижки открыты. В автоматическом режиме закрыта задвижка байпасной трубы, она открыта только при ручном регулировании.

Автоматический режим показан в структурной схеме алгоритма (рис. 1.3).

Давление на выходе с насосной станции находится в заданных пределах р-x≤ p_тек≤ р + х (где х — допустимый диапазон изменения давления). В этом случае СУ проверяет, выработал ли насос суточный моторесурс, и если да, то производит переключения между насосами.

Если давление меньше нормы p_min≤ p_тек≤ р - х, СУ проверяет число работающих насосов. Если работает один насос, то делается проверка работы ПЧ на максимальной частоте. Если нет, то дается команда на увеличение его частоты, в противном случае происходит переключение насоса, работающего от ПЧ, к сети, а к ПЧ подключается другой насос (до этого не работавший).

 

 

 

 

Рис.1.3- Автоматический режим в структурной схеме алгоритма

 

Если давление больше нормы p+x≤ p_тек≤ р_max, СУ проверяет число работающих насосов. Если работают два насоса, то делается проверка работы ПЧ на минимальной частоте. Если нет, то дается команда на уменьшение его частоты, в противном случае происходит отключение насоса, работающего от ПЧ, а к ПЧ подключается насос, работающий от сети.

Если давление меньше минимально допустимого p_тек≤ р_min, СУ проверяет находится ли какой-либо насос в работе. Если нет, то СУ осуществляет пуск того насоса (от преобразователя частоты), который наработал самый маленький моторесурс. Если да, то СУ дает задание на ПЧ на повышение частоты вращения насоса. Если в течение заданного времени давление на выходе насосной станции не превышает минимально допустимого, то устанавливается флаг «Авария» и СУ останавливает работу насосной станции.

Если давление на выходе насосной станции больше максимально возможного значения p_тек > р_max, то СУ устанавливает флаг «Аварию» и прекращает работу.

Ручной режим является аварийным и необходим только для работы, когда невозможен автоматический режим работы СУ[7].