При строительстве и эксплуатации жилых и промышленных зданий, при разработке нефтяных, газовых и других месторождений, одна из важнейших задач — обеспечение эффективной работы ливневой канализации. В ее составе традиционно используются резервуары для сбора воды и насосы, перекачивающие ее далее в канализацию. При этом эффективность всей ливневой канализации непосредственно зависит от производительности насосов (насосных агрегатов) и эффективности управления ими.
Метод управления работой насосов с тремя поплавками в резервуаре от устройств плавного пуска, традиционно применяемый в ливневой канализации, имеет ряд недостатков. Самый главный из них в том, что нет возможности гибко регулировать производительность насосов в зависимости от скорости наполнения резервуара, поскольку есть всего несколько уровней (где установлены поплавки), на которые реагирует система управления. При этом двигатели насосов, несмотря на то, что они запускаются от устройств плавного пуска, имеют большую кратность тока и тепловую нагрузку (в отличие от пусков через преобразователи частоты), также есть ограничения по количеству пусков в час.
Использование преобразователей частоты компании Delta Electronics серии CP2000, разработанных для управления насосами, позволяет поднять эффективность управления ими на совершенно новый уровень. На основе ПЧ Delta CP2000 компания «Сибтехинжиниринг» разработала и серийно поставляет системы управления насосами в блок-контейнерном исполнении. Один из недавних проектов компании — система управления насосными агрегатами ливневой канализации КНС для АО «РусКитИнвест» (г. Асино, Томская область).
Назначение системы управления насосными агрегатами КНС:
Такая система с успехом может использоваться везде, где требуется эффективное управление насосами — в системах канализации, подачи воды, перекачки жидкостей и т.д.
В системе КНС каждый насос подключается к своему ПЧ Delta CP2000.
Для контроля уровня воды в баке используется тензометрический датчик уровня (сигнал 4…20 мА). Использование датчика позволяет гибко настраивать моменты включения/выключения насосов, а применение ПЧ — регулировать скорость работы двигателей насосов, и таким образом регулировать уровень сточных вод в резервуаре.
Кроме того, в системе предусмотрена ротация насосов (по умолчанию — каждые 72 часа) с тем, чтобы моторесурс всех двигателей насосов расходовался равномерно. Благодаря этому вероятность преждевременного выхода двигателя из строя резко сокращается и увеличивается срок его службы, при этом интервалы между плановыми работами по техобслуживанию существенно увеличиваются. Такую систему можно использовать и для любых других решений, где требуется применение насосов.
Весь функционал станции управления реализован на базе ПЛК Delta AS-200. При этом оператор может легко менять время ротации, уставки и значения ПИД-регулятора, — как на самой станции, так и дистанционно.
Функциональные возможности:
При изменении состояния насосного агрегата, его изображение на мнемосхеме меняет цвет:
Серый — в резерве (готов к работе)
Зеленый — в работе (рабочее колесо вращается)
Красный — авария
На экране «Датчики» отображаются основные технологические параметры объекта. В случае неисправности датчика рядом с его значением появляется пиктограмма «восклицательный знак». Здесь также отображаются значения уровня воды в резервуаре — текущий, минимальный и максимальный, а также аварийные сигналы перегрева насосов.
Все события — аварии и действия, сохраняются в журнале с метками времени и даты. Хранятся они в энергонезависимой памяти панели, срок хранения архива — 31 день. Просмотреть эти записи можно в окне «Журнал».
В окне «Графики» можно просмотреть графическое представление режимов работы станции КНС. Переключение между графиками осуществляется с помощью кнопок вправо/влево в верхней части экрана.
В текущей версии системы КНС для просмотра доступны следующие графики:
По запросу заказчика разработчик системы может сформировать любые другие виды графиков — например, температуры, наработки моточасов и др.
Все графики хранятся в памяти панели оператора 14 дней. Для выбора дня отображения используются соответствующие кнопки, также можно выбирать временной диапазон отображения графика.
Изменение всех настроек и состояний переключателей возможно в окне «Настройки», при этом возможность редактирования появляется только после открытия доступа. Все изменения настроек и уставок записываются в журнал.
Экран настроек используется для редактирования всех основных параметров.
ПИД-регулятор:
Режим работы насосов:
Дополнительный насос:
На экране «СМС» можно указать события, при которых будет происходить отправка соответствующих сообщений на заданный номер телефона.
Система диспетчеризации и удаленного управления построена на основе Ethernet-коммутатора Delta серии DVS и 3G/4G-роутера.
В условиях плохого качества покрытия 3G/4G может также использоваться радиомодем. Это позволяет осуществлять непрерывный дистанционный мониторинг за работой станции (используются SCADA-система и VNC-клиент), а также получать СМС-сообщения о нештатных ситуациях на телефон дежурного персонала — «нижний/верхний уровень в резервуаре» «аварии насосов», «проникновение в павильон».
В случае необходимости, используя удаленный доступ через VNC-клиент, можно осуществлять дистанционное управление станцией. При этом подсистема удаленного доступа и мониторинга полностью автономная, пропадание интернет-связи никак не отражается на работе КНС.
КНС — мобильное и быстровозводимое решение в блок-контейнерном исполнении. Систему легко перемещать с одного объекта на другой, что особенно востребовано при строительстве любых объектов, — достаточно отсоединить кабели от насосов, погрузить контейнер со станцией на машину и перевезти. На новом месте КНС также легко и быстро можно развернуть.
Несущий каркас-обвязка периметра выполнен с использованием швеллеров. Продольные и поперечные прогоны выполняются из горячекатаных стальных профилей и профильных труб, стойки — из уголка. Все металлические конструкции выполнены с антикоррозионной защитой. Предусмотрена установка системы кондиционирования воздуха.
Физико-механические параметры контейнера:
Спецификация системы управления КНС на базе оборудования Delta Electronics:
№ | Наименование | Количество |
---|---|---|
1 | VFD 300CP43B-21 (30kW 380V) Преобразователь частоты | 3 |
2 | AS228R-A Процессорный модуль AS200, 64K шагов, 16DI/12DO (реле), Ethernet, CANopen | 1 |
3 | AS16AP11R-A Модуль расширения для контроллеров AS, 8DI/8DO (реле) | 3 |
4 | DVS-005I00 Неупр. коммутатор Ethernet, 5 портов FE, -10...+60 С | 1 |
5 | DOP-110CS Операторская панель 10.1" TFT LCD, 1024 x 600, 800 МГц, USB, 3 COM, RTC | 1 |
6 | AS-PS02A Блок питания для контроллеров AS, ~220В, 48Вт, вывод сервисного питания | 1 |
7 | Тензометрический датчик | 1 |