4.2 Дослідження і обґрунтування параметрів автоматизації насосної установки водопостачання.
При автоматизації насосних станцій водопостачання можна виділити наступні локальні системи автоматичного керування:
автоматичне регулювання тиску в магістральному трубопроводі або автоматичне регулювання рівня води в башті;
автоматичний захист електроприводу від «сухого ходу»;
автоматичний захист від повторного короткочасного вмикання;
автоматичний захист від електропривода від перекосу або відсутності фаз;
автоматичний захист від електропривода від збільшення або зменшення напруги живлення.
1 – вхідні величини (керуючі дії)
Х1- подача заглибного насосу, м3/год.;
Х2- час вмикання електродвигуна;
2 – вихідні параметри відносно об’єкта керування
У1 – наявність (відсутність) води в свердловині, датчик «сухого ходу»;
У2 – рівень води в башті, датчики рівня;
3 – параметри збурення
Z1 – рівень води, що надійшов.
Рис.2.2.1. – Модель насосної установки водопостачання, як об’єкта автоматизації.
Z1 – зміна рівнів води в башті;
Х1 – продуктивність насосу;
Х2 – час роботи електродвигуна;
У1 – напруга живлення електродвигуна насосу;
У2 – рівень води в башті.
Частота вмикань електронасоса не повинна перевищувати 3 разів за годину, оскільки збільшення цієї величини може призвести до пошкодження ізоляції обмоток електродвигуна і його швидкого виходу з ладу. Це пояснюється позакласовою ізоляцією обмоток електродвигуна і особливістю конструкції його статора. Забезпечення потрібної частоти вмикання електронасоса залежить від об’єму бака, що визначається виходячи з величини щоденного водоспоживання.
Двопозиційне регулювання рівня води у башті відбувається за рахунок датчиків верхнього і нижнього рівнів.
Технологічний захист установки забезпечується розміщенням датчика «сухого ходу» на висоті підпору насосного агрегату (приблизно 1м).
Для контролю нормальної роботи електродвигуна насоса використовується перевантажувальний амперметр, який встановлюється в розрив однієї з фаз силового кола двигуна. Амперметр вибираємо орієнтуючись на номінальний струм електродвигуна Ін, який становить 6,9А.
Для контролю правильного пуску і роботи насоса на коліні напірного трубопроводу встановлюємо манометр, котрий вибираємо виходячи з напору насоса, котрий становить 50м.
Контроль тиску можна спостерігати за манометром, який встановлений на напорному трубопроводі, а також для визначення правильності обертання двигуна.
Локальна система автоматичного регулювання.
В установці водопостачання з керуванням за рівнем регульованою величиною є рівень води в водонапірній башті. При відхиленні рівня води від заданого, компенсацією відхилення є відповідно вмикання і вимикання двигуна насоса подачі води. Тобто здійснюється двопозиційне регулювання подачі води. При зниженні рівня води до нижнього рівня – вмикається насосний агрегат і насос подає воду у башту з повною продуктивністю. Рівень води в башті зростає. При досягненні верхнього рівня – насосний агрегат вимикається.
Локальна система захисту від сухого ходу.
Для забезпечення цієї функції над насосом у свердловині на висоті не менше ніж 1 м встановлюється датчик сухого ходу. При зниженні рівня води у свердловині нижче датчика сухого ходу система автоматичного керування відключатиме насос від мережі живлення. Цим забезпечується захист насосу від «сухого ходу», а двигун від перегріву.
Локальна система захисту від неповнофазних режимів роботи і перевантажень.
Для забезпечення цієї функції у САК двигуном передбачено датчики струму, що контролюють робочий струм двигуна насоса. При збільшенні струму двигуна більше допустимого значення – САК вимикає насос.