Лабароторна робота №___1____

Тема: Дослідження схем автоматизації безбаштових та баштових установок водопостачання

Мета роботи: ознайомитись з будовою, роботою та технічними характеристиками пристроїв керування безбаштових та баштових установок насосних установок. Вивчити принцип автоматизації систем водомостачання і засвоїти методи зображення функціональних можливостей пристроїв керування на схемах автоматизації.

Забезпечення робочого місця.

Робочим місцем для виконання роботи є стенд №____

Стенд виготовлено у вигляді каркаса з вертикальною панеллю і стілницею. На панелі всановлено:

• пристрій керування “Каскад” (ящик Я...... з блоком Бонд 2.02);

• пристрій керування УСУЗ (у вигляді панелі без корпуса НКП);

• станція керування ПЭТ (комплект апаратів на вертикальній панелі);

• станція керування ШЭТ (на базі елементів “Логіка Т”).

Біля стенда на стіні встановлена станція керування типу ШЕП (САУНА) та заглибний насос типу ЭЦВ. Поряд із стендом розміщена металева ємкість – резервуар від безбаштової водокачки типу ВУ – 10 – 80А.

Під стілницею стенда встановлено резервуар з водою і відцентровим насосом (джерело водопостачання).

На стіні за стендом встановлено діючий макет водонапірної башти з датчиком рівня (електродними).

На стенді передбачено можливість підключення датчиків рівня башти і двигуна насоса, до будь-якої із станцій керування (втановити відповідні пермички між затискачами).

Робоче місце додатково комплектується технічними паспортами та схемами установок.

Програма роботи.

1. Використовуючи [1],[2], конспект лекцій підготуватись до виконання роботи. Вивчити призначення, будову і роботу систем водопостачання та основні технічні характеристики пристроїв керування.

2. Ознайомитись з забезпеченням робочого місця, технічними характеристиками станцій керування, що знаходяться на стенді.

3. Скласти порівняльну таблицю функціональних можливостей санцій керування стосовно автоматичного регулювання, контролю, сигналізації і показу параметрів (див. зразок тблиці).

4. Ознайомитись з принциповими схемами станцій керування. Детально вивчити структуру і роботу станцій “Каскад”.

5. Вивчити функціональну схему самого пристрою “Каскад” [2] с.237 р 10.5.

6. Замалювати за завданням викладача функціональну схему автоматизації однією із станцій керування. Визначити параметри автоматизації

7. Оформити і захистити звіт.

Зміст звіту.

1. Тема і мета роботи;

2. Технічна характеристика станцій керування і агрегатів (насосів), що знаходяться на робочому місці;

3. Порівняльна таблиця функціональних можливостей.

4. Функціональна схема самого пристрою “Каскад”;

5. Функціональна схема автоматизації системи водопостачання з однією із станцій керування (за завданням викладача).

6. Висновки стосовно ступеню автоматизації даної схеми.

Контрольні запитання.

1. Призначення пристрою “Каскад” (ШЭП; УСУЗ).

2. Технічні дані і його можливості.

3. Що таке режим “Дренаж” і “Водопідйом”.

4. Назвати параметри автоматизації баштової і безбаштової водокачки.

5. Як діє система захисту від перевантажень.

6. Назвати функціональні можливості станцій.

Література:

1. За ред. О.С.Марченка, “Довідник по механізації та автоматизації у тваринництві і птахівництві.”, К., Урожай, 1995;

2. “Справочник по механизации и автоматизации в животноводстве й птицеводстве” под ред. А.С.Марченко, К., Урожай, 1990,с 335.

3. Паспорт, техническое описание й инструкция по эксплуатации устройства комплектного “Каскад” от 1 до 11 кВт ИЖТП 656.337.006ПС. 1989г

Короткі теоритичні відомості.

СХЕМНІ ТА КОНСТРУКТИВНІ ВИРІШЕННЯ ПРИСТРОЇВ І СТАНЦІЙ КЕРУВАННЯ ЗАГЛИБНИМИ ЕЛЕКТРОНАСОСНИМИ АГРЕГАТАМИ.

Пристрій «Каскад», а конкретно ящики керування ЯГ5102, ЯП5101, ЯЛ5102, комплектуються блоком керування БОН 9200 (блоком обробки напруг) (ТУ 16.656.108-86), який призначений для керування і захисту від аварійних режимів загальних електронасосних агрегатів потужністю 1 — 65 кВт при напрузі мережі живлення 380 В, частотою 50 Гц (60 Гц):

Блоки керування Потужність заглибного електродвигуна, кВт

БОН 9201-197ВУ2 1; 1,6; 2; 16; 22; 32; 36; 45; 65.

БОН 9202-І97ВУ2 2,8; 4,5; 5,5.

БОН 9203-197ВУ2 8; 11.

В експортному виконанні блоки БОН розраховані на напруги 400, 415 та 440 В.

Передбачені такі режими роботи блока: керування за рівнем води; керування за тиском води (не позначають в умовному позначенні, а вказують у замовленні на адресу заводу-виготівника). Переважна більшість блоків керування, що входять до складу пристроїв «Каскад» у сільському господарстві, виконані, для роботи з електродними датчиками рівня води. Слід враховувати, що у виробничих умовах змінити режим роботи за рівнем води на режим за тиском неможливо, оскільки для кожного із режимів розроблені окремі виконання блоків БОН 9200.

Умовне позначення блока керування розшифровується так:

Б 0 Н 9 2 ХХ - 19 Х 13 Х 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1 — блок;

2 — одностороннього обслуговування;

З—керування насосними установками;

4 і 5—відповідно клас і група НКУ, призначеного для авто­матичного регулювання;

6 — номер розробки в межах однієї групи;

7 — умовне позначення за струмом кола керування (0,8 А);

8 — умовне позначення номінальної напруги мережі живлення: Г _ 440 В, 60 Гц; 7 — 380 В, 50 Гц; Д — 380 В, 50 і 60 Гц; Е — 400 В, 60 Гц; Й — 415 В, 60 Гц;

9 — умовне позначення номінальної напруги кола керування: В — напруга постійного струму 24 В;

10 і 11 — відповідно кліматичне виконання (У, Т) та категорія розміщення згідно з ГОСТ 15150—69.

Блоки керування допускають роботу при температурі навколиш­нього середовища від —40 до +40 °С в умовах експлуатації за гру­пою М1 (ГОСТ 17516—72). Середній наробіток на відмову — не менше 10000 год.

При наявності відмінностей у функціональній (рис. 1.1) та принциповій (рис. 1.2.) схемах ящиків керування ЯНН 5111, ЯНН 5121, ЯП 5101, ЯГ 5102, ЯЛ 5102 вони реалізують один принцип автоматизації. Ящики ЯНН 5111, ЯНН 5121 мають на блоці керування тумблери «Водопідйом» та «Дренаж», а інші їх не мають, оскільки цей блок у них відповідним чином модернізо­ваний і випускається на одній друкованій платі (ТУ 16.656.100-86). До цього блоки керування випускалися окремими чарунками на чотирьох платах (ТУ 16.536.633-80) і була можливість заміни чарунки керування за рівнем води на чарунку керування за тиском.

Переважним чином пристрої «Каскад» випускаються з ящика­ми керування для водопідйому з датчиками рівня води у водона­пірній башті. За окремим замовленням завод-виготівник може по­ставити комплектний пристрій «Каскад» для режиму водопідйому із керуванням за тиском.

В ящиках, які не мають тумблерів «Водопідйом» і «Дренаж» ці режими можна встановити перемичками на платі між точками 78—79 і 72—73 («Водопідйом») або між точками 72—78 і 73—79 («Дренаж»), У режимі «Дрена алгоритм керування протилежний

режиму «Водопідйом», насос вмикається при високому рівні води у свердловині і вимикається при низькому.

Для електронасосних агрегатів потужністю до 4,5 кВт не передбачається контроль «сухого ходу», а тому відсутній датчик «ДСХ» і сигнальна лампа «Сухий ход». Затискач за номером 36 у цьому випадку з'єднується з нульовим (N).

Принцип роботи пристрою «Каскад» досить чітко пояснює функціональна схема (див. рис.1.1).

Режим автоматичного керування за рівнем води у водонапірній башті вибирають шляхом встановлення перемикача SA1 у поло­ження «АВТ». Якщо у башті немає води або ж її рівень нижче дат­чика нижчого рівня (КНУ) чарунка керування ЯУУ видає сигнал на вмикання насоса, який надходить до вихідного вузла ВУ. З ви­тримкою часу (можна встановити від 2 до ЗО с) спрацьовує реле К і вмикає електромагнітний пускач. Коли вода досягає датчика верхнього рівня КВУ схема відпрацьовує команду на вимикання електродвигуна насосного агрегату. Надалі повторюється вказаний

цикл роботи. Для реалізації режиму «Дренаж» у свердловині вста­новлюють датчики, подібні до датчиків «сухого ходу», на платі пристрою монтуються перемички між точками 72—78 і 73—79.

У режим роботи за тиском пристрій «Каскад» можна перевести, замінивши чарунку ЯУУ чарункою ЯУД в ящику керування ЯНН 5100. Ящики нових модифікацій ЯГ 5102, ЯЛ 5102, ЯЛ 5101 мають окреме виконання для цього режиму.

При зниженні рівня води у водонапірній башті зменшуєть статичний тиск води у трубопроводі. При цьому датчик тиску ДДВ замикає свій контакт, а чарунка ЯУД видає сигнал, що запамятовується, підсилюється і надходить до вихідного вузла. Спрацьовує реле К, електромагнітний пускач запускає електродвигун насоса. Вимикання насоса наступить через певний час, що потрібний для заповнення баку (резервуара) водою (5; 14; 24; 33; 43; 52; ( 71; 80; 90 хв). Указані витримки часу можна встановити за допомогою перемички на розйомі «Время работы насоса». Повтор вмикання насоса здійснюється за командою реле тиску (електронтактного манометра).

Спеціальна чарунка ЯЗ здійснює захист електродвигуна від перевантажень та сухого ходу із світловою сигналізацією причини вимкнення — лампи «Перегрузка» та «Сухой ход».

Запуск агрегата можливий лише після зняття напруги з ящика керування автоматичним вимикачем QF і повторного вмикання, якщо усунена причина аварійного вимкнення. Блоки керуван БОН 9200 у пристроях «Каскад» досить часто виходять з ладу внаслідок грозових перенапруг, оскільки відсутній відповідний за­хист.

Універсальна станція керування і захисту УСУЗ (рис.1.3.) має такі функціональні блоки: фазочутливий пристрій захисту ФУЗ-М (блок А1), універсальний двопозиційний регулятор УДР-2 (блок А2), що складається із блока живлення (А2.1), логічного елемента «АБО» (А2.2) та вузла керування (А2.3), блок контролю опору ізоляції (АЗ). До одного входу блоку А2 можуть бути приєднані (рис. 10.6) електродний датчик рівня води, реле тиску, електрокон­тактний манометр (один із приладів), а до іншого — датчик «сухо­го ходу» (якщо він не встановлюється, то клеми 5—6 з'єднуються перемичкою).

Можливі такі режими роботи станції (рис.1.5.):

автоматичний (тумблер SA1 в положенні «АВТ»);

ручний короткочасний, коли не діє захист від аварійних режи­мів, крім автоматичного вимикача QF1 (тумблер SA1 у положенні «РУЧН.», керування електродвигуном за допомогою тумблера S1 дозволяється електромонтеру, що має доступ до станції);

ручний тривалий при несправних чи відсутніх датчиках рівня води (тиску); при цьому тумблер SA1 знаходиться у положен­ні «АВТ», тумблер S1 у положенні «ВКЛ», а керування електро­двигуном здійснюється окремим тумблером S2, який розміщений на боковині ящика; діють усі види захисту від аварійних ре­жимів.

Блок АЗ здійснює контроль опору ізоляції обмотки статора за­глибного електродвигуна у період, коли він від'єднаний від мережі. При цьому (рис. ) струм протікає по колу L3.1—FV1 — (блок АЗ) —SA1—R1 (R2) —опір ізоляції електродвигуна — N. Із зни­женням опору ізоляції струм збільшується, зростає падіння напру­ги на резисторі R1 (R2) до напруги запалювання сигнальної лам­пи HL1. Спочатку перемикачем SA1 вмикається резистор R1. За­палювання лампи HL1 свідчить, що опір ізоляції знизився, проте ще можна експлуатувати заглибний електродвигун. Далі перемикачем SA1 вмикають резистор R2. Коли ж знову загориться сигнальна лампа HL1 електродвигун необхідно направити на ремонт.

Рис. 1.1. Функціональна схема пристрою “Каскад”.

QF — автоматичний вимикач; ТА1-ТАЗ — трансформатори струму із швидким насиченням; КМ — електромагнітний пускач; М — електродвигун насосного агрегату; ДСХ — датчик “су­хого ходу”; ЯЗ —чарунка захисту; ЯП — чарунка живлення; РИВ, РИО — відповідно кон­такти виконавчих реле вмикання і вимикання електронасосного агрегату в режимі дистан­ційного керування; КВУ, КНУ — відповідно контакти датчика верхнього і нижнього рівнів води; ДДВ — датчик тиску води у напірному трубопроводі; SАІ —перемикач режимів роботи; ВУ — вихідний вузол; ЯУУ —чарунка керування за рівнем води; ЯУД — чарунка керування за тиском води; К1 — вихідне реле блока логіки; NL1, NL2 — сигнальні лампи.

Рис 1.2. Принципова електрична схема пристрою “Каскад”.

QF —автоматичний вимикач; РА1 — амперметр; КМ — електромагнітний пускач; M —елект­родвигун насосного агрегату; Е2Р — блок трансформаторів струму; Е1FQ — блок керування БОН9200; K1 — вихідне реле блоку керування; ДСХ — датчик сухого ходу»; КВУ і КНУ — відповідно контакти датчика верхнього і нижнього рівнів води; А1 — перемикач режимів ро­боти; УДУ — пристрій дистанційного керування електронасосним агрегатом

Рис 1.3.. Функціональна схема універсальної станції керування і захисту заглиблеї електронасосних агрегатів (УСУЗ).

Рис.1.4. Схеми від'єднання датчиків до універсальної станції керування і захисту заглиблених електронасосних агрегатів.

Рис.1.5. Принципова електрична схема універсальної станції керування та захисту заглиблених електронасосних агрегатів (УСУЗ)