Шкаф для управления водяными насосами. Что такое шкаф управления? Основные преимущества Снижение потребления электроэнергии на объекте при функционировании в автоматическом режиме; Исключение гидроударов и высоких пусковых токов при включении в работу нас

Что такое шкаф управления?

Шкаф управления представляет собой целый комплекс управляющих устройств. Обычно шкаф управления состоит из коммутационных (силовых аппаратов), устройств защиты, частотных преобразователей и систем управления на базе микропроцессоров. Такой шкаф подключается к сети посредством вру (вводно-распределительного устройства). Благодаря использованию современных расширяемых элементов можно построить систему любой сложности и любой логики. Автоматизировать и очень точно контролировать любой производственный процесс. Корпус шкафа выполнен из металла и, как правило, имеет запираемую дверцу. Для возможности расширения шкафа управления боковые панели выполнены съемными, поэтому нет никаких проблем добавить очередной модуль. При производстве щитов стараются обеспечить степень защиты корпуса IP20, IP31, IP41, IP54. Если требует проект, то возможны шкафы с IP44, IP55, IP65. Однако следует понимать, что высокие показатели защиты корпуса увеличивают стоимость шкафа управления, снижается естественное охлаждение аппаратуры, поэтому часто требуется установка дополнительных систем вентиляции, что еще больше увеличивает конечную стоимость проекта.

Область применения.

Так как работа шкафов основана на принципах автоматики управления - постоянный или регулярный контроль изменений наблюдаемых параметров системы, то область использования таких шкафов практически неограниченна. К примеру, шкаф может применяться для автоматического выбора оптимальных режимов работы электродвигателей, насосов. А управление шкафами может быть организовано в автоматическом и ручном режиме. Почти всегда использование шкафа управления позволяет сократить потребление электроэнергии, обеспечить защиту электродвигателям от перегрузки и токов короткого замыкания, что однозначно продлит срок эксплуатации самих электродвигателей.


Часто щит автоматики не нужно проектировать, ведь есть уже готовые проекты, реализующие стандартные схемы, к примеру, управление освещением, управление электрооборудованием. А если нужно разработать шкаф с частотным приводом для регулирования работы насосной станции, то приготовьтесь к длительному процессу проектирования, изготовления, монтажа и пусконаладки.

Хорошо знают, насколько тяжело обеспечить качественную работу насосного оборудования и продлить срок его эксплуатации без автоматической системы управления. У этого компактного и крайне полезного технического узла есть усовершенствованный вариант известный, как шкаф управления.

Основное предназначение шкафа – оптимизация работы электродвигателей и, конечно же, энергосбережение .

Любое оборудование этого типа рассчитано, прежде всего, на бережный расход электроэнергии за счёт сбалансированного управления насосным двигателем. В шкаф можно вывести автоматику сразу от нескольких насосов. А разнообразие моделей этого агрегата позволяет использовать его для работы с самыми разными типами насосного оборудования – дренажными, водопроводными (погружными и скважинными), и даже отопительными.

Как это устроено

Шкаф представляет собой квадратную или прямоугольную конструкцию, выполненную из металла. На дверце шкафа находится лицевая панель, оснащённая индикаторами и пусковыми кнопками. Внутри корпуса расположены следующие узлы:

  • блок для контроля электрического напряжения на фазах, оснащённый датчиками;
  • предохраняющее устройство в виде реле на случай короткого замыкания (защищает обмотку электромотора и все узлы шкафа);
  • блок для управления режимами работы насоса;
  • контакты с клеммами для подключения электропитания (к ним также подключаются датчики температуры и давления);
  • реле для автоматического контроля работы насоса (программируемый блок) – есть не у всех моделей.
Шкафы изготавливаются стандартного типа либо по спецзаказу.

После сборки устройство подвергается обязательному тестированию и только после этого отправляется заказчику. В дальнейшем производитель ведёт техническое обслуживание и выполняет сервисный ремонт.

Управление можно выполнять в ручном или автоматическом режиме.

В последнем случае шкаф самостоятельно осуществляет контроль насоса – измеряет давление в водопроводе и температуру двигателя, а также выполняет его отключение и подключение к электропитанию.

Ручное управление подразумевает предварительное тестирование по упрощённой схеме и запуск насоса без участия автоматики.

Шкаф управления предназначен:

  • для продления срока эксплуатации оборудования;
  • подключения резервного насоса в случае аварии, если такой имеется в системе;
  • предотвращения заиливания оборудования во время простоя водопроводной системы;
  • защиты двигателя при аварийных и неправильных режимах работы;
  • управления системой из нескольких насосов в программном режиме;
  • передачи технической информации оператору через информационную лицевую панель.

Разновидности

Шкафы подразделяются на несколько основных технических разновидностей согласно области их применения.

  • Для обеспечения работы дренажного и канализационного типа насосов. Система обеспечивает выбор лучшего режима работы двигателей для их бесперебойного функционирования и продолжительного срока эксплуатации. Пуск выполняется в автоматическом режиме. Обязательно проводится кратковременное тестирование системы. Предусмотрена защита от сухого хода и перегревания. Шкаф может также использоваться для работы с пожарными насосами.
  • Для управления погружными типами насосов. Оборудование рассчитано, прежде всего, на работу пожарных или поливных насосов. Шкаф работает при температурах до +50 градусов и влажности воздуха 80%. Оснащён сигнализацией, устанавливаемой в помещении с дежурным персоналом.
  • Для обеспечения работы скважинных насосов. Насосы этого типа работают не только с питьевой водой, но также служат для перекачивания технической воды и других жидкостей. Шкафы, управляющие скважинным типом насосов, устанавливаются на пивоваренных и молочных заводах, на предприятиях, занимающихся разливом минеральной воды, в автономных водопроводах, фермерских хозяйствах (для контроля полива и орошения полей).
  • Для управления глубинным типом насоса. Оборудование, работающее на большой глубине, например, в артезианских источниках требует самого тщательного контроля, который и выполняется шкафом управления. Задача автоматического блока обеспечить максимально плавный пуск, позволяющий избежать гидравлического удара и выхода из строя двигателя. Также контролируется частота вращения вала насосного двигателя, температура обмотки и поддерживается оптимальное давление в трубопроводе.

Правильная эксплуатация

Установка шкафа управления – только половина дела. От его правильной эксплуатации будет зависеть, насколько надёжно защищено насосное оборудование. К устройству прилагается технический паспорт и инструкция, изучить которую перед началом эксплуатации настоятельно рекомендуют все специалисты.

  • Плановый или сервисный осмотр должен проводиться регулярно. В это время проверяются интерфейсы подключений, и ведётся сверка правильности их использования с рабочей инструкцией.
  • Особое внимание уделяется лицевой панели, где размещено табло. На него выводятся уведомления обо всех неполадках.
  • Регулярно очищается от пыли вентилятор и радиатор охлаждения шкафа. Также следует вовремя менять загрязнённый фильтр.
  • Во время планового осмотра проверяются все крепёжные болты. Устраняется слабина, если она обнаружена.

Замена вышедших из строя блоков управления производится специалистами по талону гарантийного или послегарантийного обслуживания.

Заменять что-то самостоятельно не рекомендуется – оборудование после ремонта должно пройти тестирование на специальных стендах, а это в домашних условиях обеспечить невозможно.

Обзор моделей

ШУПН-2

Nипичный шкаф для управления двумя насосами (включая резервный). Используется для взаимодействия с агрегатами погружного типа применяемыми в системах пожаротушения и сельскохозяйственного полива. Мощность до 55 кВт, рабочая температура от -10 до +50 градусов. Производителем выдвигаются особые требования к окружающей среде. Воздух не должен содержать агрессивных газов и не быть насыщенным токопроводящей пылью. Допустима относительная влажность до 80%. Шкаф рассчитан на срок эксплуатации в десять лет. Розничная цена 31 600 рублей.

ШУН

Выпускается компанией «Экотехнологии», представляющей товар на отечественном рынке с 2005 года. Гарантия на оборудование составляет два года. Шкафы рассчитаны на работу с дренажными насосами и канализационными насосными станциями. Могут управлять пожарными резервуарами. Управление агрегатом осуществляется в двух режимах – автоматическом и ручном.

Можно подключать два насоса – резервный и основной. В случае выхода из строя основного насоса в автоматическом режиме будет задействованный резервный. Предусмотрено автоматическое чередование насосов для обеспечения равномерной продолжительности работы и предупреждения перегрева обмотки. По желанию заказчика производится модернизация агрегата. Например, устанавливается GPRS модуль, который обеспечивает пересылку SMS сообщений в случае аварии. Допустимая мощность каждого насоса от 4 до 11 кВт, в зависимости от модели шкафа. Средняя стоимость бюджетной модели от 10 900 рублей.

ШКАНС-0055

Стандартный тип управляющего шкафа, выпускаемый компанией «Уралэлектра» из Екатеринбурга. Мощность оборудования от 400 Ватт до 55 кВт. Шкаф предназначен для работы с одним или несколькими глубинными насосами, а также насосными станциями. Можно подключить одновременно до трех насосов. Пуск насосных станций выполняется в автоматическом режиме. Во время работы выполняется регулировка давления в водопроводной системе и защита насосных двигателей от перегревания. Предусмотрена световая сигнализация в случае аварийной остановки. Цена договорная. Для заказа оборудования можно воспользоваться интернет-магазином, расположенным на сайте производителя.

Пробурив на дачном участке скважину и установив систему водоснабжения с погружным насосом, невольно задаешься вопросом: как сделать, чтобы насос работал более продуктивно, дольше не выходил из строя и имел несколько режимов работы? К тому же неплохо было бы автоматизировать процесс водоснабжения, особенно в том случае, если насосов два или более. Выход прост: следует установить распределительный щит или шкаф управления насосами.

Назначение и функции шкафов управления

Основное назначение распределительных конструкций – управление электрическими двигателями насосов любого вида: дренажных, погружных, скважинных.

Схема управления дренажным насосом демонстрирует варианты регулировки одного, двух и трех дренажных насосов

Без погружного насоса невозможна работа систем отопления, водоснабжения, пожаротушения, а шкаф управления дренажным насосом необходим для автоматизации откачки жидкости.

Если нет опыта работы со шкафами управления, настройку и ввод в эксплуатацию лучше доверить специалисту

Установив шкаф управления скважинным насосом, владелец дома обретет отдых и покой, так как дальше работу оборудования будет контролировать электронная «начинка».

Будет обеспечен и плавный безопасный пуск электродвигателя, и регулирование частотного преобразователя. Такие параметры, как давление, уровень воды и температура также будут находиться под наблюдением.

На данной схеме хорошо видно, где должен находиться шкаф управления насосами и как он совмещен с системой подачи воды

Если используется шкаф управления двумя насосами, то функции его еще шире:

    • в аварийной ситуации с одним насосом он оперативно подключает второй, резервный;
    • выравнивает изнашиваемость агрегатов, регулируя их сменную работу;
    • при простое одного из механизмов предотвращает его заиливание;
    • дает возможность ручной блокировки одного из насосов;
    • содержит программы управления двумя и более агрегатами;

выдает информацию по каждому механизму в отдельности.

На схеме показана схема взаимодействия панели управления и скважинного насоса с сопутствующим оборудованием

Стандартный состав распределительных шкафов

В зависимости от количества обслуживаемых агрегатов изделие может иметь различное наполнение. Для примера возьмем шкаф управления погружными насосами, имеющими асинхронные двигатели переменного тока.

Размеры шкафа зависят от его наполнения и выполняемых функций. Металлический каркас устанавливают на стене или на полу

Составные части:

    • внешняя панель управления;
    • органы управления (кнопки, переключатели) системой;
    • частотный преобразователь;
    • измеритель давления воды (для автоматического регулирования работы механизмов в зависимости от ее уровня);
    • защиту от «сухого хода»;
    • световую сигнализацию (лампочки);
    • выключатели для защиты двигателя и преобразователя частоты;
    • два режима управления нагрузкой: ручной и автоматический;

тепловое реле.

Схема расположения компонентов шкафа, регулирующего работу одного насоса

Хотя работа шкафа предусматривает и ручное управление, основное время он должен работать в автоматическом режиме.

При запуске авторежима частотный преобразователь плавно приводит в действие двигатель погружного насоса до тех пор, пока давление воды не достигнет заданного параметра. Когда активный разбор воды прекращается, частота снижается и насос останавливается.

Шкафы управления на заказ

Многие производители насосов и насосных станций поставляют готовые к использованию изделия. Например, концерн Grundfos выпускает целый ряд шкафов для автоматического управления подачей и откачиванием воды.

Большой популярностью пользуется продукция компании Grundfos

Но есть и другой вариант – изготовление изделия на заказ. Что необходимо учитывать, заказывая шкаф управления?

  1. Количество электродвигателей и их параметры (мощность, частота вращения, напряжение).
  2. Тип управления (ручное, автоматическое, дистанционное).
  3. Режим пуска двигателя (прямой, частотный преобразователь, комбинированный, плавный).
  4. Условия окружающей среды (влажность, температура).

Особенности обслуживания шкафов

Перед тем, как начать пользоваться автоматикой, следует тщательно изучить инструкцию и схемы, прилагаемые к изделию. Любая схема шкафа управления насосами отображает расположение электроники, структуру устройства в целом, интерфейсы для подключения насосов, каналы защиты двигателя.

Схемы электронного наполнения шкафов управления отображают расположение всех элементов

Любые манипуляции с механизмами – чистка, осмотр, ремонт - должны проводиться при выключенном электропитании (лампочка «Сеть» не горит).

Следует следить за чистотой фильтров вентиляционных решеток, чаще всего они бывают сменными. Радиатор частотного преобразователя и вентилятор необходимо также очищать от пыли. Чтобы подключения функционировали без перебоев, нужно подтягивать крепежные винты.

О технических характеристиках шкафа управления расскажет его маркировка

Иногда возникают неисправности в системе. Некоторые из них устраняются своими силами, другие – специалистами или после консультации с производителем. Например, на табло появилась надпись «Авария» - «низкое давление». Это значит, что отреагировала защита «от сухого хода» - скорее всего, в скважине нет воды. Пока вода не появится, насос будет заблокирован.

Если вы владелец загородного дома или дачи с автономным водоснабжением, то, наверно, хоть раз задавались вопросом, как сделать так, чтобы насосное оборудование работало более эффективно и продолжительно, а также имело несколько удобных режимов работы. Кроме того иногда для обеспечения дома водой и полива огорода используются сразу два насоса, поэтому необходимо согласовать и автоматизировать их работу. Ответ на все вопросы вы получите, когда узнаете, что такое шкаф управления насосами, а также, зачем он нужен.

Главным назначением распределительных шкафов является управление электродвигателем одного или сразу нескольких насосных агрегатов. При этом тип насоса значения не имеет. Это может быть оборудование погружного типа либо скважинный или дренажный насос.

Причём назначение насосного оборудования может быть разным. Например, агрегат погружного типа нужен для эффективной работы отопительной системы, обустройства водоснабжения загородного дома или создания системы пожаротушения. А вот дренажный насос вместе со шкафом управления пригодится для перекачивания жидкости.

Стоит знать: область использования шкафов управления довольно обширная. Они с успехом применяются на объектах жилищно-коммунального назначения, а также промышленных предприятиях. Кроме этого шкафы активно используются частными лицами для обустройства автономного водоснабжения.

Если же вы установите шкаф управления для координации работы скважинного насоса, то, наконец, обретёте долгожданное спокойствие и отдых, поскольку отныне вам не нужно следить за работой оборудования, всё это будет делать автоматика, расположенная в шкафу. При этом данное устройство сможет выполнять следующие функции:

  • оборудование будет обеспечивать безопасный и плавный запуск двигателя насосного агрегата;
  • автоматика сможет регулировать работу частотного преобразователя;
  • помимо этого устройство будет отслеживать давление в системе, уровень воды, а также её температуру, что очень важно для своевременного включения и отключения насосного оборудования.

Функции шкафов управления двумя и более насосами ещё обширней:

  • если агрегат заметит, что один из насосов работает в аварийном режиме, он тут же подключит к работе второй насос;
  • поскольку автоматика шкафа управления будет регулировать попеременную работу каждого из насосов, общая изнашиваемость насосных агрегатов наступит позднее;
  • если одни из насосов длительное время будет находиться без работы, оборудование сможет защитить его от заиливания;
  • благодаря такому устройству вы вручную сможете заблокировать работу одного из насосов;
  • автоматика шкафа имеет разные программы управления несколькими насосами;
  • при необходимости вы можете получить полные данные о работе каждого агрегата по отдельности.

Что входит в комплектацию?

Шкаф управления насосным оборудованием может иметь разное наполнение в зависимости от количества обслуживаемых насосов. Комплектацию шкафа мы рассмотрим на примере устройства, которое будет обслуживать погружной насос с асинхронными электродвигателями переменного тока. В комплектацию входят следующие составные детали:

  1. Наружная панель для управления и настройки.
  2. Различные переключатели и кнопки для выполнения действий по управлению насосным оборудованием.
  3. Частотный преобразователь.
  4. Прибор для измерения давления воды, который позволит автоматически регулировать работу насосного оборудования.
  5. Реле защиты от работы «на сухую» необходимо для того, чтобы агрегат не мог работать после понижения уровня воды, что может привести к выходу его из строя.
  6. Для оповещения о различных ситуациях и включённых функциях шкаф укомплектован различными световыми сигнализаторами (лампочками).
  7. Специальные выключатели, которые позволяют отключать двигатель и частотные преобразователи.
  8. Тепловой датчик.
  9. Оборудование для ручного и автоматического управления нагрузкой.

Стоит знать: в принципе работа шкафа рассчитана на автоматическое управление работой насосного оборудования. Но при необходимости можно переходить в режим ручного управления.

Принцип действия

Принцип работы в автоматическом режиме выглядит так:

  1. Когда автоматический режим активизирован, частотный преобразователь производит плавный запуск двигателя погружного насоса.
  2. Он поддерживает его во включённом состоянии до тех пор, пока давление воды в системе не достигнет установленного максимума.
  3. После этого оборудование отключает насос.
  4. То же самое происходит во время активного разбора воды – насос работает до тех пор, пока не прекратится пиковое водопотребление, и давление не повысится. В итоге частота снижается и агрегат отключается.

Корпус оборудования выполняется из металла. Есть шкафы, выполненные для монтажа на стене, а другие агрегаты устанавливаются только на полу. Основное назначение любого изделия – контроль параметров системы и выбор наиболее подходящего режима работы электродвигателя. Благодаря их использованию можно добиться снижения энергопотребления и предотвратить поломку электродвигателя.

Эксплуатация шкафа

Шкафы управления насосами продаются с подробной инструкцией и схемами, которые стоит изучить прежде, чем начать пользоваться изделием. На схеме точно отображается расположение электронной начинки, структура, места подключения насосов, а также расположение устройств для защиты двигателя.

Обслуживание шкафа (его очистка, ремонт или осмотр) должно проводиться при отключённом электропитании. При этом лампочка с надписью «сеть» не должна гореть. В шкафах используются сменные фильтры на вентиляционных решётках. Их необходимо менять по мере загрязнения.

Кроме этого регулярной очистке подлежит вентилятор и радиатор частотного преобразователя. Крепёжные винты в местах подключений периодически необходимо подтягивать. Это обеспечит бесперебойную работу оборудования.

Работа шкафов управления рассчитана на условия плюсовой температуры, поэтому данные агрегаты нужно устанавливать только в отапливаемых помещениях.

Как выбрать шкаф?

Большинство известных производителей насосного оборудования выпускают готовые к использованию шкафы. Однако при необходимости вы можете заказать его изготовление с нужными вам параметрами работы. Для этого необходимо учесть следующие характеристики:

  1. Параметры и общее число двигателей. При этом важна частота вращения, мощность прибора и рабочее напряжение.
  2. Разновидность управления (дистанционное, ручное или автоматическое).
  3. В каком режиме должен запускаться двигатель (с использованием частотного преобразователя, прямой режим, плавный или комбинированный).
  4. Также нужно учесть условия, в которых будет работать оборудование (температура, влажность).

Что касается покупки готового изделия управления, то при его выборе нужно обращать внимание на рабочие показатели нагрузки и качество сборки, а также совместимость системы с обслуживаемым оборудованием.

Совет: при выборе шкафа обращайте внимание на год его изготовления. Хорошо, если он совпадает с датой производства насосного оборудования. Так вы сможете подобрать совместимые модели.

Популярные модели

  1. Модельный ряд шкафов марки Grundfos довольно обширный. В нём есть изделия с разной комплектацией и техническими характеристиками. Некоторые модели имеют защиту от работы «на сухую», понижения напряжения и отсутствия фазы. Однако все они могут:
    • управлять насосным оборудованием;
    • автоматически запускать агрегат после длительного простоя;
    • контролировать уровень воды и выводить данные на панель индикации;
    • регулировать работу оборудования;
    • такие изделия могут использоваться в диапазоне температур от -20 до +40°С;
    • на всё оборудование этой марки даётся двухлетняя гарантия.
  1. Шкафы марки Alpha Control надёжно защищают насосное оборудование от негативных факторов, вызывающих выход агрегатов из строя. Они могут работать с любыми моделями насосов. Данные изделия предназначены для подключения к сети на 220 и 380 В. О том, что модель можно использовать для управления двумя насосами, скажет маркировка «D» в обозначении.

Существует несколько видов насосных установок, каждый из которых решает определенные задачи. Бывают установки для систем горячего и холодного водоснабжения, для отопления и кондиционирования, для систем пожаротушения, канализации и других областей применения. После установки и заполнения акта испытания насосного оборудования, оно может работать в круглосуточном режиме 365 дней в году. Срок службы варьируется от 7 до 25 лет, в зависимости от области применения. Для продления срока службы насосного оборудования используются шкафы управления. Они управляют электроприводами устройств насосных установок.

Шкафы управления устроены таким образом, чтобы координировать работу оборудования можно было как в автоматическом, так и в ручном режиме. Они помогают отслеживать изменения в работе систем насоса, что позволяет использовать его максимально эффективно. Если режимы работы подобраны оптимально, то снижаются риски неполадок, уменьшается энергопотребление, а общий срок службы увеличивается.

Наиболее распространены 2 типа шкафов: с релейным и частотным управлением. Первый тип автоматики используется в системах теплоснабжения, горячего и холодного водоснабжения. Данное оборудование может быть использовано для управления сразу несколькими типами насосов: повысительных, скважинных, подпиточных и циркуляционных. Если мы говорим о системах вентиляции, то релейная автоматика используется для координации работы асинхронных двигателей вентиляторов.

Шкафы с релейным управлением

Органы управления данным оборудованием контролируют корректное чередование фаз, чтобы они не пропадали. Также отслеживается процесс изменения напряжения. Подключение реле давления дает возможность избежать случайной работы насосной станции при отсутствии воды. Благодаря остановке электродвигателей и плавному пуску гарантируется отсутствие возникновение гидроудара.

СДС - российский производитель промышленного насосного оборудования . Занимается производством и поставками своей продукции по всей территории РФ. Мы разрабатываем оптимальные проекты для каждого клиента в соответствии с его потребностями.

Все эти преимущества работы шкафа управления с частотным преобразователем не только в значительной степени экономят ресурс, но и снижают расходы на эксплуатацию и ремонт насосного оборудования. Кроме того, оно позволяет сократить энергозатраты на 30 %.

Компания СДС производит насосные установки для систем горячего и холодного водоснабжения, для отопления и кондиционирования, для систем пожаротушения и для канализации. Другим направлением деятельности компании является производство автоматических шкафов. У нас можно приобрести высококачественные шкафы с фирменными комплектующих ведущих мировых производителей. Мы гарантируем высокую производительность, функциональность и надежность нашего оборудования. Кроме того, при договоренности наша компания выполняет модернизацию насосного оборудования, что также продлевает срок его службы.