Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » Устройства автоматики » Применение преобразователя частоты и регулятора напряжения в системах загородного водоснабжения
Количество просмотров: 29825
Комментарии к статье: 8


Применение преобразователя частоты и регулятора напряжения в системах загородного водоснабжения


Применение преобразователя частоты и регулятора напряжения в системах загородного водоснабженияВ этой статье рассматривается применение преобразователя частоты и регулятора напряжения для решения задачи управления системой загородного водоснабжения. Статья является продолжением статьи «Регулятор напряжения для плавного регулирования мощности на нагрузке», в которой описано что такое «регулятор напряжения», рассмотрена конструкция, приведены схемы подключения.

В качестве объекта автоматизации был выбран дом в загородном коттеджном поселке, подсоединенный к центральному водоснабжению. Основным недостатком центральной системы водоснабжения в поселке является непостоянство давления воды, в очень широком диапазоне 0.5-1.8 атм., что само собой недостаточно для того, чтобы комфортно принять душ или для полива всего приусадебного участка одновременно.

Заказчиком было предложено модернизировать текущую систему водоснабжения, сделать эффективную систему регулирования выходного давления в коттедже и автоматизировать систему полива приусадебного участка. В качестве задания были выдвинуты следующие условия:

  • уровень выходного давления в коттедже должен плавно регулироваться в диапазоне от 2.0 до 4.0 атм.;

  • давление воды должно быть стабильным и не должно зависеть от расхода воды в коттедже и от уровня входного давления;

  • должна быть предусмотрена защита от «сухого» хода насоса;

  • система полива должна автоматически обеспечивать водой до 6 разбрызгивателей, распределенных по территории участка;

  • система должна иметь возможность параметрирования и управления с переносного сенсорного пульта по радиоканалу;

  • должна быть предусмотрена возможность удаленного мониторинга и управления через интернет;

  • система должна обеспечивать энерго- и ресурсосбережение;

В общем, систему можно разделить на три части:

  • систему водоснабжения и стабилизации уровня выходного давления;

  • систему полива участка;

  • систему мониторинга и управления, в том числе и удаленного.

Система водоснабжения и стабилизации выходного давления изображена на рисунке 1. В ней применен центробежный насос (5), увеличивающий давление на выходе системы (Pтек) при необходимом расходе воды и изменяющемся значении входного давления (Pвх). Система также состоит из вентиля, подводящего воду (1), аналогового датчика входного (2) и выходного (6) давления, обратного клапана (3), распределительной арматуры (4), гидроаккумулятора (8) и преобразователя частоты (ПЧ) (7), который делает возможной работу двигателя насоса с разной частотой вращения.

Водоснабжение и регулирование давления

Рис. 1. Водоснабжение и регулирование давления (для увеличения нажмите на рисунок)

Сигналы, приходящие с датчиков входного и выходного давления, заводятся прямо в ПЧ через модуль аналогового ввода. Программное обеспечение для регулирования давления прошито в ПЧ, в общем случае, может функционировать без дополнительных периферийных устройств. Однако, в нашем случае, все частные объекты объединены в единую сеть с радиоуправляемым пультом с сенсорной панелью, для улучшения эффективности и удобства управления всей системой.

Система полива изображена на рисунке 2. Она специально разработана для российских условий эксплуатации, максимально проста и удобна. Система состоит из летнего водопровода (3), проложенного вдоль всего участка. Через электромагнитные соленоидные клапаны (4) вода по гибким шлангам, поступает к обычным переносным системам полива. Всего в системе применено 6 электромагнитных клапанов и гибких подводок. Для «зимнего» отключения служат вентили подвода воды (1) и слива (2). Электромагнитные клапаны управляются многоканальным интеллектуальным регулятором напряжения (МИРН) (5) от сети переменного тока.

Программное обеспечение и алгоритмы полива зашиты, непосредственно в МИРН и могут работать автономно. Как и в предыдущем случае, все системы объединены в единую сеть с пультом. Для вычисления уровня влажности почвы в системе применен аналоговый датчик влажности (6). Он подключен к МИРН через модуль аналогового входа и необходим для правильного определения продолжительности и объема воды, необходимых для полива участка.

Система полива

Рис. 2. Система полива (для увеличения нажмите на рисунок)

Общая схема системы мониторинга и управления изображена на рисунке 3. На рисунке представлены все устройства, внедренные в систему управления: преобразователь частоты (ПЧ) (1), многоканальный интеллектуальный регулятор напряжения (МИРН) (2), микроконтроллер управления (МКУ) (3) и пульт дистанционного управления (4). ПЧ, МИРН и МКУ объединены в CAN-сеть.

Система мониторинга и управления

Рис. 3. Система мониторинга и управления (для увеличения нажмите на рисунок)

МКУ служит для управления и раздачи заданий контроллерам, отвечающим за водоснабжение (в ПЧ) и полив (в МИРН), а также для ввода-вывода необходимой информации на пульт управления через беспроводную сеть WI-FI. Пульт дистанционного управления работает через WEB-интерфейс с управлнием по сети интернет и может быть перенесен в любое место. В качестве пульта дистанционного управления был применен обычный сенсорный планшетный компьютер с интегрированным модулем WI-FI.

Данная система была спроектирована и собрана специалистами «Stchc.ru» на основе оборудования, производимого фирмой «Конвир». Работоспособность и надежность были проверены при разных температурных и погодных условиях. Из-за того, что ПЧ и МИРН производятся в защищенном корпусе, они могут быть расположены вблизи от объектов управления. Это дополнительно помогло сэкономить на электропроводке, шкафах и монтаже. В том числе, система была испытана при управлении из Москвы удаленно через сеть интернет.

Особенно хочется отметить, что при реализации этой системы применены ресурсо- и энергосберегающие технологии. МКУ с модулем часов реального времени (ЧРВ) имеет режимы «дневной-ночной». Есть специальные режимы «нет хозяина» и «экономия воды».

Использование ПЧ для управления водным циркуляционным насосом позволило устранить броски тока при пуске двигателя и стабилизировать значение давления воды в загородном доме при разных показателях входных давлений и расходах воды. Данное решение позволило сэкономить 40% воды и 60% электроэнергии по сравнению с традиционным способом управления.

Клюев Павел

А здесь читайте про то, как сделать частотный преобразователь своими руками

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Устройства автоматики

Подпишитесь на наш канал в Телеграм "Автоматика и робототехника" (современные технологиии, инновации и будущее автоматизации). Нажмите на ссылку ниже и будьте в центре событий в мире автоматики: Автоматика и робототехника 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Реле давления РМ-5
  • АКВАРОБОТ Турбипресс - блок автоматического управления насосом
  • Пульт дистанционного управления AYCT-102 для дачи и дома
  • Как правильно управлять теплыми полами?
  • Как устроены и работают современные системы автоматического полива растений
  • Частотный преобразователь для насоса или вентилятора - на какие функции сто ...
  • Промышленные частотные преобразователи
  • Реле контроля уровня для автоматизации насосных установок
  • Как подключить насос
  • Автоматическое управление насосом на даче
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » Устройства автоматики

      Комментарии:

    #1 написал: Андрей |

    Ок! Все красиво. Для, разве что, новых русских. Восемь лет ставлю частотные преобразователи. Приходится проектировать оборудование для скважин где даже света нет... В деревнях люди сами деньги собирают, чтобы купить частотник и отказаться от башени.
    Но проблема в другом. После установки частотника, горят счетчики, только электронные, индукционные не горят. Думаю дело в дифференциальном токе из-за убитых сельских сетей. Может кто сможет помочь с этой проблемой. Могу прислать свои соображения. Нужна реальная помощь.
    С уважением, Андрей. 

      Комментарии:

    #2 написал: sacha.info |

    Если загородный дом находится в системе централизованного водоснабжения, то зачем городить огород на пустом месте? Подключаете систему водоснабжения дома и всё. конечно если в округе нет и намека на водопровод, тогда другое дело, но опять же можно устроить всё гораздо проще. Первое, что необходимо сделать, это на ваш источник водозабора установить электронасос. В зависимости от типа, насос может быть непосредственно погружен в воду или установлен на плавучем понтоне (т.е. находиться всегда на поверхности воды), на плите. Электронасос подключается при помощи электрического кабеля для наружной проводки. Потом можно установить водонакапливающее устройство, а проще-бак. Для удобства эксплуатации бак можно оборудовать автоматикой или использовать гидропневматические установки.

      Комментарии:

    #3 написал: Василий |

    Уважаемый Андрей! Сообщи мыло попробуем обсудить этот вопрос.

      Комментарии:

    #4 написал: Федор |

    добрый день!

    на даче есть генератор (5,5 кВт, з фазы). все в доме от него работает одновременно (чайник, бойлер, холодильник, свет). но! когда включается погружной насос (1 кВт, 1 фаза), на генераторе срабатывает защита и он перестает выдавать напряжение в сеть.. как быть? готов вызвать электрика за хорошее вознаграждение. заранее благодарю! Федор, 8-915-481-10-64

      Комментарии:

    #5 написал: Александр |

    Федор,
    Электрик вам не поможет. Снимите всю нагрузку с генератора оставьте только погружной насос запустите его и замерьте пусковой ток, после этого сделайте вывод.

    Если денег много, намутить можно и не такое. Только на бумажке подсчитайте в каком месте экономия будет, а ваше ПЧ в основном  электроэнергию экономит, на счет % экономии это как использовать будешь. Можно и 100% сэкономить если не включать систему. 

      Комментарии:

    #6 написал: Игорь Заваров |

    У  "частотников" большое будущее, но ограниченное стоимостью оборудования вкупе с необходимостью полной модернизацией сети. Иначе потребитель столкнется с известными проблемами как в области радиоэлектроники, так и банально - электрики. Срез частоты, проникновение высокочастотки в сеть, пробой отходящих кабелей и т.д. Любое отклонение  при монтаже преобразователя частоты от рекомендаций производителя грозит этими и другими неприятными последствиями. На моей практики коммутационные проблемы решали тормозные дросселя, поставляемые дополнительно. Как-то у одного ПЧ это получалось сомнительно. Опционально все ПЧ способны работать в зависимости от величины управляющего сигнала. Преобразуем гидро-пневмо, или допустим, акустический сигнал в электрический - получаем привод с нужными параметрами в нужный момент. Но конкретно в частном доме я бы предпочел более дешевые варианты (имхо), хотя девайс хороший.

      Комментарии:

    #7 написал: Григорий |

    В продаже для автоматизации систем водоснабжения уже есть специальные недорогие бытовые частотные преобразователи, например SIRIO производства итальянской фирмы ITALTECNIKA. Такие преобразователи предназначены специально для работы с бытовыми насосами и не требуют никаких дополнительных датчиков и сложной настройки. 

    Частотный преобразователь SIRIO:

    1. Плавно запускает и останавливает двигатель насоса

    2. Автоматически поддерживает давление. Давление в системе всегда одинаковое, т.к. частотный преобразователь разгоняет или замедляет скорость и, соответственно, производительность двигателя насоса в зависимости от реального расхода воды.

    3. Защищает насос от "сухого хода" с помощью встроенного в частотный преобразователь реле протока, т.е. если воды в системе не будет, то он не включит насос.

    4. Защищает электродвигатель насоса от токовых перегрузок.

    5. Защищает электродвигатель насоса от повышения и понижения напряжения в сети.

    6. Экономит электроэнергию

    Для запуска в работу частотного преобразователя SIRIO достаточно только выставить параметры необходимого давления в системе водоснабжения. 

      Комментарии:

    #8 написал: С. А. |

    Преобразователи частоты и регуляторы напряжения используются в системах загородного водоснабжения для управления насосами и поддержания стабильного давления и расхода воды. С помощью этих устройств можно автоматизировать работу системы, снизить энергопотребление и повысить срок службы оборудования.

    Применение преобразователей частоты для управления насосами позволяет:

    1. Плавно регулировать скорость вращения насоса, что позволяет адаптировать его работу к изменениям потребления воды и поддерживать стабильное давление в системе.

    2. Снизить энергопотребление за счет оптимального выбора скорости вращения насоса в зависимости от требуемого расхода воды.

    3. Защитить насос от перегрузки и перегрева, что продлевает срок его службы.

    4. Уменьшить уровень шума и вибрации насоса.

    5. Регуляторы напряжения (стабилизаторы) используются для поддержания стабильного напряжения в сети питания насосов, что обеспечивает стабильную работу оборудования и предотвращает его преждевременный износ. Кроме того, стабилизаторы защищают насосы от перепадов напряжения, которые могут вызвать их повреждение или выход из строя.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.