Автоматизация и диспетчеризация КНС

Перейти в галерею

Основными элементами КНС, отвечающими за управление насосными агрегатами, являются основанные на базе микроконтроллера поплавковые выключатели, а также специальный шкаф управления. В перечень выполняемых щитом автоматики функций входит не только уменьшение потребления электроэнергии, но и защита насосов от скачков электроэнергии, перегрузки электрической сети и коротких замыканий. Подключение ШУ насосов к силовой электросети может происходить как путем ручного ввода резерва, так и с помощью автоматизированного ввода резерва питания (ВР или АВР).

В комплектацию выпускаемых предприятием "Завод ОС" КНС входят шкафы управления собственного производства, отличающиеся друг от друга по размеру, форме и другим параметрам. Комплектация каждого агрегата определяется на стадии разработки проекта. Каждая канализационная насосная станция проектируется, разрабатывается и создается квалифицированными специалистами предприятия.

Устройство шкафа управления

Выпускаемые предприятием "Завод ОС" ШУ состоят из:

микроконтроллера;
механизма регулировки пуска;
приборов защиты насосных устройств;
клеммных колодок;
силовых приборов;
частотных преобразователей;
элементов расширения микроконтроллера;
коммутаторов релейных.

Комплектация каждого отдельно взятого шкафа управления подбирается в соответствии с моделью используемого насоса, показателем его мощности, типом исполнения ШУ (внутренний – уличный), необходимостью установки показателей уровня и выводных управляющих сигналов. Вся информация о разновидности ШУ, его комплектации и принципе управления оборудованием, а также дополняющей его вспомогательной аппаратуре, определяется на этапе оформления заявки и во многом соответствует заполненному опросному документу.

Виды шкафов управления

Различают два типа шкафов управления: уличного и внутреннего исполнения. Уличный вариант оборудуется сверхпрочным антивандальным кожухом из металла и оснащается внутренним механизмом обогрева.

Различаются шкафы управления между собой и по принципу пуска. Существуют ШУ с прямым и ШУ с плавным пуском. Основным различием между двумя этими конструкциями является алгоритм управления в автоматическом режиме. Выбирать тот или иной принцип следует, исходя из мощности установленного насосного агрегата.

Осуществляя производство насосных станций, используемых для оснащения сетей канализации, специалисты "Завод ОС" применяют стандартные модели шкафов управления. Однако сотрудники предприятия всегда готовы к разработке индивидуального алгоритма, соответствующего предоставленному техническому заданию, и созданию алгоритма управления КНС любой сложности.

Дополнительная комплектация

В зависимости от пожеланий заказчика, комплектация шкафов управления может быть дополнена таким оборудованием как:

система вентилирования (в случае установленного вытяжного вентилятора);
механизм обогрева со встроенным контроллером температуры;
устройство обогрева павильона;
система контроля и защиты доступа к внутреннему содержимому ШУ;
автоматизированный ввод резерва (АВР);
защитный антивандальный чехол;
датчик давления в напорном трубопроводе;
датчик открытия-закрытия электрического привода задвижек на входящем устройстве;
датчик открытия-закрытия электрического привода затворов на напорных трубопроводах на участке промежуточного колодца;
индивидуальные для каждого насоса счетчики моточасов;
механизм диспетчеризации по данному виду протокола.

Автоматический и ручной режим управления

Основной целью процесса разработки ШУ для канализационной насосной станции является создание агрегата, способного обеспечить ручное и автоматическое управление насосным оборудованием, мощность которого варьируется в пределах 70-310 кВт. Важным фактором здесь считаются получаемые сигналы управления и наличие вспомогательного оснащения.

В перечень функций автоматического режима управления входит постоянное наблюдение за правильностью работы насосного оборудования КНС и пускорегулирующего механизма шкафа управления, поддержание определенного алгоритма функционирования насосного оборудования, а также контроль показателей уровня КНС. Одной из самых важных функций автоматического режима управления считается оперативное оповещение о неисправностях и своевременная передача сигналов о состоянии и работе КНС.

К ситуациям, в которых канализационные насосные станции предусматривают использование ручного режима управления насосами, относятся: проведение регламентных мероприятий, выполнение операций по техническому (сервисному) обслуживанию КНС, осуществление пусконаладочных работ. Ручной режим управления предоставляет возможность включать и отключать насосное оборудование, проверять его на наличие неисправностей, менять и настраивать пускорегулирующую аппаратуру, вносить изменения в схему работы микроконтроллера ШУ в любое время.

Сборка шкафов управления

Все мероприятия, связанные с разработкой и установкой ШУ, проходят в 4 основные этапа.

Первый – проектирование и разработка. На этом этапе происходит корректировка типового проекта ШУ на основании предоставленного заказчиком технического задания.

Второй – сборка конструкции ШУ с учетом особенностей комплектующих материалов и содержащихся в проекте сведений.

Третий – этап проведения заводских испытаний и оценка работы шкафа управления. Эта стадия включает в себя проверку ШУ насосным механизмом на качество работы, отработку работоспособности пуска и стопа насосов, подключение ШУ к внешним устройствам и оценку взаимодействия с ними, проверку на электробезопасность.

Четвертый – сервисное обслуживание и техническая поддержка ШУ.

Основные функции систем автоматического управления КНС

Автоматизированное управление насосным механизмом, соответствующее технологическому плану функционирования КНС.
Исключение вероятности перегрузки двигателя насоса по току.
Предупреждение поломки двигателя насоса вследствие короткого замыкания, а также оперативное реагирование встроенного теплового реле.
Обеспечение тепловой защиты двигателя насоса с помощью присоединения встроенных в обмотки насосного электродвигателя датчиков температуры.
Исключение поломки насосных механизмов в случае недопустимого снижения уровня жидкости в КНС с помощью присоединяемого контроллера (электродный датчик, поплавковый выключатель). Контроль работы насосов впустую
Своевременное автоматическое выключение рабочего насоса и запуск резервного насосного оборудования в случае срабатывания термореле ШУ или защитного механизма насоса, позволяющее КНС продолжать функционирование.
Повторное произведение автоматического запуска неисправного насосного оборудования при сработавшем термореле, явно указывающем на поломку насоса. Последующий пуск термореле приводит к блокировке агрегата.

Диспетчеризация КНС

Диспетчеризация – осуществление управления и контроля наблюдаемого объекта в удаленном (дистанционном) режиме путем передачи полученных информационных сведений непосредственно от самого объекта до пункта управления. Главной задачей этого процесса является непрерывный прием информации от наблюдаемого объекта, необходимый для своевременного определения и устранения возникших неполадок в работе инженерного оборудования.

Задачи и возможности диспетчеризации

Благодаря постоянному появлению и развитию новейших технологий автоматизации, управления и транслирования информации, становится возможным внедрение в механизм управления КНС процессов, способных осуществлять дистанционный контроль над правильностью работы системы насосов и ее техническим состоянием. Кроме этого, диспетчеризация предоставляет возможность контролировать работу пуско-регулирующих и защитных приборов, осуществлять удаленное управление насосной системой, следить за функционированием микроконтроллеров, а также принимать сформированные информационные данные, редактировать их тип, осуществлять аудит и обработку возникающих в работе оборудования неполадок.

Использование диспетчеризации дает возможность объединять отличающиеся по типу и функционалу инженерные системы в единый пункт управления и контроля. Не менее важным является и тот факт, что применение автоматического управление позволяет существенно сократить численность обслуживающего, т.е. осуществляющего наблюдение за работой КНС, персонала.

Диспетчеризация представляет собой совокупность таких процессов как функционирование и взаимодействие микроконтроллеров, входящих в состав локальных механизмов автоматизированного управления насосными системами, шкафов управления и сервера пункта приема информации. Выполнение всех этих операций осуществляется с помощью получения и передачи информации по установленному типу протокола.

Диспетчеризация КНС происходит с помощью:

стандарта связи GSM путем отправки SMS-оповещений;
пакетной отправки информации GPRS стандарта вязи GSM;
промышленного образца автоматизации PROFINET (IEC61158 / IEC61784);
протокола коммуникаций Modbus (EIA-485) через RS-485 (линия связи);
сети Industrial Ethernet (промышленный Ethernet) с возможностью использования проводного IEEE 802.3 и беспроводного IEEE 802.11 стандартов связи;
промышленной сети PROFIBUS DP;
HART - широкополосного адресного протокола контроля над датчиками.

Главные функции механизмов диспетчеризации

Прием данных о состоянии системы КНС в режиме онлайн и отправка полученной информации оператору;
Вывод информации на монитор оператора с помощью специального ПО и современных компьютерных технологий и приборов;
Удаленное изменение режима функционирования ШУ в ручной или удаленный;
Контролирование технического состояния системы КНС, запись и архивация всех зафиксированных событий;
Своевременное устранение возникших в ходе работы шкафа управления, а также устройств КНС, неисправностей;
Формирование информационной базы, включающей в себя ведения о функционировании оборудования;
Формирование отчетов о работе оборудования, затраченной электроэнергии, осуществлении технического обслуживания и ремонтно-восстановительных мероприятий.