Шкаф управления насосами — что это такое и когда его нужно устанавливать?

Шкафы управления насосами (ШУН).

ШУН – это станция распределения, в которой располагается насосное оборудование. Одна система управления (пульт, компьютер) способна регулировать двигатели различных типов (дренажный, погружной, скважинный и пр.). Данную станцию удобно использовать, когда расстояние между объектом управления и управляющим объектом велико.

В подобную систему можно добавить любое количество устройств. Для минимальной работы достаточно будет всего двух насосов. Первый насос (погружной или скважинный) необходим для подачи воды в систему. Второй насос (дренажный) будет работать в аварийных ситуациях для быстрой откачки воды из системы.

Обычно ШУН состоит из следующих элементов:

• прямоугольный металлический корпус
• предохранители и элементы защиты
• узел контроля
• переключатели
• частотный преобразователь
• автоматический блок регулировки
• комплект датчиков и лампочек (используются для защиты)
• термическое реле

Комплектация ШУН может изменяться в зависимости от его предназначения. С помощью переключателей можно вручную включать или выключать насос. Датчики необходимы для контроля давления и температуры воды. Узел контроля регулирует трехфазное напряжение. С лицевой стороны ШУН находится панель, которая может отличаться у разных производителей. Однако каждая модель должна иметь кнопки «Старт» и «Стоп» для возможности ручного запуска и остановки.

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

Дополнительные функции

Современные шкафы управления насосным оборудованием могут решать также еще несколько задач:

• Контролировать уровень воды в скважине или резервуаре и принимать адекватные меры в случае ее недостачи.
• Фиксировать скачки давления и регулировать оптимальные параметры рабочего режима.
• Включать насосы по очереди, чтобы обеспечить их равномерную загрузку.
• Автоматически вводить в работу запасной агрегат при выходе из строя основного насоса. Решение о подобных действиях принимает интеллектуальная система.
• Вводить автоматически в работу посредством функции плавного пуска один или несколько агрегатов в соответствии с требуемым режимом, когда при пиковых нагрузках мощности одного насоса недостаточно.
• При снижении нагрузки – автоматически отключать дополнительные агрегаты.

Шкафы с двумя вводами питания

В шкафах со встроенным АВР при обрыве, пропадании или неправильной последовательности подключения фаз происходит автоматическое переключение с основного ввода на резервный, а при восстановлении питания на основном вводе – обратное переключение. В маркировке шкафа добавляется обозначение «Б».

Например, ШАУ-ПН-380Б-1-010-54.
В шкафах управления с двумя вводами питания без встроенного АВР питание каждого насоса осуществляется от своего ввода, например, от двух распределительных панелей. При этом в шкафу предусматривается АВР для схемы управления шкафа. В маркировке шкафа добавляется обозначение «Б2».
Например, ШАУ-ПН-380Б2-2-010-54.

Техника безопасности при монтаже и эксплуатации ЩУН

Перед подключением автоматического шкафа управления насосами необходимо внимательно изучить принципиальные электрические схемы и инструкции производителя. Если условия эксплуатации предусматривают воздействие на щит повышенной влажности и критически высоких или низких температур, то необходимо выбирать модели с дополнительным утеплением и гидроизоляцией. Работоспособность и длительный эксплуатационный период ШУН обеспечены при соблюдении следующих условий:

• Оборудование монтируют только во взрывобезопасной зоне.
• Температура и влажность в месте установки соответствуют параметрам, указанным в инструкции.
• Параметры ШУН совпадают с характеристиками подключаемого насосного оборудования.
• Шкаф и насосные агрегаты к нему подсоединяет только лицо с определенной группой электробезопасности.
• Монтаж выполняется в соответствии с принципиальными схемами, приведенными в техническом паспорте или инструкции.
• Сечение кабеля для подсоединений соответствует величинам, рекомендованным производителем.
• После подведения напорного трубопровода, прокладки электрокабелей, сборки всех узлов, устройства заземляющего контура шкаф проверяют в ручном и автоматическом режимах.
• Любые действия по обслуживанию и ремонту осуществляют при выключенном щите, который должен быть заблокирован от повторного включения.
• Периодически чистят фильтры вентиляции или заменяют их на новые, подтягивают крепежные элементы.
• Регулярно проверяют блоки управления. Периодичность таких проверок определяет производитель.

Для облегчения эксплуатации ШУН производители обычно прилагают список с описанием самых распространенных неисправностей и рекомендации по их устранению. Некоторые неисправности можно ликвидировать самостоятельно. Например, сигнал «Авария – низкое давление» выдается системой защиты от сухого хода. В этом случае оператору необходимо проверить уровень воды в скважине или емкости и по возможности предпринять необходимые меры. Устройство будет разблокировано в автоматическом режиме при восстановлении требуемого уровня воды.

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.

Особенности устройства

Устройство шкафа управлениявыпускается в различных конструктивных вариантах, отличающихся размерами, назначением, степенью автоматизации и безопасности. Щиты автоматизации устанавливаются в технических помещениях, в щитовыхили в помещениях диспетчерских.

При выборе щита управления учитывается степень пылевлагозащиты и безопасность эксплуатации. Особенности устройств шкафа управления:

• особо важные приборы снабжаются цифровой и световой индикацией;
• устройства, которые отвечают за работу самых главных механизмов, имеют ручные органы управления на двери шкафа управления;
• в щите устанавливаются устройства, которые отвечают за работу вентиляции;
• элементы управления должны быть понятны, чтобы даже не разбирающийся в электронике человек, смог отключить нужное устройство при аварии.

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.

Как выбрать шкаф управления насосами

Подавляющее большинство современных отечественных и зарубежных фирм-производителей выпускает полностью готовое к эксплуатации оборудование

Для того чтобы не ошибиться при покупке шкафа управления насосами, необходимо обратить внимание на следующие параметры:

1. Год выпуска. В идеале он должен совпадать с датой производства подключаемого оборудования.
2. Параметры и количество поддерживаемых агрегатов. В этом случае необходимо учитывать мощность прибора, ток и рабочее напряжение двигателя.
3. Тип управления. Оно может быть ручным, автоматическим и дистанционным.
4. Условия эксплуатации. Сюда относятся такие важные показатели, как температура и влажность воздуха.

Кроме того, покупая ШУН, уделите внимание его рабочим показателям, качеству сборки и совместимости с подключаемыми насосами. Соблюдение этих простых правил поможет вам избежать ошибки и приобрести долговечное и производительное оборудование

Соблюдение этих простых правил поможет вам избежать ошибки и приобрести долговечное и производительное оборудование

Соблюдение этих простых правил поможет вам избежать ошибки и приобрести долговечное и производительное оборудование.

Шкаф управления одним насосом (ШУН-1)

Самыми простыми шкафами управления являются шкафы управления одним насосом (ШУН-1). Для его работы достаточно установить один управляющий элемент — контактор, софтстартер или преобразователь частоты. Логика работы самая простая — включить/отключить насос по сигналу или с кнопок «Пуск», «Стоп». ШУН-1 целесообразно использовать в бытовых системах водоснабжения, в системах откачивания жидкости, орошения, циркуляции и т.д.

Шкаф управления 1 насосом 75 кВт с преобразователем частоты ATV 630 на базе оборудования Schneider Electric	Шкаф управления 1 насосом 30 кВт (плавный пуск) на базе устройства плавного пуска PSR, оборудование Schneider Electric	Шкаф управления 1 насосом 4 кВт с преобразователем частоты ATV 212 на базе оборудования Schneider Electric

Шкафы управления несколькими насосами (ШУН-2, ШУН-3, ШУН-4)

Если же требуется более сложная логика работы, или резервирование по насосам — используют шкафы управления одновременно 2-,3-,4 и более насосами (обычно они называются просто, ШУН-2, ШУН-3, ШУН-4).

Такие системы обычно используются в шкафах управления циркуляционными насосами, скважинными (погружными) насосами в системах водоснабжения и водоотведения. Но наиболее частое применение шкафов управления несколькими насосами можно встретить в системах канализации жилых домов (шкафы управления КНС), очистных сооружений или ливневых канализаций, где необходимо обеспечить откачивание жидкости для недопущения подъема уровня выше определенного.

Шкаф управления КНС с АВР, 2 насоса (плавный пуск), контроллер Siemens Simatic S7-1200 на базе оборудования АВВ	Шкаф управления 2 насосами с контроллером Segnetics на базе оборудования Schneider Electric	ШУДН — 2, 18,5 кВт, 2 насоса (плавный пуск), контроллер Modicon М172, на базе оборудования АВВ и Schneider Electric

По умолчанию в шкафах управления несколькими насосами нашего производства реализована схема каскадного запуска, где все насосы являются рабочими. Принцип работы такого запуска достаточно прост: по заданному алгоритму шкаф управления при необходимости меняет ведущий насос, во время эксплуатации насчитывается время наработки каждого насоса. Насос с наибольшим временем наработки всегда отключается первым, с наименьшей — всегда первым включается. При возникновении неисправности ведущего насоса идет переключение на резервный. Как и ШУН — 1 шкафы управления несколькими насосами имеют автоматический и ручной режим работы.

В автоматическом режиме сигналы на запуск и остановку поступают от внешних устройств контроля уровня (см. схему).

	Управление 1 насосом Поплавок №1-отключение насоса Поплавок №2-запуск насоса Поплавок №3-Перелив (сигнал в диспетчерский пункт)
	Управление 2 насосами Поплавок №1-отключение насосов Поплавок №2-запуск первого насоса Поплавок №3-запуск второго насоса Поплавок №4-Перелив (сигнал в диспетчерский пункт)
	Управление 3 насосами Поплавок №1-отключение насосов Поплавок №2-запуск первого насоса Поплавок №3-запуск второго насоса Поплавок №4-запуск третьего насоса Поплавок №5-Перелив (сигнал в диспетчерский пункт)

Материалы для скачивания

Сертификат соответствия на шкафы управления	PDF
Техническое описание Sun.Control U или F	PDF
Техническое описание Sun.Max	PDF
Техническое описание Sun.Max PD	PDF
Техническое описание Sun.R2	PDF
Техническое описание Sun.Artesian для скважин	PDF
Техническое описание облачного сервиса телеметрии и диспетчеризации	PDF
Каталог шкафов и насосных станций «ИСТОК»	PDF
Примеры внедрения 2019 (референц-лист)	PDF

Практический опыт реализации мер энергосбережения — легко и понятно об основных способах энерго- и ресурсосбережения

Краткое обзорное видео о шкафах управления с частотным регулированием. Поможет в выборе.

Шкафы с преобразователем частоты

Частотное регулирование в системах пожаротушения предназначено для многоуровневых и разветвленных систем с возможным ограничением отбора воды от максимального расчетного, при этом обеспечивается поддержание точного давления в системе пожаротушения и исключается выход насосов в зону высоких давлений.

В таких шкафах управление работой электродвигателя основного насоса происходит от преобразователя частоты, что обеспечивает необходимую производительность системы, плавный пуск и останов электродвигателя основного насоса. В маркировке шкафа добавляется обозначение «Ч».
Например, ШАУ-ПН-380-1-010-54Ч.

Электросхемы шкафов управления |

Монтажные электрические схемы часто используются для соединения различной электроаппаратуры, электрооборудования и техники. Они позволяют выполнить соединение отдельно расположенных комплектных устройств. Электрические схемы для каждой конструкции (щит станции управления, шкаф, пульт) выполняются на отдельном листе.

Входящие в комплект понизительные трансформаторы, ящики сопротивлений, магнитные усилители устанавливаются сзади щитка на отдельных стеллажах и относятся к монтажной схеме щита. Когда щиток выполнен из нескольких частей, то монтажный блок отображается на отдельном листе. Длина блока должна быть в границах 4 метров, что соответствует параметрам платформы для транспортировки.

Когда две рядом расположенные панели входят в различные конструктивные блоки, то электросоединения выполняются при монтаже. Завод-производитель электрических щитков не может выполнять подобные соединения, поскольку щитовое оборудование перевозится раздельными блоками.

Стандартный или специальный шкаф управления оборудованием является сложной конструкцией, в которой способен разобраться только опытный специалист. Он же должен заниматься построением электрической схемы распределения энергии на объекте, выбором подходящего оборудования. Каждый компетентный специалист знает, что электрические цепи различного назначения должны отделяться свободными зажимами. К примеру, электрические цепи сигнализации разделяются с электроцепями управления электроприводами.

Разделение цепей с разным напряжением является обязательным требованием. Зажимы цепей одного назначения набираются подряд. После подряд следуют зажимы цепей другого назначения. Чтобы обеспечить легкую проводку кабеля, следует предусмотреть возможность подсоединения провода к электрическим силовым контактам аппаратуры в щитках.

Существует несколько способов выполнения монтажных электрических схем. В зависимости от назначения электрического устройства и способа монтажа, электросхемы строятся по-разному.

На электросхеме шкафа управления показаны направления потоков проводов, которые идут к рейке зажимов, установленной на боковой стенке. Все зажимы имеют порядковые номера. Чтобы сократить количество электрических чертежей, провода часто показывают на схемах.

Для обеспечения высокой надежности при работе и обслуживании электрооборудования используется качественная релейно-контактная аппаратура. Качественное построение электросхемы позволяет:

• обеспечить безотказную работу оборудования;
• облегчить монтаж электроприборов;
• минимизировать вероятность поражения током.

Функции автоматического шкафа вентиляции

шкаф управления вентиляцией «Рубеж-4А

Возможности шкафов управления вентиляцией:

• поддерживают требуемую постоянную мощность электросети;
• позволяют удобно подключить линии разного силового напряжения к различным колодкам клемм;
• контролируют интенсивность вращения вентиляторов, плавно их запускают и не допускают перекос фаз;
• уравнивают мощности, предупреждая перегрев оборудования, перегрузку и замыкания;
• контролируют напряжение в сети автономно, удаленно или местно.

Шкаф управления приточно-вытяжной вентиляцией работает в дежурном или летнем режимах. В летнем режиме не контролируется температура воздуха. Когда температура приточного воздуха низка, автоматика шкафа переключает управление приточной вентиляцией в режим защиты.

Стандартные функции

• Ручная остановка и запуск;
• совместим с датчиками температуры приточного, наружного воздуха, а также обратного теплоносителя;
• фиксирует температуру контактов двигателей вентиляторов;
• регулирует функцию привода воздушного клапана;
• предупреждает замыкания и перегрузки двигателя насоса;
• управляет приводом теплопоставляющего клапана;
• предупреждает обмерзание водяных обогревателей и фреоновых охладителей;
• предупреждает перегрев электрического обогревателя;
• продлевает остановку вентилятора приточного воздуха;
• подает сигналы о необходимости очищения воздушных фильтров;
• останавливает и обесточивает оборудование при пожарной тревоге;
• оповещает с помощью световой индикации о работе системы;
• фиксирует аварии в специальном журнале.

Расширенные функции

• пульт дистанционного управления шкафомПредупреждает перепады давления при обрывах ремня вентилятора;

• Обеспечивает частотное преобразование для вентиляторов;
• Регулирует температуры воздуха в помещениях каскадным способом;
• совместим с термодатчиком на вытяжке;
• оповещает об аварии световой индикацией;
• возможно подключение дистанционного управления;
• контролирует работу воздушного клапана;
• обеспечивает присоединение дополнительных вентиляторов;
• двухфазовый контроль блока компрессор-конденсатор;
• пятифазовый контроль электрообогревателем;
• контролирует камеру смешения;
• предупреждает обмерзание рекуператора и роторного регенератора;
• контролирует увлажнители воздуха;
• программируется на 7 дней;
• контролирует клапан охладителя;
• контролирует заслонки рециркуляции;
• при недостаточной мощности нагревания уменьшает скорость вращения лопастей вентилятора;
• сохраняет данные в памяти после отключения электропитания;
• контролирует над уровнем углекислого газа.

По заказу производители оснащают шкаф для автоматического контроля над вентиляцией дополнительными возможностями:

• работа без датчиков;
• запись отчетов о работе системы;
• рекуперация холода;
• диспетчерский дистанционный или локальный контроль.

Расчеты, схема электрощита

После того, когда все исходные данные получены, их необходимо систематизировать.

На этом этапе выполняются необходимые расчеты токовой нагрузки, номиналов и уставок аппаратов защиты, выбор сечения кабеля, номиналов и уставок аппаратов защиты, расчеты токов утечки, проводится разделение будущей электропроводки на группы.

Просчитывается и проводится распределение нагрузки для равномерного распределения энергопотребления по фазам.

Прорабатывается целесообразность того или иного технического решения.

При необходимости разрабатываются и выполняются схемы автоматики с детальной прорисовкой всех соединений.

Идеальная схема работы насосной станции противопожарного водопровода.

1. Три режима пуска:

2. Местный ручной пуск.
3. Безусловный дистанционный ручной пуск.
4. Условный дистанционный ручной пуск.

Местный ручной пуск.

Пуск насосной станции происходит при помощи органов управления на панели шкафа или прибора управления. Обычно это кнопки “Пуск”/”Стоп” и переключатель режимов: “Ручной”/”Автоматический”/”Отключено”.

Для запуска пожаротушения необходимо оператору подойти непосредственно к насосной станции.

Этому должно способствовать требование, чтобы выход из насосной станции был на улицу и светилось специальное табло “Станция Пожаротушения”. На практике же: и табло потускнело и человека с ключами не найти.

Безусловный дистанционный ручной пуск.

Все шкафы управления насосными станциями пожаротушения имеют возможность подключения удаленного прибора управления, размещаемого, например, в помещение дежурного.

В самом простом случае это вынос кнопочного поста “Пуск”/”Стоп” и размещение их в кабинете самого ответственного человека.

Кнопки должны быть необычными, чтобы случайно оказавшийся рядом “оператор” задумался, прежде чем пробовать – что это за кнопки. Неплохой вариант с защитой органа управления ключом.

Обычным делом является наличие в линейке оборудования производителей приборов управления специального прибора управления и индикации, соединяющегося с прибором управления насосной станцией интерфейсом и позволяющего дистанционно мониторить и управлять насосной станцией.

Вот пример дистанционного управления насосной станцией Wilo.

В некотором смысле это будет безусловный дистанционный пуск насосной станции пожаротушения.

Условный дистанционный пуск.

Сигнал дистанционного пуска формируется кнопками, размещаемыми внутри пожарных шкафов. Это самый лучший способ запуска насосной станции противопожарного водопровода.

Ведь действительно, запуск насосной станции не имеет смысла, пока не будет открыт кран в пожарном шкафу. Открыли кран – и тут же рядом имеется и кнопка пуска насосов.

После нажатия кнопки “Пуск” в пожарном шкафу насосная станция пожаротушения переходит в режим ожидания падения давления до заданного уровня и когда давление упадет – запустится.

Вообще я как-то скептически отношусь к этому подтверждению по давлению и считаю что не нужно этого делать. Современные шкафы управления имеют защиту цепей питания насосов по перегрузке.

Возможно целесообразным будет наоборот делать отсечку по слишком большому давлению. Но это уже дело параметров эксплуатации – их можно менять уже по ходу дела.

Техническое задание

Проект электрощита, как любой проект, начинается с постановки технического задания.

Прежде всего необходимо собрать большой массив исходных данных.

Основные данные для проекта:

— Тип ввода;

— Выделенная мощность;

— Список потребителей по комнатам (так называемые электроточки);

— Резервное питание от генератора;

— Стабилизатор напряжения, ИБП и др.;

— Неотключаемые линии;

— Наличие автоматики и др.

После того, как затребованные исходные данные получены, необходимо их проанализировать, обработать и согласовать с заказчиком моменты, требующие уточнения.

Часто приходится дотошно выяснять некоторые моменты и детали, этот процесс может быть значительно растянут во времени.

️Результатом, итогом первого этапа является четкое согласованное с заказчиком ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ на выполнение проекта схемы электрощита.