Для эффективного управления канализационными насосными станциями разработана специальная структура, состоящая из поплавковых выключателей, чувствительных к объему жидкости, и шкафа управления. Работа шкафа управления (ШУ) базируется на встроенном микроконтроллере. Использование ШУ позволяет сокращать количество потребляемой электроэнергии, предотвращая работу станции вхолостую, а также служит предохранителем от скачков электричества, перегрузки сети и коротких замыканий. Подключение шкафа управления к силовым сетям производится методами ручного или автоматического ввода резерва питания (ВР и АВР соответственно).

Процесс дистанционного контроля данных, передаваемых с объекта на пульт управления, и ответное управление объектом на расстоянии называется диспетчеризацией. Основная цель диспетчеризации КНС – своевременное отслеживание и реагирование на изменение процессов или неполадки в работе станции.

Предприятие «Завод ОС» производит шкафы управления различных моделей для комплектации изготавливаемых станций. Проектирование и изготовление систем управления и диспетчеризации проводится высококвалифицированными специалистами нашей компании. Алгоритм эксплуатации и составляющие шкафов рассчитываются на этапе расчета всех элементов станций.

Устройство шкафа управления

В шкаф управления входят такие элементы, как:

  • микроконтроллер;
  • пуско-регулируемая аппаратура;
  • устройства защиты насосов станции;
  • клеммные колодки;
  • силовые аппараты;
  • частотные преобразователи;
  • модули расширения микроконтроллера;
  • релейные коммутаторы.

При создании проекта КНС заказчик заполняет опросный лист, согласно которому наши специалисты определяют тип используемого шкафа управления, комплектность, алгоритм управления и диспетчеризации. Определяющими являются характеристики насосных агрегатов, используемых на станции, тип датчиков уровня жидкости, а так же вид ШУ – внутренний или для уличного размещения.

Дополнительная комплектация

Наше предприятие производит два типа шкафов управления КНС: для внутреннего размещения и для расположения на улице. ШУ уличного типа дополняется металлическим антивандальным боксом и внутренней системой подогрева. Подобные шкафы предполагают упрощенный доступ к управлению непосредственно у станции, если рядом нет зданий.

Шкафы управления различаются так же по виду запуска: прямой или плавный пуск. Вид запуска диктуется мощностью установленных насосных агрегатов и влияет на алгоритм управления в автоматическом режиме.

В процессе производства КНС наше предприятие, как правило, использует типовые решения для ШУ. Однако при необходимости мы разрабатываем алгоритмы под специальные запросы. Опытные специалисты нашего завода способны создавать программы управления любого уровня сложности.

Дополнительная комплектация

В некоторых случаях условия эксплуатации КНС требуют дополнительного оборудования для шкафа управления. Таким оборудованием могут быть как антивандальный кожух для ШУ или счетчик моточасов для каждого отдельного насосного агрегата, так и более сложные системы, такие как:

  • система диспетчеризации по указанному типу протокола;
  • система вентиляции (необходимо предустановка вытяжного вентилятора);
  • обогрев ШУ (со встроенным датчиком температуры);
  • обогрев павильона;
  • система контроля защиты и доступа к внутренней аппаратуре;
  • автоматический ввода резервного насоса в действие (АВР);
  • контроль давления в напорном трубопроводе;
  • контроль открытия и закрытия электропривода затвора на входящем коллекторе;
  • контроль открытия и закрытия электроприводов задвижек на напорных трубопроводах в промежуточном колодце.

Автоматический и ручной режим управления

Назначение шкафа управления КНС – ручное и автоматическое управление насосными агрегатами с мощностью от 70 до 310 кВт в зависимости от возвратных сигналов и наличия дополнительного оборудования.

Автоматический режим управления используется в процессе постоянной эксплуатации и обеспечивает контроль исправности оборудования КНС, работу станции в заданном алгоритме и выводит данные, сообщающие об исправности или проблемах в работе пускорегулирующей аппаратуры и датчиков уровня. Контроль и оповещение о состоянии рабочих процессов КНС – одна из важнейших функций шкафа управления при автоматическом режиме.

Ручной режим управления насосным оборудованием КНС востребован во время пусконаладочных работ, при сервисном обслуживании или регламентных работах на станциях. Данный тип управления предназначен для полного мануального контроля включения и выключения насосов, проверки соответствия регламенту, замен или настроек регулирующей аппаратуры или изменений в микроконтроллере шкафа управления.

Сборка шкафов управления

Процесс работы по созданию и монтажу шкафа управления состоит из четырех основных этапов.

Этап проведения расчетов и проектирования. На данной стадии принимается решение об использовании типового проекта шкафа или вносятся корректировки согласно особенностям разрабатываемой КНС и техническому заданию клиента.

Этап сборки шкафа управления соответствует стадии изготовления. Сборка производится в соответствии с данными проектного отдела для каждой конкретной станции.

Этап сборки сменяется этапом заводских испытаний. Проверка ШУ в производственных условиях выполняется при подключении соответствующих насосных агрегатов и имеет целью выявление соответствия функционирования шкафа стандартам и нормам, обкатку функциональности запуска и остановки насосов, взаимодействия с внешними и вспомогательными устройствами и обязательную проверку на электробезопасность всего оборудования шкафа.

Четвертый этап – это регламентные работы, сервисное техобслуживание ШУ и обеспечение технической поддержки заказчика в процессе эксплуатации КНС.

Основные функции систем автоматического управления КНС

  • Автоматический режим управления насосными агрегатами в соответствии с утвержденным технологическим алгоритмом.
  • Защита насосов от возможной перегрузки двигателя при скачках напряжения.
  • Защита моторов насосного оборудования от короткого замыкания или срабатывания встроенного теплового реле.
  • Тепловая защита моторов насосного оборудования (производится благодаря подключенным датчикам температуры, встроенным в обмотку электродвигателей насосов).
  • Контроль работы в холостом режиме, а так же защита от эксплуатации станции при уровне жидкости ниже требуемого. Данный параметр контролируется при помощи подключаемого сенсорного датчика – поплавкового выключателя или датчика электродного типа.
  • Смена эксплуатации основного насоса на резервный при сигнале от термореле ШУ или встроенной защиты насосного двигателя. Резервный насос обеспечит бесперебойную работу КНС. Алгоритм шкафа управления подразумевает повторную попытку включения насоса, диагностированного как неисправный, при втором срабатывании термореле данный агрегат будет заблокирован до проведения сервисных работ в ручном режиме.

Диспетчеризация КНС

Диспетчеризация КНС – это процесс удалённого (дистанционного) управления и контроля наблюдаемого объекта, посредством передачи информационных данных от объекта до пункта управления. Основная задача диспетчеризации – это своевременное получение информационных данных от контролируемого объекта с возможностью быстрого реагирования для устранения неисправностей в работе инженерного оборудования.

Процесс дистанционного контроля данных, передаваемых с объекта на пульт управления, и ответное управление объектом на расстоянии при помощи шкафа управления называется диспетчеризацией. Основная цель диспетчеризации – своевременное отслеживание и реагирование на изменение процессов или неполадки в работе канализационных насосных станций.

Возможности диспетчеризации

Благодаря использованию современных технологий и оборудования системы управления канализационными насосными станциями позволяют производить дистанционный контроль функционирования агрегатов, соответствия этапов работы заданному алгоритму, технического состояния и возможных неисправностей агрегатов. Управление работой КНС на расстоянии, аудит процессов работы агрегатов и дополнительного оснащения, получение возвратной информации о сбоях в работе станции – вот неполный перечень возможностей процесса диспетчеризации.

Разные по типу и функционалу инженерные системы и оборудование КНС благодаря процессу диспетчеризации объединяются в рабочую схему под единым управлением. Подобные системы позволяют существенно сокращать количество обслуживающего персонала на канализационных насосных станциях.

Диспетчеризация как процесс объединяет взаимодействие микроконтроллеров локальных систем по автоматическому управлению, шкафов управления КНС и сервера пункта передачи данных.

Для передачи данных КНС используют:

  • SMS-оповещение через стандарт связи GSM;
  • Пакетную передачу данных GPRS стандарта связи GSM;
  • Промышленный стандарт автоматизации PROFINET (IEC61158 / IEC61784);
  • Коммуникационный протокол Modbus (EIA-485) через линию связи RS-485;
  • Сеть Industrial Ethernet с поддержкой таких стандартов связи, как проводной IEEE 802.3 или беспроводной IEEE 802.11;
  • Промышленную сеть PROFIBUS DP;
  • Широкополосный адресный протокол управления датчиками (HART).

Функциональные возможности систем диспетчеризации

  • Получение и распознавание информационных сообщений о функционировании всей системы КНС в реальном времени;
  • Вывод информации на мониторе оператора;
  • Дистанционное переключение режима работы ШУ из автоматического в ручной и наоборот;
  • Мониторинг, запись и архивация процесса функционирования всего оборудования КНС;
  • Быстрое самостоятельное реагирование на сбои и неисправности в работе шкафа управления и оборудования КНС соответственно заложенному алгоритму;
  • Создание базы данных, позволяющих анализировать информацию за все время эксплуатации канализационной насосной станции;
  • Формирование и вывод отчетов и данных о функционировании оборудования, количестве потребляемой электроэнергии, проведении сервисных, ремонтных и восстановительных работ на КНС.