КАСКАД КНС: шкаф управления насосами
Описание шкафов управления насосами КАСКАД КНС
Шкаф управления насосами КАСКАД КНС предназначен для управления и комплексной защиты канализационной насосной станцией (КНС). КНС применяется для перекачивания разных видов стоков: промышленных, хозяйственно-бытовых, ливневых, дренажных. Принцип работы основан на поочерёдном или совместном включении насосов при достижении заданных уровней стоков в резервуаре.
КАСКАД КНС может управлять как насосами погружного типа, так и насосами поверхностной установки, насосами с режущим колесом (измельчителем) и без него. Напряжение питания насосов 380 В, мощность насосов зависит от выбранной модификации шкафа управления.
Согласно СП 32.13330.2018 Канализация. Наружные сети и сооружения. СНиП 2.04.03-85 при решении варианта регулирования главных насосных агрегатов следует рассматривать возможность сокращения числа резервных и рабочих агрегатов за счет увеличения единичной мощности регулируемых агрегатов и, соответственно, повышения энергоэффективности станции за счет сокращения строительного объема, обогреваемой, вентилируемой и освещаемой кубатуры здания и более высокого КПД насосных агрегатов. Таким образом алгоритм управления КАСКАД КНС подходит для большинства типов стандартных КНС использующих в своем составе 2 насоса и 4 датчика уровня, а также может применятся в ливневых насосных станциях (ЛНС) и дренажных насосных станциях (ДНС) с аналогичным составом оборудования.
Шкаф управления серии КАСКАД КНС представляет собой сертифицированное готовое изделие, заводского изготовления, предназначенное для управления двигателями насосных агрегатов в процессах контроля уровня и перекачки хозяйственно-бытовых, промышленных или ливневых сточных вод. Его использование актуально в системах ЖКХ, водоканалах, строительных компаниях, производственных предприятиях и т.д.
Шкафы управления Каскад КНС могут применяться с любым типом КНС: из железобетона (монолитных или сборных), так и в комплектных КНС из армированного стеклопластика (вертикальных, горизонтальных, модульных и т. д.). Чаще всего в КНС используются погружные насосы. Погружной насос — это насос, устанавливаемый ниже уровня перекачиваемой среды для обеспечения подъема жидкости с глубины, а также для более эффективного охлаждения узлов насоса. В основном это моноблок вертикального исполнения. В верхней части корпуса расположен электродвигатель, в нижней — рабочее колесо.
Основные функции ШУ КАСКАД КНС:
- контроль уровня жидкости в системе по 4-ем сигналам датчиков уровня;
- автоматический запуск насосов при превышении заданного уровня жидкости;
- чередование работы насосов для равномерной наработки моторесурса;
- защита двигателей насосов (3 типа защиты);
- управление двигателями — прямой пуск;
- ручной режим управления насосами;
- индикация состояния системы на лицевой панели корпуса;
- встроенное питание для датчиков (=24 В).
Области применения шкафов КАСКАД КНС:
- канализационные насосные станции различных типов;
- дренажные насосные станции (ДНС);
- ливневые насосные станции (ЛНС);
- очистные сооружения;
- процессы осушения технологических приямков, ливневых канализаций и прочих емкостей;
- системы водоотведения на промышленных предприятиях.
3 режима работы: СТОП, РУЧНОЙ и АВТОМАТ
В режиме СТОП переключатель S3 находится в центральном положении «0». В этом режиме оба двигателя насосов выключены. В режиме СТОП сигналы датчиков не влияют на работу двигателей насосов. Управление включением/выключением двигателей с помощью переключателей S1 и S2 невозможно.
В режиме РУЧНОЙ управление работой насосов происходит полностью в ручном режиме. Индикация уровня жидкости на лицевой панели ШУ продолжается, однако сигналы датчиков не формируют команду на запуск насосов. Для включения насоса необходимо установить переключатель соответствующего насоса в правое положение «ПУСК». Для выключения, обратно в вертикальное положение. В ручном режиме все защитные функции ШУ сохраняются.
В режиме АВТОМАТ шкаф осуществляет автоматическое управление двигателями насосов в соответствии с сигналами датчиков уровня по следующему Алгоритму:
Если жидкость в резервуаре находится на уровне нижнего поплавка (№ 1), насосы не включаются и находятся в режиме ожидания. При повышении уровня жидкости происходит срабатывание датчика среднего уровня (№ 2), подается сигнал на запуск насоса 1 и начинается откачивание жидкости из резервуара. Далее возможны две ситуации:
- если уровень жидкости начинает снижаться и падает ниже отметки датчика нижнего уровня (№ 1), происходит отключение насоса 1. В дальнейшем, при повторном подъеме жидкости произойдет включение насоса 2 для равномерной наработки моторесурса двигателей;
- в случае, если после включения насоса 1 уровень жидкости продолжает подниматься и происходит срабатывание датчика верхнего уровня (№ 3), подается сигнал на запуск насоса 2.
Одновременная работа двух насосов обеспечивает максимальную скорость откачивания жидкости. После того, как уровень жидкости падает ниже отметки поплавка № 1, происходит отключение обоих насосов. Если же при одновременной работе двух насосов их производительности не достаточно, и уровень жидкости продолжает подниматься, то после срабатывания поплавка № 4 на лицевой панели шкафа загорается красный индикатор «Уровень 4» (перелив). Достижение данного уровня считается аварийным и требует оперативного вмешательства обслуживающего персонала.
Преимущества и особенности шкафов КАСКАД КНС
Равномерная наработка моторесурса насосов
Шкаф управления КАСКАД КНС осуществляет управление двумя насосами по заданному алгоритму. Алгоритм шкафа управления поддерживает функцию чередования работы насосов, обеспечивая равномерную наработку моторесурса насосов.
Наличие ручного режима управления
Ручной режим управления насосами позволяет оператору осуществлять включение/выключение насосов независимо от алгоритма, например в случае повреждения датчиков уровня.
При этом сохраняются все защитные функции шкафа.
Работа с разными типами датчиков уровня
Возможность подключения датчиков PNP, в стандартной модификации шкафа, расширяет возможность эксплуатации шкафов не только с поплавковыми датчиками, но и с другими типами датчиков, например, ультразвуковыми.
Также есть модификации которые поддерживают подключение аналоговых датчиков с выходом 4...20 мА, что позволяет применять данные шкафы вместе с гидростатическими датчиками.
Питание датчиков =24 В
Питание датчиков =24 В обеспечивает безопасное нахождение поплавковых датчиков в воде в случае повреждения кабеля.
Защита двигателей насосов
Шкафы имеют функцию защиты двигателей насосов.
Эта функция активна все время и имеет наивысший приоритет на отключение насосов.
В шкафах серии КАСКАД КНС реализованы следующие виды защит:
- тепловая защита двигателя;
- защита от перекоса, неправильного чередования и обрыва фаз;
- защита от повышенного/пониженного питающего напряжения в сети.
Технические характеристики шкафов управления насосом КАСКАД КНС
| КАСКАД КНС-×××-2-1-0 | 015 | 022 | 037 | 055 | 075 | 110 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Номинальное напряжение питания ШУ | 3-фазное 380 В, 50 Гц * | |||||
| Номинальный потребляемый ШУ ток**, А | 8,5 | 12,5 | 18,5 | 24,5 | 36,5 | 48,5 |
| Номинальный ток подключаемых двигателей, А | 4 | 6 | 9 | 12 | 18 | 24 |
| Электрическая мощность подключаемого двигателя***, кВт | 1,5 | 2,2 | 3,7 | 5,5 | 7,5 | 11 |
| Характеристики управляющих сигналов | ||||||
| Тип подключаемых датчиков | 2-х проводные датчики типа "сухой контакт" 3-х проводные датчики с выходом "pnp" |
|||||
| Количество подключаемых датчиков | 4 | |||||
| Встроенное питание датчиков | =24 В (максимальное общее потребление тока – не более 0,42 А) |
|||||
| Характеристики кабелей подключения | ||||||
| Сечение жил вводного кабеля силовой цепи (рекомендуемое), мм2 | 2,5 | 2,5 | 4 | 4 | 6 | 6 |
| Сечение жил кабелей управляющих цепей (рекомендуемое), мм2 | 0,5 | |||||
| Условия эксплуатации | ||||||
| Класс защиты | IP54 | |||||
| Рабочая температура окружающей среды | -20…+50 °С (без обмерзания) | |||||
| Относительная влажность | 0…95% (без образования конденсата) | |||||
| Уровень вибрационных воздействий | максимальная амплитуда ускорения 0,5g | |||||
| Высота монтажа (абсолютная) | 1000 м над уровнем моря (при повышении этого значения необходимо снижать мощность подключаемого оборудования) | |||||
| Габаритные размеры (В×Ш×Г) | 600×400×210 мм | |||||
| Масса, кг | 20 | 20 | 20 | 20 | 20,5 | 20,6 |
Примечание:
* — диапазон допустимого напряжения определяется настройками встроенного реле контроля фаз и допустимым рабочим напряжением подключаемых двигателей, при этом фазное напряжение должно находиться в диапазоне 190...240 В.
** — потребляемый ток указан с учетом подключенных двигателей.
*** — мощность указана для одного двигателя. К шкафу подключаются несколько двигателей, при этом собственная мощность каждого не должна превышать величины, указанной в таблице.
Если шкаф был перемещен из холодного помещения в теплое, перед началом эксплуатации необходимо выдержать его без упаковки при комнатной температуре в течение нескольких часов. Не подключайте силовое питание до исчезновения всех видимых признаков наличия конденсата, это может привести к выходу из строя компонентов шкафа.
Шкафы серии КАСКАД КНС имеют индикацию работы и состояния системы для обслуживающего персонала. Управление переключателями с лицевой панели шкафа позволяет выбрать необходимый режим работы.
Основные органы управления и индикации шкафа КАСКАД КНС
| Обозначение | Название | Описание |
|---|---|---|
| H1 | Индикатор «Сеть» |
Питание подано на шкаф |
| H2 | Индикатор «Сухой ход» |
Сработал датчик нижнего уровня |
| H3 | Индикатор «Уровень 1» |
Сработал датчик среднего уровня |
| H4 | Индикатор «Уровень 2» |
Сработал датчик верхнего уровня |
| H5 | Индикатор «Перелив» |
Сработал датчик верхнего аварийного уровня (перелив) |
| H6 | Индикатор «Ручной» |
Шкаф находится в режиме РУЧНОЙ. Автоматическое включение насосов в зависимости от уровня жидкости не происходит |
| H7 | Индикатор «Насос 1» |
Включен насос 1 |
| H8 | Индикатор «Насос 2» |
Включен насос 2 |
| H9 | Индикатор «Автомат» |
Шкаф находится в режиме АВТОМАТ. Насосы включаются по сигналу от датчиков уровня |
| H10 | Индикатор «Авария насос 1» |
Сработала тепловая защита двигателя 1. Насос остановлен. |
| H11 | Индикатор «Авария насос 2» |
Сработала тепловая защита двигателя 2. Насос остановлен. |
| S1 | Тумблер «Насос 1: СТОП/ПУСК» |
Управление насосом 1 в режиме РУЧНОЙ Центральное положение – СТОП НАСОС 1 Правое положение – ПУСК НАСОС 1 |
| S2 | Тумблер «Насос 2: СТОП/ПУСК» |
Управление насосом 2 в режиме РУЧНОЙ Центральное положение – СТОП НАСОС 2 Правое положение – ПУСК НАСОС 2 |
| S3 | Тумблер «Руч./Выкл./Авт.» |
Левое положение – Режим РУЧНОЙ Центральное положение – Режим СТОП Правое положение – Режим АВТОМАТ |
Схемы шкафа КАСКАД КНС для управления двумя насосами
Габаритные размеры шкафов управления КАСКАД КНС
Обозначение при заказе шкафа управления
| КАСКАД КНС- | - | 2 | - | 1 | - | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Номинальная электрическая мощность двигателя насоса, кВт |
|||||||
| 1,5 | 015 | ||||||
| 2,2 | 022 | ||||||
| 3,7 | 037 | ||||||
| 5,5 | 055 | ||||||
| 7,5 | 075 | ||||||
| 11 | 110 | ||||||
| Количество подключаемых насосов | |||||||
| Два насоса (модификация 2) |
2 | ||||||
| Наличие ручного режима | |||||||
| С ручным режимом | 1 | ||||||
| Тип подключаемых датчиков | |||||||
| Поплавковые датчики, датчики с выходом PNP (стандарт) | - | ||||||
| Кондуктометрические датчики (опция) | 1 | ||||||
| Аналоговые датчики 4…20 мА (опция) | 2 | ||||||
Пример: КАСКАД КНС-015-2-1.
Перечень сопутствующего оборудования для ШУ насосами КАСКАД КНС
| Артикул | Описание | Кол-во |
|---|---|---|
| КАСКАД КНС поплавковые датчики, датчики с выходом PNP (стандарт) | ||
| SKF-5 | Сигнализатор уровня поплавковый (L=5 м, перекидной контакт, 10 А, 250VAC, +85°С, IP 68) | 4 |
| UDS.30-200-P1 | Ультразвуковой датчик, рабочая зона (100...2000 мм), М30х1.5, выход 1xPNP, требуется разъем 5 pin М12х1 | 2 |
| КАСКАД КНС кондуктометрические датчики (опция) | ||
| CLS.C01-5m-D | Подвесной кондуктометрический датчик уровня с кабелем 5м (L=34мм, d=24мм, материал стали AISI304, -40...+100С) | 3 |
| КАСКАД КНС аналоговые датчики 4…20 мА (опция) | ||
| LTE1000M-0P4-008-B2 | Погружной датчик давления 0...0,4 бар, длина кабеля 8 м, точность 0,25%, выход 4…20 мА, питание =10...30 В, -20...70 C, IP68 | 1 |
| UDS.30-400-AI | Ультразвуковой датчик, рабочая зона (200...4000 мм), М30х1.5, выход 4...20 мА, требуется разъем 5 pin М12х1 | 1 |