Шкаф управления насосами: виды, схемы подключения, обзор популярных моделей

Краткий обзор популярных моделей

ШУН Grundfos Control MP204

Шкафы управления Grundfos Control MP204 рассчитаны на автоматическое функционирование и защиту одного насоса.

Параметры в Grundfos Control MP204 могут настраиваться в ручном и автоматическом режиме, причем существует два пороговых значения: первое – предупреждение, второе – аварийное отключение. Журнал отключений с перечислением причин реагирования хранится в памяти

Технические характеристики:

• Напряжение – 380 В, 50 Гц
• Мощность двигателей подключаемого оборудования – от 1,1 до 110 кВт
• Температурный диапазон – от -30°С до +40 °С
• Степень защиты: IP54

Преимуществом является возможность передачи данных CIU и регулировка параметров через Grundfos GO.

СУН от НПО СТОИК

Станции управления насосными агрегатами (СУН) от компании НПО СТОИК. Предназначены для автоматического управления погружными водозаборными и дренажными насосами, способны обслуживать от 1 до 8 подключений.

Образец исполнения СУН 30 кВт в металлическом навесном корпусе с устройством плавного пуска Aucom и преобразователем частоты Delta

Технические характеристики:

• Напряжение – 380 В, 50 Гц
• Мощность двигателей подключаемого оборудования – от 0.75 до 220 кВт
• Температурный диапазон – от -10°С до +35 °С
• Степень защиты: IP54

Среди базовых функций – автоматическое включение вентиляции, если показатель температуры внутри шкафа поднимается выше нормы.

Шкафы от бренда Грантор

Многофункциональные шкафы марки Грантор предназначены для обслуживания циркуляционных и дренажных систем.

Возможные режимы работы: циркуляция и дренаж по аналоговому датчику или по реле давления. Два варианта алгоритма работы предполагают совместное или поочередное включение насосов

Технические характеристики:

• Напряжение – 1х220 В или 3х380 В, 50 Гц
• Мощность двигателей подключаемого оборудования – до 7,5 кВт на каждый двигатель
• Температурный диапазон – от 0°С до +40 °С
• Степень защиты: IP65

При возникновении аварийной ситуации и поломки электродвигателя насоса (по причине короткого замыкания, перегрузки, перегрева) происходит автоматическое отключение оборудования и подключение резервного варианта.

Шкафы Wilo SK

Линейки SK-712, SK-FC, SK-FFS марки Wilo предназначены для управления несколькими насосами – от 1 до 6 штук.

Несколько автоматических схем у шкафа Wilo SK-712 сильно упрощают работу насосных станций

Технические характеристики:

• Напряжение –380 В, 50 Гц
• Мощность двигателей подключаемого оборудования – от 0,37 до 450 кВт
• Температурный диапазон – от +1°С до +40 °С
• Степень защиты: IP54

В процессе эксплуатации все технологические параметры отображаются на дисплее. В случае возникновения аварийной ситуации высвечивается код ошибки.

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)

Uponor Base X25.

Модульные системы управления поверхностным отоплением Uponor заслуживают внимание — это один из вариантов идеальной системы управления теплыми полами. Рассмотрим самый простой проводной контроллер Uponor Base X25 с реле насоса

Рассмотрим самый простой проводной контроллер Uponor Base X25 с реле насоса.

Стоит это устройство более 9400р.

Функциональность:

— Поворотный селектор каналов для удобной регистрации исполнительных механизмов;

— Реле насоса 2A;

— Защита от перегрузки;

— Светодиод питания;

— 6 каналов (термостатов);

— 12 исполнительных механизмов.

Паспорт Uponor Base X25 в pdf: installation-manual-uponor-base-4.pdf.

Дорогое устройство, но линейка устройств Uponor достойна изучения.

Комплектность системы автоматизации насосной станции.

Существует три подхода к комплектации оборудования и построения системы.

1. Два отдельных изделия.
2. Блочно-модульный подход.
3. Одно готовое устройство.

Два отдельных изделия.

Система состоит из двух устройств: ПУ и ШАК.

Такой подход четко выражен, например, в оборудовании комплекта Спрут-2.

Имеется специализированный для управления пожарными насосными станциями прибор управления. Прибор управления выполнен, как отдельное изделие, заточенное на применение в системах водяного пожаротушения. В современных приборах управления есть все ништяки: интерфейс RS-485, устройства индикации и дистанционного управления, приборы расширения и т. п.

Вся силовая часть содержится в одном шкафу аппаратуры коммутации, который комплектуется по предварительному заказу и поставляется тоже как готовое изделие.

В зависимости от числа и мощности агрегатов и исполнительных устройств, а также других параметров конкретной насосной станции изготавливается один шкаф с оборудованием коммутации и поставляется, как готовое изделие.

Блочно-модульный подход.

Этот подход реализован в адресных системах пожарной сигнализации, например, в адресной системе Болид и адресной системе Рубеж.

Система управления насосной станцией пожаротушения распределяется по нескольким устройствам.

Специализированный выделенный прибор для реализации логики управления насосной станцией в составе системы есть. Все остальное распределено по нескольким приборам. Отсутствует единый шкаф со всем силовым оборудованием.

На каждый силовой агрегат устанавливается свой шкаф управления. Например, если в составе насосной станцией имеется жокей-насос, два пожарных насоса, обводная задвижка и задвижка наполнения пожарного резервуара, то нам необходимо 5 силовых шкафов управления.

Прибор управления может непосредственно управлять небольшим числом силовых агрегатов и исполнительных устройств. Сигналов о состоянии такой прибор управления тоже может принять небольшое количество.

Для организации сбора информации с достаточного количества датчиков и управления требуемым числом исполнительных устройств и силовых агрегатов необходимо расширение базового функционала.

Для передачи сигналов диспетчеризации и состояния а также диспетчеризации требуется также что-то еще.

Расширит функционал не проблема — это же адресная система.

Только для этого требуется применение сетевого контроллера, под управлением которого элементы распределенной системы взаимодействуют друг с другом.

Стоимость оборудования при таком подходе оказывается меньше ввиду применения более унифицированных приборов.

Но меньше надежность и простота эксплуатации. также придется потратить время чтобы все это настроить и запустить.

Одно устройство.

У зарубежных производителей и их локализаций в России приборы управления и шкафы управления не разделены по отдельным ящикам, а выполнены в виде одного красного ящика. Вероятно, там выгоднее купить готовое устройство, чем проектировать и платить инженерам, соберущим велосипед.

В ящике содержится и слаботочная и силовая часть. Слаботочная часть выполнена в виде платы ПЛК (программируемого логического контроллера) или ПЛК, встроенного в дверь шкафа.

Вся логика работы уже запрограммирована — пользователю необходимо только выбрать необходимые параметры работы.

Выходы контроллера подключены к цепям управления силовой частью, а входы выведены на клеммы шкафа, которые подписаны и однозначно понятно что к ним подключать.

Ящик заказывается нужной комплектации в зависимости от числа и мощности силовых агрегатов.

Но ящик не является штучным изделием: объем выпуска позволяет поддерживать достаточный ассортимент базовых конфигураций в виде готовых изделий.

Ящик управления станцией водяного пожаротушения является одним изделием, полностью готовым к эксплуатации.

Естественно, что если система пожаротушения сложная — такой подход не применим, виду ограниченности базовых конфигураций. Если у вас задвижка 3-х фазная, а ящик заказали с каналом управления 1-фазной задвижкой, то тоже беда беда.

Конечно, такой ящик дороже сборной из нескольких устройств системы.

Разница, как если бы вы купили MP3 плеер или его компоненты из набора шилдов Arduino. Но, в отличии от MP3 плеера, ящик эксплуатирует не покупатель ящика, а обслуживающий персонал или вообще никто.

Преимущества профессионального монтажа

По правилам, установкой и техобслуживанием вентиляционных систем, а также ЩУВ должны заниматься специалисты с инженерным образованием. Они же несут полную ответственность за неправильный выбор, установку, подключение приборов, а также за содержание технических устройств в ненадлежащем или аварийном состоянии.

Чтобы правильно определиться с наполнением щита или шкафа, монтажники делают полный мониторинг вентиляционной сети.

Затем необходимо произвести следующие действия:

• проанализировать нагрузку;
• выбрать оптимальную схему;
• определиться с режимами работы приборов с целью увеличения КПД;
• подобрать оборудование.

Сама сборка занимает немного времени: все приборы поочередно монтируют в несколько рядов, провода аккуратно присоединяют к клеммникам и укладывают вдоль линий организованными пучками, затем выводят наружу.

Один из вариантов подключения, где NK1 и NK2 – нагревательные устройства канального типа; М1 – 3-фазный вентилятор; А, В, С – подключение сети, N – нейтраль, РЕ – земля; Q – защитный термостат от перегрева; Y – термостат защиты от воспламенения

Профессиональные монтажники имеют опыт установки и эксплуатации ЩУВ, поэтому вряд ли ошибутся с выбором модели и нюансами присоединения приборов. К тому же они хорошо разбираются в схемах систем вентилирования квартир и загородных домов и могут быстро определить наличие в чертеже ошибки.

Если вовремя не сообразить и подключить приборы по неграмотно составленной схеме – а такое тоже бывает – можно создать аварийную ситуацию.

Продажей и реализацией щитов и шкафов занимается множество фирм, которые производят или продают вентиляционное, холодильное и отопительное оборудование. Например, в Москве это можно сделать в компаниях «Руклимат», «Ровен», «АВ-автоматика», «Галвент» и др.

Обслуживание и ремонт

Обслуживание шкафов управления не отличается от аналогичных процедур, проводимых с прочими электротехническими приборами. То есть все манипуляции сводятся к своевременной замене засбоивших блоков, чистке фильтров, подтягиванию контактов и прочего.

Ремонт шкафов управления осуществляется путем замены вышедшего из строя блока новым, работоспособным устройством. Причем после каждой инсталляции нового элемента работу шкафа следует отрегулировать.

Если вы владелец загородного дома или дачи с автономным водоснабжением, то, наверно, хоть раз задавались вопросом, как сделать так, чтобы насосное оборудование работало более эффективно и продолжительно, а также имело несколько удобных режимов работы. Кроме того иногда для обеспечения дома водой и полива огорода используются сразу два насоса, поэтому необходимо согласовать и автоматизировать их работу. Ответ на все вопросы вы получите, когда узнаете, что такое шкаф управления насосами, а также, зачем он нужен.

Главным назначением распределительных шкафов является управление электродвигателем одного или сразу нескольких насосных агрегатов. При этом тип насоса значения не имеет. Это может быть оборудование погружного типа либо скважинный или дренажный насос.

Причём назначение насосного оборудования может быть разным. Например, агрегат погружного типа нужен для эффективной работы отопительной системы, обустройства водоснабжения загородного дома или создания системы пожаротушения. А вот дренажный насос вместе со шкафом управления пригодится для перекачивания жидкости.

Если же вы установите шкаф управления для координации работы скважинного насоса, то, наконец, обретёте долгожданное спокойствие и отдых, поскольку отныне вам не нужно следить за работой оборудования, всё это будет делать автоматика, расположенная в шкафу. При этом данное устройство сможет выполнять следующие функции:

оборудование будет обеспечивать безопасный и плавный запуск двигателя насосного агрегата;
автоматика сможет регулировать работу частотного преобразователя;
помимо этого устройство будет отслеживать давление в системе, уровень воды, а также её температуру, что очень важно для своевременного включения и отключения насосного оборудования.

Функции шкафов управления двумя и более насосами ещё обширней:

• если агрегат заметит, что один из насосов работает в аварийном режиме, он тут же подключит к работе второй насос;
• поскольку автоматика шкафа управления будет регулировать попеременную работу каждого из насосов, общая изнашиваемость насосных агрегатов наступит позднее;
• если одни из насосов длительное время будет находиться без работы, оборудование сможет защитить его от заиливания;
• благодаря такому устройству вы вручную сможете заблокировать работу одного из насосов;
• автоматика шкафа имеет разные программы управления несколькими насосами;
• при необходимости вы можете получить полные данные о работе каждого агрегата по отдельности.

Виды и их особенности

Существуют несколько основных видов шкафов управления.

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.

Шкафы управления задвижкой (ШУЗ)

ШУЗ – станция, которая работает с однофазными или трехфазными электроприводами задвижки. Работа с ними зависит от сигналов, которые поступают с модулей. В шкафу продумана система, чтобы управлять задвижками можно было как вручную (с панели), так и удаленно (с помощью специального оборудования, например, компьютера). В ШУЗ присутствует световая сигнализация. Она показывает состояние запорной арматуры, проводит операции, защищающие от продолжительной работы (более 1 секунды), блокирует перегрузки.

Шкафы управления вентиляцией (ШУВ)

ШУВ – станция, которая поддерживает нужную температуру и влажность в помещении, а также устанавливает новые параметры, если это необходимо. Регулировка станции осуществляется при помощи специального пульта или компьютерной сети. В стандартную комплектацию ШУВ входят:

• защитные механизмы
• автоматические выключатели
• световые индикаторы
• контакторы, пускатели, рубильники
• преобразователь частоты
• реле
• микропроцессорный контроллер

Для защиты ШУВ от низкой температуры, промерзания, образования льда применяются теплообменники (в основном водяные) или воздухонагреватели.

Шкафы управления освещением (ШУО)

ШУО – станция, которая управляет всеми элементами освещения. Алгоритм освещения может быть совершенно разным в зависимости от требований проекта. ШУО состоит из следующих элементов:

• ручной механизм запуска освещения
• электронный коммутатор нагрузки
• резервный аккумулятор
• выключатели
• электрический предохранитель
• автомат защиты от превышающего показателя тока
• внешний кабель-канал

Удобство работы с ШУО достигается за счет дополнительного переключателя. С помощью него можно выбрать один из трех режимов работы: ручного, по таймеру, по фотореле. С помощью встроенных блоков можно задать время включения и выключения.

Шкафы управления клапанами (ШУК)

ШУК – станция, которая регулирует дымовые и огнезадерживающие клапаны. При этом световая сигнализации показывает текущее положение каждого из клапанов, а диспетчер может получать необходимую информацию. Положение клапанов меняется в зависимости от трех режимов: дистанционного, ручного и автоматического. В автоматическом режиме срабатывает стандартная защита (включается пожарная сигнализация и запускается система пожаротушения). В дистанционном режиме приходит оповещение оператору технологического процесса. Ручной режим используется, если не работают два предыдущих. Для его использования необходимо самостоятельно нажать на кнопку, чтобы запустить систему пожаротушения и включить сигнализацию.

Критерии правильного выбора шкафа

Поскольку в системах водоснабжения, пожаротушения и других часто встречаются требования по синхронному подключению нескольких устройств, то для решения этой задачи потребуется ШУН. При его приобретении необходимо учитывать, как уровень качества изделия, так и рабочие показатели нагрузок, на которые оно рассчитано.

Но выбрать щит для управления дренажными насосами с хорошей комплектацией – это не все

Важно чтобы система управления была совместима с обслуживаемым оборудованием. Например, если предстоит использование шкафа управления КНС в комплексе с насосами нового поколения, то нужно остановиться на современной модели. Обычно систему выбирают таким образом, что ее год изготовления был таким же, как и у оборудования

Обычно систему выбирают таким образом, что ее год изготовления был таким же, как и у оборудования.

Чтобы добиться эффективной работы, быстрой окупаемости и длительного срока службы шкафа управления пожарными насосами необходимо приобретать его в соответствии со схемой гидравлической системы. При грамотном решении этой задачи можно достичь не только высокой надежности, но и ресурсосбережения.

Комплектующие для шкафа управления КНС должны подбираться с учетом имеющегося насосного оснащения.

Щит управления КНС

Для бесперебойной работы системы будут необходимы:

• Датчики давления;
• Преобразователи;
• Электромагнитные пускатели;
• Сетевые дросселя;
• Контроллеры.

Кроме качественных показателей покупатели часто обращают внимание и на стоимость оборудования

Здесь важно не стараться выбрать самую дешевую модель ШУН шкафа управления насосами. Так как такие устройства обычно не отличаются высокой надежностью и на рассчитаны на длительные сроки эксплуатации. Так как такие устройства обычно не отличаются высокой надежностью и на рассчитаны на длительные сроки эксплуатации

Так как такие устройства обычно не отличаются высокой надежностью и на рассчитаны на длительные сроки эксплуатации.

Обзор популярных моделей

Среди представленных на отечественном рынке ШУН есть бренды уже успевшие зарекомендовать себя с лучшей стороны. К таким изделиям относится ШУН Grundfos. Оборудование этого производителя предназначено для управления работой дренажных и фекальных насосов следующих видов:

• SEG;
• SEV;
• AP.

При этом шкафу отводится роль коммутирующего устройства. Он при помощи кабелей соединяет насос с системой и поплавками. Шкафы управления дренажными насосами марки Grundfos могут подключаться к сети на 220В и 380В. Если в маркировке, выбранной вами модели, присутствует латинская буква D – это означает, что изделие предназначено для управления 2 насосами.

Модель Grundfos

Модельный ряд продукции Грундфос представлен достаточно широко. В него входят ШУН отличающиеся комплектацией и техническими характеристиками. Однако все они способны выполнять следующие функции:

1. Управление насосом;
2. Автоматический запуск при длительном простое;
3. Контроль уровня жидкости с выводом данных на панель индикации;
4. Регулировку.

Эксплуатация шкафов управления насосом входящих в ОКОФ возможна при температуре от минус 20 до плюс 40°C.

Большинство моделей Грундфос оснащены блоком электронной защиты двигателя от:

• Сухого хода;
• Падения напряжения;
• Отсутствия фазы.

Не менее популярной маркой являются и шкафы КНС Alpha Control KNS. Они предназначены для организации работы канализационных станций и обеспечивают автоматическое управление их оборудованием. Шкафы этой марки защищают насосы от факторов, приводящих к выходу из строя и способны управлять любыми моделями агрегатов.

Благодаря использованию такого оборудования можно добиться равномерной выработки ресурса насосов. Базовая схема ШУН позволяет управлять двумя и более приборами по принципу основного и резервного.

Заключение

Анализируя изложенную выше информацию можно сделать вывод, что использование ШУН позволяет не только добиться эффективной работы оборудования, но и сэкономить электроэнергию. Поэтому они находят широкое применение в различных сферах деятельности человека.

Как вам статья?