Настраиваем реле давления с двумя пружинами.Пошаговая инструкция для абсолютных чайников

Настройка реле давления — процесс простой, но не очень адекватный. Надо помнить всегда, что когда мы закручиваем пружины, мы увеличиваем и давление отключения и давление включения одновременно.

Дмитрий Белкин

Автор: Дмитрий Белкин

Что необходимо иметь ввиду перед началом работы?

Давайте условимся о терминах.

Большая пружина и малая пружина. Пружины очевидным образом отличаются по размеру. Если в вашем реле не две пружины и если их нельзя явно различить по размеру, то эта инструкция, возможно, не будет вам полезна! Имейте это ввиду при дальнейшем чтении

Реле давления со снятой крышкой

Закручивание пружины (большой или малой). Это закручивание гайки, которая сжимает пружину. В процессе закручивания пружина сжимается

Откручивание пружины (большой или малой). Это действие, обратное закручиванию.

Ваша система должна быть оснащена манометром. Это важно. Мы будем им пользоваться при настройке.

Бак гидроаккумулятор должен быть накачан. Давление в баке (при полностью слитой системе) должно составлять величину, на 1-2 десятые атмосферы ниже желаемого давления включения.

Фильтры, имеющиеся в системе, должны быть прочищены.

В этой инструкции мы не касаемся вопросов сборки станции и заливки ее водой. Считаем, что у нас все подключено и работает правильно. Только реле надо настроить и все.

Если насосная станция работала нормально, но внезапно что-то разладилось

Всегда в таких случаях проверяем утечки, прочищаем фильтры, проверяем давление в баке аккумуляторе. Без этих простейших мер в реле не лазим.

Если насосная станция работала нормально, но постепенно стала работать все хуже и хуже, и наконец, перестала включаться или выключаться.

Все то же самое! Проверяем фильтры, утечки, давление в баке. Если станция стала включаться и выключаться неадекватно, то это явно давление воздуха в баке виновато. Если давление воды в системе достигает максимума, насос работает еще довольно долго и только потом выключается, то это типичный случай засора. Засоры бывают либо в фильтрах (чаще всего), либо в самых узких местах. Например, на входе в реле давления. Тогда прежде чем регулировать давление, надо найти и прочистить засор.

Случай первый. Новое реле из коробки, или тонкая регулировка реле давления

Подготовительный этап

1. Выключаем насос из розетки (если есть выключатель, то выключаем его)
2. Спускаем всю воду из системы. Открываем кран, ждем, пока вода перестанет течь. На манометре должен быть ноль. Закрываем кран.
3. Включаем насос. Он начинает работать. Смотрим на манометр. Давление в процессе работы насоса должно расти. Бары на манометре — можно считать за атмосферы.
4. Насос должен выключиться. Смотрим на манометр. Запоминаем или записываем это давление отключения.
5. Открываем кран и спускаем воду не слишком большой струей. Запоминаем показание манометра, на котором насос включается.

Регулируем давление включения насоса

1. Чтобы увеличить давление включения насоса ЗАКРУЧИВАЕМ БОЛЬШУЮ пружину.
2. Сразу проверяем. Для этого спускаем воду до включения насоса. Обращаем внимание на давление отключения. Оно тоже должно увеличиться
3. Повторяем операции с БОЛЬШОЙ пружиной до тех пор, пока нас не устроит давление ВКЛЮЧЕНИЯ насоса.

Для уменьшения давления включения мы действуем по вышеприведенной схеме, только пружину откручиваем, а не закручиваем.

Для чего мы в подготовительном этапе запоминали или записывали показания манометра? Только чтобы понимать ситуацию. Для представления о текущем положении дел. Мы же поставили новое реле и включаем его в первый раз! Нам надо иметь представление, что как работает и работает ли вообще.

Регулируем давление отключения насоса

1. Чтобы увеличить давление отключения насоса ЗАКРУЧИВАЕМ МАЛУЮ пружину. Закручивать ее нужно значительно менее активно, чем большую. Она куда более чувствительна.
2. Помним, что малая пружина задает не конкретное давление отключения, а разницу, между давлением включения и отключения. Разница только в том, что при закручивании (откручивании) большой пружины давление отключения будет изменяться синхронно с давлением включения.
3. Сразу проверяем, что получается.
4. Повторяем операции с МАЛОЙ пружиной до тех пор, пока нас не устроит давление ВЫКЛЮЧЕНИЯ насоса.

Случай второй. Насос включается нормально, на нужном давлении, но не выключается.

1. Даем насосу поработать. Смотрим на манометр. Давление не должно расти вечно. Оно остановится на каком-то максимуме и выше не поднимется. Например, 3.8 атмосфер (бар)
2. Выключаем насос и спускаем немного давление (открывая кран воды) до нужного давления выключения. Например, 3.2 атмосфер (бар). Понятно, что это давление должно быть выше давления включения (например, наше давление включения 2 атмосферы)
3. ОТКРУЧИВАЕМ МАЛУЮ пружину, пока реле не перещелкнется.
4. Переходим к регулировке давления отключения и тонкой настройке из первого случая выше.

Случай третий. Насос не включается.

1. Выключаем насос. Открываем краны, даем воде вытечь. Реле до сих пор не включилось?
2. Реле неисправно. Меняем его

Случай четвертый. Реле полностью разрегулировано. Мы не знаем ни давления включения, ни выключения. Пружины полностью раскручены или полностью закручены и мы уже ничего не можем сообразить.

1. Раскручиваем малую и большую пружины. Не полностью, конечно! Просто откручиваем значительно. Гайку, которая держит ту или иную пружину не снимаем.
2. Устанавливаем давление в системе на необходимое давление включения (1.5 атмосферы, например). Для этого накачиваем больше, выключаем мотор из розетки и спускаем воду до нужного давления по манометру.
3. ЗАКРУЧИВАЕМ БОЛЬШУЮ пружину до тех пор, пока реле не выключится. Таким образом, мы настроили давление ВКЛЮЧЕНИЯ насоса на 1.5 атмосферы. Если давление опустится менее этого значения, реле должно включиться.
4. Закручиваем большую пружину, чтобы она была только чуть-чуть закручена. Просто выбираем слабину.
5. Далее переходим к инструкции по случаю 2. Выполняем ее с первого пункта и до последнего.

Надеюсь, материал был полезен.
Дмитрий Белкин

Статья создана 28.06.2014

Регулировка реле давления воды для насосной станции

Одной из рабочих частей насосной станции является реле давления. Оно предназначено для включения или отключения электродвигателя агрегата в зависимости от давления в системе.

На новом оборудовании оно уже отрегулировано для работы при оптимальных нагрузках, поэтому без необходимости лучше эти настройки не изменять. Но случается, что без вмешательства не обойтись.

Устройство расширительного бака и реле давления

При интенсивной эксплуатации в работе оборудования могут возникнуть разного рода неполадки, при которых возникает необходимость реле давления выставить заново.

Например, часто случаются ситуации, когда аппарат просто перестает включаться, либо работает без остановки достаточно продолжительное время. Это явные признаки неисправности реле давления воды.

Рекомендация специалиста: не меняйте настройки в реле давления, если в этом нет крайней необходимости. Иначе изделие потеряет гарантию.

Обычно это устройство представляет собой небольшую коробочку с выходящими из нее проводами. Чтобы добраться до регулировочных пружин, необходимо отвернуть пластиковый винт, располагающийся сверху.

Внутри установлены две пружины — одна больше, вторая меньше, а также механизм автоматики контактной группы. Малая пружина необходима для регулировки разницы давлений. Большая — для регулировки давления отключения.

Если правильно не установить давление воздуха в гидробаке, то показания на манометре давления воды будут неверными. Поэтому первым делом необходимо выставить давление воздуха в гидрофоре.

Для этой процедуры необходимо обязательно обесточить электрическую часть станции и слить воду.

Гидрофор состоит всего из трех частей:

• корпус;
• ниппель;
• резиновая диафрагма.

Резиновая груша крепится к корпусу гидрофора обратным клапаном (ниппелем), через который давление либо добавляется, либо сбрасывается.

Измерить давление можно при помощи автомобильного манометра, используемого автомобилистами для измерения давления в колесах.

Нагнетать давление в ресивер можно автомобильным или велосипедным насосом.

В зависимости от объема расширительного бака подбирается и давление. Нормальным считается давление воздуха, которое на 10% меньше, чем давление, при котором включается оборудование.

Например, если давление, при котором электродвигатель начинает работать, составляет 2 бар, то выставить давление воздуха следует на 1,9 бар, то есть спустить или накачать резиновую грушу.

Мастера советуют: давление воздуха следует контролировать, даже если никаких изменений в работе реле давления вы не проводили.

Как правильно выполнить регулировку

Элементы реле давления. (Для увеличения нажмите)

Перед тем, как приступить к регулировке, необходимо отключить двигатель насоса от электропитания. Сливать воду и сушить бак необязательно.

Настройка реле заключается в добавлении или уменьшении давления пружины на контактную группу. Обычно регулируется только винт с гайкой на более крупной пружинке. Этот винт отвечает за отключение аппарата.

Если вы хотите добавить давление, достигнув которого, насос должен останавливаться, то необходимо гайку закручивать, тем самым зажимая пружину. Если же вам необходимо уменьшить давление — то пружину следует ослаблять, соответственно, гайку необходимо откручивать.

Рекомендуется сделать пол-оборота, после чего произвести включение оборудования, и проверить давление по показаниям манометра. Данную процедуру необходимо повторять до того момента, когда агрегат станет автоматически отключаться на том давлении, которое необходимо.

Возможно, Вас также заинтересует познавательная статья о бытовых насосах для дачи.

Статью о критериях выбора между скважинным насосом и насосной станцией читайте здесь.

Для оптимальной работы системы водоснабжения небольшого дома достаточно будет поддерживать давление 3 бар.

Это значение может меняться в зависимости от используемых приборов, подключенных к водопроводу. Исходя из этого, давление отключения можно выставить 2,5 — 3,5 бар.

Второй (маленький) регулировочный винт ошибочно называют винтом регулятора давления включения. На самом деле он регулирует разницу давлений отключения и включения.

Так, когда вы устанавливаете давление выключения насосного оборудования на 3 бар, автоматически давление включения установится на отметку 1,7 бар. Если вас устроит такой результат, то трогать настройки не следует.

Если же нужен другой результат, то регулировка производится аналогично винту выключения. Заворачивая гайку — значение увеличивается, отпуская – уменьшается.

Предложение специалиста: записывайте все показания манометра. Это позволит не запутаться с показаниями и выставить необходимые параметры.

Еще одним моментом, который следует учитывать, является установка крышки на место. Дело в том, что во время установки может сместиться штифт, на котором крепится пружина. За этот самый штифт крепится и крышка, что может сместить регулировку, как правило, в большую сторону.

Видео: регулировка реле давления воды

Правильно установленное и настроенное оборудование прослужит значительно дольше и сэкономит немало ваших денег. Ну и не забывайте про своевременное техническое обслуживание насоса.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями! Смотрите также:

Регулировка реле давления насосной станции и настройка своими руками

Реле давления – это часть насосной станции, которая отвечает за пуск и отключение насосного оборудования при достижении определённого давления в гидробаке. Как правило, при покупке насосной станции на датчиках давления выставлены заводские настройки. В итоге агрегат, отрегулированный производителем, реагирует на определённые показатели для пуска и остановки насоса. Обычно заводские настройки включения устанавливаются в переделах 1,5-1,8 атм., а настройки на отключения прибора срабатывают при попадании давления в диапазон от 2,5 до 3 атм.

Но иногда для более эффективной эксплуатации станции в определённых условиях требуется изменить настройки прибора. В этом случае проводится регулировка реле давления насосной станции. Из нашей статьи вы узнаете, как это сделать своими руками, а видео в конце статьи поможет более наглядно разобраться в процессе.

Особенности конструкции и принцип работы

Появилось лучшее мобильное приложение для опытных БИгроков и можно абсолютно бесплатно скачать 1xBet на Андроид телефон со всеми последними обновлениями и по новой открыть для себя ставки на спорт.

Чтобы вы могли правильно отрегулировать данное реле своими руками, вам стоит разобраться в особенностях его конструкции и понять принцип действия агрегата.

Реле давления насосной станции – это металлическая основа, на верхней части которой зафиксирована контактная группа, два пружинных разно размерных регулятора и клеммная колодка. В нижней части стальной пластины прикреплена крышка мембраны, под которой находится стальной поршень и сама мембрана, а также быстросъёмная гайка для фиксации к переходнику, установленному на насосном оборудовании.  Все эти детали накрываются крышкой из пластика. Она в свою очередь крепится к винтовой части большого регулятора. Эта крышка при необходимости легко снимается при помощи гаечного ключа или отвёртки.

Как правило, реле в насосных станциях водоснабжения могут отличаться конфигурацией, формой и расположением отдельных элементов, но обычно они имеют такую конструкцию, как мы описали выше. Иногда реле может укомплектовываться дополнительными элементами, позволяющими защищать агрегат от работы «на сухую» и оберегать мотор от перегрева, для этого прибор будет измерять температуру перекачиваемой  жидкости.

Принцип действия этого прибора следующий:

Рекомендуем к прочтению:

1. Под действием давления воды, поступающей из насосного оборудования, мембрана за счёт увеличения давления воздуха во второй камере давит на поршень, приводящий в действие контактную группу.
2. Эта группа крепится на стальной платформе, укомплектованной двумя шарнирами. В зависимости от того, какое положение она займёт, контакты, через которые идёт напряжение 220 V на насосный агрегат, могут замыкаться или размыкаться, вызывая тем самым запуск или остановку насоса.
3. Чтобы уравновесить давление поршня, используется пружина регулятора, воздействующая на платформу для установки контактной группы. Сила сжатия пружины регулируется посредством соответствующей гайки.
4. По мере уменьшения количества воды в системе из-за расхода потребителем давление воздуха в баке водоснабжения падает. В итоге пружина, преодолевая воздействие поршня, замыкает контактную группу, что приводит к запуску насоса.
5. По мере того, как воды в баке становится больше, давление воздуха возрастает. Это приводит к тому, что поршень постепенно смещает платформу с контактами, несмотря на противодействие пружины. Однако размыкание контактов происходит не сразу, а после смещения платформы на определённое расстояние. Эта величина зависит от того, насколько вторая малая пружина будет сжата. Она так же, как и большая пружина, находится на штоке с гайкой. Как только происходит размыкание контактов, насосный агрегат прекращает работать.

Отсюда получается что, для того чтобы отрегулировать давление включения агрегата водоснабжения, необходимо правильно настроить силу сжатия большой пружины. Давление, регулируемое этим элементом, ещё называют нижним. Чтобы отрегулировать верхнее давление в системе водоснабжения, необходимо настроить срабатывание малой пружины. Сила сжатия этого элемента позволяет установить разницу между давлением отключения и включения.

Настройка реле давления насосной станции может понадобиться в том случае, если заводские настройки хозяина не устаивают либо они сбились. Однако прежде чем приступить к регулировке, необходимо правильно подготовить накопительный бак.

Подготовка гидробака

Гидробак, накопительная ёмкость или гидроаккумулятор – это герметичный резервуар, состоящий из двух частей. В одной части в виде резиновой груши происходит накопление воды. А другая часть – это пространство между стенками груши и внутренней поверхностью гидробака, в которую закачано определённое количество воздуха.

Поскольку в груше происходит накопление воды, она подключается к системе водоснабжения. Закачивание воздуха во вторую камеру можно выполнить при помощи обычного автомобильного насоса. Благодаря этому воздуху происходит сжатие груши с водой, что способствует поддержанию определённого давления в трубах водоснабжения. Благодаря этому после открывания крана движение воды по трубопроводу происходит под напором без включения насоса.

Внимание: если неправильно подобрать давление воздуха в гидробаке, не получится достичь работы системы в оптимальном режиме.

Слишком высокий или низкий показатель может привести к частому пуску и остановке насоса, что негативно скажется на сроке эксплуатации прибора. Пониженное значение может приводить к чрезмерному растяжению груши и быстрому выходу её из строя.

Рекомендуем к прочтению:

Последовательность подготовки гидробака:

1. Перед тем как закачивать воздух в гидробак или перед проверкой показателей, необходимо произвести слив воды из трубопровода. Для этого нужно открыть нижний кран. В итоге груша в накопительном баке опустеет.
2. Теперь можно производить закачку воздуха и проверку давления. Оно должно быть на 10 процентов меньше, чем нижний показатель. Если вы ещё не настраивали систему и не знаете, какое должно быть нижнее значение, то регулировку делают так:

• если объём гидробака равен 20-25 л, то ставим давление в пределах 1,4-1,7 бар;
• при вместительности накопительного бака в пределах 50-100 л показатель требуется выставить в районе 1,7-1,9 бар.

Важно: не стоит надолго оставлять грушу гидроаккумулятора без воды. От этого её стенки могут рассохнуться или склеиться.  Давление воздуха в гидробаке необходимо проверять каждый месяц.

Настройка реле

При правильном давлении воздуха в накопителе и чистых фильтрах можно приступать к настройке реле воды  в насосной установке. Работу по регулировке ведём в такой последовательности:

1. После отключения насоса производим слив воды из трубопровода. Для этого открываем нижний кран в системе. При помощи отвёртки или гаечного ключа снимаем крышку с реле.
2. Включаем насос, который произведёт закачку воды в систему.
3. В момент выключения насосного агрегата необходимо записать показания манометра. Так вы узнаете текущее верхнее давление.
4. После этого стоит немножко приоткрыть кран, который находится в наивысшей точке системы. Если у вас одноуровневая система, то откройте кран, наиболее удалённый от насоса. Когда давление понизится до определённого значения, насосный агрегат снова запустится. Вам стоит засечь показания манометра в момент запуска и снова их записать. Так вы найдёте текущее нижнее давление. Отняв полученные результаты, вы получите разницу давлений, на которую и настроено ваше реле. Кроме записи показаний оцените напор из открытого крана (самого дальнего в системе).
5. Если напор оказался недостаточным, то нижнее давление необходимо увеличить. Для этого агрегат нужно отключить от электропитания и поджать гайку на большой пружине. Если вам нужно уменьшить напор, то пружину стоит ослабить.
6. Переходим к настройке разности давлений, которую вы уже узнали, отняв найденные показатели. Оптимальные показатели должны быть в пределах 1,4 атм. Если ваш результат меньше, то это может вам дать более равномерную подачу воды, но более частый запуск насоса. Это может привести к преждевременному износу агрегата. Если ваш результат превышает оптимальные показатели, то работа будет проходить в более щадящем режиме, но станет ощутимой разница между предельно высоким и низким напором. Чтобы настроить этот параметр, нужно поворачивать гайку на малой пружине. Чтобы увеличить разность давлений, необходимо повысить силу сжатия. Ослабление пружины вызовет обратное действие.
7. После проведения регулировки стоит проверить её эффективность. Для этого воду из системы снова сливают, к насосному оборудованию подключается электропитание и агрегат запускается. Дальнейшие действия повторяют, пока настройки реле не будут вас устраивать.

Внимание: вторая (малая) пружина очень чувствительная, поэтому её регулировку стоит проводить очень осторожно, подкручивая гайку на небольшой оборот.

Первичная настройка

Если на вашем реле пружины полностью ослаблены, придётся произвести настройку с нуля. В этом случае работу проводят в такой последовательности:

1. Производят запуск насосного оборудования и нагнетают давление в системе до того уровня, когда напор воды из самого удалённого от насоса крана не станет более-менее приемлемым для вас. Допустим, что измерительный прибор показал в этот момент значение 1,5 бар. Производим выключение насоса.
2. Теперь необходимо отключить насосную станцию от питания, открыть крышку на реле и начать подтягивать гайку на большой пружине, пока не раздастся характерный щелчок, указывающий на замыкание контактов.
3. Крышку реле устанавливают на место и производят запуск насосного оборудования. При этом давление нужно довести до 2,9 бар.
4. Теперь агрегат нужно снова отключить от питания, крышку на реле опять открываем и поджимаем гайку малой пружины, пока не прозвучит щелчок размыкания контактов.
5. После произведённых настроек реле будет срабатывать при нижнем показателе в 1,5 бар и выключать насос при верхнем давлении в 2,9 бар. Крышку на реле возвращаем на место, а станцию подключаем к электросети.

Видео инструкция по регулировке реле давления агрегата водоснабжения своими руками:

Регулировка реле давления насосной станции – настраиваем датчик своими руками

Работа насосного оборудования в системе автономного водоснабжения регулируется специальной автоматикой. Одной из основных деталей, контролирующих параметры сети, является реле давления. Это устройство имеет заводские настройки, определяющие низший и высший предел, при котором включается насос. При необходимости изменить показатели выполняется регулировка реле давления насосной станции. Такая операция не требует привлечения специалистов, зная правила настройки, ее можно осуществить самостоятельно.

Сеть водоснабжения с реле

Как устроено реле давления

Независимо от производителя реле давления воды в системе водоснабжения представляет собой компактный блок с двумя пружинами и электрическими контактами. Гидравлическая часть устройства – это мембрана с поршнем и двумя пружинами разного размера. Электрическая часть – контактная группа, размыкающая/замыкающая сеть для включения/выключения насоса. Все конструктивные детали, включая клеммную колодку, крепятся к металлическому основанию. Устройство имеет несколько групп клемм:

• для подключения напряжения 220В;
• для заземления;
• клеммы на насос.

С тыльной стороны располагается гайка подключения к штуцеру. Сверху прибор накрывается пластиковой крышкой, фиксирующейся к винту большей пружины. Изделия различных заводов могут оснащаться дополнительными элементами, обладать характерной формой и расположением узлов, но все они имеют схожую конструкцию. Датчик может быть механическим и электронным. Механические устройства более популярны благодаря низкой стоимости.

Конструкция реле

Внимание. Для снятия с прибора пластиковой крышки требуется отвертка или гаечный ключ.

Принцип функционирования реле

Устройство реле давления насосной станции не требует вмешательства человека в процесс включения и отключения насоса. Принцип его работы основан на изменении степени воздействия на поршень, отвечающий за смыкание контактов. Большая пружина, посаженная на шток с гайкой регулировки, оказывает противодействие движению мембраны и поршня. Когда давление в системе снижается вследствие разбора воды, контактная платформа опускается и замыкает контакты. Насос включается и начинает качать жидкость.

Механический контроллер давления

Поступление воды в гидроаккумулятор приводит к возрастанию давления воздуха на мембрану устройства. Поршень, преодолевая действие пружины, начинает смещать контактную платформу. Этот процесс вызывает размыкание электрических контактов. Отключение тока происходит не сразу, а при отведении платформы на расстояние, определенное настройкой малой пружины. Этот регулятор отвечает за разницу давления. После полного размыкания контактов агрегат прекращает работу по перекачиванию воды.

Информация. Для регулировки нижнего уровня давления (включение) используется большая пружина, для выставления верхнего предела (выключения) – маленькая пружина.

Подготовка насосной станции

При организации индивидуального водоснабжения устанавливается специальное оборудование — насосная станция. Она состоит из двух частей:

• погружной (поверхностный) насос;
• гидроаккумулятор.

Герметичный бак с установленной внутри резиновой мембраной служит для хранения запаса воды и поддержания стабильного давления в системе. Прежде, чем приступить к настройке реле давления насосной станции своими руками, следует подготовить резервуар. Бак состоит из резиновой груши, в которую закачивается вода, и камеры, заполненной воздухом. Величина напора воздуха влияет на работу всей системы водоснабжения, поэтому необходима настройка насосной станции.

Подготовка мембранного бака начинается с полного слива воды из трубопровода и самой емкости. Для этого используется нижней кран системы. В пустой бак нагнетается воздух, его давление должно быть меньше нижнего предела на 10%. Минимальное значение напора определяется в зависимости от размеров гидроаккумулятора:

• 20-30 л – 1,4-1,7 бар;
• 50-100 л – 1,8-1,9 бар.

После определения давления в накопительном баке система сразу наполняется водой, нельзя допустить пересыхания резиновой груши.

Насосная станция с гидроаккумулятором и датчиком

Внимание. Самостоятельная проверка напора в баке необходимо при сборке оборудования из отдельных деталей. Современные модели насосных станций, изготовленные в заводских условиях, имеют готовые параметры настройки, указанные в документах.

Чтобы мембрана бака прослужила долгий срок, рекомендуется устанавливать давление в накопителе на 0,1-0.2 атм. ниже, чем минимальный уровень в системе.

Где установить механический контроллер?

Выбирая место подключения реле давления к погружному насосу, следует избегать возможной турбулентности и скачков напора. Оптимальный вариант – установка около гидроаккумулятора. Следует учитывать условия эксплуатации прибора, в документах производитель указывает допустимые параметры температуры и влажности. При влагозащищенном исполнении датчика можно установить его вместе с накопителем в кессоне. Чтобы контроллер начал функционировать его необходимо соединить с электрической и водопроводной сетью.

Для реле желательно выделить отдельную электрическую линию, но это условие не является обязательным. От щитка прокладывается кабель сечением 2,5 мм². Для безопасности рекомендуется установить автомат защиты, с параметрами, соответствующими характеристикам насоса. Обязательно выполняется заземление устройства.

Клеммная колодка имеет три группы контактов: заземление, фаза и ноль от щитка, провод от насоса.
Подключение выполняется стандартно – провод зачищается, вставляется в разъем и фиксируется болтом

Внимание. Подключение к электрической сети производится по надписям, указанным на контактной группе.

Погружной насос с реле давления может соединяться с помощью тройника или штуцера с пятью выходами. Подключение выполняется через гайку на тыльной стороне прибора. В первом случае устройство устанавливается непосредственно на магистрали. Предпочтительней второй вариант, когда собирается узел из пяти частей:

1. Погружной или поверхностный насос.
2. Манометр.
3. Гидроаккумулятор.
4. Датчик давления.
5. Трубопровод.

Схема установки реле

Совет. Все резьбовые соединения узла нуждаются в герметизации, для этой цели используется герметик или ФУМ-лента.

Обязательными элементами сети водоснабжения дома являются фильтры. Эти устройства необходимы для очищения жидкости от примесей, ухудшающих работу оборудования, в том числе реле давления. После подключения датчика к водопроводу и электрической сети остается только регулировка насосной станции своими руками.

Фильтр можно установить до гидроаккумулятора и автоматики. Он будет задерживать все крупные частицы, которые могут повредить системы реле, мембраны и резиновые прокладки. Но в этом случае фильтр для насосной станции необходимо регулярно очищать – сильное загрязнение ухудшает его пропускную способность. Это увеличивает нагрузку на насос, что может привести к его преждевременному выходу из строя. При установке фильтра после станции, она будет работать в штатном режиме без увеличения нагрузки. По ослаблению напора, потребитель поймет, что фильтрующий элемент требует очистки.

Настройка реле

Производитель обеспечивает настройку насосных станций на средние показатели:

• нижний уровень – 1,5-1,8 бар;
• верхний уровень – 2,4-3 бар.

Нижний порог давления

Если потребителя не устраивают такие значения, то зная, как отрегулировать давление в насосной станции, их можно изменить. Разобравшись с установкой правильного напора в накопительном баке, приступают к корректировке настроек датчика:

1. Насос и реле отключается от питания. Из системы спускается вся жидкость. Манометр в этот момент на нулевой отметке.
2. Пластиковая крышка датчика снимается с помощью отвертки.
3. Включить насос и записать показания манометра в момент отключения оборудования. Этот показатель – верхнее давление системы.
4. Открывается кран, находящийся дальше всего от агрегата. Вода постепенно сливается, насос снова включается. В этот момент по манометру определяется нижнее давление. Разницу давлений, на которую в данный момент настроено оборудование, вычисляют математическим способом – отняв полученные результаты.

Внимание. Для получения корректной настройки необходим надежный манометр, показаниям которого можно доверять.

Имея возможность оценить напор из крана, выбирают необходимую настройку. Регулировка на увеличение давления насосной станции выполняется путем закручивания гайки на большой пружине. Если напор нужно уменьшить – гайка ослабляется. Не забывайте, что работы по корректировке проводятся после отключения устройства от питания.

Внимание. Настройка проводится осторожно, реле – чувствительное устройство. Один поворот гайки изменяет давление на 0,6-0,8 атмосферы.

Верхний порог давления

Для настройки оптимальной частоты включения насоса необходимо отрегулировать разность давлений. За этот параметр отвечает маленькая пружина. Оптимальное значение разности верхнего и нижнего порога давления составляет 1,4 атм. Если необходимо увеличить верхний предел, при котором отключается агрегат, то гайку на маленькой пружине крутят по часовой стрелке. При уменьшении – в противоположную сторону.

Схема настройки

Какое действие на оборудование оказывает такая регулировка? Показатель ниже среднего (1,4 атм.) обеспечит равномерную подачу воды, но агрегат будет часто включаться и быстро сломается. Превышение оптимального значения способствует щадящему режиму использования насоса, но водоснабжение пострадает из-за заметных скачков напора. Регулировка разницы давления насосной станции осуществляется плавно и осторожно. Результат воздействия требует проверки. Повторяется схема действий, выполняемых при настройке нижнего уровня давления:

1. Все приборы отключаются от электрической сети.
2. Вода сливается из системы.
3. Включается насосное оборудование и оценивается результат настройки. При неудовлетворительных показателях процедура повторяется.

При выполнении настроек разницы давлений существуют ограничения, которые следует учитывать:

• Параметры реле. Нельзя устанавливать верхний порог давления равный 80% от максимального показателя устройства. Данные о давлении, на которое рассчитан контроллер, присутствуют в документах. Бытовые модели обычно выдерживают до 5 атм. Если в системе необходимо поднять напор выше этого уровня, стоит купить более мощное реле.
• Характеристики насоса. Перед выбором регулировки необходимо свериться с характеристикой оборудования. Агрегат должен отключаться при давлении, которое на 0,2 атм. ниже его верхнего предела. В этом случае он будет функционировать без перегрузок.

Особенности регулировки «с нуля»

Если обе пружины реле ослаблены, регулировка автоматики насосной станции выполняется по следующему алгоритму:

1. Агрегат включается для закачивания воды в систему. Уровень напора контролируется наблюдением за струей из отдаленного крана. Если напор приемлем, то фиксируется показание манометра, а насос отключается.
2. Отсоединив датчик от сети, открывают крышку и крутят гайку большой пружины, пока контакты не замкнутся.
3. Коробку закрывают и снова включают устройство в сеть. Насос включают и оставляют работать, пока давление на манометре не достигнет отметки равной предыдущему значению плюс 1,4 атм.
4. Агрегат и реле отключают от питания, затем подкручивают гайку на меньшей пружине, пока контакты не разомкнутся. Настройки нижнего и верхнего порога закончены.

Реле давления с манометром

Использование датчика без гидроаккумулятора

Для некоторых моделей оборудования используется схема подключения скважинного насоса с реле давления без накопительного бака. Специальный автоматический контроллер запускает и останавливает агрегат при достижении граничных показателей. Электронный блок имеет функцию защиты от «сухого хода» и обеспечивает безопасную работу системы.

Внимание. Минус такой схемы – отсутствие минимального запаса воды, который обеспечивает мембранный бак.

Электронное реле давления для поверхностного и погружного насоса

Прибор запускает насос при открытии крана, после остановки подачи воды оборудование некоторое время работает для создания заложенного уровня давления. Преимущества автоматического контроллера:

• компактность;
• исключаются расходы на покупку гидроаккумулятора;
• стабильное давление в системе.

Среди недостатков – частое включение насоса, ведущее к преждевременному износу. Такой вид автоматики подходит для сети, используемой для долгого режима включения (полив, наполнение большой емкости).

Монтаж и корректная настройка реле давления насосной станции обеспечивают в системе стабильный напор воды. Правильная регулировка прибора способствует продлению срока эксплуатации оборудования и предотвращает возникновение аварийных ситуаций.

Статьи: настройка реле давления и регулировка воздуха в гидроаккумуляторе

Реле давления — элемент который управляет работой насосной станции (например AQUAJET или AQUAJET-INOX) и который делает возможной её работу в автоматическом режиме. Реле давления имеет несколько характеристик:

• Давления включения (P_вкл) — это то давление (бар), при котором происходит включение насосной станции путем замыкания контактов в реле давления. Иногда давление включения еще называют „нижним“ давлением.
• Давление выключения (P_выкл) — это давление (бар), при котором происходит выключение насосной станции путем размыкания контактов в реле давления. Иногда давление выключения еще называют „верхним“ давлением.
• Перепад давления (ΔP) — абсолютная разница между давлением выключения и давлением включения (бар).
• Максимальное давление выключения — это то максимальное давление (бар), при котором возможно отключение насосной станции.

Любое реле давления имеет заводские установки и, как правило, они следующие:
Давление включения: 1,5-1,8 бар
Давление выключения: 2,5-3 бар
Максимальное давления выключения: 5 бар

Как все это работает:
Допустим, насосная станция подключена (об этом в статье «Подготовка насосной станции DAB к работе»), и вся система заполнена водой. После открытия любого крана (душ, мойка и т.п.) и начала водоразбора, давление в системе начнет плавно (благодаря мембранному гидробаку) падать, что легко отследить по манометру. Все это время вода поступает потребителю из гидробака. При достижении „нижнего“ давления включения (его можно также отследить по манометру в момент включения насоса) контакты внутри реле давления замкнутся и насос запустится. Все остальное время водоразбора насос продолжает работать, подавая воду напрямую потребителю. После завершения водоразбора (все краны закрыты), насос все еще продолжает работать, только теперь вода подается не потребителю, а закачивается в гидробак (т.к. больше ей некуда деться) и давление плавно возрастает. При достижении давления выключения (можно легко отследить по манометру в момент остановки насоса) контакты внутри реле давления размыкаются и насос останавливается. При следующем водоразборе цикл повторяется. Все довольно просто.

Но что делать если заводские установки реле давления не очень комфортны? Например: на верхних этажах давление падает очень заметно, или система очистки воды требует на входе не менее 2,5 бар, в то время как насос включается только при 1,5-1,8 бар.

Настроить реле давление можно и самостоятельно:

Записываем по манометру давление включения и выключения при работающем насосе. Отключаем питание от насоса и снимаем верхнюю крышку реле давления (как правило, отвернув один винт). Вы увидите два винта, один более большой, находится в верхней части реле, а второй, немного меньшего размера, находится под ним. Верхний винт отвечает за давление выключения и как правило рядом с ним находится буква «P» и стрелка со знаками «+» и «-». Затем вращаем винт в нужном направлении (если давление выключения необходимо поднять то вращаем по направлению знака «+», если опустить то в направлении знака «-»). Сколько вращать? Сделайте оборот (пол оборота, полтора — сколько хотите). После этого запускаем насос и смотрим, при каком давлении он выключится теперь. Запоминаем, выключаем питание насоса, и вращаем винт дальше, опять запускаем насос и записываем новое значение, таким образом приближаясь к нужному значению.

Нижний винт отвечает за разницу между давлением выключения и давлением включения. Как правило рядом написано «ΔP» и находится стрелка со знаками «+» и &laquo-». Настройка разницы давлений аналогична настройке давления выключения. Остается только один вопрос, какой она должна быть? Разница между давлением включения и выключения обычно составляет 1,0-1,5 бар. Причем чем выше давление выключения, тем большей может быть эта разница. Например, при заводских установках P_вкл = 1,6 бар, P_выкл = 2,6 бар разница составляет 1 бар, это как раз стандартное значение. Если мы хотим изменить заводские установки и поднять Р_выкл до 4 бар, то разницу можно сделать в 1,5 бар, т.е. P_вкл нужно установить на уровне 2,5 бар. Надо понимать, что чем больше эта разница, тем выше перепад давления в системе, что не всегда комфортно. Но в то же время, реже будет включаться насос, и больше воды поступит из гидробака до момента включения насоса.

Это справедливо только в том случае, когда насос может обеспечить требуемое давление (смотрите характеристику насоса). Т.е. если насос может выдать по паспорту только 3,5 бар (с учетом всех видов потерь), то настройка реле давления на выключение 4 бар ничего не даст. Насос просто не сможет обеспечить требуемое давление и в данном случае будет работать не останавливаясь. И если нужно все-таки именно 4 бар, то придется менять насос на более мощный.

Каким же все-таки должно быть давление воздуха в воздушной полости гидробака?

Очень многие не задумываются, или же просто не знают, что нужно следить еще и за этим. К сожалению да, нужно, от этого напрямую зависит срок службы мембраны гидробака, а в конечном счете, и насоса.

Замеряем давление воздуха в воздушной полости гидробака. Делаем это только на отключенном от системы гидробаке — отключаем питание насоса, открываем любой кран за насосом и ждем пока вода выйдет из гидробака. Либо замеряем на установке еще не подключенной к системе водоснабжения. Для этого снимаем декоративный колпачок с воздушного ниппеля гидробака и подсоединяем к нему обычный автомобильный манометр (для проверки давления в шинах автомобиля). Запоминаем это давление. (Как правило на небольших гидробаках, емкостью до 50 литров, это давление будет равно 1,5 бар). Теперь самое главное правило: давление воздуха в гидробаке должно быть меньше, чем давление включения насоса примерно на 10%. Т.е. если давление включения насоса составляет 1,6 бар, то давление воздуха должно составлять 1,4-1,5 бар. В большинстве случаев, это и есть те заводские установки о которых говорилось выше. Т.е. покупая готовую насосную станцию, вы уже имеете полностью настроенную систему. Но как только вы внесли изменения в заводские установки реле давления, необходимо всегда изменять и давление воздуха в гидробаке. Например, если вы установили P_вкл = 2,5 бар, P_выкл = 3,5 бар, то необходимо и давление воздуха поднять до значения в 2,2-2,3 бар.

Кстати, даже если вы ничего не меняли в заводских настройках, за давлением воздуха необходимо регулярно следить, или, хотя бы, контролировать его раз в год в начале дачного сезона. Важно чтобы это давление было постоянным, если же оно немного снизилось за зиму, его всегда можно поднять обычным автомобильным насосом до требуемого уровня.

Все эти несложные операции не займут много времени, достаточно уделить им внимание один раз в год, тем более, что все окупится долгой и бесперебойной работой всей системы водоснабжения в целом.

© 2007 DAB-SHOP.RU Настройка реле давления и регулировка давления воздуха в гидроаккумуляторе.

Реле давления насосной станции: принцип работы и регулировка

Чтобы сделать в небольшом частном доме автономную систему водоснабжения, будет достаточно обычного насоса, скважинного или поверхностного, с подходящими характеристиками производительности. Но для дома, в котором проживает больше 4 человек, или для 2-3 этажного жилища потребуется устанавливать насосную станцию. Это оборудование уже имеет заводские настройки давления, но иногда их необходимо корректировать. Когда требуется регулировка насосной станции, и как это делать, будет рассказано ниже.

Устройство насосной станции

Чтобы правильно отрегулировать данное насосное оборудование, необходимо иметь хотя бы минимальное представление о том, как оно устроено и по какому принципу работает. Главное предназначение насосных станций, состоящих из нескольких модулей – это обеспечение питьевой водой всех точек водозабора в доме. Также данным агрегатам под силу автоматически повышать и поддерживать давление в системе на необходимом уровне.

Ниже приведена схема насосной станции с гидроаккумулятором.

В состав насосной станции входят следующие элементы (см. рисунок выше).

1. Гидроаккумулятор. Выполнен в виде герметичного бака, внутри которого находится эластичная мембрана. В некоторых емкостях вместо мембраны установлена резиновая груша. Благодаря мембране (груше) гидробак делится на 2 отсека: для воздуха и для воды. Последняя закачивается в грушу или в часть бака, предназначенную для жидкости. Подключение гидроаккумулятора происходит на отрезке между насосом и трубой, ведущей к точкам водозабора.
2. Насос. Может быть поверхностным или скважинным. Тип насоса должен быть либо центробежным, либо вихревым. Вибрационный насос для станции использовать нельзя.
3. Реле давления. Датчик давления автоматизирует весь процесс, при котором вода подается из скважины в расширительный бак. Реле отвечает за включение и выключение двигателя насоса при достижении в баке необходимой силы сжатия.
4. Обратный клапан. Препятствует вытеканию жидкости из гидроаккумулятора при отключении насоса.
5. Электропитание. Чтобы подключить оборудование к электрической сети, для него требуется протянуть отдельную проводку с сечением, соответствующим мощности агрегата. Также в электрической цепи должна быть установлена система защиты в виде автоматов.

Данное оборудование работает по следующему принципу. После открытия крана в точке водозабора вода из гидроаккумулятора начинает поступать в систему. Одновременно в баке происходит снижение сжатия. Когда сила сжатия снизится до величины, установленной на датчике, происходит замыкание его контактов, и двигатель насоса начинает работать. После прекращения потребления воды в точке водозабора, или при повышении силы сжатия в гидроаккумуляторе до необходимого уровня, происходит срабатывание реле на отключение насоса.

Реле давления насосной станции

Датчик в автоматическом порядке регулирует процесс откачки воды в системе. Именно реле давления отвечает за включение и отключение насосного оборудования. Он же контролирует уровень напора воды. Встречаются механические и электронные элементы.

Механические реле

Устройства такого плана отличаются простой и вместе с тем надёжной конструкцией. Они гораздо реже выходят из строя, чем электронные аналоги, потому как в механических реле перегорать попросту нечему. Регулировка происходит посредством смены натяжения пружин.

Механическое реле давление регулируется натяжением пружин

Механическое реле включает в себя пластину из металла, где закреплена контактная группа. Здесь же находятся клеммы для подключения устройства и пружины для регулировки. Нижняя часть реле отведена под мембрану и поршень. Конструкция датчика достаточно проста, поэтому с самостоятельной разборкой и анализом повреждений серьёзных проблем возникнуть не должно.

Электронные реле

Подобные устройства привлекают в первую очередь удобством пользования и своей точностью. Шаг электронного реле заметно меньше, чем механического, а значит, вариантов регулировки здесь больше. Но электроника, в особенности бюджетная, часто ломается. Поэтому излишняя экономия в этом случае нецелесообразна.

Электронное реле давления воды

Ещё одно явное преимущество электронного реле – это защита техники от холостого хода. Когда напор воды в магистрали будет минимальным, элемент некоторое время будет продолжать работать. Такой подход позволяет защитить основные узлы станции. Отремонтировать электронное реле своими силами гораздо сложнее: кроме технических знаний необходим специфический инструмент. Поэтому диагностику и обслуживание датчика лучше предоставить профессионалам.

Характеристики устройства

В зависимости от модели станции и её типа устройство может располагаться как внутри корпуса, так и крепиться снаружи. То есть, если оборудование идёт без реле, или его функционал не устраивает пользователя, то всегда есть возможность подобрать элемент в отдельном порядке.

Датчики также различаются по максимально допустимому давлению. Добрая половина классических реле настроены на 1,5 атм для запуска системы и 2,5 атм на её деактивацию. Мощные бытовые модели имеют порог в 5 атм.

Когда речь идёт о внешнем элементе, то здесь крайне важно учесть характеристики насосной станции. Если оперировать слишком высоким давлением, то система может не выдержать, и как следствие появятся протечки, разрывы и скорый износ мембраны. Поэтому так важно отрегулировать реле именно с оглядкой на критичные показатели станции.

Особенности работы

Рассмотрим принцип работы устройства на примере одного из самых распространённых реле для насосных станций – РМ-5. В продаже также можно встретить зарубежные аналоги и более продвинутые решения. Подобные модели укомплектованы дополнительной защитой и предлагают расширенные функциональные возможности.

РМ-5 включает в себя подвижную металлическую основу и пару пружин с двух сторон. Мембрана в зависимости от давления двигает пластину. Посредством прижимного болта можно отрегулировать минимальные и максимальные показатели, при которых техника включается или отключается. РМ-5 оснащён обратным клапаном, поэтому вода при деактивации насосной станции не сливается обратно в скважину или колодец.

На рынке также можно встретить заводские и любительские модификации РМ-5. Реле усиливают, дополняют какими-то защитными элементами и функционалом.

Поэтапный разбор работы датчика давления:

1. По открытию крана вода начинает поступать из бака.
2. По мере убывания жидкости в насосной станции давление постепенно снижается.
3. Мембрана воздействует на поршень, а он в свою очередь замыкает контакты, включая технику.
4. По закрытию крана бак наполняется водой.
5. Как только показатель давления достигает максимальных значений, оборудование отключается.

От имеющихся установок зависит периодичность работы насоса: как часто он будет включаться и отключаться, а также уровень давления. Чем меньше промежуток между запуском и деактивацией оборудования, тем дольше прослужат основные узлы системы и вся техника в целом. Поэтому так важна грамотная регулировка реле давления.

Но на работу оборудования влияет не только датчик. Случается, что устройство настроено правильно, но другие элементы станции сводят на нет работу всей системы. К примеру, проблема может быть из-за неисправного двигателя или засора коммуникаций. Поэтому к осмотру реле стоит подходить после диагностики основных элементов, особенно если речь идёт о механических датчиках. В доброй половине случаев для устранения проблем с разбросом давления достаточно почистить реле от скопившейся грязи: пружины, пластины и контактные группы.

Когда требуется регулировать реле

Как было сказано выше, реле автоматизирует процесс закачивания жидкости в систему водопровода и в расширительный бак. Чаще всего насосное оборудование, купленное в готовом виде, уже имеет базовые настройки реле. Но возникают ситуации, когда требуется срочная регулировка давления насосной станции. Выполнять данные действия придется в случаях, если:

• после запуска двигателя насоса, он сразу же отключается;
• после отключения станции наблюдается слабый напор в системе;
• при работе станции в гидробаке создается чрезмерная сила сжатия, о чем свидетельствуют показания манометра, но аппарат при этом не отключается;
• не срабатывает реле давления, и насос не включается.

Чаше всего, если у агрегата появляются вышеперечисленные симптомы, то ремонт реле не требуется. Нужно всего лишь правильно настроить данный модуль.

Подготовка гидробака и его регулировка

Перед поступлением гидроаккумуляторов в продажу в них на заводе закачивают воздух под определенным давлением. Закачка воздуха происходит через золотник, установленный на данной емкости.

В среднем, давление в насосной станции должно быть таким: в гидробаках объемом до 150 л. — 1,5 бар, в расширительных баках от 200 до 500 л. — 2 бар.

Под каким давлением находится воздух в гидробаке, можно узнать из этикетки, приклеенной к нему. На следующем рисунке красной стрелкой указана строка, в которой обозначено давление воздуха в накопителе.

Также данные замеры силы сжатия в баке можно произвести, используя автомобильный манометр. Измерительный прибор подключается к золотнику бака.

Чтобы начать регулировать силу сжатия в гидробаке, необходимо его подготовить:

1. Отключите оборудование от электросети.
2. Откройте любой кран, установленный в системе, и дождитесь момента, когда жидкость перестанет течь из него. Конечно же, будет лучше, если кран будет находиться недалеко от накопителя или на одном этаже с ним.
3. Далее, замерьте силу сжатия в емкости, используя манометр, и запомните это значение. Для накопителей небольших объемов показатель должен быть около 1,5 бар.

Чтобы правильно отрегулировать накопитель, следует учитывать правило: давление, вызывающее срабатывание реле на включение агрегата, должно превышать силу сжатия в накопителе на 10%. Например, реле насоса включает двигатель при 1,6 бар. Значит, необходимо создать и соответствующую силу сжатия воздуха в накопителе, а именно 1,4-1,5 бар. Кстати, совпадение с заводскими настройками здесь не случайно.

Если датчик настраивается для запуска двигателя станции при большем, чем 1,6 бар силе сжатия, то, соответственно, и настройки накопителя меняются. Увеличить давление в последнем, то есть накачать воздух, можно, если воспользоваться насосом для накачки автомобильных шин.

Совет! Коррекцию силы сжатия воздуха в накопителе рекомендуется проводить хотя бы 1 раз в год, поскольку за зиму она может снижаться на несколько десятых бар.

Настройка реле давления

Бывают случаи, когда настройки датчика по умолчанию не устраивают пользователей насосного оборудования. Например, если открыть кран на каком-либо этаже здания, то можно заметить, что напор воды в нем быстро снижается. Также установка некоторых систем, очищающих воду, невозможна, если сила сжатия в системе находится на уровне меньше 2,5 бар. Если станция настроена на включение при 1,6-1,8 бар, то фильтры в данном случае работать не будут.

Обычно настройка реле давления своими руками не вызывает затруднений и выполняется по следующему алгоритму.

1. Запишите показатели манометра при включении и отключении агрегата.
2. Выдерните шнур питания станции из розетки или отключите автоматы.
3. Снимите крышку с датчика. Обычно она закреплена 1 шурупом. Под крышкой можно увидеть 2 винта с пружинами. Тот, что больше, отвечает за давление, при котором происходит запуск двигателя станции. Обычно возле него стоит маркировка в виде буквы “Р” и нарисованы стрелки с нанесенными возле них знаками “+” и “-”.
4. Чтобы увеличить силу сжатия, вращайте гайку по направлению к знаку “+”. И наоборот, чтобы снизить ее, нужно крутить винт к знаку “-”. Сделайте один оборот гайки в требуемом направлении и запустите аппарат.
5. Дождитесь, пока станция отключится. Если показания манометра вас не устраивают, то продолжайте вращать гайку и включать аппарат до тех пор, пока давление в накопителе не достигнет требуемого значения.
6. На следующем этапе следует настроить момент выключения станции. Для этого предназначен винт меньшего размера с пружиной вокруг. Возле него находится маркировка “ΔP”, а также нарисованы стрелки со знаками “+” и “-”. Настройка регулятора давления на включение устройства проводится так же, как и на отключение аппарата.

В среднем, интервал между силой сжатия, при которой датчик включает двигатель станции, и значением силы сжатия, когда агрегат останавливается, находится в пределах 1-1,5 бар. При этом интервал может увеличиваться, если выключение будет происходить при больших значениях.

Например, агрегат имеет заводские настройки, при которых Р_вкл = 1,6 бар, а Р_выкл = 2,6 бар. Из этого следует, что разница не выходит за пределы стандартного значения и равна 1 бар. Если требуется по каким-либо причинам увеличить Р_выкл до 4 бар, то следует увеличить и интервал до 1,5 бар. То есть, Р_вкл должно быть около 2,5 бар.

Но при увеличении данного интервала увеличится и перепад давления в системе водоснабжения. Иногда это может вызывать дискомфорт, поскольку придется израсходовать большее количество воды из бака, чтобы станция включилась. Но благодаря большому интервалу между Р_вкл и Р_выкл включение насоса будет происходить реже, что увеличит его ресурс.

Вышеописанные манипуляции с настройками силы сжатия возможны только при наличии оборудования соответствующей мощности. К примеру, в тех. паспорте к аппарату указано, что он может выдать не более 3,5 бар. Значит, настраивать на нем Р_выкл = 4 бар не имеет смысла, поскольку станция будет работать без остановки, а давление в баке так и не сможет подняться до необходимого значения. Поэтому, чтобы получить давление в ресивере 4 бар и выше, необходимо приобрести насос соответствующей мощности.

Настройка реле давления насосной станции своими руками

Сверху все эти элементы прикрыты крышкой. Последняя прикреплена к одному из регуляторов. Вся эта конструкция быстросъемная – разбор устройства можно произвести с помощью обыкновенного гаечного ключа.

Производители предлагают разные реле по форме, размерам, расположению рабочих элементов, небольшими отличиями в конструктивных особенностях деталей. Нередко эти устройства дополняются предохранителями от «холостой работы».

Как работает

Реле насосной станции работает по принципу, основанному на давлении жидкости, попадающей от насоса – мембрана двигает поршень, активизирующий контакты, расположенные на основании из железа с двумя шарнирами.

Контакты эти могут замыкаться и размыкаться (в зависимости от положения) – это обеспечивает автоматическое включение/выключение оборудования. Второй регулятор, при этом, стабилизирует поршневое давление.

Электрика устройства (отвечающая за включение/выключение насоса) «слушает» пружинный шарнир. Как только реле давление РМ (или реле давления РДМ5) поднимается выше шарнира, регуляторы перещелкиваются.

Так, один регулятор (большой) включает насосное оборудование, а второй, более мелкий, отвечает за деактивацию ввиду перепадов давления в устройстве.

Как отрегулировать и настройка реле давления насосной станции самому

Если по любой причине первичная настройка реле давления вас не устраивает, тогда самое время подключать свои руки с опытом, и настраивать реле уровня воды своими руками. Настройка реле насосной станции своими руками – довольно простая процедура. Нам понадобится только накидной ключ и отвертка.

Последовательность регулировки насосной станции своими руками:

1. Обесточить устройство.
2. Демонтировать панель устройства.
3. Установить необходимый напор.
4. Собрать отрегулированный агрегат.

Помните! Под крышкой есть два регулятора – крупный и мелкий. Первый работает с давлением на активации насоса, второй отвечает за разность давлений и выключение системы.

Регулировка реле давления Насосной станции (видео)

(PDF) АВТОМАТИЗАЦИЯ НАСОСНОЙ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЖИЛОГО ДОМА

Автоматизация технологических и бизнес-процессов Том 8, Выпуск 2/2016

www.journal-atbp.com

28

дом. Для управления приводами насосной системы используется Wilo-Comfort [http://ovk.prom.ua/p1532359-nasosnaya-stantsiya-

wilo.html]. В зависимости от давления воды в системе насосы включаются или выключаются последовательно.

Однако данная система управления имеет недостатки:

1. При прямом включении электроприводов насосов мощностью 2,2 кВт каждые несколько лет выходят из строя контакторы электроприводов

по обжигу контактов.

2. При близком давлении в водяной системе к границе включения наблюдается частое включение / выключение

привода, что приводит к его нагреву. Если не сконфигурирована тепловая защита двигателя, это может быть повреждено.

3.В квартирах, расположенных на верхних этажах дома, давление сильно колеблется (до 1 бар), что приводит к перенастройке

теплового режима при принятии душа.

Рассмотрим один из вариантов системы автоматического управления насосной станцией водопровода многоквартирного дома

, разработанной в отделе автоматизации производственных процессов ОНАФТ.

Цель исследования — построить систему управления насосной станцией, которая устранила бы эти недостатки

и обеспечивала экономное потребление электроэнергии.Поставленная цель была достигнута за счет использования в системе преобразователя частоты

, питающего электроприводы насосов, а также за счет совершенствования алгоритмов управления частотой вращения насосов

и логики управления

последовательностью их переключения.

Известны две системы управления насосными станциями с помощью преобразователя частоты с помощью постоянного или сменного супервизора

PID — регулятора [http://www.picad.com.ua/3403/pdf/26_30.pdf].

Схема исследования была выбрана с постоянным ведущим ПОД регулятором, учитывая его относительную простоту и, следовательно, более высокую надежность

.Он регулирует давление в системе дома по сигналу датчика давления, изменяя частоту вращения одинарного насоса

с преобразователем частоты. Когда давление из-за увеличения расхода упадет до определенного уровня, вы

последовательно начнете включать дополнительные насосы прямого включения.

Для реализации системы управления в ее составе, помимо преобразователя частоты, дополнительно

включены датчик давления и датчик расхода с непрерывными аналоговыми выходными сигналами.Датчик давления обеспечит сигнал обратной связи

в системе, а датчик расхода необходим для оценки нагрузки, так как давление водопроводной сети

существенно зависит от затрат.

Основные функции разработанной системы управления:

1. Стабилизация давления в водопроводной сети на заданном уровне путем изменения частоты вращения первого насоса

по ПИД-алгоритму.

2.Повышение динамической точности поддержания давления за счет регулировки управляющего сигнала в зависимости от изменения

расхода воды.

3. Логическое управление переключением исполнительных механизмов второго и третьего насоса в случае, если первый насос не обеспечивает требуемый расход воды

.

4. Сигнализация о критических значениях уровней воды в резервуаре накопления, а также о минимальном и максимальном значениях

и

давления воды в всасывающем и магнитосомном трубопроводе.

5. Блокировка предаварийных ситуаций при достижении критических значений рнв или давления с выдачей предупреждающих звуковых сигналов.

6. Отображение информации о системном операторе с возможностью переключения режимов работы и конфигурации

параметров алгоритмов.

7. Дистанционная система архивирования данных в виде необходимых графиков.

8. Администрирование SCADA-системы.

Анализ технологического процесса водозабезпеченист как объект регулирования

Целью насосной станции является обеспечение в доме воды требуемого давления при минимальных затратах

электроэнергии.Это достигается поддержанием давления воды в домашней сети Рв на уровне 6 бар при длительных допустимых отклонениях ± 0,1

и переходных ± 4 для 30С при ее переменных расходах в течение суток.

Для минимизации затрат на электроэнергию за счет повышения динамической точности выдерживания Рв (t) во времени, а также за счет приближения

к минимально возможному уровню Rsad, т.е. к нижнему граничному давлению, при котором будет комфортно использовать холодная

вода, особенно на верхних этажах.В разработанной системе для регулирования давления воды в сети

изменяют скорость насоса

, т.е. управляющее воздействие U1 представляет собой частоту вращения инвертора, приводящего в действие насос.

В качестве контролируемого возмущения рассмотрим изменения расхода воды Fв, которые можно измерить с помощью расходомера.

К неконтролируемым возмущениям можно отнести изменение давления в городской сети, но с учетом небольших значений этих

изменений в будущем рассматривать их не буду, тем более что большую часть времени насосная станция питается от воды, которая

Потратила во всасывающий патрубок из бака скопление, и при этом давление в нем почти постоянно.

На блок-схеме представлены собственные каналы управления и контролируемые возмущения (рис.1)

Роль системы SCADA

Сводка

С оценками безопасности и внедрением соответствующих мер, получившим полное внимание водной отрасли, мы изучаем, как технологии могут способствовать этим усилиям.

Водная безопасность: роль системы SCADA

Кевин Финнан
С оценками безопасности и внедрением соответствующих мер, получившим полное внимание водной отрасли, мы изучаем, как технологии могут способствовать этим усилиям. Мы активно консультировались с нашими пользователями, анализировали меры, которые они применяли за эти годы, и обсуждали их последние планы.

Многие из них имеют представление об идеальной системе мониторинга, объединенной в сеть на протяжении всей их работы. Система обеспечит постоянный мониторинг всех уязвимых участков. Он немедленно сообщит о любых нарушениях безопасности или ненормальных условиях работы. Это устранит необходимость в регулярном патрулировании и резко снизит частоту посещения удаленных объектов.

Система терпимо относится к попыткам победить ее. Он продолжал бы работать, если бы отключили электричество или линию связи.Он был бы доступен для оперативников, даже если бы диспетчерская была отключена или эвакуирована. Это обеспечит защиту от взлома.

Система также сможет автоматически реагировать на условия и выполнять управляющие действия, которые могут безопасно останавливать процессы или изолировать участки системы распределения воды.

Вы, наверное, понимаете, что это на самом деле не футуристическое видение или даже описание новой технологии. Дело в том, что технология для такой системы не нова.Многие из них используются сегодня в водном хозяйстве. Вероятно, он у вас тоже есть. Это ваша система SCADA.

КРАТКИЙ ОБЗОР

Аббревиатура говорит сама за себя. «SCADA» означает «диспетчерский контроль и сбор данных». Система SCADA — это, по сути, распределенная компьютерная система, которая используется операциями и менеджментом для мониторинга и автоматизации процессов.

Как показано на рисунке 1, сеть связи SCADA распределена по всей системе распределения воды.Рабочие станции, которые обычно основаны на ПК и расположены в диспетчерской на очистных сооружениях, позволяют операторам просматривать весь процесс и выполнять управляющие действия.

На предприятии контроллеры процесса или программируемые логические контроллеры (ПЛК) контролируют процессы устройства, такие как химическая обработка и фильтры. Локальная сеть (LAN), такая как Ethernet, связывает контроллеры с рабочими станциями, а также друг с другом.

Удаленные оконечные устройства (RTU) используются на удаленных объектах и ​​обычно находятся в уязвимых зонах, таких как насосные станции, резервуары для хранения, хранилища клапанов и очистные сооружения.Сегодняшние RTU представляют собой прочные версии контроллеров процесса и работают вне помещений.

RTU обмениваются данными в глобальной сети, типичной для которой является радиосистема, показанная на рисунке ниже. Традиционно это система коммутируемых или арендованных телефонных линий, теперь глобальная сеть все чаще реализуется с помощью беспроводной связи.

На самом деле, большинство систем SCADA не подходят для идеального сценария. Не все насосные станции оснащены RTU.Не все уязвимые области покрываются сетью.

К счастью, расширение — это не тот кошмар, которым когда-то был. Это верно даже для проприетарных систем. Раньше подключение к сети цистерны или насосной станции означало заключение договора на аренду телефонных линий. Длинные пробеги очень дороги, а установка не всегда своевременна. Сегодня единственная проблема — решить среди всех вариантов беспроводной связи.

Даже если вам нужен новый RTU, современное оборудование является экономически эффективным, использует открытую архитектуру и доступно через многочисленных поставщиков систем, которые могут надежно подключить его к вашей существующей системе.

УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМОЙ SCADA

Максимальное использование системы SCADA — лучший способ для компаний водоснабжения использовать существующую инфраструктуру и доступные ресурсы. С такими возможностями и охватом к вашим услугам система SCADA не должна быть просто одним из аспектов вашей работы, который следует учитывать при оценке безопасности. Многие компании решили сделать его центральным во всех своих усилиях по обеспечению безопасности.

Основным преимуществом систем SCADA является то, что меры безопасности согласованы с операциями.Многие системы безопасности и другие рекомендуемые меры необязательно скоординированы и требуют значительных усилий для этого.

Система SCADA, связанная с устройствами наблюдения за периметром, может либо значительно уменьшить, либо полностью исключить необходимость в патрулировании с участием человека. В отличие от патрулей, система SCADA может обеспечить постоянный мониторинг всех локаций.

Системы или оборудование безопасности, включая видеокамеры, датчики движения, контактные переключатели, устройства ввода с клавиатуры и считыватели карт, могут быть легко подключены либо непосредственно к сети SCADA, либо через ближайший удаленный терминал (RTU).

О нарушениях безопасности сообщается операционному персоналу так же, как и о сбоях процесса — через систему аварийной сигнализации, встроенную во все системы SCADA. Системы SCADA предупреждают операторов с помощью широкого набора визуальных индикаторов на графических дисплеях, а также звуковых сигналов.

Современные системы SCADA дополнительно предлагают управление аварийными сигналами, которое предотвращает перегрузку оператора в случаях, когда множество аварийных сигналов возникает в течение короткого времени. Он также может предотвратить преднамеренные попытки обмануть операторов.Управление аварийными сигналами фильтрует аварийные сигналы по местоположению, логической группировке или приоритету и позволяет операторам сосредоточиться.

Записи сигналов тревоги с отметками времени, которые хранятся в журнале аудита, позволяют соотносить сигналы тревоги с другой временной информацией, такой как видеокадры. Контрольный журнал также чрезвычайно важен для расследования постфактум.

Системы

SCADA также могут автоматически реагировать на условия и выполнять управляющие действия, такие как аварийное отключение процессов, запуск или остановка насосов, открытие / закрытие клапанов и т. Д.Входные данные для этих действий могут поступать из любой точки сети.

Разрешено ли системе SCADA предпринимать такие действия, зависит от руководства. Система SCADA может автоматически изолировать часть вашей системы подачи, останавливая насосы и закрывая клапаны, или может информировать операторов об условиях процесса и позволять им принимать решение.

Может ли система SCADA обеспечить обнаружение биологической опасности или химических загрязнителей? В идеале, онлайн-анализаторы должны существовать для всех возможных загрязнителей в системе водоснабжения.Они предоставят стандартные интерфейсы, которые позволят немедленно сообщать об аварийных сигналах через систему SCADA.

Сегодня доступны онлайн-анализаторы для широкого спектра загрязняющих веществ. Во многих водных системах в настоящее время используются такие устройства, как хроматографы, для измерения присутствия различных химикатов. Специальные анализаторы измеряют содержание хлора и растворенного кислорода. Также доступны приборы для измерения таких переменных, как цвет / мутность, проводимость, pH, давление и температура.

Однако многие тесты все еще находятся в автономном режиме и не имеют интерфейса. Кроме того, появляются технологии для многих загрязняющих веществ. Мы можем только надеяться, что новая сенсорная технология приведет к созданию SCADA-совместимого оборудования. Конечно, те из нас, кто работает в мире SCADA, готовы сотрудничать со всеми, кто разрабатывает такое жизненно важное оборудование.

РЕАЛИЗАЦИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ ПЛОЩАДКИ

Давайте будем более конкретными и покажем, как меры безопасности могут быть включены в существующую систему SCADA.Насосная станция является примером уязвимой зоны, в которой обычно присутствует RTU. Функции RTU обычно ограничиваются управлением насосом с использованием входных сигналов от датчиков расхода или уровня.

Насосные операции могут быть довольно сложными. RTU обычно меняет насосы, запускает их с максимальной эффективностью, планирует их работу в непиковое время, насколько это возможно, и ведет записи для целей технического обслуживания во время работы. Некоторые системы работают вместе с программным обеспечением для моделирования, и в этом случае RTU запускает или останавливает насосы в ожидании изменений спроса.

RTU также может сообщать о ряде аварийных сигналов, которые информируют операторов об автоматическом / ручном состоянии насоса, изменениях в работе и сбоях. Если насосная станция работает вместе с резервуаром для хранения, RTU также будет сообщать аварийные сигналы предельных значений и, возможно, аварийные сигналы скорости изменения уровня воды.

Обычно есть некоторые устройства контроля доступа или сигнализации, которые взаимодействуют с RTU. Например, контактные переключатели (или «датчики проникновения») для ворот, дверей здания и двери корпуса RTU подключены к дискретным входам и позволяют RTU сообщать о тревоге, если какой-либо из них открыт.

Если какие-либо контакты размыкаются, когда известно, что в этом районе нет персонала водопроводной компании, это повод для тревоги. До недавнего времени такой уровень безопасности считался разумным.

На рисунке ниже показана такая установка, дополненная высокоинформативной системой наблюдения, устойчивой к согласованным попыткам преодоления безопасности.

Поскольку проводные контакты легко вывести из строя, эта система добавляет такие меры, как устройство доступа без ключа и датчик движения.Оба устройства подключаются к дискретным входам RTU. Есть основания ожидать, что RTU будет иметь по крайней мере два запасных дискретных входа. Перепрограммирование дополнительных сигналов тревоги также обычно не является сложной задачей.

Также доступны более сложные устройства доступа без ключа, использующие последовательные интерфейсы. Они предоставляют дополнительную информацию, например код карты или код ключа. RTU не находится в контуре, что позволяет двери открываться. Вместо этого он записывает информацию в журнал аудита и информирует операторов о записи.Однако проблема для многих существующих RTU заключается в том, что у них гораздо меньше шансов иметь запасные последовательные порты, чем дискретные входы.

Также показана видеокамера. В то время как замкнутое телевидение (CCTV) традиционно не взаимодействует с системами SCADA, современные цифровые камеры совместимы с персональными компьютерами и могут находиться в сети.

IP-камеры

по определению совместимы с Интернетом, но их достаточно легко подключить к сетям SCADA, которые используют IP (Интернет-протокол).Беспроводной Ethernet (как показано) и сотовые цифровые пакетные данные (CDPD) являются хорошими примерами IP-сетей, типичных для мира SCADA. Для сетей SCADA без IP некоторые цифровые камеры также обеспечивают соединение RS 232 / модем. Однако для установки камеры в проприетарную сеть могут потребоваться серьезные инженерные усилия. Использование отдельной беспроводной IP-сети может быть более эффективным.

Что касается систем SCADA, технология IP-камер все еще нова. Хотя камеры в настоящее время не используются в большинстве систем, их можно легко разместить, если система SCADA поддерживает возможность сервера FTP (протокол передачи файлов).Поставщик SCADA должен будет сделать это доступным путем обновления версии.

Чтобы приспособиться к ограничениям полосы пропускания в сети SCADA, в камере можно настроить разрешение, сжатие и частоту кадров. На практике большинство операторов избегают просмотра видеоизображения в реальном времени, что означает, что видео не передается по сети, если только не возникает тревога.

В показанной конфигурации IP-камера даже не взаимодействует с RTU. Он просто использует беспроводной Ethernet и передает видеоизображения на рабочие станции SCADA.Оператор может просматривать видеоизображение в виде окна на том же экране, что и другие окна, которые показывают графическое изображение насосной станции, список аварийных сигналов и другую информацию.

Некоторые камеры также предлагают ограниченную систему сигнализации, которая отправляет сообщение при обнаружении тревоги. Контактный вход вызывает тревогу в камере. Некоторые камеры также устанавливают тревогу от внутреннего детектора движения. Внутренний буфер камеры хранит несколько изображений в течение периода времени непосредственно до и сразу после срабатывания сигнализации.

Для насосной станции использование камеры спорно. Небольшая огороженная территория или насосная станция хорошо обслуживаются средствами контроля доступа и, в частности, детектором движения. Камеры больше подходят для наблюдения за периметром и на открытых площадках, где видео позволяет отличить злоумышленников от животных и других движений, не вызывающих тревоги. Однако даже для небольших уязвимых участков, таких как насосная станция, видео в реальном времени предоставляет оператору важную информацию. Для аудитов или расследований видеосистема также предлагает преимущество архива изображений.

В другом примере хранилище химикатов типично для области, в которой отсутствует SCADA-покрытие, не говоря уже о безопасности во многих случаях. Тем не менее, такие сайты можно экономично добавить в систему. Как показано на рисунке выше, RTU не требуется. Через Ethernet или последовательный порт модуль удаленного ввода-вывода может связывать устройства ввода-вывода процессов и устройства безопасности с системой SCADA.

БЕЗОПАСНАЯ СИСТЕМА SCADA

Если вы собираетесь рассчитывать на свою систему SCADA в плане мер безопасности, вопрос в том, насколько безопасна сама система SCADA?

Один менеджер по коммунальному обслуживанию упомянул, что в оценке безопасности его компании система SCADA показала лучшие результаты, чем любой другой аспект операции.

Многие методы, типичные для мира SCADA, на самом деле идеально подходят для обеспечения безопасности. В системах SCADA очень часто используются такие меры, как системы резервного питания, резервирование, распределенные рабочие станции, защита паролем и удаленный пейджинг.

Например, вы можете отключить основное питание RTU. Однако, если он оборудован резервной батареей, RTU продолжит работу и немедленно сообщит о сбое питания. Если вы отключите связь с уязвимой областью, система SCADA быстро обнаружит тот факт, что она не может связаться с этим конкретным RTU.Это помещает сайт «в темноту» и вызывает немедленное внимание.

Конечно, канал связи может быть просто ненадежным. Но ваша система SCADA должна уметь отличать пограничную черту от серьезного сбоя связи. Протоколы SCADA имеют положения для гарантированной доставки, включая квитирование, множественные попытки и обнаружение ошибок, и могут иметь дело с маргинальной связью.

Методы, используемые для повышения надежности сети, также повышают безопасность.Избыточность — это распространенный метод, особенно для локальных сетей предприятия. Два, используются живые сети. Если один из них поврежден, связь продолжается с другим. Чтобы еще больше повысить надежность, каждый запуск в резервированной физической сети может использовать разную маршрутизацию. Однако дополнительные расходы могут не окупиться, поскольку повреждение локальной сети регистрируется как сигнал тревоги и может быть быстро локализовано.

Если сеть отключена, контроллеры и RTU просто продолжат мониторинг и управление своими процессами.После восстановления связи многие RTU могут сообщать о сигналах тревоги, событиях и исторической информации за то время, когда сеть не обслуживалась.

Удаленные объекты, такие как насосные станции, также могут использовать резервированные сети. Например, CDPD или коммутируемое соединение могут создать резервную копию выделенной линии. Сети связи, использующие две разные технологии, бывает сложно победить. Отличная комбинация — это то, что использует как проводную, так и беспроводную связь. Это держит сайт «в тени», но вам нужно решить, стоит ли это затрат.

Во многих системах SCADA тот факт, что сети являются частными, обеспечивает большую безопасность. Хакеры просто не могут получить доступ к сети из любого места вне сайта. Сохранение компьютеров SCADA «отключенными» от внешнего мира, включая Интернет, изолирует систему от огромного количества рисков.

Единственная проблема сегодня в том, что подключение к внешнему миру дает слишком много преимуществ. Многочисленные информационные услуги доступны через Интернет.Поставщики оборудования могут выполнять техническое обслуживание через Интернет. Вы можете сделать операционную информацию доступной в любой точке мира. Если вы хотите, чтобы ваша система была «подключена», разумное использование брандмауэров и мер кибербезопасности является обязательным.

Внешние рабочие станции могут быть чрезвычайно ценными в случае отключения диспетчерской. Рабочие места можно размещать не только в другом месте системы водоснабжения, но и дома. Где бы ни находилась рабочая станция, используется защита паролем.Чтобы убедиться, что это не самое слабое звено в системе безопасности, руководство должно устанавливать пароли, отличные от значений по умолчанию, и периодически их менять.

Важно, чтобы доступ за пределы площадки был ограничен. Наборы команд могут быть собственными и ограниченными. Если доступны возможности управления системой, такие как программирование и загрузка, хакеры потенциально могут нанести большой ущерб.

Даже если внешние рабочие станции не используются, в большинстве систем SCADA предусмотрены условия, позволяющие внешнему персоналу оставаться в курсе.Многие учреждения не работают по крайней мере 16 часов в сутки. Для таких ситуаций многие системы SCADA используют коммутируемый или удаленный пейджинг в ответ на сигналы тревоги. Некоторые системы запрограммированы на дозвон до местной полиции в случае определенных высокоприоритетных сигналов тревоги. Кроме того, некоторые пользователи создают резервную копию системы SCADA с помощью независимых коммутируемых устройств для некоторых сайтов.

Многие пользователи чувствуют себя в безопасности из-за проприетарной природы их систем. «Загадочные» наборы команд, протоколы связи и инструменты программирования могут обескураживать.Но мы видели результаты работы решительных террористов. Каждый, кто хочет потратить время, может разобраться в проприетарных системах.

Вопрос в том, что террористы могут сделать, получив доступ к системе SCADA. Изменяя технологические операции, они могут фактически вызвать серьезные неприятные проблемы, повредить технологическое оборудование и прекратить обслуживание ваших клиентов. Однако эта деятельность больше в сфере хакеров и недовольных сотрудников. Масштабный ущерб, к которому стремятся террористы, может быть нанесен только путем внедрения внешних агентов в систему водоснабжения.Поэтому защита уязвимых участков является приоритетом.

РАСШИРЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ SCADA

Поскольку реальные риски заключаются не в системе SCADA, а в процессе, как можно в дальнейшем использовать систему SCADA для снижения риска процесса?

В своей самой простой реализации система SCADA все еще может надежно различать нормальную и ненормальную работу. Даже базовые функции мониторинга включают в себя упомянутые ранее дискретные, предельные и скоростные аварийные сигналы.Как и в примере с насосной станцией, управляющие действия также могут быть проверены и установлены аварийные сигналы для индикации отказов.

Пределы аварийных сигналов также могут динамически следовать за процессом. Например, сигнал о соотношении может быть установлен, если скорость подачи хлоратора не соответствует расходу воды, даже если она находится в пределах фиксированных верхнего и нижнего пределов. Если кто-то вмешается в настройку хлоратора, эта настройка поймает это и сообщит о тревоге. Обратите внимание, что анализатор хлора, расположенный дальше по потоку, также может резервировать эту систему.

Возможно, самые продвинутые функции выполняются, когда система SCADA используется вместе с системой моделирования и симуляции. Если система SCADA объединена в сеть с системой моделирования и симуляции, она может предоставить оперативную информацию о процессе для построения модели всей вашей распределительной системы.

Модель может использоваться для управления прямой связью и запуска процесса с повышенной эффективностью. Он также может обеспечивать резервное оповещение. Если технологический аварийный сигнал, e.г. в случае отказа насоса не работает, неизбежный эффект в другом месте системы может привести к срабатыванию аварийного сигнала, который сообщает о неисправности насоса в качестве вероятной причины.

Проблемы безопасности делают моделирование более важным, чем в прошлом. Сейчас появляются методы, которые используют модель для моделирования добавления загрязняющих веществ в различных точках системы и того, как они перемещаются через нее. В реальных условиях эта информация должна помочь проверить точку загрязнения и определить действия на объектах, таких как насосные станции, для изоляции соответствующего участка распределительной системы.

РЕЗЮМЕ

Поскольку системы SCADA используются в большинстве операций с водными ресурсами, они позволяют компаниям водоснабжения использовать существующую инфраструктуру и доступные ресурсы.

Система SCADA обычно распределена по всему предприятию. Это должно быть центральным элементом безопасности водохозяйственной компании и, в то же время, может обеспечить дополнительную выгоду в виде более эффективной работы.

Система SCADA может:

• Согласование мер безопасности с производственными операциями
• Сократить или исключить патрулирование с участием экипажа; обеспечить постоянный мониторинг в масштабе всей системы
• Запись сигналов тревоги и событий
• Автоматически реагировать на сигналы тревоги и события путем аварийного отключения или других управляющих действий
• Обычно довольно легко расширяется за счет дополнительных точек ввода / вывода, устройств RTU и сетевых каналов

Практики, типичные для SCADA, обеспечивают безопасность самой системы:

• Системы резервного питания
• Резервные сети
• Распределенные рабочие места операторов
• Система аварийной сигнализации предупреждает операторов о сбоях компонентов SCADA
• Обычно частные сети, недоступные для внешнего мира
• Защита паролем
• Набор номера и пейджинг

Кроме того, ценность системы SCADA может быть увеличена, если она включает расширенные возможности, такие как моделирование и симуляция.

Скачать статью в формате PDF

Эта статья предоставлена ​​Bristol Babcock, написана Кевином Финнаном, директором по маркетингу Bristol Babcock. Bristol Babcock — ведущий поставщик контрольно-измерительных приборов и систем с офисами по всему миру. Кевин Финнан имеет большой опыт работы с измерительными продуктами и системами SCADA. Более 21 года в Bristol Babcock он занимал должности системного инженера, инструктора, отраслевого менеджера и менеджера по продукции.

Об авторе

---

Кевин Финнан, директор по маркетингу Bristol Babcock, имеет большой опыт работы с измерительными продуктами и системами SCADA. Более 21 года в Bristol Babcock он занимал должности системного инженера, инструктора, отраслевого менеджера и менеджера по продукции.

Скачать статью

---

Вам понравилась эта замечательная статья?

Ознакомьтесь с нашими бесплатными электронными информационными бюллетенями, чтобы прочитать больше отличных статей..

Подписаться

---

Автоматизированная система управления водоснабжением (метод прогнозирования спроса на основе хаос-логики) | Системы очистки воды

Изображение оптимизации водной системы

Для обычного водоснабжения и водораспределения опытные операторы, знакомые с оборудованием, прогнозируют ежедневный спрос на основе даты и информации о погоде, управляя всем оборудованием.Однако в последнее время потребовалось дальнейшее эффективное водоснабжение и распределение, а также техническое обслуживание и управление объектами из-за массового ухода на пенсию опытных операторов и слияний муниципалитетов. Наша система автоматизации водоснабжения и распределения обеспечивает разумную и стабильную работу водоснабжения за счет эффективного использования каждой системы водоснабжения с различной конфигурацией. Это делается с помощью метода прогнозирования потребности в воде на основе хаотической логики, а также прогнозирования и управления уровнем воды в распределительном резервуаре.

Характеристики

• Так как это операция автоматического управления, нет необходимости вводить дату, погоду и т. Д. Таким образом, можно реализовать эффективное обслуживание и управление объектами.
• Основываясь на прогнозируемом объеме спроса на водоснабжение, он стабилизирует волну пикового спроса за счет использования буферного эффекта водохранилища. Стабилизируя каждый процесс забора воды, подачи воды, очистки воды и подачи воды, он может обеспечить максимальное снижение потребления энергии и мощности.
• Эту систему автоматизации можно включить в существующие системы водоснабжения, подключив их через Ethernet или через последовательный кабель. Кроме того, возможно подключение к существующим системам контроля и управления.

Система автоматизации водоснабжения и водораспределения

Наша система автоматизации водоснабжения и распределения представляет собой метод управления, при котором колебания объема водораспределения компенсируются колебаниями уровня воды в водохранилище.Будущий уровень воды в водохранилище прогнозируется с использованием метода прогнозирования спроса на основе хаотической логики, а количество подаваемой воды автоматически контролируется для предотвращения отклонения уровня воды от заданного уровня (верхнего и нижнего пределов). С помощью этого можно стабилизировать объем очистки воды. . Если емкость резервуара для воды большая, степень очистки воды можно контролировать на постоянном уровне. С другой стороны, если емкость резервуара для воды ограничена, объем очистки воды можно выровнять в пределах емкости.

Пример применения

Для объектов, в которых вода забирается из внутреннего водопровода и вода из водопроводных станций префектуры.

Было сложно контролировать объем подачи воды только с помощью внутреннего водоснабжения, например, колодезной; и т.д. Однако объем распределения воды можно спрогнозировать, а уровень воды в водохранилище можно контролировать с помощью «метода прогнозирования потребности на основе хаотической логики». Таким образом, контроль уровня потока воды, подавляющий колебания внутреннего водоснабжения, сохраняя при этом объем воды, получаемой от гидротехнических сооружений префектуры и т. Д.постоянная может быть реализована.

Будущее приводов и автоматизации в водном хозяйстве

Использование автоматизированных систем для повышения эффективности работы насосов и технологических процессов помогает идти в ногу с современными требованиями. Что ждет в будущем один из важнейших продуктов в области автоматизации — инверторный привод?

Оливер Эндрес

Новые технологии используются для решения задач по очистке и очистке сточных вод и их транспортировке во многих, многих крупных и малых установках по всему миру.

Примеры в ЕС включают такие разнообразные проекты, как один из самых амбициозных проектов по очистке сточных вод в Европе, предназначенный для обработки сточных вод нескольких городов и улучшения качества воды на побережье Сассекса в Великобритании. Этот крупнейший в истории капитальный проект Southern Water стоимостью 300 миллионов фунтов стерлингов включает строительство новых очистных сооружений (WWTW) и центра переработки осадка, двух насосных станций, 11 км канализационного туннеля и водостока длиной 2,5 км. Вновь завершенные работы позволяют очищать 95 000 кубометров сточных вод каждый день.

Другим важным примером является проект Ассоциации водоснабжения Боденского озера по обеспечению надежного снабжения питьевой водой четырех миллионов жителей в 320 городах и муниципалитетах за счет воды из Боденского озера. Питьевая вода производится в Sipplinger Berg, а затем транспортируется по трубопроводной сети протяженностью 1700 километров к 181 члену ассоциации. Обновление системы позволило распределить 125 миллионов кубометров питьевой воды в год, а также обеспечить хранение почти 500 000 кубометров в зависимости от потребности.

Инверторы

Неудивительно, что инверторы или приводы с регулируемой скоростью считаются ключевой технологией, помогающей отрасли решать эти проблемы. Изначально разработанные для обеспечения большего контроля над производственными процессами, инверторы также могут значительно снизить потребление энергии электродвигателями. Обе эти характеристики очень привлекательны для водного хозяйства.

Одним из наиболее важных атрибутов, на которые обращают внимание инженеры-водники при выборе оборудования, является длительный срок службы, и инверторы не освобождаются от этого.Поэтому важны прочная конструкция и надежные компоненты. Кроме того, инженерам-гидротехникам потребуется, чтобы их инверторы можно было адаптировать, потому что они могут захотеть перенести их на другую работу через пять, десять или даже пятнадцать лет.

Насосы с инверторным управлением можно использовать для согласования предложения и спроса по всей распределительной сети, обеспечивая больше воды в часы пик и сокращая ее, например, ночью, когда спрос падает. Подобное снижение давления в распределительной сети существенно влияет на потери из-за утечек.Точно так же такие процессы, как аэрация, подача химикатов и очистка сточных вод, можно более точно контролировать с помощью инверторов на различных насосах и двигателях.

В течение многих лет в водном хозяйстве использовались клапаны для уменьшения расхода в периоды низкого спроса. Но это означало, что двигатели насосов продолжали работать на полной скорости, что потребляло много энергии. Также примечательно, что двигатели часто были завышены для своих основных задач, поэтому у них было немного дополнительной мощности в резерве, но это действительно означало, что они постоянно потребляли больше энергии.Современная альтернатива — добавить к двигателям инверторное управление, которое позволяет снизить скорость насоса в периоды низкой потребности для экономии энергии.

Важным преимуществом инверторов является то, что, когда они работают с оборудованием не на полной скорости, в дополнение к экономии энергии, как следствие, происходит снижение износа и износа. Это может привести к снижению требований к обслуживанию и техническому обслуживанию, что в случае удаленных и труднодоступных насосных станций может дать значительную экономию затрат только на логистику.

Кроме того, идеальный инвертор для водоснабжения должен уметь выполнять автоматические проверки самодиагностики и передавать результаты по беспроводной сети обратно в технический отдел, чтобы инженерам не приходилось выезжать на место для рутинной работы.

Гидравлический удар

Электронный интеллект инвертора также может быть использован для решения проблем, специфичных для водной отрасли, таких как управление гидравлическим ударом и системами разблокировки или «очистка от грязи».

В сфере водоснабжения инверторы любят плавный пуск насосов и другого оборудования, а также способность распознавать повторяющиеся колебания давления гидроудара и сглаживать их.Это не только снижает требования к техническому обслуживанию и ремонту, но также может продлить срок службы двигателя за счет снижения нагрузок в электрической системе.

Насосы с инверторным управлением можно использовать для согласования предложения и спроса по всей распределительной сети, обеспечивая больше воды в часы пик и сокращая ее, например, ночью, когда спрос падает

Очистка от грязи — это общий термин в отрасли водоснабжения, обозначающий устранение заклинивания рабочего колеса насоса, которое часто вызывается скоплением ветоши или другого волокнистого мусора в трубопроводе.Проблема почти неизбежна, даже несмотря на то, что сетки и фильтры установлены на всех объектах водоснабжения и более широкой распределительной сети. Очистка заблокированного насоса может быть очень сложной и дорогостоящей, поскольку может потребоваться закрытие части распределительной сети, вытаскивание поврежденного насоса и его демонтаж. Поэтому водная промышленность стремится поощрять компании, производящие инверторы, к разработке приводов с самоочисткой. Проще говоря, инвертор должен уметь обнаруживать любое повышение местного давления и запускать последовательность самоочистки, которая будет состоять из увеличения мощности и / или циклического переключения насоса назад и вперед, чтобы увидеть, можно ли устранить и рассеять засорение.

Фактически, такие инверторы можно запрограммировать на точную настройку этой базовой операции, чтобы она наилучшим образом соответствовала каждой конкретной ситуации. Процедуры в новейших инверторах дополнительно оптимизированы и могут почти идеально обнаруживать эти ситуации, используя интеллектуальный алгоритм согласования кривой насоса, а не триггеры уставки. Привод может определить, когда можно преодолеть блокировки, когда они могут быть устранены автоматически, а когда сильное падение или повышение давления в системе требует плавного отключения.

Гармонические нарушения

Крупные инверторы, используемые в водном хозяйстве, имели репутацию вызывающих гармонические нарушения в электросети и влияющих на качество электроэнергии. Это может поставить под угрозу любое электрическое оборудование в окрестностях, как внутри гидротехнических сооружений, так и за пределами соседних владений. Однако последнее поколение приводов решило эту проблему за счет включения технологии активного фильтра, которая обычно снижает искажения до менее 5% THDi (полное гармоническое искажение тока).

Инженеры часто разрываются между выбором продукта, который был разработан специально для выполняемой работы, и одним из более стандартного дизайна, который должен иметь более низкую общую стоимость владения, потому что он будет закупаться в больших объемах и использоваться в ряде инсталляции. Инженеры-водники могут выбирать между инверторами, разработанными специально для насосов, и инверторами, предназначенными для общих задач на аэраторах, конвейерах и другом оборудовании, обычно используемом на гидротехнических сооружениях.

К счастью, некоторым производителям удалось решить эту проблему, разработав инверторы, в которых используется стандартное оборудование, но которым в программном обеспечении даны характеристики и функции для конкретных приложений.Например, инвертор, рассчитанный на работу с насосом, будет «настроен» для удовлетворения требований к регулированию крутящего момента насоса. Его также можно будет настроить для установок с одним или несколькими насосами, и он будет иметь функции, связанные с насосом, такие как автоматический контроль уровня и давления, плавный запуск и алгоритмы очистки.

Пару десятилетий назад водную отрасль можно было бы охарактеризовать как сонную захолустье в инженерном мире, но сегодня она сталкивается с проблемами эпических масштабов, которые могут полностью изменить мир.

Инверторные приводы теперь являются одной из ключевых технологий, обеспечивающих успех. Тогда двигатель будущего в определенной степени здесь сейчас; они могут обмениваться данными по беспроводной сети, оператор может визуализировать их в системе, контролировать и безопасно управлять ими с помощью мобильного устройства, они решают проблемы самостоятельно, работают невероятно эффективно при различных скоростях и нагрузках, сокращают затраты на техническое обслуживание и нагрузку, а также их легче настроить, поскольку они калибруются самостоятельно.

Недавнее рамочное соглашение в Великобритании между South East Water и Mitsubishi Electric, например, демонстрирует спрос на эти приводы.Они будут использоваться для обслуживания 2,1 миллиона человек, обеспечивая 880 000 объектов безопасной питьевой водой высокого качества. Инверторные приводы поставляются вместе с ПЛК, HMI и сопутствующим оборудованием в дополнение к поддержке интеграции, обучению, расширенным гарантиям, обновлениям программного обеспечения и индивидуальной круглосуточной технической поддержке.

---

Оливер Эндрес — европейский менеджер по продукции инверторов, Mitsubishi Electric Europe B.V., Factory Automation European Business Group.

Больше статей в текущем выпуске Water & WasteWater International
Больше статей из архива Water & WasteWater International

Как автоматизация меняет очистку воды к лучшему?

Ни один другой природный ресурс не имеет такого значения для жизни и бизнеса, как вода. Вода не только необходима для жизни человека, но и играет центральную роль во многих промышленных операциях. Сохранение крайне важно. Следовательно, преимущества автоматизированной очистки воды становятся все более привлекательными.

Хотя вода технически является возобновляемым ресурсом, она не восполняется, как другие возобновляемые источники энергии. Скорее, люди должны использовать его повторно, что требует очистки сточных вод. Поскольку только 0,3% воды в мире пригодно для использования людьми, по мере роста потребления воды процессы очистки должны улучшаться.

Как и практически в любой другой отрасли, автоматизация может существенно улучшить очистку воды. Вот как эта технология меняет сектор к лучшему.

Более информативные данные

На традиционном водоочистном сооружении сотрудники периодически отбирают образцы воды для сбора данных. Этот процесс медленный и предоставляет лишь ограниченные возможности, что делает его недостаточным для современного мира. Автоматическая очистка воды может обеспечить непрерывный отбор проб, экономию времени и предоставление более точных и полных данных.

Автоматизация и сбор данных идут рука об руку, поскольку автоматизированные системы полагаются на данные для работы.В результате, когда очистные сооружения внедряют автоматизацию, они одновременно получают прозрачность данных. С помощью автоматизированной системы сотрудники могут мгновенно проверять данные в режиме реального времени, а некоторые решения даже поставляются со встроенным программным обеспечением для аналитики.

Эти аналитические данные предоставляют лечебным учреждениям дорожную карту, где и как можно улучшить. Затем они могут регулироваться по мере необходимости, чтобы быстрее производить более чистую воду. Если возникают какие-либо непредвиденные обстоятельства, этот непрерывный сбор данных также может предупредить сотрудников, чтобы они могли быстрее отреагировать.

Экономия энергии

Энергоэффективность — критическая проблема для любой операции, особенно при очистке воды. Водные станции, как правило, являются крупнейшими муниципальными потребителями энергии, на которые приходится 40% общего потребления электроэнергии. Эффективность также является проблемой для бизнеса, поскольку энергия может составлять 40% эксплуатационных расходов системы водоснабжения.

Автоматизированные системы очистки воды могут в реальном времени реагировать на собираемые ими данные. Различные факторы могут привести к тому, что объекту потребуется больше или меньше энергии в любой момент времени.Автоматизированные решения могут распознавать изменения спроса и приспосабливаться к использованию только того количества энергии, которое необходимо.

Например, воздуходувки в аэротенках могут использовать 60% энергии объекта, но их потребности в энергии меняются. Автоматизированный резервуар для аэрации может определить, присутствует ли меньше взвешенных твердых частиц, требуя меньше энергии, и снизить потребление электроэнергии в ответ. Объекты будут использовать меньше энергии для того же объема работы, что приведет к экономии денег и сокращению выбросов.

Оптимизация емкости

Очистные сооружения сточных вод обычно обрабатывают большие объемы воды. По всей территории США эти заводы перерабатывают 34 миллиарда галлонов воды в день, при этом каждое предприятие обрабатывает десятки миллионов галлонов воды. Это замечательный показатель, но благодаря автоматизации он может быть еще выше.

Поскольку автоматизация сокращает количество рабочих, необходимых для одного процесса, она может увеличить производительность с минимальными затратами. Объекты могут выполнять больше работы с тем же количеством сотрудников, поэтому они могут быстро расширяться.Снижение эффективности за счет автоматизации позволило одному предприятию перерабатывать на 17 миллионов галлонов больше в день.

Автоматизация может дополнительно увеличить производительность за счет оптимизации распределения. Автоматизированные системы могут анализировать данные по бассейнам, чтобы увидеть, какие из них загружены, а какие еще есть. Затем они могут распределять поступающую воду соответствующим образом, гарантируя, что каждая часть процесса вносит свой вклад в максимально возможную величину.

Профилактическое обслуживание

Системы очистки сточных вод, как и любая машина, нуждаются в регулярном обслуживании.Однако поддержание максимальной производительности в этих случаях более важно, чем в других, поскольку они работают с такими большими объемами. Любые неожиданные поломки или неисправности могут иметь катастрофические последствия не только для объекта, но и для территории, которую он обслуживает.

По мере работы автоматизированных систем собранные ими данные могут раскрывать информацию об их состоянии. Если они заметят необычную или снижающуюся скорость, чрезмерный шум или аналогичные красные флажки, они могут сообщить об этом рабочим. Затем сотрудники могут выполнить техническое обслуживание и устранить проблему, прежде чем она станет более неотложной и дорогостоящей.

Этот автоматизированный подход к обслуживанию, основанный на данных, идеален, поскольку потребности в ремонте редко выпадают по графику. Это может повысить доступность на 15% и снизить затраты на обслуживание на 25%. На таких важных и крупных объектах, как водоочистные сооружения, эта экономия будет значительной.

Сохранение ресурсов

Вода и энергия — не единственные ресурсы, которые используют водоочистные сооружения. Эти объекты также используют различные химические вещества для изменения уровня pH сточных вод, удаления загрязняющих веществ и стерилизации воды.Подобно тому, как автоматическая очистка воды регулирует потребление энергии по мере необходимости, она может делать то же самое с этими ресурсами.

Не вся вода, поступающая на очистные сооружения, будет иметь одинаковый уровень загрязнения. В результате не для каждой партии требуется одинаковое количество химикатов для обработки. Ручной подход не может легко учесть это, поскольку сбор данных занимает больше времени, а автоматизированные системы могут.

Поскольку автоматизированные решения имеют доступ к данным в реальном времени, они также могут настраиваться в реальном времени.Тогда они смогут избежать чрезмерного или недостаточного нанесения, улучшив процесс обработки и сэкономив деньги.

Соответствие нормам

Установки питьевой воды и очистки сточных вод должны соответствовать строгим требованиям. Например, EPA определило 125 приоритетных токсичных загрязнителей, которые предприятия должны удалить перед повторным использованием воды. Автоматизация упрощает выполнение этих правил.

При ручном подходе сотрудники должны контролировать и постоянно проверять воду, чтобы убедиться, что она соответствует стандартам.Этот процесс занимает много времени и подвержен ошибкам, поскольку люди могут легко ошибаться после нескольких часов повторяющейся работы. В автоматизированной очистке воды львиную долю работы выполняют машины.

Автоматизированные системы могут предоставлять непрерывные отчеты с данными в режиме реального времени, оптимизируя процесс тестирования. Поскольку это происходит автоматически, сотрудникам не нужно тратить столько времени на соблюдение нормативных требований. Использование данных также снижает риск ошибки в этом процессе.

Автоматическая очистка воды может сделать мир лучше

Улучшения в очистке воды создают эффект домино преимуществ во многих отраслях промышленности и даже в самой жизни.Когда эти процессы работают лучше, это приводит к снижению затрат, меньшему количеству выбросов и большему количеству чистой воды. Все это позволяет автоматизация.

Автоматизированная очистка воды преобразует очистные сооружения сточных и питьевых вод. Следовательно, он улучшает любую отрасль и процессы, в которых используется чистая вода.

Пример использования

: Стандартизация методов автоматизации улучшает работу предприятий водоснабжения

Установки промышленной автоматизации бывают разных форм и размеров.Приложения варьируются от отдельных машин до крупных процессов, и в эксплуатирующей организации может быть только один специалист по техническому обслуживанию или целая группа инженеров. Но общей темой является необходимость стандартизации для оптимизации усилий по проектированию, упрощения поддержки и снижения затрат.

По мере того, как эти проекты управления разрабатываются или модернизируются, проблема стандартизации охватывает многие дисциплины. Схемы управления процессами и оборудованием, методы проектирования и разработки, выбор оборудования и программного обеспечения, а также методы программирования и конфигурации — все они играют взаимосвязанные роли, и поэтому усилия по стандартизации должны объединять все эти и другие области.

Не существует единственного наилучшего метода для выполнения этих задач из-за количества переменных для каждой области. Более того, многие проекты автоматизации реализуются и модернизируются за годы или десятилетия, что усугубляет трудности.

Поскольку конечные пользователи не всегда могут иметь доступ к крупным инженерным отделам, способным производить оптимизированные стандарты и процедуры, они должны рассмотреть другие варианты. В этой статье показано, как водоснабжение со штатом среднего размера смогло признать возрастающие трудности и расходы на поддержку многочисленных производственных объектов разного урожая и затем внутренне предпринять действия по внедрению стандартизации.Всего несколько практических шагов дали много преимуществ для новых и модернизированных проектов, а также для текущих операций.

Водный округ контролирует свое будущее

Водный округ Хеликс — это общественный водный округ в восточном округе Сан-Диего, Калифорния. Операции Helix включают установку очистки воды производительностью 106 миллионов галлонов в день, а также 25 насосных станций, обслуживающих около 270 000 клиентов. Типично для этих операций, насосные станции географически распределены на обширной территории (см. Рисунок 1).

Супервизор и четыре техника поддерживают существующую систему диспетчерского управления и сбора данных (SCADA). Технические специалисты используют свои системы управления и электрические знания для работы с двигателями, приборами, средствами управления и сетевой системой SCADA.

С некоторыми установленными активами старше 40 лет и указав их возраст, инженерный отдел Helix разработал 10-летний план капитального ремонта, который включал реконструкцию насосных станций и замену нескольких старейших центров управления двигателями (ЦУД).Эти проекты обычно выполнялись с привлечением сторонних дизайнерских и подрядных организаций для выполнения детальной работы.

Предыдущий опыт информировал группу SCADA о том, что даже для простой замены MCC каждый консультант по проектированию может выбрать другое оборудование и способы выполнения работы, даже если они соответствуют общим спецификациям. Эта проблема распространилась на связанные управления и теорию работы. Эти различия от места к месту затрудняли для группы SCADA обслуживание и устранение неисправностей систем.

По этим причинам группа SCADA проактивно объединилась со своим внутренним инженерным отделом и внешней электротехнической фирмой, чтобы обеспечить стандартизацию своих будущих проектов.

Шаблон успеха

Целью совместной работы было создание шаблона проекта MCC, который можно было бы модернизировать на всех существующих насосных станциях и внедрить для любых новых станций. Этот шаблон должен включать достаточно деталей, чтобы гарантировать высоко стандартизированный результат для дизайна, оборудования и программного обеспечения, но с достаточной гибкостью, чтобы адаптироваться к вариациям на местах.

На существующих объектах обычно используются MCC с установленными в них компонентами автоматизации для компактной установки, минимизирующей количество проводов на месте. Эта концепция была желательным продвижением для новых установок. Тем не менее, для модернизации мест новые элементы автоматизации также должны были быть расположены так, чтобы их можно было установить в существующие MCC. Поскольку насосные станции бывают разных размеров, компоненты MCC и автоматизации также должны были соответствовать двигателям разных размеров, различным количествам насосов и иногда дополнительным сигналам ввода / вывода.

После детального анализа команда определила наиболее важные элементы автоматизации, не допуская замены. Сюда входили базовые программируемые логические контроллеры (ПЛК) AutomationDirect, модули ввода / вывода (I / O), человеко-машинные интерфейсы (HMI) и связанные компоненты. В то время как AutomationDirect предлагает другие компоненты, ориентированные на массовое производство, была разрешена замена неосновных частей. Рисунок 2. Модернизация стандартизированных панелей ПЛК в MCC позволяет техническим специалистам Helix более легко устранять неполадки и поддерживать свои системы управления, а также хранить меньше деталей, оставаясь при этом готовыми к работе. решать любые вопросы.Любезно предоставлено AutomationDirect и Helix Water District

Получившаяся стандартизованная компоновка представляла собой компактное расположение клеммных колодок, компонентов распределения питания и ПЛК, которые могли поместиться в любой типовой MCC, но при этом обеспечивали много рабочего пространства (см. Рисунок 2).

Согласованные компоненты и конструкции позволяют техническим специалистам Helix мгновенно ознакомиться с автоматизацией на любой насосной станции, что упрощает поиск и устранение неисправностей и обслуживание систем управления. Они могут хранить меньшее количество запчастей в офисе технического обслуживания и в своих грузовиках, но при этом быть готовыми решать любые проблемы в полевых условиях.

Кодификационный код

Стандартизация аппаратного обеспечения позволила упростить физическое проектирование для последующих проектов, как новых, так и модернизированных. Однако команда разумно приложила значительные усилия и к разработке программного обеспечения. Определение семейств AutomationDirect PLC и HMI было лишь первым шагом. То, как эти платформы были запрограммированы, будет играть решающую роль в реализации, развертывании и поддержке этих проектов.

Программирование и конфигурации программного обеспечения нематериальны по сравнению с физическими проектами, и если код не организован логически и не задокументирован тщательно, он может быть совершенно непостижим для всех, кроме исходного программиста.Первой задачей Helix было определение логики ПЛК для надежного управления основными функциональными потребностями общей насосной станции.

Затем группа проделала большую работу, создавая логику, чтобы можно было использовать типичную программу для различных количеств насосов, диапазонов сигналов и даже сетевых технологий, просто внося незначительные изменения. Ячейки памяти и назначения адресов ввода-вывода также были стандартизированы для обеспечения единообразия от сайта к сайту.

Разработка графики HMI получила такое же внимание.Стандартизация графических объектов сделала процесс настройки более эффективным и последовательным. В свою очередь, полученные экраны легче использовать обслуживающему персоналу на каждой из насосных станций.

После того, как все компоненты программного обеспечения были собраны вместе, следующим шагом было тестирование для проверки всей концепции.

Общая картина

Для водоканала, такого как Helix, есть одна основная рабочая площадка и много распределенных удаленных площадок. Имеется обширная проводная и беспроводная сетевая инфраструктура, которая объединяет все это в единое целое под единой системой SCADA.Каждое из удаленных местоположений должно быть способно работать локально как «островок» работы в случае сбоя связи, но при нормальных обстоятельствах они должны беспрепятственно интегрироваться.

Локальное управление на любом заданном участке было простым. Первый уровень сложности заключался в обеспечении того, чтобы ПЛК могли обмениваться данными в одноранговой сети, что было необходимо, если ПЛК с перекачкой требовал информацию об уровне нижестоящего резервуара, обрабатываемом другим ПЛК. Поскольку эта связь влияла на запуск и остановку насоса, требовалась максимальная надежность.

Еще одним обязательным атрибутом для архитектуры автоматизации был ПЛК централизованного сбора данных на главном предприятии для мониторинга значений системы, обработки уставок пуска / останова, регистрации других событий, таких как сбои связи, и сигнализации о сбоях. Этот сборщик данных также будет поддерживать более продвинутые общесистемные функции, такие как определение периодов использования для сброса нагрузки в часы пик для снижения затрат на электроэнергию. Рисунок 3. Команда Helix провела обширные стендовые испытания, чтобы убедиться, что их программирование ПЛК AutomationDirect и конфигурации HMI будет управлять локально по мере необходимости при общении по мере необходимости.Предоставлено AutomationDirect и Helix Water District

Зная необходимые характеристики, компания Helix провела предварительное тестирование. Они смогли индивидуально подтвердить все основные функции связи, управления и визуализации с помощью доступной документации, онлайн-видео и бесплатной поддержки от AutomationDirect. Это дало команде уверенность в том, что части могут быть интегрированы в единое целое по мере необходимости.

Этот многоуровневый подход к локальному контролю, одноранговому обмену данными и централизованному сбору данных не был развернут на местах за один раз.Вместо этого заранее было проведено тщательное лабораторное тестирование, чтобы убедиться, что концепция работает так, как ожидалось (см. Рисунок 3).

Собрав несколько ПЛК, сконфигурированных как локальные станции, и объединив их в сеть с ПЛК сборщика данных и друг с другом, команда смогла смоделировать и предварительно протестировать все уровни функций управления и связи, чтобы удовлетворить их потребности. Работа HMI также была проверена на этапе тестирования. Обширные стендовые испытания были ключом к обеспечению успеха первоначальных и последующих полевых установок.

Доказательства в развертывании

Усилия Helix по стандартизации, в частности с использованием оборудования и программного обеспечения AutomationDirect, оказались успешными для всей команды как при новом строительстве, так и при модернизации. Они эффективно разработали шаблон оборудования и программного обеспечения, адаптируемый к различным сайтам, и теперь команда выполнила несколько развертываний.

Абсолютно новая насосная станция была построена субподрядчиком в соответствии с шаблоном, а три существующие насосные станции были модернизированы с новыми MCC и элементами управления PLC субподрядчиками с использованием того же подхода.Компания Helix также самостоятельно провела модернизацию существующей насосной станции с использованием нового ПЛК. Это доказывает не только техническую пригодность работы по стандартизации, но также то, что работа может быть выполнена различными способами с коммерческой точки зрения.

Новые установки работали надежно, без существенных функциональных сбоев или неисправностей компонентов, но команда знает, что в конечном итоге возникнет какая-то проблема, требующая устранения неисправностей.

Дополнительным преимуществом новой конструкции является множество опций для удаленного мониторинга и уведомления.В команде предусмотрены средства, позволяющие извещать о локальных или системных сбоях через систему SCADA. Во время нормальной работы или при обнаружении неисправности члены группы могут удаленно подключаться к ПЛК и HMI для проверки ситуации, устранения неисправностей, если это необходимо, и инициирования действий. Это обеспечивает значительную экономию времени и средств по сравнению с более старыми насосными станциями, где требовалось посещение объекта техническим специалистом.

Стандартные методы автоматизации достижимы

Большинство конечных пользователей промышленной автоматизации понимают преимущества внедрения стандартизации, но они могут быть обеспокоены тем, смогут ли они реализовать ее в зависимости от своего персонала, организации и типов задействованных автоматизированных процессов.Усилия команды Helix Water District по проактивному обновлению, стандартизации и улучшению своих систем автоматизации являются примером того, как методично подходить к задаче снизу вверх, начиная с малого и добавляя ценность на каждом уровне.

На пути к стандартизации есть много вариантов. Конечные пользователи могут выполнять столько работы, сколько захотят, или могут прибегать к помощи подрядчиков. Поскольку конечный пользователь каждой компании лучше всех знает свои операции и методы, им рекомендуется играть активную роль в определении наиболее важных платформ управления, компонентов и аспектов архитектуры.

Еще одним важным моментом является предварительное тестирование основных элементов автоматизации, а затем выполнение интегрированного тестирования на стенде, чтобы гарантировать функциональность и поддержку всех заинтересованных сторон. После этого можно уверенно приступить к поэтапному развертыванию. Даже после того, как система будет запущена в поле, все еще есть возможность изучить и улучшить определенные стандарты.

Все конечные пользователи выиграют от внедрения стандартизации, следуя практическим и разумным шагам для определения и достижения своих целей.

---

Дэвид Рейган вместе с Генри Палечеком, Бобби Фортуно, Гэри Ричардсоном, Кайлом Джеймсом и Джереми Буном составляют команду SCADA в Helix Water District, группу оперативного, обслуживающего и инженерного персонала. Каждый из них был вовлечен в работу по стандартизации и продолжает работать и поддерживать систему на ежедневной основе.

Справочник по воде — Мониторинг и контроль очистки воды

Большинство промышленных систем очистки воды являются динамическими. Они постоянно претерпевают изменения из-за сезонных колебаний химического состава воды, меняющихся условий эксплуатации завода, новых законов об окружающей среде и других факторов.Из-за этого необходим надлежащий мониторинг, чтобы гарантировать, что программа очистки воды, применяемая к котлу, системе охлаждения, сточной воде или другой промышленной системе водоснабжения, удовлетворительно контролируется для достижения желаемых результатов.

Некоторые из дополнительных преимуществ, полученных за счет надлежащего мониторинга программы очистки воды, включают:

• снижение рисков, связанных с недостаточной или избыточной подачей химикатов
• постоянное соблюдение экологических норм
• повышение качества работы завода
• увеличение экономии воды и энергии
• Повышенная продуктивность растений

Промышленные системы очистки воды могут контролироваться ручными методами или непрерывными системами с использованием автоматических приборов.

РУЧНОЙ МОНИТОРИНГ

Ручной мониторинг обычно включает в себя операторов или технических специалистов, которые проводят химические тесты и сравнивают результаты с заданными пределами химического контроля. Частота тестирования может варьироваться от одного раза в день до одного раза в час, в зависимости от имеющихся ресурсов предприятия. Испытания могут включать pH, проводимость, взвешенные твердые частицы, щелочность, жесткость и другие. Используя результаты испытаний, оператор установки вручную регулирует насос подачи химикатов или продувочный клапан, оценивая степень необходимого изменения.

Ручной мониторинг подходит для некритических водных систем или систем, в которых вода и рабочие условия установки меняются медленно. Многие системы работают с ручным мониторингом с использованием множества тестов, содержащихся в главах 39-71. Типичные приложения включают следующее:

• закрытые системы очистки охлаждающей воды
• открытые системы водяного охлаждения с постоянными характеристиками подпиточной воды и стабильными условиями нагрузки
• Котлы низкого и среднего давления

НЕПРЕРЫВНЫЙ МОНИТОРИНГ В ИНТЕРНЕТЕ

Из-за динамического характера многих систем очистки воды и всемирной потребности в повышении надежности и качества при мониторинге и управлении программами очистки воды требуется более высокая степень точности, чем при ручном мониторинге.Для достижения необходимой степени точности требуется непрерывный онлайн-мониторинг с помощью автоматических приборов.

Благодаря многочисленным технологическим разработкам в области электроники и микропроцессорной техники за последнее десятилетие существует широкий спектр приборов для мониторинга систем очистки воды. В следующих разделах рассматриваются системы, доступные для мониторинга проводимости. PH, скорость коррозии, мутность , растворенный кислород, натрий, загрязнения, биологическая активность и галогены.

Удельная проводимость

Растворенные твердые частицы являются основным показателем качества воды. В воде удельная проводимость или способность проводить электрический ток напрямую связана с количеством и подвижностью растворенных твердых веществ. Таким образом, удельная проводимость широко используется для контроля подпитки котла и чистоты конденсата, а также для контроля продувки котла и системы охлаждения.

Последние технологические достижения повысили надежность и сложность контроллеров проводимости.Приборы на базе микропроцессоров обеспечивают чрезвычайно надежное и точное измерение проводимости с температурной компенсацией в сочетании со сложными режимами управления. Betz Accutrak® (Рисунок 36-1) является примером контроллера проводимости. Он предлагает программируемые режимы управления, такие как пропорциональный; вкл выкл; и пропорциональное, интегральное, производное (ПИД) регулирование. Он также включает самодиагностику и отображение состояния неисправности датчика или электроники. Сигналы аналогового и стандартного протокола связи (RS-485) предназначены для компьютерного интерфейса, что облегчает сбор данных и обмен данными.

В большинстве систем измерения проводимости два металлических электрода погружаются в жидкость, замыкая электрическую цепь. Эти электродные датчики хорошо работают в относительно чистой воде, но теряют точность, если покрыты грязью или загрязняющими веществами, которые мешают протеканию тока. Чтобы уменьшить помехи от небольшого количества загрязнения в воде, зонд и крепление могут быть спроектированы так, чтобы увеличивать скорость протекающего образца, сводя к минимуму накопление грязи на электродах.Датчики электродного типа обычно показывают хорошую точность в диапазоне удельной проводимости 50–8000 мкм (микросименс).

Специальные электродные зонды используются для обнаружения загрязнений в воде высокой чистоты, таких как конденсат пара, деминерализованная вода и промывки чистой водой при отделке металлов. С помощью этих датчиков можно выполнять измерения в диапазоне 1-2000 мкм.

Для условий сильного загрязнения (обнаруживаемого в некоторых промышленных градирнях и котлах, на очистных сооружениях и в некоторых процессах, например, в ваннах для обработки металлов) необходимо использовать безэлектродный (тороидальный) датчик электропроводности (Рисунок 36-1).Тороидальный зонд использует индуктивность для определения изменений проводимости технологического раствора.

pH

Измерение pH показывает концентрацию ионов водорода в воде. Он используется для определения склонности воды к осаждению и коррозии. Наиболее широко используемым типом измерения pH является электродный метод. Узел на рис. 36-2 показывает необходимые элементы, из которых состоит типичный датчик pH: стеклянный электрод pH, ячейка сравнения, элемент компенсации температуры, предусилитель и корпус датчика.Из-за сложности поддержания хорошего контроля pH, ручные системы заменяются непрерывным мониторингом и автоматическим контролем pH во многих приложениях для очистки воды. В системах с градирнями особенно трудно контролировать pH вручную, потому что кривая реакции pH на добавление кислоты не является линейной. На рис. 36-3 показано изменение pH в системе градирни с вручную регулируемой подачей серной кислоты. Результаты случайных заводских испытаний были нанесены на график, чтобы показать количество появлений каждого тестового значения.

В контроллерах pH

используется большая часть той же технологии, что и в контроллерах проводимости, описанных выше. В контроллере pH Betz Accutrak (рис. 36-4) используется микропроцессорная электроника, программируемые режимы сигнализации и управления (например, пропорциональное по времени управление, ПИД-регулирование, самодиагностика и отображение состояний неисправности электроники или датчика), а также аналоговые и Сигналы RS-485 для компьютерного интерфейса для сбора данных и обмена данными. Технология датчиков pH значительно продвинулась вперед, чтобы преодолеть многие проблемы, с которыми сталкивались в прошлом, такие как быстрое загрязнение и химическое воздействие на электроды pH, загрязнение и быстрое истощение контрольных ячеек и электролитов, а также электрические шумы и влияние окружающей среды на низкий уровень сигнал pH.

Доступны несколько вариантов сборки датчиков pH для различных применений. Для относительно чистой воды, где сильное загрязнение не является проблемой (например, в большинстве градирен), обычно используется комбинированный датчик pH. Узел датчика с одним литым корпусом, показанный на рис. 36-2, объединяет все элементы.

Износ стеклянного электрода, засорение контрольного спая и истощение электролита (которое происходит во всех применениях датчиков pH) происходят примерно с одинаковой скоростью.В чистой воде этот процесс идет достаточно медленно, чтобы обеспечить приемлемую экономическую жизнь. Когда комбинированный датчик изношен, его выбрасывают.

Прочный модульный узел pH (рис. 36-5) используется в таких процессах, как ванны для обработки металлов и сточные системы, где загрязнение или химическое воздействие на стеклянные электроды, контрольные спайки и другие элементы являются проблемой. Модульная сборка позволяет проводить периодическое обслуживание и замену отдельных компонентов.

Скорость коррозии

Приборы для измерения скорости коррозии

используются во многих различных приложениях для получения мгновенных значений скорости коррозии в милах в год.Типичный пакет состоит из анализатора и датчиков, как показано на Рисунке 36-6. Приборы для измерения скорости коррозии используются в критических системах охлаждения, системах конденсата пара, водяных потоках для мельниц и других приложениях.

Анализаторы

доступны для портативного использования или для непрерывной работы. Переносные блоки обычно используются, когда несколько датчиков устанавливаются в удаленных местах. Оператор подключает анализатор к датчику и снимает показания, а затем переходит к следующему датчику. Непрерывные анализаторы используются, когда зонд расположен в критической области, которая требует непрерывной оценки.Они включают выходы регистратора и управления, которые могут быть связаны с другими компонентами, такими как контроллеры процесса и насосы.

Анализаторы

обычно имеют внутренние измерители и средства проверки калибровки по стандарту.

Зонд вмещает электроды и подвергает их воздействию тестового потока. Зонды производятся во многих различных конфигурациях. Обычные конфигурации включают два или три электрода. Обычными материалами датчиков являются низкоуглеродистая сталь, нержавеющая сталь и поливинилхлорид (ПВХ).Зонды доступны в стандартной и выдвижной сборках и обычно снабжены стандартными трубными соединениями.

Электроды изготавливаются из множества различных металлов, таких как нержавеющая сталь, низкоуглеродистая сталь, адмиралтейская латунь и медно-никелевый сплав 90-10. Электроды крепятся к зонду, а зонд и электрод в сборе вставляются в испытательный поток.

Мутность

Мутность вызывается взвешенными веществами и может определяться как непрозрачность воды.Приборы для измерения мутности используются для мониторинга и контроля осветлителей и смягчителей извести, а также для обнаружения продуктов коррозии в паровом конденсате.

В настоящее время для непрерывного измерения мутности используются два метода — нефелометрический метод и метод поверхностного рассеяния.

Нефелометрический метод. В нефелометрическом методе образец протекает через ячейку. Рядом с серединой ячейки источник света посылает луч света в движущуюся жидкость. Светоприемники расположены в разных местах камеры.Приемники измеряют количество света, рассеянного под углом 90 ° от падающего света. Количество рассеянного света увеличивается по мере увеличения мутности в образце. Прибор измеряет рассеянный свет и выдает сигнал, относящийся к единицам мутности нефелометра (NTU).

Метод поверхностного рассеяния. Метод поверхностного рассеяния аналогичен нефелометрическому методу в теории действия. Однако в этом методе источник света излучает луч на поверхность резервуара постоянного уровня.Отраженная и преломленная части луча отбрасываются, а рассеянная часть воспринимается фотоэлементом. Рассеянное количество находится в прямой зависимости от мутности образца. Поскольку светопередатчик и фотоэлемент не контактируют с образцом, этот метод исключает загрязнение.

Приборы для измерения мутности

обычно включают аналоговый или цифровой считыватель и выход сигнала, который может быть сопряжен с компьютером или самописцем. Пример устройства поверхностного рассеяния показан на рисунке 36-7, а методика проиллюстрирована на рисунке 36-8.

Приборы для измерения растворенного кислорода

Возможность измерения растворенного кислорода очень важна, особенно в котельных системах, где кислородная коррозия может быть очень разрушительной.

Типичный прибор для измерения растворенного кислорода состоит из сенсора, сенсорной ячейки и анализатора, как показано на Рисунке 36-9. Датчик измеряет концентрацию растворенного кислорода и передает сигнал, пропорциональный концентрации кислорода, на анализатор. Анализатор обеспечивает считывание в частях на миллиард или частей на миллион и вывод, который может быть подключен к регистратору или устройству регистрации данных.

Содержание растворенного кислорода обычно измеряется с помощью электрохимической ячейки с мембраной. Эта ячейка содержит катод, анод и раствор электролита. Газопроницаемая мембрана пропускает растворенный кислород из образца к электродам. Там электрохимическая реакция генерирует электрический ток, величина которого пропорциональна концентрации растворенного кислорода. Реакцию можно описать следующим уравнением:

O 2	+	2H 2 O	+	4e —	®	4ОН —
растворенный кислород		вода		электронов		гидроксид-ионы

Для калибровки анализатора растворенного кислорода датчик подвергается воздействию влажного воздуха.Концентрация растворенного кислорода во влаге составляет от 8 до 10 частей на миллион, в зависимости от давления и температуры окружающей среды. Показания анализатора устанавливаются на правильное значение для давления и температуры. Некоторые анализаторы имеют функцию автоматической калибровки, которая измеряет температуру и давление одним нажатием кнопки.

Натрий

Приборы для измерения натрия стали очень важными средствами определения чистоты пара. Для определения общей концентрации растворенных твердых веществ в паре уровень натрия в пробе охлажденного пара сравнивается с отношением общего количества твердых веществ к натрию в котловой воде.

Самым распространенным методом измерения натрия является ионный электрод. Электрод специфического иона натрия логарифмически реагирует на изменения концентрации натрия. Единственными другими факторами, влияющими на показания, являются температура и pH. Температура измеряется внутренним термистором. Электрод сравнения обеспечивает сигнал первичного потенциала, необходимый для измерения. Прежде чем образец соприкоснется с электродами, образец циркулирует через диффузионную трубку, погруженную в аммиак; эта процедура устраняет помехи от ионов водорода.

Для калибровки конкретного ионного анализатора оба электрода погружают в известный стандартный раствор. Электроды также погружены в другой эталон с десятикратно более высокой концентрацией ионов натрия для определения наклона электрода. Современная микропроцессорная технология обеспечивает передовые методы калибровки, которые проверяют стабильность электродов во время калибровки.

Типичный прибор для измерения натрия показан на Рисунке 36-10.

Обрастание

Существует несколько специализированных систем, предназначенных для мониторинга скорости загрязнения и коррозии промышленного оборудования, включая те, которые обсуждаются в следующих разделах.

MonitAll®. Betz MonitAll® (рис. 36-11) — это переносное устройство, используемое в основном для измерения потенциала загрязнения и коррозии потоков охлаждающей воды на нагретых поверхностях труб.

MonitAll содержит прозрачный проточный узел. Образец воды поступает снизу и выходит из верхней части трубки. Тепловой зонд вставлен в проточную сборку вдоль оси трубки. Тепловой зонд создает регулируемый тепловой поток через металлическую трубку для испытаний. Загрязнение или коррозия могут ускориться, если тепловой поток превышает проектный уровень.

Испытательная секция является съемной и взаимозаменяемой для других металлов, включая низкоуглеродистую сталь, адмиралтейскую латунь, нержавеющую сталь 304, нержавеющую сталь 316 и медно-никелевый сплав 90-10.

Тепловой зонд включает два температурных датчика, которые измеряют температуру поверхности зонда и температуру воды в объеме. Температура контролируется измерителем со светодиодным (LED) дисплеем. Измеритель температуры имеет аналоговый выход для регистратора или устройства регистрации данных.

По мере засорения испытательной секции в объем воды рассеивается меньше тепла, и температура обшивки трубки снижается.В результате увеличивается разница температур (DT), которая может быть связана с коэффициентом загрязнения Rf следующим уравнением:

R f =	DT финал — DT начальный
	Тепловой поток (БТЕ / час / фут 2 )

MonitAll оснащен клапанами управления потоком для поддержания постоянной скорости потока и вставными трубками для увеличения скорости в прозрачной проточной ячейке.

Модель

Конденсатор. Конденсатор модели Бетца, рис. 36-12, представляет собой испытательное устройство, используемое в основном для моделирования загрязнения и коррозии поверхностного конденсатора. Он состоит из горизонтального цилиндрического кожуха из нержавеющей стали с одной, двумя или четырьмя съемными трубками. Трубки проходят по длине кожуха и заканчиваются на трубных решетках. В нижней части корпуса расположен электрический нагреватель для создания постоянного теплового потока. Датчики температуры расположены в кожухотрубных выпусках для контроля разницы температур.

Принцип работы очень похож на стандартный поверхностный конденсатор. Тестовая вода течет по трубке (ам) и сливается в канализацию. Кожух заполнен дистиллированной водой, которая покрывает электрический нагреватель, но находится ниже трубок. К кожуху прикладывают вакуум 27 дюймов ртутного столба для имитации условий конденсатора. Дистиллированная вода нагревается с помощью электрического нагревателя. Дистиллированная вода закипает, и пар поднимается к поверхности трубок. Холодная вода, протекающая по трубкам, конденсирует пар на поверхностях трубок.Конденсат падает в резервуар с дистиллированной водой, и цикл повторяется.

Рабочие условия конденсатора, такие как тепловой поток и скорость в трубке, моделируются модельным конденсатором. Температура кожуха и температура трубы на выходе постоянно контролируются. По мере накопления загрязняющего вещества на внутренних поверхностях трубы через стенку трубы передается меньше тепла. В результате температура кожуха увеличивается, а температура на выходе из трубки понижается. При постоянном расходе увеличение разницы температур может быть связано с фактором загрязнения по тому же уравнению, что и для MonitAll.Обычно пробирки удаляются и отправляются в лабораторию для дальнейшего анализа.

Тестовый теплообменник. Испытательный теплообменник (Рисунок 36-13) используется для отслеживания тенденций загрязнения и коррозии конкретного потока охлаждающей воды. Охлаждающая вода проходит по двум съемным трубкам, заключенным в цилиндрическую оболочку. Трубки, которые доступны из множества различных материалов, могут быть приспособлены для двухходовой или одной двухходовой операции. Пар или горячий конденсат поступает в кожух и нагревает воду, протекающую по трубкам.Конденсат выходит из кожуха через расходомер, который используется для контроля тепловложения.

Станция мониторинга системы охлаждения COSMOS ™. Мониторинг и анализ основных рабочих параметров являются важными инструментами в разработке эффективной программы очистки охлаждающей воды. Станция мониторинга системы охлаждения Betz (COSMOS) — универсальный инструмент, который можно использовать для этой цели. Он контролирует pH, проводимость и скорость коррозии. Кроме того, может быть включен термометр MonitAll® для оценки теплового потока, скорости воды и факторов загрязнения.Можно оценить множество металлов.

Станция мониторинга состоит из двух блоков: шкафа сбора данных и шкафа трубопроводов и КИПиА. На Рис. 36-14 показан шкаф сбора данных с открытой дверцей панели, подключенный к шкафу трубопроводов и КИП.

Шкаф для трубопроводов и КИП (мокрая сторона) включает в себя термометр MonitAll, датчик потока, два датчика коррозии, датчик проводимости, датчик pH, держатели купонов, трубопровод из нержавеющей стали и дренажную линию.Небольшой электрический шкаф внутри шкафа обеспечивает электропитание MonitAll и обогревателя, предназначенного для управления микроклиматом.

Шкаф сбора данных содержит микропроцессорный контроллер, который управляет сбором, хранением и отображением данных. Он также управляет принтером, дисководом для гибких дисков, автоматическим переключением датчиков коррозии, защитой и сигнализацией автоматического выключения, а также климат-контролем. Контроллер имеет клавиатуру и окно дисплея для интерфейса оператора.Персональный компьютер можно использовать для создания отчетов, графиков и статистического анализа полученных данных.

Биологическая активность в системах охлаждения

Монитор загрязнения биопленкой (Рисунок 36-15) используется для определения уровней микроорганизмов, прикрепленных к поверхностям в системе охлаждения. Монитор состоит из держателя с резьбой на обоих концах. Каждая половина держателя содержит экран, который прикрепляет стеклянные шарики к поверхности для отбора проб.

Монитор биопленки можно прикрепить в любом подходящем месте в обратном трубопроводе горячей воды, где поток через монитор составляет не менее 1-2 галлонов в минуту.Обычно монитор подключается к сети по крайней мере за 1 неделю до начала отбора проб. Время, необходимое для образования устойчивой биопленки на шариках, варьируется в зависимости от условий системы. Устойчивое состояние достигается, когда количество биологического материала, удаленного турбулентным потоком, равно количеству новой биопленки, образованной в результате роста микробов. После достижения устойчивого состояния изменения в уровнях биопленки отражают изменения в системной среде; например, повышенный уровень питательных веществ приводит к образованию большего количества биопленки, в то время как добавление токсичных материалов вызывает снижение уровня биопленки.Необходимо контролировать отдельные системы, чтобы определить приемлемый уровень фиксированных микроорганизмов.

Мониторы макрообрастания (рис. 36-16) используются для отслеживания скорости роста данио, азиатских моллюсков и других моллюсков. Проблемы, вызываемые этими животными, описаны в главе 28. Стратегическое размещение мониторов для контроля макрообрастания помогает количественно оценить циклы роста и оседания в определенной области. Они также обеспечивают количественную оценку показателей гибели после химической обработки.

Блок макрообрастания содержит набор заслонок. Вода течет через агрегат вверх. Личинки мидий или моллюсков прикрепляются к пластинам обрастания. Скорость их роста отслеживают визуально, регулярно осматривая пластинки.

Остатки галогенов

Устройства для непрерывного измерения в реальном времени, используемые для контроля остаточного содержания галогенов, делятся на две категории: амперометрические и колориметрические.

Амперометрические анализаторы, в зависимости от режима использования, измеряют концентрации свободных или общих галогенов в пробах воды.Изменение концентрации галогена в образце вызывает соответствующее изменение электрического тока, протекающего от катода к аноду датчика. Некоторые амперометрические анализаторы также корректируют изменения температуры и pH образца.

На Рисунке 36-17 показан колориметрический анализатор, который изменяет интенсивность цвета в зависимости от концентрации хлора в образце. Небольшие объемы образца, индикаторного агента и буферного раствора точно дозируются и смешиваются. Во время периода проявления индикатор окисляется и образует пурпурное или красное соединение, которое измеряется фотометрически.Интенсивность цвета сравнивается с эталоном, и разница используется для характеристики концентрации хлора в образце. На точность измерения может влиять присутствие в образце хроматов, хлораминов, нитритов, железа, марганца и других сильных окислителей. Тщательный выбор анализатора хлора и правильная установка должны помочь свести к минимуму эти помехи при измерениях.

Непрерывный мониторинг — важная часть многих приложений, связанных с хлором:

• для регулирования скорости подачи питьевой воды
• для предотвращения повреждения ионообменных деминерализаторов или систем обратного осмоса в муниципальных и промышленных системах водоснабжения
• в качестве противомикробного средства в градирнях
• проверка нормативных требований к сбросу сточных вод или промышленных технологических потоков

ДРУГИЕ МЕТОДЫ МОНИТОРИНГА

Визуальный осмотр

Оборудование для визуального контроля часто используется для осмотра внутренних поверхностей труб котла, труб конденсатора, теплообменников и турбин.Визуальный осмотр используется для определения возможности отказа из-за накопления отложений или коррозии.

Волоконная оптика. Волоконно-оптическое устройство (Рисунок 36-18) обычно используется для проверки оборудования. Линзы на каждом конце жгута оптоволокна обеспечивают четкое, неискаженное цветное изображение. Видеооборудование и 35-миллиметровые камеры могут использоваться с волоконно-оптической системой.

Видеоинспекция. Оборудование для осмотра телекамер представляет собой альтернативу волоконной оптике.Типичная упаковка состоит из миниатюрной камеры, источников света, вращающегося зеркала для радиального обзора и монитора.

Дополнительные технологии мониторинга

Ионная хроматография. Ионная хроматография (IC) широко используется в лабораториях и находит место в некоторых приложениях для непрерывного анализа процессов. Он используется для обнаружения низкого уровня загрязнения потоков высокой чистоты. Способность обнаружения IC позволяет выполнять рутинный анализ в диапазоне частей на миллиард и, в некоторых случаях, в диапазоне частей на триллион.Преимуществами IC являются ее селективность, чувствительность и скорость анализа анионов и катионов.

Ионный хроматограф состоит из колонки для разделения анионов или катионов и колонки для подавления анионов или катионов. В процессе разделения металлы элюируются из разделительной смолы сильной кислотой, такой как HCl. Затем металлы подвергаются воздействию колонны подавителя, которая представляет собой сильный анионообменник в форме гидроксида. Хлорид (Cl) удаляется анионной смолой, и элюированный гидроксид реагирует с протоном кислоты с образованием h3O.Таким образом, металлы элюируются в очень разбавленном водном растворе в виде гидроксидов металлов, и измеряется проводимость. Для щелочных металлов и многих других металлов проводимость, придаваемая чистой воде, является простой функцией концентрации веществ. Аналогичным образом разделяются анионы.

Анализ закачки потока. Сегментированные по воздуху анализаторы непрерывного процесса лежат в основе автоматизированных промышленных испытаний воды более 30 лет. Технология эволюционировала до такой степени, что такие системы становятся рентабельными и производительными для широкого спектра приложений мониторинга промышленных процессов.Однако в 1990-х годах в качестве альтернативного метода для этих приложений был представлен несегментированный анализ закачки потока (FIA).

В методе FIA небольшие количества образца транспортируются через трубку с узким отверстием, а затем смешиваются с реагентами для получения цвета, который отслеживается детектором. В этом новом методе пузырьки воздуха не используются для разделения отдельных образцов. Образцы вводятся в непрерывный поток реагента. Для сохранения целостности пробы интервалы ввода должны быть достаточно продолжительными, чтобы предотвратить перекрестное загрязнение.FIA обладает высокой воспроизводимостью благодаря устранению пузырьков воздуха, использованию точных методов впрыска, постоянной скорости потока и точному времени аналитической реакции от впрыска до обнаружения.

Рисунок 36-1. Контроллер электропроводности BetzDearborn Accutrak и тороидальный зонд.

Икс

Рисунок 36-2. Схема типовой сборки датчика pH.

Икс

Рисунок 36-3. Изменение pH в системе градирни с ручным управлением.

Икс

Рисунок 36-4.Контроллер pH BetzDearborn Accutrak с модульным датчиком pH.

Икс

Рисунок 36-5. Модульная установка pH.

Икс

Рисунок 36-6. Приборы и датчики скорости коррозии Corrater. (С любезного разрешения Rohrback Cassasco Systems.)

Икс

Рисунок 36-7. Турбидиметр. (Любезно предоставлено компанией Hach.)

Икс

Рисунок 36-8. Схема работы метода поверхностного рассеяния.

Икс

Рисунок 36-9.анализатор растворенного кислорода. (Предоставлено Orbisphere Laboratories.)

Икс

Рисунок 36-10. Анализатор натрия. (Предоставлено Orion Research, Inc.)

Икс

Рисунок 36-11. BetzDearborn Monit Вся портативная сборка.

Икс

Рисунок 36-12. Конденсатор модели BetzDearborn.

Икс

Рисунок 36-13. Тестовый теплообменник.

Икс

Рисунок 36-14. Станция мониторинга системы охлаждения BetzDearborn (COSMOS).

Икс

Рисунок 36-15. Монитор загрязнения биопленкой.

Икс

Рисунок 36-16. Монитор макрообрастания.

Икс

Рисунок 36-17. Анализатор хлора колориметрический. (Любезно предоставлено компанией Hach.)

Икс

Рисунок 36-18. Устройство визуального контроля волоконной оптики.

Икс

.