ポンプとポンプ場の自動化
ポンプユニットの自動化により、水供給の信頼性と継続性が向上し、人件費と運用コストが削減され、制御タンクのサイズも削減できます。
汎用機器を除くポンプユニットの自動化用 (接触器, 磁気スターター、スイッチ、中間リレー）、特殊な制御および監視デバイスが使用されます。たとえば、 レベルコントロールリレー、遠心ポンプ充填制御リレー、ジェットリレー、フロートスイッチ、電極レベルスイッチ、各種圧力計、静電容量センサーなど。
コントロールステーション — 制御、調整、保護、および信号機能の自動実行を備えた電気設備またはその部品の遠隔制御用に設計された、最大 1 kV までの完全なデバイス。構造的には、コントロール ステーションはブロック、パネル、キャビネット、ボードです。
コントロールユニット — コントロールステーション。そのすべての要素は別個のプレートまたはフレームに取り付けられています。
コントロールパネル — コントロールステーション。そのすべての要素は、共通のフレームまたは金属シート上に組み立てられたボード、レール、またはその他の構造要素に取り付けられます。
コントロールパネル（ShTSUコントロールステーションシールド） 3次元フレーム上に複数のパネルまたはブロックを組み合わせたものです。
制御キャビネット - ドアやカバーが閉じているときに充電部へのアクセスが排除されるように、四方から保護された制御ステーション。
ポンプとポンプ場の自動化は、一般に、タンク内の水位または圧力パイプライン内の圧力から水中電動ポンプを制御することになります。
ポンプユニットの自動化の例を見てみましょう。
図では。図１は、最も単純なポンプユニットである排水ポンプ１の自動化スキームを示している。図１のｂは、この装置の回路図を示している。ポンプユニットの自動化はフローティングレベルスイッチを使用して実行されます。 KU コントロール キーには、手動制御と自動制御の 2 つの位置があります。
米。 1. 排水ポンプ装置の設計 (a) と自動化のための電気回路 (b)
図では。 2 給水塔のタンクの水位に応じて水中ポンプを制御するためのトランスミッション自動化スキームで、リレー接点要素に実装されています。
米。 2.タンク給水塔の水位に応じた水中ポンプによる自動化の概略図
ポンプからの自動化回路の動作モードは、CA1 スイッチによって設定されます。 「A」位置にしてQFスイッチをONにすると、制御回路に電圧が印加されます。圧力タンクの水位がリモコンセンサーの下段の電極より下にある場合、回路の接点SL1とSL2が開き、リレーKV1がオフになり、コイル回路の接点がオフになります。電磁開閉器 KM が閉じている。この場合、磁気スターターがポンプモーターをオンにし、同時に信号ランプ H が L1 から消え、ランプ H が L2 に点灯します。ポンプは圧力をかけた水をタンクに供給します。
SL2 の下層電極と中性線に接続されたセンサー本体の間の空間に水が満たされると、SL2 回路は閉じますが、SL2 と直列のピンが開いているため、KV1 リレーはオンになりません。
水が最高レベルの電極に達すると、SL1 回路が閉じ、KV1 リレーがオンになり、磁気スターター KM のコイル回路の接点が開き、後者がオフになり、閉じた後閉接点の場合、SL2 センサー回路を介して単独で通電されます。ポンプモーターが停止し、警告灯 H が消灯します。L2、警告灯 H が L1 に点灯します。水位が回路 SL2 が開いている位置まで低下すると、ポンプ モーターが再びオンになり、リレー KV1 がオフになります。
どのモードでもポンプをオンにすることができるのは、井戸の水位を制御する DSX ドライラン センサー回路 (SL3) が閉じている場合のみです。
レベル制御の主な欠点は、冬にはレベルセンサーの電極が凍結しやすいことであり、そのためポンプが停止せず、水がタンクからあふれます。給水塔の表面に大量の氷の塊が凍り、給水塔が破壊されるケースがあります。
ポンプの動作を圧力で制御する場合は、ポンプ室内の圧力ラインに電気接触式圧力計や圧力スイッチを設置することができます。これによりセンサーのメンテナンスが容易になり、低温にさらされることがなくなります。
図では。 【図３】電気接触圧力計の信号（圧力に応じた）によるタワーの給水（ポンプ）設備の制御の送信回路図である。
米。 3. 電気接触圧力計によるタワー上の給水設備の制御の概略図
タンク内に水が無い場合、圧力計СП1（下段）の接点が閉じ、СП2（上段）の接点が開きます。リレー KV1 が動作し、接点 KV1.1 と KV1.2 が閉じます。その結果、磁気スターター KM がオンになり、電動ポンプが三相ネットワークに接続されます (電源回路は図には示されていません)。
ポンプがタンクに水を供給し、圧力計の接点が閉じるまで圧力が上昇し、СП2 が上部水位に設定されます。接点СP2を閉じた後、リレーKが作動V2し、リレーKV1のコイル回路の接点KV2.2と磁気スターターKMのコイル回路のKV2.1が開きます。ポンプモーターがオフになります。
タンクから水が流出すると圧力が低下し、СP2が開いてKV2が遮断されますが、圧力計が接触しているためポンプは作動せず、СP1が開き、リレーコイルKV1がオフになります。圧力計の接点が閉じる前にタンク内の水位が低下すると、ポンプが作動します。 СП1.
制御回路には 12 V 降圧変圧器によって電力が供給されており、制御回路と電気接触圧力計の保守時の安全性が向上します。
電気接触圧力計または制御回路の故障時にポンプの動作を確実にするために、スイッチ CA1 が設計されています。オンにすると、制御接点 KV1.2、KV2.1 が操作され、磁気スターター KM のコイルが 380 V ネットワークに直接接続されます。
位相ギャップ L1 では、制御回路には接点 ROF (欠相リレー) が含まれており、供給ネットワークの欠相または非対称モードの場合に開きます。この場合、コイル KM の回路が壊れ、故障が解消されるまでポンプは自動的にオフになります。
この回路の電源回路は、自動スイッチによって過負荷や短絡から保護されます。
図では。図４は、井戸６内に設置された水中タイプの電動ポンプユニット７を含む揚水設備の自動化のための伝送方式である。逆止弁５と流量計４が圧力パイプラインに設置されている。
ポンプユニットには圧力タンク1（給水塔または空気水ボイラー）と、 圧力センサー (またはレベル) 2、3。センサー 2 はタンク内の上部圧力 (レベル) に応答し、センサー 3 はタンク内の下部圧力 (レベル) に応答します。ポンプ場は制御ユニット 8 によって制御されます。
米。 4. 可変周波数による揚水装置の自動化スキーム
ポンプユニットは次のように制御されます。ポンプユニットの電源がオフになり、圧力タンク内の圧力が低下し、Pmin以下になった場合… この場合、センサーから信号が送られ、電動ポンプがオンになります。まずは徐々に頻度を上げていくことから始めます。ポンプユニットの電気モーターに供給する電流です。
ポンプユニットの速度が設定値に達すると、ポンプは動作モードに入ります。動作モードをプログラムすることにより 周波数変換器 ポンプの動作に必要な強度、スムーズな始動と停止を確保できます。
水中ポンプの調整可能な電気駆動装置を使用することにより、給水ネットワーク内の自動圧力維持機能を備えた直接流水供給システムを実装することが可能になります。
電動ポンプのスムーズな始動と停止、パイプライン内の圧力の自動維持を保証するコントロールステーションには、周波数変換器A1、圧力センサーBP1、電子リレーA2、制御回路および信頼性を高める補助要素が含まれています。電子機器の性能向上に貢献します（図5）。
ポンプ制御回路と周波数コンバータは次の機能を提供します。
— ポンプのスムーズな始動と停止。
— レベルまたは圧力による自動制御。
— 「空運転」に対する保護。
- 不完全なフェーズモード、許容できない電圧降下、給水ネットワークの緊急事態の場合に、電動ポンプを自動停止します。
— 周波数変換器 A1 の入力における過電圧保護。
- ポンプのオン/オフ、および緊急モードの信号。
— ポンプ室のマイナス温度での制御キャビネットの加熱。
ポンプのソフトスタートとソフト減速は、周波数コンバータタイプ A1 FR-E-5.5k-540ES を使用して行われます。
米。 5. ソフトスタートおよび自動圧力維持装置を備えた水中ポンプの自動化の概略図
水中ポンプモーターは周波数変換器の U、V、W 端子に接続されています。ボタンСB2を押すと、リレー«スタート» K1が作動し、その接点K1.1が入力STFと周波数変換器のコンピュータを接続し、周波数変換器の設定時に指定されたプログラムに従って電動ポンプがスムーズに始動するようにします。
周波数変換器またはポンプモーター回路に障害が発生した場合、AC 変換器回路が閉じ、リレー K2 の動作が保証されます。 K2 の作動後、その接点 K2.1、K2.2 が閉じ、回路 K1 の接点 K2.1 が開きます。周波数変換器とリレー K2 の出力はオフになります。回路の再アクティブ化は、障害が除去され、8V3.1 ボタンで保護がリセットされた後にのみ可能です。
アナログ出力 4 ～ 20 mA を備えた圧力センサー BP1 は、周波数コンバーターのアナログ入力 (ピン 4、5) に接続され、圧力安定化システムに負のフィードバックを提供します。
安定化システムの機能は、周波数変換器の PID コントローラーによって保証されます。必要な圧力は、ポテンショメータ K1 または周波数変換器のコントロール パネルによって設定されます。ポンプが空運転している場合、電子抵抗リレー A2 の接点 7 ～ 8 が短絡リレーのコイルで閉じ、空運転センサーがその接点 3 ～ 4 に接続されます。
短絡リレーが作動すると、その接点 K3.1 と shortcircuit.2 が閉じ、その結果、保護リレー K2 が作動し、ポンプ モーターが確実にオフになります。この場合、短絡リレーには接点 K3.1 を通じて独立して電力が供給されます。
すべての緊急モードでは、HL1 ランプが点灯します。 HL2 ランプは、水位が許容できないほど低い場合に点灯します (ポンプの「空運転」時) 寒い季節の制御キャビネットの加熱は、スイッチがオンになっている電気ヒーター EK1 ～ EK4 の助けを借りて実行されます。サーマルリレー VK1 が作動した場合、コンタクタ KM1 によって動作します。周波数変換器の入力回路の短絡や過負荷からの保護は、ブレーカー QF1 によって行われます。
米。 5. ポンプユニットの自動化
この記事では、Daineko V.A. という本の資料を使用しています。農業企業の電気設備。
以下も参照してください。 2 台の廃棄物ポンプのシンプルな自動制御スキーム