Модульная система управления насосной станцией
Модульная система управления насосной станцией относится к области гидроэнергетического оборудования, предназначена для автоматического дистанционного управления системами водоснабжения и канализации объектов коммунального хозяйства и содержит силовые блоки коммутации, блок управления, датчики состояния технологических параметров перекачиваемой среды и датчики подключенного к блоку насосного агрегата. Силовые блоки коммутации (А, В, С, D, Е, F, G) служат для подключения приводных электродвигателей насосных установок (1) к электрической сети через преобразователь частоты или устройство плавного пуска или контактор, а также имеют возможность подключения электрической сети через преобразователь частоты или устройство плавного пуска к разным приводным электродвигателям через дополнительный контактор. Силовые блоки коммутации содержат устройства ввода/вывода (на чертеже не показаны) и объединены в модули, состоящие из одного или нескольких силовых блоков коммутации. Модули размещены в отдельных, расположенных последовательно друг за другом, шкафах (2). Блок управления выполнен единым для силовых блоков коммутации, может быть размещен в отдельном шкафу (3) или в одном из шкафов (2) модулей. Через шкафы (2), (3) проходят два кабеля (4), (5). Кабель (4) обеспечивает питание установленных в шкафах (2) устройств ввода/вывода и ручное управление, а кабель (5) обеспечивает обмен информацией с единым блоком управления. Шкаф (3) блока управления подключен к электрической сети 220 В, а шкафы (2) модулей посредством шины (6) подключены к питанию 380 В (690 В), подаваемому по одному (допустимо при мощности до 200 кВт включительно приводных электродвигателей) или нескольким вводам питания 8. Шкафы (2) модулей могут быть объединены между собой шиной (7) преобразователя частоты. Кабели (4), (5) и шины (6), (7) снабжены унифицированными разъемными соединителями, установленными между шкафами (2), (3). 5 ил.
Полезная модель относится к области гидроэнергетического оборудования и предназначена для автоматического дистанционного управления системами водоснабжения и канализации объектов коммунального хозяйства, насосных станций.
Известна станция группового управления насосными или вентиляторными установками, содержащая входной и выходной коллекторы, между которыми включены насосы или вентиляторы с обратными клапанами и асинхронными двигателями, каждый из которых через соответствующий первый и второй контакторы подключен к питающей электрической сети, встроенный в выходной коллектор датчик технологического параметра, выход которого соединен с входом блока управления, блок преобразования частоты, соединенный с питающей электрической сетью, блоком управления и вторыми контакторами (патент РФ 
2073122, МПК6 F04D 15/00, опубл. 10.02.97).
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является станция группового управления насосными или вентиляторными установками, содержащая входной и выходной коллекторы, с которыми соединены всасывающие нагнетательные магистрали соответственно указанных установок, каждая из которых имеет приводной электродвигатель с блоком коммутации для подключения цепей электродвигателя к электрической сети переменного тока непосредственно или через преобразователь частоты, а также цепи контроля и управления, при этом все блоки коммутации выполнены в виде быстросъемных взаимозаменяемых модулей и подключены посредством унифицированных по исполнению и пространственному расположению электрическими соединителями, кроме того, по меньшей мере, один из указанных модулей выполнен со встроенным в него преобразователем частоты, по меньшей мере, один из остальных модулей снабжен встроенным в него устройством плавного пуска, а другие выполнены со встроенными управляемыми двухпозиционными контакторами, а к преобразователю частоты соответствующего модуля подключен датчик состояния технологического параметра перекачиваемой среды (патент РФ 8750, MПK6 F04D 15/00, опубл. 16.12.1998).
Известное техническое решение сложно в монтаже и не обеспечивает достаточного удобства при эксплуатации.
Была поставлена задача: обеспечить простоту монтажа и улучшить условия эксплуатации устройства.
Поставленная задача решается за счет того, что в модульной системе управления насосной станцией, имеющей насосные установки с приводными электродвигателями, содержащей силовые блоки коммутации для подключения каждого из электродвигателей к электрической сети через преобразователь частоты или устройство плавного пуска или контактор, блок управления, датчики состояния технологических параметров перекачиваемой среды, согласно полезной модели силовые блоки коммутации выполнены с возможностью подключения электрической сети через преобразователь частоты или устройство плавного пуска к разным электродвигателям через дополнительный контактор, и объединены в модули, состоящие из одного или нескольких силовых блоков коммутации, каждый из которых дополнительно содержит устройства ввода-вывода для управления, подключения датчиков состояния технологических параметров перекачиваемой среды и датчиков подключенного к блоку насосного агрегата, при этом модули размещены в отдельных, расположенных последовательно друг за другом шкафах, через которые проходят имеющие между шкафами унифицированные разъемные соединители два кабеля, один из которых обеспечивает питание установленных в упомянутых шкафах устройств ввода/вывода и ручное управление, а другой - обмен информацией с единым блоком управления, который размещен в отдельном шкафу или в одном из шкафов модулей, кроме того, шкафы модулей подключены к питающей сети посредством шины, имеющей между шкафами унифицированные разъемные соединители, а для обеспечения подключения электродвигателей к электрической сети через преобразователь частоты - объединены между собой шиной преобразователя частоты, также имеющей между шкафами унифицированные разъемные соединители.
В совокупности указанные существенные признаки позволяют значительно упростить монтаж и обеспечить удобство при эксплуатации.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного технического решения, не обнаружен. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, на которых изображено:
Фиг.1 - модульная система управления насосной станцией, структурная схема;
Фиг.2, 3, 4 - то же, варианты компоновки;
Фиг.5 - силовые блоки коммутации системы управления насосной станцией.
Модульная система управления насосной станцией, имеющей насосные установки 1 с приводными электродвигателями, содержит силовые блоки коммутации и блок управления (фиг.1). Всасывающие и нагнетательные магистрали насосных установок 1 соединены с входным и выходным коллекторами насосной станции (на чертеже не показано).
Силовые блоки коммутации А, В, С, D, Е, F, G (фиг.5) служат для подключения приводных электродвигателей к электрической сети через преобразователь частоты или устройство плавного пуска или контактор (фиг.4), а также имеют возможность подключения электрической сети через преобразователь частоты или устройство плавного пуска к разным приводным электродвигателям через дополнительный контактор (фиг.2, 3). Силовые блоки коммутации содержат устройства ввода/вывода (на чертеже не показаны) и объединены в модули, состоящие из одного или нескольких силовых блоков коммутации. Модули размещены в отдельных, расположенных последовательно друг за другом, шкафах 2 (ШПЧ, ШСК).
Устройства ввода/вывода обеспечивают управление, подключение датчиков состояния технологических параметров перекачиваемой среды и датчиков подключенного к блоку насосного агрегата, обработку технологических параметров модуля (характеристики сети), выдачу команд силовой автоматике модуля, выполняют функцию обмена данными с единым блоком управления, а также диагностические функции.
Блок управления выполнен единым для силовых блоков коммутации, может быть размещен в отдельном шкафу 3 (ШУ) или в одном из шкафов 2 модулей.
Через шкафы 2-3 проходят два кабеля 4, 5. Кабель 4 обеспечивает питание установленных в шкафах 2 устройств ввода/вывода и ручное управление, а кабель 5 (например, ProfiBus) обеспечивает обмен информацией с единым блоком управления. По кабелю 5 передаются данные о состоянии оборудования модуля, технологические параметры модуля (ток двигателей, напряжение сети, характеристики качества сети), диагностические данные устройства ввода/вывода, команды управления. Шкаф 3 блока управления подключен к электрической сети 220 В, а шкафы 2 модулей посредством шины 6 подключены к питанию 380 В (690 В), подаваемому по одному (допустимо при мощности до 200 кВт включительно приводных электродвигателей) или нескольким вводам питания 8. Для обеспечения подключения электродвигателей к электрической сети через преобразователь частоты шкафы 2 модулей объединены между собой шиной 7 преобразователя частоты (фиг.1, 3). Кабели 4, 5 и шины 6, 7 снабжены унифицированными разъемными соединителями, установленными между шкафами 2, 3.
Насосная станция может иметь от двух до шести насосов.
В шкафу 3 блока управления (или в одном из шкафов 2, когда блок управления установлен вместе с одним из модулей) установлен контроллер с программным обеспечением (не показано), позволяющим учесть любую комбинацию модулей по желанию потребителя, в том числе и поэтапно.
Наличие между шкафами 2, 3 унифицированных разъемных соединителей позволяет заказчику осуществлять монтаж системы самостоятельно без привлечения специалистов-наладчиков.
После соединения простых в обслуживании унифицированных разъемных соединителей, подключения установки к питающей сети и задания параметров работы установки, производится ее пуск.
Данная модульная система позволяет заказчику самому определить и выбрать оптимальный набор модулей для своих условий, требований и, исходя из финансового обеспечения, что значительно сокращает время на формирование и обработку заказа. Такой бланк-заказ может быть выполнен в виде простой компьютерной программы.
В виду того, что программное обеспечение модульной системы управления насосной станцией предусматривает максимально возможные варианты комплектования системы, нет необходимости каждый раз перерабатывать программное обеспечение для нового заказчика, что также сокращает время на разработку проекта. Кроме того, любые усовершенствования в дальнейшем осуществляются допоставкой необходимого модуля системы и подключения его существующему программному обеспечению блока управления.
Данная модульная система поставляется заказчику в таком виде, что ему необходимо только соединить простые в исполнении унифицированные соединители между шкафами, все остальное осуществляется исполнителем заранее.
Заявляемая модульная система управления насосной станцией позволяет обеспечить простоту монтажа и улучшить условия эксплуатации устройства.
Заявляемая модульная система управления насосной станцией соответствует требованию промышленной применимости и может быть выполнена на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных материалов и технологий.
Модульная система управления насосной станцией, имеющей насосные установки с приводными электродвигателями, содержащая силовые блоки коммутации для подключения каждого из электродвигателей к электрической сети через преобразователь частоты, или устройство плавного пуска, или контактор, блок управления, датчики состояния технологических параметров перекачиваемой среды, отличающаяся тем, что силовые блоки коммутации выполнены с возможностью подключения электрической сети через преобразователь частоты или устройство плавного пуска к разным электродвигателям через дополнительный контактор и объединены в модули, состоящие из одного или нескольких силовых блоков коммутации, каждый из которых дополнительно содержит устройства ввода-вывода для управления, подключения датчиков состояния технологических параметров перекачиваемой среды и датчиков подключенного к блоку насосного агрегата, при этом модули размещены в отдельных, расположенных последовательно друг за другом шкафах, через которые проходят имеющие между шкафами унифицированные разъемные соединители два кабеля, один из которых обеспечивает питание установленных в упомянутых шкафах устройств ввода/вывода и ручное управление, а другой - обмен информацией с единым блоком управления, который размещен в отдельном шкафу или в одном из шкафов модулей, кроме того, шкафы модулей подключены к питающей сети посредством шины, имеющей между шкафами унифицированные разъемные соединители, а для обеспечения подключения электродвигателей к электрической сети через преобразователь частоты объединены между собой шиной преобразователя частоты, также имеющей между шкафами унифицированные разъемные соединители.
