Станция (шкаф) управления и защиты СУиЗ "Лоцман+ L2" - автоматика для погружного или центробежного насоса и его электродвигателя

Основные технические характеристики

Входные сигналы шкафа управления

Выходные сигналы шкафа управления

СУиЗ обеспечивает работу насоса в следующих режимах:

• «Ручной» - включение двигателя насоса от кнопок на лицевой панели контроллера;
• «Автоматический» - управление по сигналу от датчика(ов) давления или уровня.

СУиЗ обеспечивает в автоматическом режиме выполнение следующих основных функций:

• налив/дренаж емкости по сигналам от дискретных датчиков уровня различного типа (электродные, ЭКМ, поплавковые и пр.);
• налив/дренаж емкости по таймеру и одному из датчиков уровня (время таймера от 1 до 180 минут);
• налив/дренаж емкости по реле давления;
• удаленное включение/отключение двигателя станции по сигналу внешнего управления.

СУиЗ обеспечивает защиту в следующих ситуациях:

• «сухой» ход (при использовании соответствующего датчика);
• перегрузка двигателя – настраивается пользователем в диапазоне 1…300 А;
• недогрузка двигателя (защита от «сухого» хода без дополнительного датчика) – настраивается пользователем в диапазоне 0,5…299 А;
• неправильное чередование или отсутствие питающих фаз (проверяется при включении);
• слишком высокое или слишком низкое питающее напряжение – настраивается пользователем в диапазоне 180…245 В;
• обрыв/перекос фаз;
• неправильное срабатывание датчиков уровня (при автоматическом режиме работы);
• низкое сопротивление изоляции электродвигателя – менее 15 кОм.

Ручной режим работы

Ручной режим предназначен для местного управления двигателем при проведении монтажных или сервисных работ. Включение/отключение  двигателя происходит только при нажатии кнопок «Пуск»/«Стоп», расположенных на лицевой панели МК. Переход к ручному режиму происходит при изменении оператором значения параметра 1 установочного меню МК. При ручном режиме работы задействованы все защиты, кроме контроля правильности срабатывания датчиков уровня. При срабатывании защиты двигатель отключается и на дисплее отображается мигающий код аварийной ситуации со звуковым сигналом до вмешательства оператора.

Таймеры времени продолжительности работы, времени включения и отключения не используются.

Автоматический режим по датчикам уровня

В данном режиме происходит автоматическое включение/отключение двигателя насоса по дискретным датчикам давления или уровня. В зависимости от выбранной пользователем функции станции возможно автоматическое поддержание уровня воды в резервуаре или  осушение дренажного приямка.

Функция «Налив»

При опускании столба жидкости ниже датчика нижнего уровня, происходит проверка состояния питающей сети, двигателя и правильности сигналов датчиков. После этого происходит включение двигателя насоса. В процессе налива постоянно ведется контроль токов и напряжений, которые  должны  лежать в  пределах уставок, заданных в установочном меню. При выходе значений за диапазон уставок в течение заданного времени, произойдет аварийное отключение электродвигателя. На индикаторе отобразится код случившейся ошибки и время до следующего запуска двигателя. Также в процессе работы проверяется состояние входа “Внешнее управление” и состояние датчика “сухого” хода.  При наполнении емкости до верхнего уровня произойдет отключение двигателя и МК перейдет к ожиданию слива.

В автоматическом режиме постоянно происходит контроль состояния контактов датчиков уровня.

Как только возникает ситуация с неправильным срабатыванием контактов датчиков (например, датчик верхнего уровня сработал раньше нижнего), начинают мигать светодиоды уровней и через 2 секунды срабатывает защита. Двигатель отключается и на индикаторе отображается мигающий код аварии. Ошибка сбросится автоматически после восстановления сигналов с датчиков. 

В автоматическом режиме доступны дополнительные функции, такие как таймер аварийного отключения и таймеры задержки включения/отключения.

Таймер аварийного отключения предназначен для исключения перелива вследствие отказа одного из датчиков уровня (например, часты случаи замерзания датчиков верхнего уровня на водонапорных башнях). Задача таймера - отключить двигатель по истечении заданного в установочном меню времени (в минутах), если не сработал датчик верхнего уровня. Таймер запускается вместе с включением двигателя при наливе и обнуляется при отключении двигателя. Если датчик уровня сработал по времени раньше таймера, то таймер останавливается до следующего включения двигателя. При срабатывании таймера и истечении времени перезапуска после аварии, работа станции будет продолжена в штатном режиме, МК будет ожидать опускании уровня жидкости.

Таймеры задержки включения/отключения позволяют игнорировать ложные сигналы уровней при возможных гидроударах на длинных линиях, происходящие после включения и отключения двигателя. Команда запуска или останова двигателя будет выполнена только после стабилизации скачков давления и неизменном состоянии контактов датчиков в течение заданного пользователем времени. Также с помощью таймеров задержек возможно организовать групповой (каскадный) режим работы нескольких насосов на одну накопительную или дренажную емкость от общих датчиков уровня. Время включения/отключения каждой станции из группы настраивается в зависимости от условий работы на время до 180 секунд.

Функция «Дренаж»

Работа станции при дренаже идентична работе при наливе за исключением обратного порядка включения/ отключения двигателя при изменении уровня жидкости. При достижении жидкостью верхнего уровня произойдет запуск двигателя.  После того, как уровень достигнет минимального уровня, двигатель будет остановлен, станция будет ожидать наполнения емкости до верхнего уровня. Как и при наливе, возможно использование функций задержки пуска, останова и аварийного отключения.

Функции задержки пуска и останова при дренаже аналогичные с наливом,  таймер аварийного отключения включается вместе с двигателем и сбрасывается при достижении нижнего уровня.

Автоматический режим по таймеру и датчику верхнего (нижнего) уровня.

Данный режим предусмотрен для таких условий, где установка датчика верхнего уровня не представляется возможным (например, на водонапорных башнях при сильных морозах происходит его  обмерзание и, соответственно, отказ), а использование электроконтактного манометра затруднено по каким-либо причинам.  В этом случае устанавливается всего один датчик уровня, по срабатыванию которого происходит налив/дренаж емкости в течение необходимого для наполнения или осушения времени. Датчик верхнего уровня в этом режиме не используется. Функция налива или дренажа выбирается в установочном меню МК. При наливе используется вход датчика нижнего уровня, при дренаже - вход датчика верхнего уровня.

При наливе

Если датчик в разомкнутом состоянии, что означает отсутствие жидкости в емкости, то происходит включение двигателя насоса на время от 1 до 180 минут (изменяется  пользователем в установочном меню). Время наполнения конкретной емкости подбирается пробным путем в ручном режиме. После окончания времени налива МК будет ожидать размыкания датчика нижнего уровня, и после этого снова будет повторять циклы налива.

При дренаже

Если датчик в замкнутом состоянии, что означает заполнение емкости, то происходит включение двигателя  на время от 1 до 180 минут.  Время осушения конкретной емкости подбирается пробным путем в ручном режиме. После окончания времени слива МК будет ожидать замыкания датчика нижнего уровня, и после этого снова будет повторять циклы слива.
Как и во всех остальных режимах, осуществляется проверка всех используемых параметров защиты перед запуском и  во время работы  двигателя.

Дистанционное управление работой двигателя

Удаленное управление возможно с помощью входа «Внешнее управление» станции. Данный вход должен быть задействован в установочном меню МК. В автоматических режимах замыкание данного входа разрешает работу станции в данном режиме, размыкание – запрещает работу. Двигатель будет включен только при срабатывании датчиков уровня согласно используемому режиму и функции.  Перезапуск после аварийной ситуации произойдет автоматически по истечении заданного времени выдержки.

В ручном режиме при замыкании входа сразу происходит запуск электродвигателя, при размыкании – отключение. После срабатывания защиты двигатель будет отключен и на индикаторе останется мигающий код аварии. Сброс аварии и перезапуск при задействованном входе «Внешнее управление» - размыкание этого входа или нажатие кнопки «Стоп» МК. Авария будет сброшена и, в зависимости от состояния входа, двигатель будет включен/отключен.

При задействованном входе «Внешнее управление» кнопки «Пуск» и «Стоп» МК заблокированы.

Дистанционная передача сигналов работы

Для дистанционной передачи сигналов на диспетчерский пульт или АСУ ТП в станции используется электромагнитное реле K2 контроллера с перекидным контактом.

Замыкание контактов реле происходит в зависимости от выбранного условия в специальном пункте  установочного меню МК. Доступны следующие варианты срабатывания реле:

• работа станции;

• авария станции;

• двигатель включен/отключен;

• состояние входа «Внешнее управление»;

• состояние входа «Датчик верхнего уровня»;

• состояние входа «Датчик нижнего уровня»;

• состояние входа «Датчик сухого хода».

При необходимости, можно получить сигнал «Двигатель включен/отключен», используя дополнительный НО контакт, находящийся в контакторе.

Подробнее ознакомиться с работой станции можно в документах «Руководство по программированию L2» и  «Руководство по эксплуатации Лоцман+ L2».

Использование различных типов датчиков уровня

Например   СУиЗ Лоцман+ L2-25-IP54-У2   ТУ 3432-112-00217975-2011, где:

• Лоцман+ L2 - станция управления и защиты L2
• 25 - максимальный рабочий ток подключаемого электродвигателя, А
• IP54 - степень защиты оболочки по ГОСТ 14254-96 
• У2 - Климатическое исполнение и категория размещения

СУиЗ «Лоцман+ L2» выполняет:

• защиту электродвигателей асинхронных трехфазных:
  • защита электродвигателя от перегрузки/недогрузки по току;
  • защита электродвигателя от обрыва, перекоса или неправильного чередования фаз;
  • защита электродвигателя от повышения/понижения сетевого напряжения;
  • защита электродвигателя от замыкания на корпус;
  • защита электродвигателя и насоса от «сухого» хода.
• автоматическое управление насосами (насосными агрегатами) в процессе налива/слива жидкостей в емкости - автоматическое поддержание уровня воды в резервуаре;
• автоматическое осушение дренажного приямка по датчикам уровня;
• В качестве датчиков уровня могут использоваться одиночные датчики с «сухими» контактами, электроконтактные манометры (ЭКМ) любого исполнения, поплавковые выключатели, кондуктометрические (электродные) и прочие дискретные;
• Расширенный температурный диапазон и высокая степень пылевлагозащиты, позволяющая использовать станцию на открытом воздухе.

СУиЗ соответствует климатическому исполнению У2 по ГОСТ15150-69. (У2 - эксплуатация в неотапливаемых помещениях или под навесом при температуре окружающего воздуха от минус 40°С до плюс 40°С и верхним значением относительной влажности 80% без образования конденсата.). Степень защиты СУиЗ от воды и пыли - IP 54 по ГОСТ 14254-96.

По степени защиты человека от поражения электрическим током СУиЗ относится к классу 1 по ГОСТ 12.2.007.0 -75.

Станция управления и защиты состоит из щита со съемной монтажной панелью, внутри которого установлены автоматический выключатель, электромагнитный контактор, три клеммных блока (силовые и сигнальный), датчики тока (токовые трансформаторы) и микроконтроллерное устройство управления и защиты “L2" (далее по тексту МК).

На дверце щита предусмотрено прозрачное окно для контроля состояния станции.

На лицевой панели МК находятся кнопки управления «ПУСК», «СТОП», «ПРОГР.», «ВЫБОР», четырехразрядный светодиодный индикатор и светодиоды состояния датчиков, режимов работы и аварийных ситуаций.

Принцип работы СУиЗ основан на обработке сигналов, поступающих от внешних источников на МК, и управлении электромагнитным контактором, включающим/отключающим электродвигатель.

Возможен или ручной режим работы, при котором запуск/останов двигателя осуществляется нажатием кнопок “ПУСК”/”СТОП”, или один из автоматических режимов, при котором запуск/останов электродвигателя осуществляется по сигналу(-ам) от датчика(-ов) уровня или давления.

• для обеспечения управления, контроля и защиты насосов (погружных/центробежных), которые применяются на водоканалах, в структурах ЖКХ;
• для обеспечения контроля и управления насосов (погружных/центробежных),  работающих в системах водоснабжения/водоотведения промышленных предприятий;
• в сельском хозяйстве для контроля и защиты насосов (погружных/центробежных), задействованных в системах полива сельхозугодий;
• в системах повышения давления жилых и промышленных объектов;
• на объектах теплоэнергетики для обеспечения управления, контроля и защиты насосов (погружных/центробежных), задействованных в системе обеспечения технической водой;
• автоматическое осушение дренажного приямка по датчикам уровня;
• на производственных объектах для обеспечения управления, контроля и защиты узлов и механизмов, в составе которых используются трехфазные асинхронные электродвигатели.

• гибкая настройка режимов работы и параметров защиты;
• возможность корректировки параметров СУиЗ в процессе работы без остановки станции (например, подстроить токи защиты);
• возможность вывода на диспетчерский пульт дискретных сигналов работы станции;
• светодиодная сигнализация автоматического режима работы, состояния двигателя и уровня жидкости в емкости (по сигналам датчиков);
• учет времени работы и количества запусков электродвигателя насоса для своевременного проведения технического обслуживания;
• возможность каскадной работы нескольких станций на одну накопительную емкость или магистраль;
• дополнительный вход «Внешнее управление», позволяющий удаленно управлять станцией;
• питание цепей датчиков уровня переменным током, что позволяет значительно снизить электрохимическую коррозию электродных датчиков уровня и препятствует осаждению на них растворенных в воде солей;
• вычисление действующих значений токов и напряжений (TrueRMS) по каждой фазе и их отображение на светодиодном индикаторе;
• дополнительные режимы работы (таймеры задержки пуска, останова, аварийного отключения и пр.);
• автоматический перезапуск двигателя после аварии или прекращения электропитания станции;
• гальваническая развязка от сети всех цепей датчиков в микроконтроллере, исключающее поражение током обслуживающего персонала;
• возможность работы с различными датчиками тока: с датчиками типа Т03(Т-7) и датчиками с унифицированным токовым выходом 5А (без модификации аппаратного и программного обеспечения);
• настройка станции не требует дополнительного оборудования и доступна для обслуживания низкоквалифицированным персоналом;
• невысокая стоимость СУиЗ;
• сертифицирована для применения в странах Таможенного Союза.