Щиты управления насосными станциями серии ШУ-К-9100, как инструмент повышения эффективности перекачки вод и энергосбережения.

Введение

В связи с ростом тарифов на электроэнергию, которые составляют едва ли не половину себестоимости производства воды, не говоря уже об очистке сточных вод, снижение энергоемкости, занимает первое место среди требований, предъявляемых к оборудованию. А, как известно, руководителей «Водоканалов» больше всего интересуют вопросы энергосбережения. Острота данного вопроса, особенно во время кризиса, стала причиной расширения линейки производимого компанией ООО «ПУ «Казаньэлектрощит» энергосберегающего оборудования, разработки и запуска в производства щитов управления насосными станциями серии ШУ-К-9100 для организаций, занимающихся водоснабжением и водоотведением.
Наряду со снижением энергоемкости, одной из задач, стоявших перед специалистами компании, было создание щитов управления для насосных станций без постоянного присутствия оперативного персонала.
Отличительной особенностью щитов управления является:
- обеспечение энергоэффективного управления технологическим процессом работы насосной станции, благодаря плавному пуску насосов, регулированию производительности, чередованию насосов в работе для контролируемой выработки ресурса насосных агрегатов и предотвращению выхода из строя во время простоя;
- обеспечение защиты трубопроводов и насосных агрегатов от гидравлических ударов.
Благодаря этому, разработанные щиты управления позволяют снизить стоимость затрат на водоснабжение и отведение там, где раньше применялись обычные шкафы управления, а также на вновь строящихся объектах.


Применяемость щитов управления

В настоящее время налажен выпуск щитов управления следующими насосными станциями:
• станция первого подъема воды;
• станция второго подъема воды;
• канализационная насосная станция (КНС).
В зависимости от назначения насосной станции изменяется и комплектация щитов управления. Принцип «модульности», заложенный в конструкцию щита управления, позволяет быстро и гибко спроектировать, собрать и произвести пуско-наладку щита управления с необходимой комплектацией. Щиты управления выполняются с использованием как отечественных, так и импортных (Schneider Electric) комплектующих. Это позволяет собирать щиты управления насосными станциями в любой ценовой категории.

Структура и основные принципы функционирования систем

Щиты управления реализуют средний уровень в трехуровневой иерархии системы АСУ ТП. Основными элементами щита являются:
• программируемый контроллер;
• преобразователь частоты (ПЧ);
• устройство плавного пуска (УПП);
• блоки управления и устройства сопряжения.
Щит управления состоит из 3-х основных независимых систем:
• система управления насосами (с контролем уровня или давления);
• система управления вентиляцией;
• система управления освещением.
Управление каждой системой возможно как в автоматическом, так и в ручном режиме. Переключение режимов осуществляется для каждой системы индивидуально. В ручном режиме команды управления задаются оператором:
- с панели оператора;
- при помощи органов управления и индикации;
- дистанционно с «верхнего уровня».
Выбор места управления осуществляется переключателем на щите. Панель оператора и органы управления и индикации могут быть вынесены в отдельно стоящий бокс. Панель оператора позволяет управлять всеми функциями щита. Органы управления и индикации служат для более эффективного и эргономичного управления и контроля режимов работы щита, но при желании, могут не устанавливаться.
Щит может быть подключен к системе диспетчеризации по интерфейсу RS-485 или Ethernet (протокол ModBus). В случае удаленного объекта устанавливаются модемы (в том числе GSM и GPRS). Как опция, доступна установка оборудования оповещения посредством SMS-сообщений. Благодаря установленному источнику бесперебойного питания, связь с «верхним уровнем» не прекращается даже при пропадании основного источника электроснабжения.
Сочетая в себе основные системы насосных станций, щит управления представляет собой комплектное, законченное изделие, предназначенное для полной автоматизации насосной станции.

Программное обеспечение систем

Функциональное программное обеспечение щитов управления разработано в среде программирования, поддерживающей стандарт IEC 6-1131/3. Это позволяет не «привязывать» программное обеспечение к определенному типу контроллеров и, при необходимости, использовать более производительные аппаратные средства. Наряду с «модульностью» в аппаратном обеспечении программное обеспечение также создавалось по этому принципу. Такой подход позволяет быстро создавать программное обеспечение для проектируемых щитов управления без изменения исходных, отлаженных кодов.
Для организации обмена информации с «верхним уровнем» существует руководство – «Описание программного обеспечения».
В случае отсутствия связи с «верхним уровнем», информация о событиях происходящих с насосной станцией не будет потеряна, так как постоянно ведется -«Журнал событий».

Заключение

Применение современных программно-аппаратных средств позволило создать надежное и высокоэффективное оборудование с уникальными эксплуатационными качествами.
Эффективность применения щитов управления серии ШУ-К-9100 производства ООО «ПУ Казаньэлектрощит» складывается из следующих составляющих:
1. Автоматизация. Позволяет автоматизировать процессы перекачки воды.
2. Экономия электроэнергии. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя для поддержания давления позволяет избавиться от потерь на дросселирование при обычном регулировании.
3. Увеличение ресурса оборудования. Применение УПП и ПЧ позволяет избежать перегрузок как по механической части (гидроудары), так и по электрической части. Снижение пусковых токов позволяет снизить мощность некоторых элементов сети, а также благотворно влияет на других потребителей. Происходит увеличение сроков службы технологического оборудования и станции в целом.
4. Повышение надежности. Применение программируемого контроллера совместно с ПЧ и УПП дает значительное повышение надежности комплекса оборудования, которое складывается из следующих составляющих:
• снижение влияния человеческого фактора;
• отсутствие гидроударов, уменьшение износа оборудования;
• уменьшение времени реакции на аварийные ситуации;
• контролируемая наработка насосных агрегатов с целью подвести агрегаты к плановому ремонту;
• мониторинг и регистрация параметров работы станции, анализ аварийных ситуаций.
5. Диспетчеризация. Применение современного оборудования позволяет достаточно просто интегрировать щиты управления в АСУ.
6. Удобство в проектировании. Уменьшаются сроки проектирования, строительства и реконструкции объектов водного хозяйства за счет использования типового, разработанного по модульной технологии, оборудования.
Внедрение данных щитов управления позволяет достичь экономичного, современного, качественно нового уровня управления технологическим процессом. Опыт и высокий уровень производства ООО «ПУ Казаньэлектрощит» позволяет удовлетворить потребности любого заказчика.

Для заказа необходимого щита управления, кроме условного обозначения необходимо заполнить опросный лист, выполненный в формате однолинейной схемы. Существуют заполненные опросные листы для типовых насосных станций, которые доступны для проектных организаций. Опросный лист позволяет с максимальной точностью создать щит управления под требования заказчика.