Estación de control de bombas centrífugas multietapas

La estación está diseñada para control automático y manual del grupo de bombas (de dos a seis bombas) con motores asíncronos, con una capacidad de 315 kW cada uno, funcionando en agua fría o caliente con el fin de mantener la presión determinada de agua en tubería principal.

Sistema de monitoreo y control remoto de estaciones de bombeo

Sistema de control y visualización en SCADA Trace Mode 6 está diseñado para:

1. Control remoto de grupos de estaciones de bombeo, captación de información sobre el estado de cada objeto de control

2. Captación de información sobre el estado de los parámetros de tubería principal de entrada y salida

3. Mostrar información sobre el estado de los objetos en un editor de imágenes en la pantalla de la estación de control

El uso del sistema está orientado al funcionamiento conjunto con sistemas de control de estación de bombeo EACB. Debido a la orientación del sistema SCADA para solucionar tareas específicas, fue lograda la flexibilidad y funcionalidad en la gestión de las instalaciones de abastecimiento de agua. Ahora no hay necesidad de frecuentes viajes de los ingenieros al campo para ajustes y puesta en marcha. Ajuste fino de la estación es posible hacer desde el panel de control.

Está disponible demo versión del software del sistema (con funcionalidad limitada).

Componentes

Estaciones de control de bombas centrífugas multietapas

• Funcionalidad
• Composición de las estaciones de control
• Operaciones básicas
• Ejecución
• Estación de control de bombeo proporciona:
• Esquema de signos de estaciones de control       de bombas centrífugas multietapas
• Funciones principales (tabla)
• Características especiales de la estación:
• Esquema estructural de la estación de control de grupo de tres bombas (esquema)

Funcionalidad

Estación es diseñada para control automático y manual de grupos de dos a seis bombas con motores asíncronos con la potencia de hasta 315 kW cada uno, funcionando en agua fría o caliente con el fin de mantener la presión de agua en tubería principal.

Estaciones de control tienen dos series de modelos: EACB - estación automática de control de bombas y EMB - estación de motores de bombas.

Ver diferencias en la Tabla 1. 

Composición de las estaciones de control

1. Convertidor de frecuencia está instalado en el control de la tensión que controla la presión y la corriente, es resistente a corto circuito y proporciona un control del rendimiento de bombas.

2. Controlador lógico programable que asegura el seguimiento a un algoritmo de control programado; ejerce las funciones de control y gestión del convertidor de frecuencia y de arrancador magnético.

3. Controlador programable de medición que ejecuta el algoritmo programado de control y que tiene la pantalla electrónica que muestra el valor del parámetro ajustable (presión) actual y programado. Hace las funciones de control PID y de fuzzy-lógica.

4. Inductor que protege al convertidor de frecuencia de los cambios en la configuración de la tensión de alimentación.

5. Unidades de protección automática en cantidad que corresponde a la cantidad de bloques de control y bombas.

6. Grupo de arrancadores magnéticos de conmutación de potencia con relé térmico de protección de motores de bombas.

7. Sensor externa de presión.

8. Sensores - interruptores de presión.

Operaciones básicas

1. Automática
2. De reserva 1
3. De reserva 2
4. Manual

En el modo automático, la estación realiza control de siguientes funciones:

1. Determinación del número de bombas en funcionamiento. El mantenimiento de la presión programada en tubería principal realiza de modo de cascada, o sea, puesta en marcha secuencial de bombas. El número de bombas necesarias para operar se determina automáticamente.

2. Última bomba en funcionamiento realiza la regulación de frecuencia para mantener la presión con mayor precisión, así como para reducir caída brusca de presión en tubería principal y los picos de corriente en la red.

3. Parámetro anteriormente programado de presión de régimen nocturno. Durante el período de tiempo programado la estación se cambiará automáticamente al otro régimen de presión. Este régimen se llama "nocturno". Procesador de control da orden para la conmutación. Por lo tanto, durante la noche el sistema de control permite reducir la presión en el punto de control garantizando la presión necesaria en la tubería principal.

4. Cálculo del momento de puesta en marcha de la bomba adicional dependiendo del nivel de presión en la tubería principal (opcional - sólo para las estaciones EMB).

5. Paso al modo de relé en función del estado de convertidor de frecuencia y sensor.

Estación de control puede funcionar con diferentes tipos de sensores: de presión, de flujo, de temperatura, etc., con salidas estándar de corriente o de tensión. Programación del tipo de sensor se hace desde el panel de controlador.

La estación de control tiene dos entradas con aislamiento galvánico, que permite la regulación de la diferencia de los dos sensores.

Ajuste de la estación conforme a los parámetros de las tuberías se realiza desde el panel frontal de la caja de control por vía de cambio de los parámetros del controlador digital.

Algoritmo de puesta en marcha de las bombas adicionales. Antes de poner en marcha cada bomba posterior, la bomba que se ajusta se pone en el régimen de su capacidad máxima, y después, estando en el estado de la rotación, se conecta directamente a la red de alimentación. Después de conmutación de la bomba, el convertidor de frecuencia suavemente pone en marcha la siguiente bomba según la prioridad, que está en buen estado y permitida para funcionamiento.

Algoritmo de desconexión de bombas. La desconexión de bombas tiene el orden inverso. La bomba que se ajusta se pone en el modo de su capacidad mínima y se desconecta del convertidor. La bomba anterior, que se alimenta directamente desde la red, se desconecta, y en el modo de autorrotación se conecta con la salida del convertidor de frecuencia. Con esto el modo de modulación del convertidor está en la misma frecuencia de rotación del motor que mantiene una presión programada en la tubería principal (modo de "activación automática" del motor que gira).

Conexión y desconexión de bombas adicionales implementadas en la estación de control, minimiza la caída de presión en la tubería principal.

La estación de control tiene la capacidad de configurar sus parámetros conforme a dos tipos de líneas de tuberías.

El primer tipo - líneas "largas", que, generalmente, funcionan con las estaciones de bombas de segunda y tercera etapa. Estas líneas se caracterizan, sobre todo, por su gran longitud, que determina largo plazo de los procesos transitorios. Líneas en cuestión se caracterizan por las oscilaciones de ondas de largo período. Trabajando con líneas largas la estación de control tiene una sensibilidad reducida a tales oscilaciones, y, por consiguiente, un tiempo de respuesta incrementado a los cambios en presión. Esta configuración permita reducir el tiempo en que bomba salga en su régimen nominal cuando hay oscilaciones de largo periodo en la tubería (onda "directa" e "inversa").

Otro tipo de líneas - "cortas", que, generalmente, funcionan con las estaciones de bombas de tercera y cuarta etapa, que se utilizan para el "bombeo adicional" en el entorno del consumidor (casas residenciales, objetos tecnológicos, etc.). En este modo el sistema de control tiene una alta sensibilidad a cambios en la presión, es decir, breve tiempo de respuesta a la señal de control.

Estación de control realiza control del estado de la bomba de los siguientes parámetros:

1. El aumento de la corriente eléctrica consumida por encima del valor programado.

2. La ausencia de diferencia de presión en la bomba (opcional).

3. Reducción de la corriente consumida por debajo del valor programado ("ralentí" del motor - opcional).

La estación controla automáticamente la tubería principal de entrada y salida.

El control de la tubería principal de entrada efectúa relé de presión con el fin de evitar el "funcionamiento en seco" de bombas, es decir, funcionamiento del sistema a la presión por debajo de la programada.

Control de la tubería principal de salida se efectúa a base del intervalo del tiempo de funcionamientos de todas bombas en su capacidad máxima y la presión por debajo del nivel programado.

Estación automáticamente protege contra la rotura del sensor, con la indicación simultánea de tal estado.

Para el agotamiento igual de las bombas la estación los turna automáticamente, o sea, cada lapso de tiempo especificado el punto de partida de funcionamiento de bomba se mueve hacia el aumento de su número ordinal.

En caso de fallo del convertidor de frecuencia la estación automáticamente pasa en modo de espera.

Modo de espera se programa por el operador antes de poner en marcha de la estación.

En el modo de espera 1 se conecta con la red sólo una bomba en buen estado para su funcionamiento constante.

En el modo de espera 2 la presión programada se mantiene mediante el control de la cantidad de bombas conectadas. Puesta en marcha de las bombas realiza relé del controlador dirigente conforme a órdenes del controlador programable de medición y sin la participación del convertidor de frecuencia, es decir, la gestión se lleva a cabo sólo en una coordenada. En este modo, solo una vez cada tres días se cambia el orden de la alternancia de las bombas.

Por lo tanto, la estación tiene un canal de reserva de control adicional, lo que aumenta su seguridad.

En el modo de espera 1 y 2, la estación efectúa el control de tubería de entrada y en el modo de espera 2 - el control tubería de salida y de control del estado de sensor.

En el modo de espera 1 y 2 puede realizarse control de motores de válvulas. Las válvulas se abren después de puesta en marcha de la bomba y se cierran antes de su detención. La información sobre la apertura y cierre de la válvula se obtiene de los "contactos secos" de los interruptores finales.

En el modo manual el operador conecta las bombas a la red pulsando los botones apropiados.

Ejecución

El sistema se encuentra en el armario de distribución eléctrica con el grado de protección no menos de IP54, en cuyo lado frontal se ubican dispositivos de control y visualización. Armario está equipado con sistema de control del ventilador con temperatura ajustable.

Sistema está equipado nominalmente con un sistema de supervisión y control del nivel inferior (ver. Tabla 1).

También estación puede estar equipada con el sistema de supervisión y control de nivel superior. Esta opción se realiza por la orden adicional.

A petición individual la estación de control puede ser suministrada con un panel de control inteligente con la pantalla LCD con dos líneas, lo que permite hacer una configuración de sistema más profundo, así como supervisar el estado actual.

La estación de control está equipada con un sensor de presión (o cualquier otro sensor por la petición adicional), así como con unos sensores-relés de presión. A la petición especial la estación de control puede ser equipada con sensores-relés que transmiten la relación de presión con el número de bombas.

Estación está completada con la documentación necesaria para montaje, la puesta en marcha del sistema in situ, así como llevar a cabo las reparaciones durante la operación.

Estación de control de bombas proporciona:

• Ahorro en el consumo de electricidad (no menos de 50% - 65) y una reducción en el consumo de agua.

• Limitación de la corriente de entrada en la red.

• Aumento de recursos de motores de bombas.

• Eliminación de los saltos bruscos de presión en tubería principal, la reducción de accidentes y pérdidas relacionados.

• Disponibilidad de los canales de reserva.

• Un sistema de visualización.

• Reducción de la cantidad de personal de servicio y mantenimiento.

Funciones principales

Tabla 1

Características especiales de la estación

1. Puesta en marcha suave de cada bomba en su conexión consecutiva.

2. Regulación de frecuencia con cada bomba.

3. Conexión a la red de la bomba que está en el estado de rotación (conexión “sin saltos de presión”).

4. Modo de "activación automática” de la bomba en rotación en el modo de desconexión consecutiva en la frecuencia de rotación necesaria para mantener la presión.

5. Conexión de la bomba adicional en función de la presión en la tubería principal – conforme a la señal PID.

6. Disponibilidad del modo de operación del relé, garantizando el mantenimiento de presión programada en caso de fallo del convertidor de frecuencia (dos estaciones - de frecuencia y de relé en uno).

7. El algoritmo original para la supervisión del rendimiento de bombas, con exclusión de su defecto falso así como en ausencia de carga.

8. Protección contra la rotura del sensor.

9. Tiempo estimado de conexión y desconexión de las bombas adicionales en función de la presión actual (opcional).

10. Régimen nocturno, que da un ahorro adicional de energía.

11. Posibilidad de configurar hasta 20 regímenes de la presión para el modo de día (opcional).

12. Posibilidad de corregir la presión programada a través de la señal del sensor remoto instalado en el punto de control (opcional).

13. Posibilidad de configurar los parámetros de líneas "largas" (estaciones de bombas de segunda y tercera etapa) y las líneas "cortas" (estaciones de bombas de tercera y cuarta etapa) de tuberías.

14. Presencia de inductor.

15. Diseño sistematizado del sistema que proporciona una reserva funcional y la posibilidad de trabajar con varios convertidores de frecuencia sin cambiar el software.

16. Señales digitales de los valores de presión actual y programada.

17. Disponibilidad de dos entradas analógicas aisladas galvánicamente para la conexión de sensores analógicos, permitiendo el funcionamiento a base de la diferencia en presión.

18. Capacidad para captar la información de parámetros grabada por dos sensores en forma digital de la interfaz 485 en el sistema de vigilancia del nivel superior.

19. Capacidad para implementar la supervisión y control remoto el controlador de gestión.

20. Posibilidad de la supervisión directa y gestión de la estación de la interfaz 232 de línea física.

21. Encendido y apagado del ventilador, controlado en función de temperatura.

22. Contabilidad de la compatibilidad electromagnética de los equipos.