Application d'un convertisseur de fréquence et d'un régulateur de tension dans les systèmes d'alimentation en eau de banlieue

Cet article traite de l'utilisation d'un convertisseur de fréquence et d'un régulateur de tension pour résoudre le problème de la gestion d'un système d'alimentation en eau de banlieue. L'article est une continuation de l'article. «Régulateur de tension pour une régulation en douceur de la puissance à la charge», qui décrit ce qu'est un "régulateur de tension", une conception est considérée, des schémas de connexion sont fournis.

En tant qu'objet d'automatisation, une maison a été choisie dans un village de chalets de banlieue, connectée à une alimentation en eau centrale. Le principal inconvénient du système central d'alimentation en eau du village est l'incohérence de la pression de l'eau, dans une très large plage de 0,5 à 1,8 atm., Ce qui en soi n'est pas suffisant pour prendre une douche confortablement ou pour arroser tout le jardin en même temps.

Le client a été invité à moderniser le système d'alimentation en eau actuel, à créer un système efficace pour réguler la pression de sortie dans le chalet et à automatiser le système d'irrigation du terrain personnel. Les conditions suivantes ont été proposées comme tâche:

• le niveau de pression de sortie dans le chalet doit être réglable en continu dans la plage de 2,0 à 4,0 atm.;

• la pression de l'eau doit être stable et ne doit pas dépendre du débit d'eau dans le chalet et du niveau de pression d'entrée;

• une protection contre le fonctionnement à sec de la pompe doit être assurée;

• le système d'irrigation devrait automatiquement fournir de l'eau pour un maximum de 6 arroseurs répartis sur tout le site;

• le système devrait être en mesure de paramétrer et de contrôler à partir d'un écran tactile portable en direct;

• la possibilité d'une surveillance et d'un contrôle à distance via Internet devrait être prévue;

• le système devrait permettre d'économiser de l'énergie et des ressources;

Dans En général, le système peut être divisé en trois parties:

• système d'alimentation en eau et stabilisation du niveau de pression de sortie;

• système d'arrosage du site;

• système de surveillance et de contrôle, y compris à distance.

Le système de stabilisation de la pression d'alimentation et de sortie d'eau est illustré à la figure 1. Il utilise une pompe centrifuge (5), qui augmente la pression à la sortie du système (Ptek) avec le débit d'eau requis et une valeur changeante de la pression d'entrée (Pin). Le système comprend également une vanne d'alimentation en eau (1), un capteur d'entrée analogique (2) et une pression de sortie (6), un clapet anti-retour (3), des vannes de régulation (4), un accumulateur hydraulique (8) et un convertisseur de fréquence (IF) (7) , ce qui rend possible le fonctionnement du moteur de la pompe à différentes vitesses.

Fig. 1. Alimentation en eau et régulation de la pression (cliquez sur l'image pour l'agrandir)

Les signaux provenant des capteurs de pression d'entrée et de sortie sont entrés directement dans le variateur via le module d'entrée analogique. Le logiciel de contrôle de la pression est flashé sur l'onduleur; en général, il peut fonctionner sans périphériques supplémentaires. Cependant, dans notre cas, toutes les installations privées sont combinées en un seul réseau avec une télécommande radio-commandée avec un écran tactile, pour améliorer l'efficacité et la commodité de contrôler l'ensemble du système.

Le système d'irrigation est illustré à la figure 2. Il est spécialement conçu pour les conditions de fonctionnement russes, aussi simple et pratique que possible. Le système consiste en une alimentation en eau d'été (3), répartie sur tout le site. À travers électrovannes solénoïdes (4) l'eau par les tuyaux flexibles s'écoule vers les systèmes d'irrigation portables conventionnels. Au total, le système utilise 6 électrovannes et flexibles. Pour l'arrêt «hivernal», les vannes d'alimentation en eau (1) et de vidange (2) sont utilisées. Les électrovannes sont contrôlées par un régulateur de tension intelligent multicanal (MIRN) (5) de l'alimentation secteur.

Le logiciel et les algorithmes d'arrosage sont câblés directement sur MIRN et peuvent fonctionner de manière autonome. Comme dans le cas précédent, tous les systèmes sont combinés en un seul réseau avec une télécommande. Pour calculer le niveau d'humidité du sol dans le système, capteur d'humidité analogique (6). Il est connecté au MIRN via le module d'entrées analogiques et est nécessaire pour déterminer correctement la durée et le volume d'eau nécessaires à l'arrosage du site.

Fig. 2. Système d'arrosage (cliquez sur l'image pour agrandir)

Le schéma général du système de surveillance et de contrôle est illustré à la figure 3. La figure montre tous les dispositifs intégrés au système de contrôle: un convertisseur de fréquence (IF) (1), un régulateur de tension intelligent multicanal (MIRN) (2), une commande à microcontrôleur (MCU) (3) et télécommande (4). IF, MIRN et MKU sont intégrés dans un réseau CAN.

Fig. 3. Système de surveillance et de contrôle (cliquez sur l'image pour l'agrandir)

MKU est utilisé pour contrôler et distribuer les tâches aux contrôleurs responsables de l'alimentation en eau (dans l'onduleur) et de l'irrigation (dans MIRN), ainsi que pour l'entrée-sortie des informations nécessaires au panneau de commande via le réseau sans fil WI-FI. La télécommande fonctionne via l'interface WEB avec contrôle sur Internet et peut être déplacée n'importe où. Comme télécommande, une tablette tactile conventionnelle avec un module WI-FI intégré a été utilisée.

Je tiens en particulier à noter que lors de la mise en œuvre de ce système, des technologies d'économie de ressources et d'énergie ont été appliquées. MKU avec un module d'horloge en temps réel (RTC) a des modes «jour-nuit». Il existe des modes spéciaux "pas de propriétaire" et "économiser de l'eau".

L'utilisation d'un inverseur pour contrôler une pompe de circulation d'eau a permis d'éliminer les courants d'appel lors du démarrage du moteur et de stabiliser la valeur de la pression d'eau dans une maison de campagne à différentes pressions d'entrée et débits d'eau. Cette solution a permis d'économiser 40% d'eau et 60% d'énergie électrique par rapport à un mode de gestion traditionnel.

Klyuev Pavel

Lisez ici comment procéder.convertisseur de fréquence à faire soi-même