Zastosowanie przetwornicy częstotliwości i regulatora napięcia w podmiejskich systemach zaopatrzenia w wodę

W tym artykule omówiono zastosowanie przetwornicy częstotliwości i regulatora napięcia do rozwiązania problemu zarządzania podmiejskim systemem zaopatrzenia w wodę. Artykuł jest kontynuacją artykułu. „Regulator napięcia do płynnej regulacji mocy przy obciążeniu”, który opisuje, czym jest „regulator napięcia”, rozważa się projekt, podano schematy połączeń.

Jako przedmiot automatyzacji wybrano dom w podmiejskiej wiosce wiejskiej, podłączony do centralnego źródła wody. Główną wadą centralnego systemu zaopatrzenia w wodę w wiosce jest niespójność ciśnienia wody w bardzo szerokim zakresie 0,5-1,8 atm., Co samo w sobie nie wystarcza, aby wygodnie wziąć prysznic lub podlać cały ogród w tym samym czasie.

Klient został poproszony o modernizację obecnego systemu zaopatrzenia w wodę, aby stworzyć skuteczny system regulacji ciśnienia wylotowego w domku i zautomatyzować system nawadniający osobistą działkę. Jako zadanie zaproponowano następujące warunki:

• poziom ciśnienia wyjściowego w domku powinien być regulowany w sposób ciągły w zakresie od 2,0 do 4,0 atm;

• ciśnienie wody musi być stabilne i nie powinno zależeć od przepływu wody w chacie i od poziomu ciśnienia wlotowego;

• należy zapewnić ochronę przed suchobiegiem pompy;

• system nawadniający powinien automatycznie dostarczać wodę dla maksymalnie 6 zraszaczy rozmieszczonych na terenie;

• system powinien być w stanie parametryzować i sterować z przenośnego panelu dotykowego drogą powietrzną;

• należy zapewnić możliwość zdalnego monitorowania i kontroli przez Internet;

• system powinien zapewniać oszczędność energii i zasobów;

W Ogólnie system można podzielić na trzy części:

• system zaopatrzenia w wodę i stabilizacja poziomu ciśnienia wylotowego;

• system nawadniania witryny;

• system monitorowania i kontroli, w tym zdalny.

Układ stabilizacji ciśnienia zasilania i wyjścia pokazano na rycinie 1. Wykorzystuje on pompę odśrodkową (5), która zwiększa ciśnienie na wylocie systemu (Ptek) z wymaganym natężeniem przepływu wody i zmieniającą się wartością ciśnienia wlotowego (Pin). System składa się również z zaworu dostarczającego wodę (1), analogowego czujnika wejściowego (2) i ciśnienia wyjściowego (6), zaworu zwrotnego (3), zaworów kontrolnych (4), akumulatora hydraulicznego (8) i przetwornicy częstotliwości (IF) (7) , co umożliwia pracę silnika pompy przy różnych prędkościach.

Ryc. 1. Dopływ wody i regulacja ciśnienia (kliknij zdjęcie, aby powiększyć)

Sygnały z czujników ciśnienia wejściowego i wyjściowego są wprowadzane bezpośrednio do falownika za pośrednictwem analogowego modułu wejściowego. Oprogramowanie sterujące ciśnieniem jest przekazywane do falownika, ogólnie rzecz biorąc, może działać bez dodatkowych urządzeń peryferyjnych. Jednak w naszym przypadku wszystkie prywatne obiekty są zintegrowane w jedną sieć ze zdalnie sterowanym pilotem z panelem dotykowym, aby poprawić wydajność i wygodę sterowania całym systemem.

System nawadniania pokazano na ryc. 2. Jest on specjalnie zaprojektowany dla rosyjskich warunków pracy, tak prosty i wygodny, jak to możliwe. System składa się z letniego zaopatrzenia w wodę (3), ułożonego wzdłuż całego terenu. Przez elektrozawory (4) woda przez elastyczne węże, przepływa do konwencjonalnych przenośnych systemów nawadniających. W sumie system wykorzystuje 6 elektrozaworów i elastyczne węże. Do „zimowego” wyłączenia stosuje się zawory zasilania wodą (1) i spustu (2). Elektrozawory są sterowane przez wielokanałowy inteligentny regulator napięcia (MIRN) (5) z zasilania sieciowego.

Oprogramowanie i algorytmy nawadniania są podłączone bezpośrednio do MIRN i mogą działać autonomicznie. Podobnie jak w poprzednim przypadku, wszystkie systemy są połączone w jedną sieć za pomocą pilota. Aby obliczyć poziom wilgotności gleby w systemie, analogowy czujnik wilgotności (6). Jest on podłączony do MIRN przez analogowy moduł wejściowy i jest niezbędny do prawidłowego określenia czasu trwania i objętości wody wymaganej do nawadniania terenu.

Ryc. 2. System nawadniania (kliknij na zdjęcie, aby powiększyć)

Ogólny schemat systemu monitorowania i sterowania pokazano na rysunku 3. Rysunek pokazuje wszystkie urządzenia wbudowane w system sterowania: przetwornicę częstotliwości (IF) (1), wielokanałowy inteligentny regulator napięcia (MIRN) (2), sterowanie mikrokontrolerem (MCU) (3) i zdalne sterowanie (4). IF, MIRN i MKU są zintegrowane z siecią CAN.

Ryc. 3. System monitorowania i kontroli (kliknij zdjęcie, aby powiększyć)

MKU służy do sterowania i dystrybucji zadań do kontrolerów odpowiedzialnych za zaopatrzenie w wodę (w falowniku) i nawadnianie (w MIRN), a także do wprowadzania i przekazywania niezbędnych informacji do centrali za pośrednictwem sieci bezprzewodowej WI-FI. Pilot działa za pośrednictwem interfejsu WEB z kontrolą przez Internet i można go przenieść w dowolne miejsce. Jako pilota zastosowano konwencjonalny tablet z ekranem dotykowym i zintegrowanym modułem WI-FI.

Chciałbym szczególnie zauważyć, że przy wdrażaniu tego systemu zastosowano technologie oszczędzania zasobów i energii. MKU z modułem zegara czasu rzeczywistego (RTC) ma tryby „dzień-noc”. Istnieją specjalne tryby „bez właściciela” i „oszczędzania wody”.

Zastosowanie falownika do sterowania pompą obiegową wody pozwoliło wyeliminować prądy rozruchowe podczas uruchamiania silnika i ustabilizować wartość ciśnienia wody w wiejskim domu przy różnych ciśnieniach wejściowych i natężeniach przepływu wody. To rozwiązanie pozwoliło zaoszczędzić 40% wody i 60% energii elektrycznej w porównaniu z tradycyjnym sposobem zarządzania.

Klyuev Pavel

Przeczytaj tutaj, jak to zrobić.zrób to sam przetwornica częstotliwości