Автоматизированные установки систем водоснабжения, примеры схем

.1 Система водоснабжения как объект автоматизации

Многочисленные потребители требуют воду: как различного качества, так и
разное его количество. Количество и качество воды, необходимое каждому
предприятию, определяется характером и масштабом его основного производства. В
свою очередь, эффективность работы предприятия часто сильно зависит от
организации снабжения его водой требуемых параметров.

Прекращение подачи воды даже на несколько минут для многих предприятий
означает массовый брак продукции, а часто и аварийный выход из строя отдельных
технологических аппаратов и установок.

Подача некачественной воды (грязной, жесткой и т.п.) так же приводит к появлению
брака, снижению производительности и экономичности технологических аппаратов, а
часто и к аварийному выходу из строя отдельных их элементов.

С внедрением в производство автоматической системы управления
технологическими процессами значительно повышается надежность системы
водоснабжения и обеспечивается высокая производительность предприятия.

Чем хороша скважина?

Если вы решили, что хотите бурить скважину, то вам просто необходимо знать о её достоинствах и недостатках. В первую очередь расскажем про достоинства. Достоинств у данного вида источника немало, особенно это касается качества воды, поскольку скважина может буриться на достаточно большую глубину, где качество воды намного лучше, чем в колодце на меньшей глубине.

К тому же бурение скважины возможно на такую глубину, где залегают артезианские воды, а это уже совершенно иное качество воды. Такого количества и качества воды вы не найдёте на меньшей глубине, на который можно обустроить колодец.

Также при условии обустройства артезианской скважины можно говорить о сроке её эксплуатации на протяжении 50 лет, это достаточно внушительный срок.

Недостатков скважины в качестве источника воды также очень много. В частности, если вы начинаете бурить артезианскую скважину, где вода будет гораздо вкуснее, нежели в колодце, то вам стоит понимать, что заплатить за эту скважину придётся немало. В первую очередь, конечно же, за машинное бурение. Ведь вручную пробурить такую скважину просто невозможно. А машинное бурение сегодня стоит достаточно дорого.

И если вы находитесь на большой высоте, или же в вашем регионе вода залегает слишком глубоко, то  глубина скважины может достигать 100м. Также необходимо понимать, что сегодня артезианские скважины должны регистрироваться. Процесс регистрации скважины отнимет у вас, как минимум, много времени, не говоря уже о том, что вам придётся платить.

Если же вы скажете, что можно пробурить скважину на меньшую глубину, то окажетесь правы. Однако опять же, бурение скважины на такую же глубину как колодца стоит не дорого, а вот срок эксплуатации скважины намного меньше. Поскольку на глубине 10 или 15 м, как правило, залегает песчаная порода, она в скором времени после бурения скважины начинает обваливаться, да и к тому же, постоянно в воду будет попадать песок, что будет усложнять её фильтрацию .

Приводы исполнительных устройства

Приводы клапанов бывают пороговые (двух-трех позиционными) и аналоговые, с возможностью плавного регулирования.

Самым известным и распространенным способом регулирования в насосной системе является регулирование заслонкой, когда двигатель работает на полных оборотах, а регулирование давления в системе осуществляется с помощью запорной арматуры (задвижек, вентилей, отводов, шаровых кранов и т.д.). Работа насоса обеспечивается постоянной подачей энергии на него от электродвигателя, а управление им – устройством регулирования давления.

Регулирование заслонкой можно сравнить с управлением автомобилем: при выжатой до упора педали газа скорость движения регулируется педалью тормоза.

Более экономичный способ управления расходом теплоносителя – применение частотных преобразователей для регулирования частоты вращения двигателей насосов системы отопления.

При этом способе регулирования достигается до 50% экономии потребления энергии, а если учесть, что в течение срока службы двигатель расходует электроэнергии на сумму, намного превосходящую его стоимость, то это показатель оказывается чрезвычайно актуальным. Например, работающий в течение года по 8 часов в день двигатель мощностью 11 кВт израсходует электроэнергии на сумму около 145 тыс. руб. (при тарифе 4.5 руб./кВтч).

Щиты автоматизации

Щиты автоматизации отопления служат для управления отопительной системой. С их помощью управляют циркуляционными насосами, регулирующими клапанами с импульсным либо аналоговым управлением, задвижками и соленоидными клапанами подпитки.

Щит автоматики могут комплектоваться датчиками температуры, давления и перепада давлений, либо производитель указывает перечень совместимого оборудования.

Реализуемые в щитах автоматизации функции:

  • Регулирование температуры подающего и обратного теплоносителя для систем отопления;
  • Поддержание заданного значения выбранного параметра, регулирование параметра по сетевому графику;
  • Включение режимов энергосбережения, в ночное время, в праздничные и выходные дни, управление циркуляционными насосами, понижение температуры горячей воды в циркуляционном контуре;
  • Защита от прикипания клапана (периодический прогон);
  • Управление работой основного и резервного насосов с организацией их попеременной работы, АВР и защитой от «сухого хода»;
  • Автоматический перезапуск насосов в случае сбоя по электропитанию;
  • Другие функции.

При подключении датчиков к щиту автоматизации отопления учитывают тип сигнала, передаваемого преобразователем – аналоговый, дискретный или пороговый – открыт/закрыт. Модули расширения, управляющие приводами устройств, выбирают исходя из тех же принципов, учитываю тип управляющего сигнала и протокол управления.

Автоматизация систем водоотведения (канализации)

Автоматизация системы водоотведения предполагает контроль выполнения относительно небольшого количества процессов, связанных с контролем работы за насосами, и заполнения дренажных приямков. В большинстве случаев, алгоритм работы системы универсален – при заполнении приямка, включить насос, при отсутствии воды в приямке, выключить насос. Дополнительно на пост диспетчера передается информация о работоспособности оборудования. Основные задачи системы автоматизации канализации:

  • Управление в автоматическом режиме и отображение состояния (ВКЛ-ВЫКЛ-АВАРИЯ) двигателей КНС и очистных сооружений;
  • Визуализация показаний датчиков уровня жидкости в дренажных приямках;
  • Возможность ручной блокировки отдельного насоса на время проведения технического обслуживания или в автоматическом режиме в случае аварийной ситуации;
  • Автоматический запуск насосной станции после аварийных ситуаций при восстановлении питающего напряжения или подачи стоков;
  • Поэтапный запуск насосов и снижение пиковых электрических и механических нагрузок на систему.

Особенности монтажа и подключения

Схема подключения блока управления

Потребитель самостоятельно может выполнить монтаж поплавкового выключателя и системы контроля первого поколения. Установку электронных регуляторов и частотных преобразователей лучше доверить специалистам. Приборы контроля размещаются в отапливаемом сухом помещении. Реле давления устанавливается на пятивыводном штуцере перед входом в гидроаккумулятор. Остальные входы соединяются: с трубой от насоса, разводкой к точкам разбора, манометром. На участке между помпой и баком врезается обратный клапан.

Поплавковый механизм и защита от «сухого хода» устанавливаются на насос до его опускания в скважину. Для корректной работы блоков управления требуется установка фильтров.

Настройка

Самостоятельная настройка параметров возможна только на механическом реле давления. Она осуществляется при открытом корпусе. Внутри прибора расположены две пружины. Поворотом большей детали регулируется давление включения помпы. Ослабление и закручивание небольшой пружины изменяет разницу между верхним и нижним давлением.

Текстовая часть системы водоснабжения

а) сведения   о   существующих   и   проектируемых  источниках водоснабжения;

б) сведения   о  существующих  и  проектируемых  зонах  охраны источников питьевого водоснабжения, водоохранных зонах;

в) описание   и  характеристику  системы  водоснабжения  и  ее параметров;

г) сведения   о   расчетном   (проектном)   расходе   воды  на хозяйственно-питьевые   нужды,   в   том  числе  на  автоматическое пожаротушение и техническое водоснабжение, включая оборотное;

д) сведения    о   расчетном   (проектном) расходе   воды   на производственные    нужды    —   для   объектов   производственного назначения;

е) сведения   о   фактическом   и   требуемом  напоре  в  сети водоснабжения,   проектных   решениях  и  инженерном  оборудовании,обеспечивающих создание требуемого напора воды;

ж) сведения  о материалах труб систем водоснабжения и мерах по их защите от агрессивного воздействия грунтов и грунтовых вод;

з) сведения о качестве воды;

и) перечень    мероприятий    по   обеспечению   установленных показателей качества воды для различных потребителей;

к) перечень мероприятий по резервированию воды;

л)  перечень мероприятий по учету водопотребления, в том числе по учету потребления горячей воды для нужд горячего водоснабжения;

м) описание системы автоматизации водоснабжения;

н)    перечень    мероприятий    по   обеспечению   соблюдения установленных    требований    энергетической    эффективности    к устройствам,  технологиям  и  материалам,  используемым  в  системе холодного   водоснабжения,   позволяющих  исключить  нерациональный расход  воды,  если  такие  требования  предусмотрены  в задании на проектирование;

н-1)    перечень   мероприятий   по   обеспечению   соблюдения установленных    требований    энергетической    эффективности    к устройствам,  технологиям  и  материалам,  используемым  в  системе горячего водоснабжения, позволяющих исключить нерациональный расход воды   и  нерациональный  расход  энергетических  ресурсов  для  ее подготовки,  если  такие  требования  предусмотрены  в  задании  на проектирование;

о) описание системы горячего водоснабжения;

п) расчетный расход горячей воды;

р) описание  системы  оборотного  водоснабжения и мероприятий,обеспечивающих повторное использование тепла подогретой воды;

с) баланс   водопотребления   и   водоотведения   по   объекту капитального  строительства  в целом и по основным производственным процессам — для объектов производственного назначения;

т) баланс   водопотребления   и   водоотведения   по   объекту капитального   строительства  —  для  объектов  непроизводственного назначения;

т-1) обоснование выбора конструктивных и инженерно-технических решений,  используемых в системе водоснабжения, в части обеспечения соответствия    зданий,    строений    и   сооружений   требованиям энергетической   эффективности   и   требованиям   оснащенности  их приборами    учета   используемых   энергетических   ресурсов   (за исключением  зданий,  строений,  сооружений,  на которые требования энергетической эффективности и требования оснащенности их приборами учета используемых энергетических ресурсов не распространяются);

 т-2) описание мест расположения  приборов  учета  используемой холодной и горячей воды и устройств  сбора  и  передачи  данных  от таких приборов;

Виды и устройство автоматики

Автоматика первого поколения

По степени автоматизации управляющие блоки делят на три поколения.

Первое поколение

Широкое применение получил простейший тип автоматики для скважинного насоса с гидроаккумулятором и реле давления. Он доступен для самостоятельного монтажа и обслуживания. Приборы контроля совместимы с погружными и поверхностными агрегатами. Размер накопительного бака зависит от общего потребления воды. Подача электричества к помпе осуществляется через реле давления. При падении напора в системе контакты замыкаются, включается насос. Он функционирует до верхнего порога давления. Цикл регулярно повторяется. Гидроаккумулятор сокращает количество включений агрегата, компенсирует гидроудары.

Второе поколение

Блоки управления второго поколения

Автоматическое управление осуществляется блоком с набором датчиков. Его основой является пресс-контроль. Прибор обеспечивает регулировку подачи и давления воды в системе. При аварии отключает насос, выполняет автоматический перезапуск. Электронный регулятор принимает сигналы от датчиков в трубопроводе. Устройство работает тихо, не требует обслуживания. Прибор устанавливается до первой точки водоразбора. На корпусе имеется стрелка, показывающая направление движения жидкости. Блоки работают без гидроаккумулирующих баков.

Третье поколение

Частотный преобразователь для скважинного насоса

Системы автоматики последнего поколения контролируют скорость вращения двигателя насоса. Она выходит на рабочую мощность только при значительном расходе воды. Осуществляется плавный пуск, медленно вырабатывается ресурс механизма, экономится электроэнергия. Такие приборы являются частотными преобразователями. Автоматика имеет тонкие настройки, обеспечивает надежную защиту двигателя от неполадок в электрической сети. Напор в системе остается неизменным при одновременном включении нескольких точек потребления. Для компенсации утечек рекомендуется установка бака на 2 л. Стоимость частотного преобразователя значительно выше остальной автоматики, она составляет 17-35 тыс. рублей.

Подходы к построению автоматизированной системы

В основу разработки автоматизированных систем (АС) положены следующие принципы:

  • Принцип развития – возможность масштабирования и обновления. АС создается с учетом возможности постоянного совершенствования ее функций и возможности расширения;
  • Принцип совместимости – обеспечение взаимодействия различных АС, в едином процессе при их совместном функционировании (для объектов жилищно-коммунального строительства этот принцип обеспечивает система интеллектуального здания);
  • Принцип стандартизации и унификации предполагает, по возможности, применение типовых, унифицированных и стандартизированных схем и элементов функционирования АС;
  • Принцип эффективности заключается в достижении рационального соотношения между затратами на создание АС и экономическим эффектом, получаемым при ее функционировании.

Хозяйственно Разработка автоматизированной системы управления водоснабжения и водоотведения один из основных разделов проектной документации. Для современных систем водоснабжения, указанные принципы должны соблюдаться в максимальном объеме, системы водоотведения существенно проще, поэтому часто при их разработке не учитывается принцип развития.

Компоненты автоматизированной системы

Автоматизированная подача воды, как и прочие автоматические бытовые системы, имеет ряд обязательных компонентов.

  • Датчик – прибор, ведущий мониторинг среды, преобразующие полученную информацию в сигналы для передачи на следующую ступень, как правило, в устройства обработки или в исполнительные устройства.
  • Измерительный преобразователь – элемент, преобразующий сигнал, полученный от датчика, в другую форму, которую можно будет хранить либо передать дальше.
  • Модуль ввода и вывода данных необходим, чтобы придать полученным данным цифровую форму, тогда сведения сможет принять компьютер или другое современное устройство.
  • Контроллер – распространенное в разных сферах экономики устройство, использующееся для управления. Его можно программировать и применять как компьютер в производственных процессах. Контроллеры можно встретить и на крупных современных производственных объектах, и в продвинутых домах.
  • Исполнительное устройство – одна из частей управляющей системы, получая управляющий сигнал, оно воздействует на разные параметры протекающего процесса. Например, может ускорить поток или повысить температуру.

Домашние инженерные системы контролировать несложно. Обычно это делают через обычный компьютер, через смартфон или другие гаджеты. Интернет дает возможность управлять всем, что происходит в «умном доме», на расстоянии. Это позволяет экономить средства. Ведь утром можно отключить отопление, а за пару часов до возвращения детей из школы вновь включить, тогда к их приходу атмосфера будет комфортной. Опасность поломок здесь минимизирована. Ведь владелец из любой точки может следить за состоянием системы и при малейших сбоях вовремя принять адекватные меры.

Автоматизированные системы – залог безопасности человека, живущего вдали от шумных городов. Такая система обеспечивает надежное функционирование жизненно важных систем. Чтобы не столкнуться с неожиданными проблемами, установку подобной автоматики нельзя доверять случайным людям. Профессиональный подход к делу, известные бренды оборудования исключат возможные сбои.

Тэги на странице:

Наши телефоны +7(937)532-77-37, +7(8442)50-18-61

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий