Автоматика для водоснабжения: Автоматика для систем водоснабжения – купить по выгодным ценам

Автоматика в системе автономного водоснабжения от скважины и колодца

Под автоматикой подразумевается одно или несколько устройств, управляющих пуском и остановкой мотора подающего воду, а также измерительные и защитные приборы.

В зависимости от выбранного насосного оборудования, которое будет использоваться при обустройстве скважины, подбирается автоматика для системы автономного водоснабжения частного дома, коттеджа.

Функции автоматики в системе автономного водоснабжения:

1. Управление глубинным насосом, отключение его при наполнении водопровода. В сложных системах происходит не отключение, а регулирование силы вращения двигателя насоса.
2. Защита водопровода от гидравлических ударов.
3. Защита насоса от сухого хода. Происходит прерывание электрической цепи, когда отсутствует вода.

Устройства автоматики автономной системы водоснабжения

Гидроаккумулятор

При использовании гидроаккумулятора в водопроводе поддерживается заданное проектом давление. Если происходит отбор воды из системы, израсходованный объем восполняется из аккумулированных запасов, от этого и название гидроаккумулятор. Как только запасы воды истощаются, автоматика включает погружной насос и начинает поднимать давление воды в гидроаккумуляторе и трубопроводе соответственно. Используем производителей: WESTER, AQUARIO, REFLEX.

Реле защиты от сухого хода

Простой элемент, который определяет изменение давления в системе водоснабжения, контролирует скважинный насос, чтобы он не работал без воды. Потому что при работе в сухую происходит перегрев насоса, и он может сломаться. Когда давление падает до определенного показателя, выставленного на реле защиты, реле разрывает электрическую цепь, вследствие чего прекращается работа насоса. Используем производителей: AQUARIO, ITALTECNICA.

Пусковой конденсаторный блок с тепловой защитой

Предназначен для запуска и защиты скважинных насосов без встроенного конденсатора. Состоит из пускового конденсатора, защитного теплового реле и пусковой кнопки. Используем производителей: AQUARIO, SUMOTO.

Реле давления

Используют для автоматизации работы скважинного насоса (включение и выключение, в зависимости от выставленного уровня давления в системе). Используем производителей: AQUARIO, ITALTECNICA.

Манометр

Прибор, который измеряет точное давление в системе водоснабжения (в трубопроводе или в насосном оборудовании). Используем производителей: AQUARIO, TIM.

Пульты управления

В основном используются для трёхфазных насосов 380 V. Используем производителя: MANIERO.

В наше время массово используется сочетание устройств: реле давления, гидроаккумулятор и манометр.

Не часто устанавливается автоматизированная система «прессконтроль». Это готовое решение по автоматизации системы водоснабжения коттеджа. Дополнительных устройств больше не потребуется. Используем производителя: AQUARIO.

Как работает автоматика:

1. Скважинный, колодезный или поверхностный насос нагнетает, установленное на реле давления, верхнее значение.
2. Когда достигается верхняя отметка, происходит срабатывание реле давления, насос отключается размыканием контактов электропитания.
3. При разборе воды в гидроаккумуляторе, сжатый воздух вытесняет воду из мембраны, которая подается потребителю.
4. При уменьшении объема воды в баке, понижается и давление.
5. Если снижается давление воды в гидроаккумуляторе, реле достигает нижнего показателя и включает насос, замыкая контакты электропитания. Действия повторяются по кругу, их можно отследить и отрегулировать по показаниям манометра.

Использование реле давления, гидробака и манометра считается самым надежным решением. Простота конструкции и монтажа являются важными преимуществами.

Схема: автоматика в системе автономного водоснабжения частного дома

В специализированных магазинах представлен большой выбор реле давления, манометров и гидроаккумуляторов. Экономить на этом оборудовании не стоит, так как от этих важных составляющих напрямую зависит работа скважинного насоса и всей системы автономного водоснабжения дома.

Обслуживание автоматики

Систему автоматики необходимо обслуживать 2 раза в год:

1. Нужно отрегулировать давление воздуха в гидроаккумуляторе. Чтобы подкачать воздух, используется компрессор. Обычно давление воздуха в гидробаке соответствует нижнему значению реле давления с вычетом 15% от значения.
2. Проверить параметры реле давления. Нужны будут прямая или фигурная отвертка, а также рожковый ключ на 8 или 9 (зависит от бренда реле давления).

виды, принцип работы, схемы подключения

Автор Монтажник На чтение 11 мин Просмотров 24. 2к. Обновлено 07.12.2020

Для индивидуального водоснабжения используются скважинные и колодезные источники чистой воды, забор которой осуществляется с помощью погружных или поверхностных электронасосов. Они не могут работать непрерывно и должны отключаться по мере наполнения магистрали, управление циклами включения отключения электронасоса осуществляет автоматика для скважины или колодца.

При организации системы водоснабжения частного дома электронасос подбирают, исходя из дебита, после чего монтируют автоматическую систему управления его работой, включающую электронику и накопительную емкость. От правильного подбора и настройки электронных управляющих устройств зависит эффективность  водоподачи, срок службы электронасоса и удобство пользования водопроводом.

Рис.1 Пример обустройства водоснабжения

Что такое автоматика для скважины

Автоматические системы управления включают в себя электронику (реле давления, холостого хода, протока), манометр, гидроаккумулятор или модули, в которых эти элементы объединены – все они отвечают за оптимальное функционирование водопроводной магистрали.

В водоподающей линии автоматика выполняет следующую роль:

1. Управляет электронасосом, отключая его по мере наполнения магистрали. В высокотехнологичных системах вместо отключения используется регулировка его скорости вращения электродвигателя.
2. Защищает водопроводную магистраль от гидроударов и способствует созданию некоторого водного запаса при поломке оборудования или пропадании электричества.
3. Включает в себя защитные устройства для насоса, которые прерывают поступление на него электрического тока в случае отсутствия воды в источнике.

Рис. 2 Пример устройства скважинного водозаборного источника

Принцип действия и разновидности

Принцип работы автоматики для скважинного электронасоса основан на изменении физических параметров воды в линии и водозаборном источнике. Насос для скважины с автоматикой отключается и включается при изменении давления, высоты водяного столба в источнике, скорости движения жидкости по трубопроводу или ее пропадании в линии.

При использовании погружных электронасосов в трубопровод устанавливают отдельные узлы управления и гидроаккумулятор, в более современных модульных моделях все приборы объединены в одном блоке.

При использовании поверхностных агрегатов все управляющие элементы монтируют на один каркас, модуль называют насосная станция – использовать ее намного удобнее, чем самостоятельно устанавливать все элементы в линию.

Как работает автоматика и защитные механизмы

Автоматика позволяет регулировать работу погружного или поверхностного электронасоса, отключая цепь его питания в электроприборах, реагирующих на поведение жидкости. Размыкание электрической цепи происходит непосредственно через контакты или с помощью мощных радиодеталей.

Рис. 3 Поверхностная станция в кессонной яме

Управление насосом по давлению

Монтаж реле давления производится в водоподающую магистраль на фитинги после фильтров, при использовании станции оно закрепляется на пятивходовой штуцер, размещенный на гидроаккумуляторе.

Гидравлическое реле является основным управляющим элементом во всех системах водоподачи, оно прерывает поступление электроэнергии при повышении давления в системе до определенного предела.

Принцип действия прибора основан на смещении мембраны, на которую давит жидкость, при этом закрепленный на ней толкатель механически размыкает внутренние контакты. Для настройки в корпусе установлены два регулировочных винта, вращением которых выставляется верхняя граница срабатывания и разница между порогом включения и отключения.

Реле давления с защитой от работы на сухую

Для защиты помпы от выхода из строя при отсутствии жидкости в скважинном канале, автоматическая система должна обязательно включать в себя реле с защитой от холостого хода, которое устанавливается в линию рядом с другими узлами. Его принцип действия и конструкция полностью идентичны вышеописанному гидрореле с единственной разницей — электроприбор разрывает цепь подачи электричества на помпу при понижении напора в системе до определенного порога. Границы срабатывания прибора задаются двумя подпружиненными регулировочными винтами, помещенными под крышкой, для подсоединения проводов на выходе имеются два клеммных разъема.

Рис. 4 Гидроаккумулятор и манометр — подключение

Разновидности поплавковых механизмов

Поплавковые механизмы могут использоваться как отдельные детали, закрепляемые на стенках водозаборной емкости, так и встроенные в оборудование систем водоснабжения.

Их принцип действия основан на замыкании или размыкании контактов при изменении положения поплавковой головки за счет движения помещенного внутрь предмета (шара), оказывающего давление на рычаг или контакты.

Отдельно стоящие поплавки во взаимодействии с погружным насосом используются, когда поднятая жидкость поступает в накопительную емкость, расположенную на верхних этажах здания. В этом случае расположенный на ее стенках поплавок отключает подачу электроэнергии на агрегат при достижении определенной отметки. При таком применении поплавок не выполняет защитных функций электронаса, а служит лишь средством для предотвращения затопления дома.

Рис. 5 Электронная автоматика – подключение реле для защиты от работы на сухую и давления

Для функционирования отдельно стоящего поплавка в качестве защитного элемента необходимо свободное пространство, которое отсутствует в скважинах, насосные агрегаты с закрепленным поплавковым выключателем на корпусе работают в колодцах.

Для узких скважин могут подойти помпы, в которых используется аналог поплавка — электролитический выключатель, также реагирующий на уровень жидкости.

Контролирование работы по уровню воды

Низкий уровень воды в скважине приводит к выходу из строя помпы из-за отсутствия водяного охлаждения обмотки электродвигателя, если она не оснащена датчиками защиты от перегрева. В некоторых моделях погружных электронасосов предусмотрено отключение питания при отсутствии жидкости в водоеме посредством встроенных деталей — поплавкового или электролитического выключателя.

Электронасосы с поплавковым выключателем используются только в колодцах — в скважинных каналах для размещения поплавка слишком мало места. Поплавок представляет собой простой механизм, состоящий из металлического шара и рычага, замыкающего контакты — при опускании пластмассовой головки шарик давит на рычаг и контакты размыкаются, прерывая подачу напряжения на обмотку двигателя. Таким образом, при понижении водного уровня насос отключается и начинает работать снова, когда жидкость прибывает и поднимает головку. В поплавковых моделях возможна регулировка порога срабатывания по уровню за счет крепления кабеля в разных точках на ручке корпуса.

В скважинных источниках для контроля уровня можно использовать агрегаты с электролитическим выключателем, представляющим из себя два проводника, закрепленных на ручке корпуса. При наличии жидкости проводники находятся в замкнутом состоянии, проводя через нее ток, а когда водный уровень падает, цепь размыкается, прерывая подачу энергии на помпу через встроенную электронную схему.

Рис. 6 Конструкция поплавковых датчиков

Пресс контроль

Данное устройство рассчитано на управление работой электронасоса в зависимости от наличия жидкости в трубопроводе. Простейшая модель представляет собой намагниченную шторку или лепесток на выходе штуцера прибора, опущенные в водный поток. При прохождении жидкости шторка поднята, и ее магнитное поле замыкает контакты, расположенные внутри геркона, но как только вода в трубопроводе исчезает, шторка опускается и контакты геркона размыкаются.

Это приводит к тому, что в слаботочной цепи пропадает ток, управляющий через мощные электронные элементы подачей напряжения на электронасос — цепь питания размыкается и двигатель останавливается. Порог срабатывания многих устройств определяется площадью лепестков, которые подбираются из нескольких экземпляров, если возникает необходимость тонкой настройки, используют модель, в которой герконовый датчик перемещается, приближаясь или удаляясь от шторки.

Данное устройство редко используется с погружными электронасосами, иногда его применяют для отключения наружных электронасосов,  не оснащенных релейной защитой от сухого хода.

Рис. 7 Датчик потока

Выбор реле

При выборе гидрореле руководствуется его диапазоном в водопроводе, стандартное значение составляет 1,5 — 3 бар. При подключении с помощью манометра производят его настройку регулировочными винтами. Аналогичным образом поступают с реле сухого хода, настраивая его на отключение питания при напоре в линии менее 1,5 бар. Если частный дом имеет высокую этажность, то для подачи воды с требуемым напором на верхние этажи реле дополнительно настраивают, повышая верхний и нижний пороги срабатывания.

К примеру, если высота подъема на верхние этажи составляет 5 метров (1 бар. соответствует 10 метрам вертикального водного столба), то к верхней и нижней границам срабатывания добавляют по 0,5 бара и в итоге получают диапазон срабатывания от 2 до 3,5 бар. Выбираемая для водоснабжения дома марка должна иметь соответствующий напорный диапазон по паспорту.

Рис. 8 Насосные агрегаты с поплавками и электролитическими датчиками

Из каких частей состоит автоматика для скважины

В настоящее время существуют различные виды автоматики, начиная от простейших дискретных приборов и заканчивая малогабаритными блоками с широтно-импульсной модуляцией. Все ее виды можно разделить на три группы в зависимости от используемых технологических разработок и диапазона выполняемых функций.

Первое поколение

В этом случае автоматическое управление осуществляется с помощью простейших узлов, к которым относятся:

1. Реле давления и холостого хода. Их функционирование подробно описано выше, приборы несложно своими руками установить в трубопровод и настроить.
2. Гидроаккумулятор. Представляет собой емкость для сбора воды, объем которой может колебаться в значительных пределах, основное назначение — поддержка напора и компенсация гидроударов в системе.
3. Манометр. Элемент, необходимый для контроля давления и настройки гидрореле.

Рис. 9 Автоматика для насоса 1-го поколения

Блоки управления второго поколения

Модули данного класса существенно отличаются от первого вида за счет следующих параметров:

1. все дискретные детали, включая объемный гидроаккумулятор, смонтированы в одном модуле;
2. существенно расширены выполняемые функции;
3. настройка параметров производится электронным способом;
4. многие модули рассчитаны на функционирование с конкретными моделями электронасосов и имеют предустановленные настройки.

Автоматизация управления насосом модулями второго поколения позволяет реализовать следующие функции:

• Отключение помпы спустя несколько секунд при повышении давления выше допустимых параметров или отсутствии жидкости в магистрали.
• Защиту обмотки от холостого хода.
• Возможность тонкого регулирования настраиваемых параметров.
• Электронная индикация, отражающая гидравлические показатели и состояние оборудования.
• Гашение гидроударов за счет установки гидроаккумулятора небольшого объема.
• Плавный пуск, увеличивающий срок службы насосного агрегата.
• Антицикличность, предотвращающая многократное включение электропитания в случае утечки в трубопроводе.

Рис. 10  Автоматика для скважины — модули 2-го поколения

Третье поколение

Третьему поколению автоматики присущи все перечисленные функции второго с дополнительной возможностью регулировки скорости вращения вала электродвигателя. Эта особенность дает следующие преимущества:

• Насосный двигатель работает с учетом водозабора, включая высокие обороты при большом объеме потребления и замедляя свою скорость при малом потоке.
• В модуле отсутствует гидроаккумулятор — в нем нет необходимости, так как водоподача происходит плавно без скачков.
• В водопроводе всегда поддерживается постоянный напор.
• На 30 — 40% экономится электроэнергия при функционировании двигателя в экономичном режиме на малых оборотах.

Модульная автоматика для скважины — преимущества и недостатки

Преимуществами использования автоматики в модулях 2 и 3 поколения являются следующие особенности:

• Все узлы собраны в одном блоке, который занимает мало места и легко подключается к водопроводу.
• Приборы обладают широкими функциональными возможностями для управления.

Рис. 11 Автоматика для скважины 3-го поколения

• При использовании увеличивается срок службы электронасоса и других узлов водопроводной магистрали, происходит экономия электроэнергии.
• Упрощается процедура контроля, диагностики, настройки и управления.
• За счет постоянного давления в системе повышается комфортность пользования водопроводом.

К недостаткам можно отнести следующие особенности:

• Большая стоимость модулей третьего поколения, которая в несколько раз превышает второе и на порядок больше первого.
• Работоспособность приборов сильно зависит от напряжения в сети.
• Многие системы рассчитаны на работу только с определенной маркой электронасоса, имеют фиксированные настройки и не подходят для использования с другими приборами.

Рис. 12 Схема установки поверхностного насоса

Установка поверхностного электронасоса

Перед подключением наружных станций первым делом оборудуют скважину — чаще всего монтируют кессон, внутри которой находится водозаборное оборудование вместе с гидроаккумулятором и работает насос. Так как в поверхностных моделях глубина забора не превышает 9 метров, монтаж глубокой ямы помимо защиты оборудования служит и для повышения давления воды в системе — всасывающий патрубок можно опустить ниже уровня земли на 1 метр. При использовании станции все оборудование уже смонтировано и остается только подключить к ней входной и выходной патрубки.

Установка погружной помпы и ее подключение

Для установки погружной помпы обычно используют оголовок, помещенный в кессонную яму вместе с оборудованием или адаптер, врезанный в боковую стенку обсадной трубы. В последнем случае все автоматические узлы помещаются в жилом доме или отдельном хозяйственном строении.

Рис.13  Схема подключения и установки глубинных насосов в скважину

Автоматика для скважины должна выбираться по основным критериям, к которым относится, стоимость, связанная с применяемым погружным электронасосом. При использовании недорогих электронасосов отечественного или китайского производства достаточно применения простейших автоматических приборов — функции дорогих управляющих блоков с такими агрегатами не будут полностью реализованы. Если приобретается дорогой аппарат (например электронасос Grundfos за 1000 у.е.) с частотным регулированием скорости вращения электродвигателя, использование любых других устройств кроме родного модуля Grundfos PM2 не имеет никакого смысла.

Автоматика для скважинного насоса водоснабжения

Любой владелец загородного дома или дачи мечтает об обустройстве независимого водоснабжения от скважины или колодца особенно, если поблизости не проходят сети централизованного водоснабжения. Главным элементом такой автономной системы является насос. Однако чтобы получить бесперебойную работу оборудования и оптимальный расход электричества, необходимо устанавливать целые насосные станции с автоматическими контролирующими системами или приобретать обычный агрегат и докупать оборудование, которое будет выполнять автоматическое управление водяным насосом. В нашей статье мы расскажем, что собой представляет эта автоматика, и как её правильно подобрать.

Из чего состоит автоматический блок?

Автоматика для скважины состоит из следующих элементов:

1. Распределяющее коллекторное устройство. С помощью него удаётся добиться подачи воды в нужные точки водозабора в доме и на участке.
2. Реле, регулирующее работу запуска и остановки насосного оборудования. Оно позволяет оптимизировать давление в системе. Как правило, реле продаются с настройками производителя, но при необходимости их можно перенастроить под параметры насоса и системы.
3. Манометр для измерения рабочего давления.
4. Датчик сухого хода.

Автоматика для насосной станции должна быть дополнена следующими узлами:

1. Блок для регулировки мощности насосного оборудования. С его помощью можно поддерживать оптимальные условия работы.
2. Защитная система, состоящая из трёх узлов – датчика работы «на сухую», защиты от перегрева и датчика разрыва напорной магистрали.

Преимущества и недостатки автоматики

Среди плюсов блоков автоматического управления насосным оборудованием можно перечислить следующее:

БК 1хБет выпустила приложение, теперь уже официально скачать 1xBet на Андроид можно перейдя по активной ссылке бесплатно и без каких либо регистраций.

• Такие устройства рассчитаны на работу с определёнными типами насосного оборудования, поэтому вам не составит труда подобрать нужное изделие, совместимое с вашим насосом.
• Поскольку агрегат полностью готов к работе, вам не нужно самостоятельно подыскивать нужные узлы, комплектовать их в один блок и координировать работу.
• Благодаря автоматике обеспечивается плавный и безопасный запуск насоса, его мощность настраивается под работу в установленном режиме. Вы можете не наблюдать за работой системы, за вас всё выполнит автоматика.

Однако у таких устройств есть и свои минусы, среди которых стоит отметить следующие:

• Цена готового блока довольно высока. Если подбирать и приобретать все узлы самостоятельно, то вся система обойдётся дешевле.
• При покупке по отдельности вы можете подобрать оптимальное оборудование для конкретной насосной станции или насоса.
• Блок автоматики обычно используется в комплексе с гидроаккумулятором, которой вам придётся купить отдельно.
• При использовании в скважине вибрационного насоса требуется соблюдать определённое входное давление (0,3 атм.), а автоматика рассчитана на другие показатели. Всё дело в том, что вибрационное насосное оборудование не предназначено для работы в условиях большой разницы давлений.

Схемы автоматики

Как правило, используются две схемы автоматического контроля:

Рекомендуем к прочтению:

• Первая схема позволяет выполнять контроль по уровню . Этот вариант подходит в том случае, если вода качается в ёмкость или водонапорную башню. Для транспортировки жидкости к точкам водопотребления используются насосные агрегаты второго подъёма. Автоматизированная система запускает реле, которое контролирует уровень. Когда жидкость опускается до установленного нижнего предела уровня, насосное оборудование запускается. В тот момент, когда вода достигает верхнего установленного уровня, насос отключается. Для контроля используются поплавковые выключатели. Для защиты от перелива применяется устройство аварийного слива. По такой схеме можно подключить к системе водоснабжения многоквартирные дома или посёлки. Это надёжная и безопасная система, гарантирующая стабильную работу всего оборудования. Но её использование для водоснабжения одного частного дома нецелесообразно.
• Вторая схема основана на контроле по давлению . Главный элемент в этом варианте – реле давления. Для осуществления контроля на агрегате устанавливаются параметры предельного верхнего и нижнего давления для запуска и остановки насосного оборудования. Такая схема подходит для систем водоснабжения, которые работают с использованием гидроаккумулятора. Эти мембранные баки позволяют поддерживать оптимальное давление в системе водоснабжения и компенсируют гидроудары.

Вторая схема подходит для обустройства автономной подачи воды в частный дом с гидроаккумулятором. Как правило, предельные показатели давления на реле устанавливаются в диапазоне базовых рабочих характеристик насосного оборудования. Для регулировки используют гайки на большой и малой пружине, которые находятся под крышкой на реле. Как производить настройку этого агрегата, мы рассматривали в наших других статьях.

Выбор реле

Если для водоснабжения своего дома вы выбрали схему контроля давления, то с особой тщательностью стоит подойти к выбору реле. Они делятся на промышленные и бытовые. Их классификация основана на технических характеристиках прибора, его сложности и точности.

Если для блока автоматики вы решили выбрать промышленное реле, то вам могут подойти модели марки Condor модификация FF4 или модель марки Danfoss  модификация KPI. Это более дорогие и точные агрегаты со значительным рабочим ресурсом. Они подключаются через внешний пускатель. В сравнении с бытовыми моделями это более надёжные механизмы.

При выборе для блока автоматики бытовых реле вам стоит обратить внимание на модели марки R Condor модификация MDR или прибор марки Telemecanique модель XMP. Эти изделия не отличаются такой высокой точностью, как промышленные, но стоят гораздо дешевле.

Автоматика защиты от работы «на сухую»

Иногда возникает ситуация, когда насосное оборудование вместо воды втягивает воздух. Такая работа называется сухим ходом. Она может привести к поломке прибора из-за выхода из строя электродвигателя. Ситуация с работой «на сухую» может возникнуть в таких случаях:

• Если при монтаже погружных насосов динамический уровень воды в скважине или колодце определён неверно.
• В случае засорения входного патрубка на приборе вода не может всасываться в нужном объёме.
• Когда в системе используется поверхностный насосный агрегат, может нарушиться герметичность подающего трубопровода.
• При использовании глубинного насоса такая ситуация может возникнуть из-за значительного уменьшения количества воды или её отсутствия.

Важно: причиной работы «на сухую» в любом случае является нехватка воды. Для решения проблемы нужно правильно выбрать модель погружных и поверхностных насосов, исходя из их производительности. Кроме этого необходимо использовать защитный блок автоматики.

В качестве предохранителей в таком защитном блоке могут использоваться следующие изделия:

• поплавковый механизм;
• реле давления, дополненное защитой от работы «на сухую»;
• пресс-контроль.

Разновидности поплавковых механизмов

Поплавковый выключатель – это наиболее простой механизм защиты от работы «на сухую». Эти устройства используют, если подача жидкости осуществляется из накопительных баков или колодцев. Существуют разные поплавковые блоки защиты, но не все они подходят для насосного оборудования. Для данных агрегатов не подходят поплавковые механизмы, которые рассчитаны на защиту от перелива. Поэтому при выборе стоит учитывать назначение той или иной модели.

Рекомендуем к прочтению:

Поплавковый защитный блок имеет контакты, которые размыкаются при понижении уровня воды. Агрегат монтируют таким образом, чтобы при срабатывании механизма и отключении насосного оборудования в колодце или накопительном резервуаре ещё оставалось какое-то количество воды. Это позволит предотвратить перегрев электромотора насосного агрегата.

Реле давления с защитой от работы «на сухую»

Эта автоматика для скважинных насосов очень напоминает обычное реле давления, но только дополненное защитной функцией, которая позволяет размыкать контакты при снижении давления ниже установленных показателей. Обычно такое реле продаётся с заводскими настройками, которые нельзя изменить. Как правило, автоматическое отключение насосного оборудования происходит в тот момент, когда давление воды достигает отметки 0,4-0,6 атм. Обычно при таком давлении воды в насосном оборудовании уже не будет.

Стоит отметить, что такой блок автоматики не работает на включение насосной станции, так что запуск агрегата после появления воды владельцу придётся выполнять вручную. Причём система сможет снова функционировать только в том случае, если причина работы «на сухую» устранена. Обычно такие защитные устройства приобретаются для погружных насосов, но они могут работать и с поверхностными агрегатами.

Пресс-контроль

Второе название этого оборудования – реле потока. Это автоматическая система, которая позволяет регулировать работу электронасоса. Такой блок автоматики позволяет выполнять запуск насосного оборудования в момент открывания крана в доме. Как только кран закрывают, реле потока отключает насосный агрегат. Отключение происходит не сразу, а после 15-ти секундной паузы. Это позволяет сократить частоту срабатывания агрегата.

Помимо этого пресс-контроль отключает насос при понижении давления в системе до 1,5-2,5 атм. (показатели могут быть и другими в зависимости от настроек). Данная автоматика больше подходит для поверхностного насосного оборудования, но если погружной насос запускается редко, то такой блок подойдёт и для него.

Гидропневматическая автоматика для насоса водоснабжения

Несмотря на нарастающую популярность блоков электронной автоматики, у гидропневматической есть большое достоинство — простота, надежность, универсальность.

Данный комплект подойдет для большинства насосов, работающих в  системе водоснабжения.

(погружные колодезные и скваженные, типа «Малыш», поверхностные)

Не рекомендуется его использование в магистральных системах повышения давления!

Предлагаемый гидроаккумулятор, Вы можете заменить другим объемом. Следует лишь помнить, чем больше объем гидроаккумулятора, тем реже будет включаться насос, следовательно, тем больше будет его ресурс.

В качестве резервной емкости, его рассматривать, пожалуй, не стоит. Т.к. степень заполнения гидроаккумулятора составляет, в лучшем случае, 30%.

Принцип работы:

Управляющим устройством гидропневматической автоматики служит — реле давления. Это такой электрический выключатель, на переключение которого влияет давление воды в трубопроводе.

При падении давления (открыли кран) — реле давления замыкает контакты, подавая напряжение на насос.

При повышении давления (закрыли краны) — реле отключает насос.

Но для правильной работы реле давления, ему необходим еще один элемент гидроаккумулятор.

Гидроаккумулятор — стальной бак, с одной стороны, которая подключается к трубопроводу, расположена резиновая эластичная груша. С другой стороны — закачен под давлением воздух. 

В момент, когда мы закрыли все краны, насос выключается не сразу, а заполняет резиновую грушу до момента, когда давление поднимется до порога отключения. При открытии крана, вода сначала поступает из гидроаккумулятора. Воздух, находящийся под давлением с обратной стороны груши «выжимает» воду в магистраль. После того, как вода в гидроаккумуляторе закончилась, давление падает до порога включения насоса.

Тем самым, гидроаккумулятор обеспечивает гидравлическую компенсацию давления, сокращает количество остановок-пусков насоса и гасит гидравлические удары.

Это основные элементы, но есть и дополнительные: защита от работы без воды, манометр, соединительная арматура.

Защита от работы без воды — обеспечивает остановку насоса в случае, если в магистраль не подается вода.

Элемент очень важный, т.к. никто не застрахован от ситуации, когда не окажется воды в источнике, повредится трубопровод и пр. При работе насоса без воды, он через короткое время выходит из строя.

Манометр — необходим для настройки автоматики и диагностики в случае неисправности.

И конечно не обойтись без соединительной арматуры, с помощью которой, мы соберем это все вместе.

Внимание! Для правильной работы автоматики, необходима установка в систему обратного клапана.

Мы его так же включили в комплект.

Если используется поверхностный насос, то обратный клапан устанавливается на конце всасывающего трубопровода, если используется погружной насос, то клапан устанавливается, как правило, прямо на напорный патрубок насоса.

Автоматика всегда устанавливается в любой точке трубопровода от напорного патрубка насоса до первого крана. 

Ознакомиться с правилами настройки автоматики можно здесь

Выбрать другой гидроаккумулятор — здесь

Посмотреть монтажную схему системы — здесь

Если подключаемый насос имеет мощность более 1500 Вт, то рекомендуем выполнить подключение насоса к реле через магнитный пускатель, в противном случае контакты реле быстро выйдут из строя.

Ниже приведены электрические схемы подключения автоматики без магнитного пускателя и с ним.

Схема сборки комплекта:

Автоматика для систем водоснабжения

Системы автоматизированного управления насосами предназначены для включения и отключения оборудования, регулировки потока жидкости, контроля давления и других параметров в автономном режиме, не учитывающем человеческий фактор.

Автоматика насосного оборудования не только сбалансировано управляет потоками жидкостей, но обеспечивает безопасность техники и людей в аварийных критических ситуациях. С правильно рассчитанной системой автоматизации значительно продлевается срок службы дорогостоящей помпы.

Системы автоматики водоснабжения могут включать следующие устройства:

•    реле сухого хода;

•    реле давления;

•    реле протока;

•    частотный преобразователь;

•    поплавковый выключатель;

•    гидроаккумулятор;

•    другие устройства.

Принцип работы системы автоматизации насосного оборудования

Вода накапливается в скважине, резервуаре или колодце и подается с помощью насоса через грязевый фильтр, минуя  реле давления или потока, реле сухого хода к потребителю. Давление в системе  выравнивается при помощи гидроаккумулятора и редуктора давления и контролируется манометром. На рисунке 1. наглядно показан принцип работы автоматизированного комплекса водоснабжения для частного дома.

Рис.1.Схема автоматизированной системы водоснабжения.

Реле давления

Основной элемент автоматики водоснабжения. Предназначен для измерения и регулирования давления жидкости в трубах. При повышенном давлении насос выключается, а при пониженном включается. Это необходимо для поддержания равномерного давления, достаточного для подъема воды из колодца в здание с оптимальным напором.
Реле необходимо настроить (тарировать), чтобы насос не работал на предельных режимах  эксплуатации, обычно в диапазоне 1.3-2.6 бар. Величина настраивается индивидуально, зависит от технических характеристик насоса и его производительности. Нижний и верхний предел давления регулируется двумя разными винтами и контролируется встроенным или внешним манометром.

Реле сухого хода

Для перекачки воды применяются насосы с мокрым ротором. Жидкость в них используется для охлаждения и смазки движущихся частей двигателя. Работа без воды приводит к быстрому износу и выходу из строя устройства. Чтобы этого не происходило, в системах водоснабжения устанавливают реле сухого хода, отключающее работу при пропадании воды.
Перегревание деталей, которые обычно изготавливаются из термопласта, приводит к деформациям и двигатель заклинивает. Это приводит к перегреву и выходу из строя обмоток. Ремонт насоса может оказаться дороже, чем его стоимость. Поэтому к реле сухого хода следует относиться особенно внимательно.
Обычно реле сухого хода совмещается в едином устройстве с реле давления. Для этого устанавливается нижний предел давления в системе 0.5 бар. Реле устроено таким образом, что двигатель насоса  автоматически уже не включится, это необходимо будет сделать вручную.

Гидроаккумулятор (мембранный бак)

Устройство предназначено для поддержания избыточного давления, как источник некоторого запаса воды и амортизатор гидравлических ударов. Обязательно применяется с реле сухого хода. Если гидроаккумулятор не установлен, то может случиться так, что при возросшем давлении, реле отключит работу помпы. При включенном кране это приведет к резкому снижению напора и насос включится. Частые включения и выключения электрического мотора приводят к преждевременному выходу его из строя.

Реле протока

Простое малогабаритное устройство, врезаемое в трубу. Выполняет функцию счетчика проходящей через него жидкости. Если движение воды прекращается, что означает отсутствие ее в помпе, то контактная группа размыкается, и питание двигателя отключается.

Поплавочный выключатель

Применяется в несложных системах водоснабжения, когда вода поставляется из резервуаров или колодцев. Поплавки обеспечивают защиту от перелива и от сухого хода двигателя. При увеличении уровня воды, поплавок, поднимаясь вместе с уровнем жидкости, замыкает контакты для включения двигателя, а при понижении уровня размыкает. Это самое дешевое устройство, надежно обеспечивающее автоматику водоснабжения и защиту помпы от преждевременного выхода из строя. 

Рис 2. Схемы подключения

Частотный преобразователь                   

Устройства поддерживают стабильный напор воды насосами с трехфазным питанием. За счет изменения частоты напряжения питания от 25 до 50 Гц происходит управление скоростью вращения двигателя и его производительностью. Таким образом, стабилизируется постоянное давление в водопроводной сети.

Трехфазное напряжение формируется из однофазного 220 вольт. Такие устройства защищают двигатель от сухого хода, осуществляют плавный пуск мотора, имеют защиту от снижения и повышения напряжения сети. Что бы увеличить срок службы помпы, электронное устройство управления не позволяет во время скачков давления часто включать и выключать двигатель, выдерживая паузу между коммутациями.

Частотные преобразователи можно объединять в бустерные блоки для обеспечения контроля работы двух насосов. Один, из которых несущий, а второй вспомогательный.

Особенности подключения систем автоматизации водоснабжения

Правильно подобранная и установленная автоматика систем водоснабжения работает полностью в автономном режиме и практически не требует обслуживания, за исключением обязательных требований, указываемых производителем.

При проектировании системы не стоит пренебрегать фильтром, даже если вы пользуйтесь кристально чистой артезианской водой. В ней всегда присутствуют микрочастицы песка, глины и других примесей, которые приводят к загрязнению реле и преждевременному выходу из строя.

Не стоит использовать насос с запасом по мощности. Это приведет к повышенному давлению, и могут появиться течи в соединениях.

Выбирая устройства для обеспечения водоснабжения, отдавайте предпочтение электронной автоматике. Она более гибка в настройках, легко перестраивается и имеет специальные щадящие  алгоритмы управления насосом. Но такая универсальная автоматика значительно дороже простых механических устройств управления.

Автоматика для скважинных (погружных) насосов

Содержание   

На любом загородном участке, что не подключен к центральной системе водоснабжения, хозяева первым делом оборудуют скважину или другой подобный источник воды. Затем в него опускают насос, который позволит добывать жидкость из скважины и делать это достаточно продуктивно.

Автоматический блок управления для погружного насоса

Однако не стоит забывать и то, какое серьезное значение играет автоматика для скважинных насосов. Ведь без нее невозможно наладить автономную систему водоснабжения в доме.

Особенности и назначение

Блок автоматического управления играет огромную роль в деле обустройства всей системы водоснабжения любого частного дома. Без него людям пришлось бы тратить несравнимо больше времени на совершенно элементарные вещи.

Стоит понимать, что скважинный насос – это всего лишь устройство, что способно выкачивать жидкость из источников. Ни на что большее он не способен. Система водоснабжения тоже сложностью не отличается. Она состоит из труб, переходников и распределителей, которые просто доводят воду из скважины до конечного потребителя.

Однако для обустройства нормального функционирования системы водоснабжения необходимо установить автоматический блок управления насоса. С его помощью можно будет настроить работу устройства так, чтобы практически полностью исключить из этой схемы присутствие человека.

В противном случае вам придется ухищряться другими, более сложными и трудоемкими методами. Можно, конечно, не использовать автоматические приборы, а постараться оборудовать крупные накопительные баки или другие емкости для забора и распределения жидкости. Но здесь стоит учесть несколько нюансов.

Помимо наличия воды в трубопроводе, для безопасного и комфортного его эксплуатирования нужно обеспечить еще и достаточный уровень давления. При наличии нормального давления вода будет течь из крана с оптимальным напором. Если же давление слишком слабое, то это сразу провоцирует множество проблем.

Без наличия систем управления обычный накопительный бак, пусть даже и очень большой, все же будет требовать огромного количества внимания человека. Вам придется постоянно запускать насос вручную, подкачивать жидкость, контролировать ее уровень и т.д.

Реле давления с манометром

Если же вмонтировать на насосную станцию небольшой блок управления, то всех этих неудобств можно будет избежать. И стоит заметить, что простейшие автоматические системы для погружных или поверхностных скважинных насосов не отличаются сложностью. Да и цена у них вполне приемлемая.

Современная автоматика для насосов поделена на несколько поколений, но работает она по одному и тому же принципу.

Для полного понимания всей картины мы рассмотрим принцип действия реле давления – простейшего автоматического регулятора работы погружных и поверхностных насосов. Сразу предупреждаем, что блок управления типа реле давления требует также наличия гидроаккумулятора в системе. В противном случае эффективно работать он не сможет.

Гидроаккумулятор – это сравнительно небольшая емкость под воду, которая является составным элементом насосной станции. В гидроаккумуляторе есть резиновая мембрана со сжатым воздухом. При подкачке в него воды, ее масса начинает давить на мембрану и взаимодействовать с ней, что приводит к изменению уровня давления гидроаккумуляторе.

Так как это гидроаккумулятор является исходной точкой системы, а выход из него блокируется обратным клапаном, то давление в нем автоматически распространяется на весь трубопровод. Как только уровень жидкость в баке падает, падает и давление, так как воздушная мембрана постоянно взаимодействует с жидкостью внутри бака.

Именно этот нехитрый прием и позволяет создать блок управления для насосных станций. Являет он собой обычное реле из двух позиции. Каждая позиция настраивается отдельно и является крайней точкой показателей давления.

Так, нижняя позиция уровня давления будет достигнута в тот момент, когда в баке будет критически низкий уровень воды. В этого момент система автоматически запустит работу насоса для того, чтобы выровнять ее уровень.

Работать насос будет до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел давления в гидроаккумуляторе, и реле не выключится. По такому принципу этот примитивный блок управления работает практически постоянно.

Более продвинутая автоматика способна обходится без гидроаккумуляторов и имеет множество дополнительных функций. Но принцип действия всегда остается один. Специальные датчики отслеживают уровень давления в трубопроводе, и в случае его понижения или повышения реагируют соответствующим образом.

Электронная автоматика с возможность переключения программ

к меню ↑

Виды, отличия и характеристики

Как уже было упомянуто выше, существует довольно много различных разновидностей автоматических систем. Они могут выполнять как частичные функции по обеспечению нормальной деятельности отдельного оборудования, так и полностью контролировать все процессы, а также оптимизировать их по заданным программам.

Также некоторые автоматические переключатели выполняют более конкретные функции, например, защищают устройство от перегрева или работы всухую. Перечислить их все не так просто, но мы все же попытаемся.

Деление будем вести по поколениям. Если следовать по этой шкале, то существует три основных поколения автоматических блоков управления. Причем различаются они не только по сложности или современности, но и по типу выполняемых задач.
к меню ↑

Первое поколение автоматики

К первому поколению этих устройств относят простейшую автоматику и отдельные приборы. Они не могут организовать полностью автономное функционирование системы водоснабжения, но этого от таких приборов и не требуется.

Читайте также: как работает и для чего используется насосная станция водоснабжения?

К автоматике первого поколения относят:

• Реле давления;
• Поплавковые выключатели;
• Блокираторы сухого хода.

Конструкция стандартного реле давления для поверхностных насосов

О принципе работы реле давления многое уже было сказано выше. Этот простой блок автоматики удобен его дешевизной и практичностью. Реле редко ломается, легко настраивается и в случае поломки его можно быстро заменить.

Проблема с ним только в том, что помимо реле, придется покупать еще и гидроаккумулятор. Самостоятельно этот блок управления справиться с поставленными задачами не сможет.

Поплавковые выключатели защищают насосы от работы в неестественных условиях. Например, от серьезно обмеления источника, когда уровень воды резко падает и насос оказывается на его дне.

В первую очередь такую автоматику ставят на погружные насосы. Причем имеются в виду как скважинные, так и дренажные модели. Поплавок подсоединен к переключателю, который реагирует на его положение.

Как только уровень воды падает, происходит моментальная реакция, и поплавок автоматически отключает устройство. Стоит заметить, что этот простой механизм очень серьезно помогает человеку и предохраняет насос от поломок.

Блокираторы сухого хода тоже являются примитивной автоматикой, но все их задачи заключаются в автоматическом отключении устройства, если в его камере не была обнаружена жидкость. Как правило, эти детали чаще используются в поверхностных моделях скважинных насосов.
к меню ↑

Второе поколение автоматики

Блок управления второго поколения – это уже куда более серьезный механизм. Подразумевается использование электронного прибора с несколькими датчиками. Эти датчики монтируются непосредственно в трубопроводе, на насосе и еще в нескольких местах.

Вся информация с датчиков передается на микросхему, которая и контролирует все процессы, что связаны с обеспечением работы системы водоснабжения.

Насосная станция, с подключенным гидроаккумулятором и реле давления

Электронный блок удобен его практичностью и большим количеством функций. Для его нормального функционирования уже не требуется покупать гидроаккумулятор, так как автоматика реагирует на изменения давления в системе в режиме реального времени. Как только где-то включается кран, датчик тут же реагирует падение давления.

При понижении его до определенного уровня он сразу же подает команду насосу, а тот подкачивает воду до тех пор, пока кран не будет закрыт и давление в системе не нормализуется.

Как видим, принцип действия во многом схож с принципом работы реле давления, но здесь уже мы избавляемся от лишнего звена в системе и оптимизируем работу всех ее элементов.

Плюс к этому электронные блоки часто снабжаются дополнительными функциями:

• Контроля температуры;
• Аварийного отключения;
• Блокирования сухого хода;
• Контроля уровня жидкости.

И это далеко не все их особенности. Из минусов таких устройств можно отметить их большую склонность к появлению поломок, необходимость тонкой настройки и повышенную цену.
к меню ↑

Третье поколение автоматики

К блокам управления последнего поколения относятся действительно мощные и надежные системы. Стоят они очень дорого, но свои деньги отрабатывают. По сути — это все та же электронная автоматика, но с расширенным количеством функции.

Одной из главных считается возможность тонкого контроля двигателя насоса. Дело в том, что практически любой бытовой насос снабжается нерегулируемым движком. Вернее, регулировать его можно, но не своими руками. Работает он в одном режиме и с одной скоростью. В большинстве случаев этого вполне достаточно, но далеко не всегда.

Автоматические блоки управления последнего поколения

Стоит понимать, что очень часто от движка насоса не требуется столь больших усилий для подкачки жидкости. Например, если кто-то в ванной просто открыл кран на несколько секунд, то стандартная электронная автоматика тут же запустит насос в полную мощность. Хотя, по большому счету, таких усилий от него не требовалось.

А ведь насос во время работы использует достаточно много электричества и расходует свой ресурс. Решить эту проблему можно, если установить рассматриваемые блоки управления.

Автоматика третьего уровня не только запускает насосное оборудование в нужный момент, она также регулирует уровень напряжения электричества, что подается на его двигатель.

Таким образом, вам удастся лучше контролировать работу насоса, уменьшить износ его двигателя и существенно сократить расходы на электроэнергию.

Также автоматика обладает всеми известными функциями прямого и аварийного контроля, отлично защищает устройство от перепадов напряжения и других подобных неприятностей.

Плюс к этому ее можно программировать по нескольким алгоритмам работы, что тоже очень полезно. Особенно если у вас нестандартная система водоснабжения со своими нюансами.
к меню ↑

Какие особенности подключения автоматики для насосов?

Подключать блоки автоматического управления совсем не сложно. Однако и здесь есть несколько нюансов. Если говорить о приборах первого поколения, то монтировать их нужно редко. Как правило, монтаж необходим только для реле давления, так как его докупают отдельно.

Электронное реле давления с возможностью тонкой настройки

Поплавковые выключатели и блокираторы сухого хода чаще всего встраивают еще на этапе сборки насоса. В некоторых случаях их нужно будет подключить перед погружением образца в скважину. Но процесс подключения здесь будет заключаться только в соединении нескольких клем и их герметизации.

Реле давления монтируется на гидроаккумулятор. Его нужно уже предварительно настроить путем вращения большой и малой гаек. Первая отвечает за верхний предел давления, вторая за разницу давлений.

Этапы подключения:

1. Собираем всю систему, устанавливаем гидроаккумулятор.
2. Крепим на него реле давления.
3. Подсоединяем все элементы.
4. Подключаем устройство к электричеству, если в этом есть необходимость.
5. Настраиваем верхнюю позицию реле.
6. Настраиваем разницу между верхней и нижней позицией.
7. Тестируем работу системы.
8. При необходимости перенастраиваем некоторые положения.

Электронные блоки управления самостоятельно ставить не рекомендуется. Они слишком сложны, нуждаются в подключении множества датчиков, тонкой настройке, да и стоят очень прилично. Лучше доверьте эту работу профессионалу.
к меню ↑

Обзор блока автоматики для скважинных насосов (видео)

 Главная страница » Скважинные насосы

Три поколения автоматики для насосов водоснабжения

Насос, установленный в скважину или колодец, для перекачки воды в системе домашнего локального водопровода, это всего лишь прибор, который качает воду. Сам же водопровод – это трубная разводка с переходниками и распределителями. То есть, водопроводная система загородного дома – простейшая схема. Но чтобы она работала эффективно, необходимо в нее установить блок управления. По сути, это всего лишь автоматика для насосов водоснабжения, которая регулирует работу насоса. А точнее, включает и отключается его по мере необходимости.

Реле давления разного типа

Данная необходимость возникает в том случае, если открывается какой-либо потребитель, значит, насос надо включить. И он выключается, когда потребление воды прекращается. То есть, блок автоматического управления водяным насосом работает от того, падает ли давление воды в трубной разводке водопровода или нет. Без него насос пришлось бы включать и отключать вручную. Конечно, наличие накопительного бака решает некоторые проблемы с давлением в водопроводе, особенно, если его установить выше уровня установки потребителей. Но даже в этом случае пришлось бы наполнять его, включая насос вручную. И отключать пришлось бы самостоятельно, контролируя наполнение емкости.

Блок управления решает это проблему в плане полного отсутствия присутствия человека в процессе подачи воды на потребители в доме. К тому же нет необходимости устанавливать в систему локального водопровода сложные устройства и приборы. Автоматические системы для водоснабжения дачи или загородного коттеджа не отличаются сложность, да и цены у них умеренные. То есть, вложив небольшие деньги в покупку, к примеру, автоматики для погружного насоса, вы решаете проблему постоянной подачи воды в дом с определенным давлением.

Поколения автоматики для водяных насосов

Необходимо отметить, что блоки управления водяным насосом на даче делятся по поколениям. То есть, какие-то были изобретены раньше других. И с каждым разом в автоматике появлялись дополнительные опции и функции. Но надо отметить, что принцип работы у всех блоков в независимости от поколения один и тот же.

Чтобы разобраться в данном вопросе, хотелось бы рассмотреть самый простейший элемент автоматической системы управления насосами, который называется реле давления.

Реле давление в схеме с гидроаккумулятором

Внимание! Блок автоматики в виде реле давления требует наличие в водопроводной системе такого элемента, как гидроаккумулятор. Без него говорить об эффективной работе реле не приходится.

Чтобы разобраться в том, как работает реле давления, надо понять принцип работы самого гидроаккумулятора.

• По сути, это металлический бак, в котором установлена резиновая мембрана в виде груши. В нее и будет закачиваться вода.
• Между баком и грушей остается пространство, которое заполняется в заводских условиях воздухом под давлением 1,5 атм.
• Вода расширяет мембрану, стенки которой сжимают воздух до максимального давления 6 атм. То есть, сжатый воздух будет давить на грушу, выталкивая из нее воду.

Так вот реле давления настраивается на две позиции (нижнюю и верхнюю), с помощью которых будет соответственно включаться или отключаться насос. Закачал он воду в бак до определенного давления, сработало реле, он отключился. Воздух, выдавливая воду, снижает свое давление до определенного уровня, после чего включает насос. Система работы нехитрая, но она и лежит в основе реле водяного насоса. То есть, это устройство из двух позиций, которые можно настроить.

Двум позициям соответствуют малая и большая пружины реле. Для настройки включения станции (нижний уровень давления) используют большую пружину, а для настройки выключения (верхний уровень давления) малую. Регулирование верхнего и нижнего пределов реле давления насосной станции осуществляется ослаблением или закручиванием гаек, которые сжимают или разжимают пружины. Все регулировки необходимо производить с осторожностью. Обычно заводские настройки обеспечивают оптимальный режим работы, но иногда необходимо вмешательство, если с реле возникают проблемы.

Положение реле регулирует включение и отколючение насоса

Сегодня производители автоматических систем предлагают различные устройства, которые могут работать и без гидроаккумуляторов. Они снабжены дополнительными функциями, но принцип работы у них точно такой же. Просто в водопроводную сеть устанавливают датчики, которые отслеживают давление в трубопроводе, реагирую на его падение или повышение.

Необходимо отметить, что современная автоматика для скважины с погружным насосом может контролировать полностью все процессы, связанные с водоснабжением дачи на загородном участке, или частично только некоторые ее функции. Есть предложения более сложных систем, которые не только контролируют работу водопровода, но и программируют ее по заданным параметрам.

Более сложные автоматические системы, установленные к насосам, могут контролировать конкретные функции агрегата. К примеру, перегрев его двигателя или работу вхолостую. То есть, они реагируют на неправильную работу установки, которая может привести к поломке, а значит, к непредвиденным денежным расходам.

Итак, перейдем к рассмотрению блоков управления погружными и поверхностными насосами, которые делятся на три поколения. Сразу обращаем ваше внимание на тот факт, что все они делятся не только по сложности схемы управления, но и по типам выполняемых конкретно поставленных задач.

Реле в насосной станции

Автоматика первого поколения

К этому типу автоматики относятся:

• реле давления;
• выключатель сухого хода;
• поплавковый выключатель.

Это простейшие приборы, которые не могут организовать работу водопроводной системы в полном автоматическом режиме. Честно говоря, никто таких требований им и не ставил.

О реле давления выше уже говорилось. Напомним, что это дешевый и удобный в использовании элемент. Выходит из строя он редко, но даже в этом случае заменить его новым – не проблема. Конечно, единственный его минус – это требование наличия гидроаккумулятора. То есть, без него реле с поставленными задачами вряд ли справится.

Что касается поплавкового выключателя, то это уникальный прибор, который отключает и включает насос в зависимости от уровня выкачиваемой воды в колодце. Колодезные насосы с автоматикой данного типа могут быть использованы как в колодцах, так и в скважинах. Основное к ним требование – это наличие свободного пространства для самого выключателя. Ведь он работает по принципу коромысла, поднимаясь или опускаясь вдоль самого насосного агрегата.

Колодезные насосы с поплавковым выключателем

Как только поплавок опускается вниз до определенного уровня, насос тут же отключается. То есть, работать вхолостую он не будет. Уровень воды в колодце начинает подниматься, значит, поднимается и сам поплавок. Это сигнал к тому, что насос может начинать качать воду. Весь смысл данного устройства заключается именно в том, чтобы не дать насосу работать без воды. Ведь именно она является охлаждающей жидкостью, которая снижает температуру электродвигателя и вращающихся деталей.

И последний в этом поколении – блокиратор сухого хода. Обычно его используют только в поверхностных насосах. Он останавливает насос в том случае, если внутри агрегата нет жидкости.

Автоматика второго поколения

Управление водяными насосами автоматикой второго поколения – это более серьезная схема, в которой установлены различные датчики, сбрасывающие сигналы на микросхему. Последняя и контролирует все процессы, связанные с водоснабжением загородного дома. Сами датчики устанавливаются и на насос, и в трубопроводы, и в накопительные емкости, и в другие ответственные места домашней водопроводной сети.

Сам же блок в основном выполняет функции реле давления. Просто для него уже нет необходимости устанавливать гидроаккумулятор. Он будет включать насос, как только будет открыт один из потребителей. То есть, давление воды внутри водопровода будет падать, что и станет причиной включения прибора.

Электронное реле давления с тонкой настройкой параметров

Правда, данный контролер водяного насоса снабжается и дополнительными датчиками, а значит, и функциями. К примеру, он может контролировать:

• температуру перекачиваемой жидкости;
• температуру электродвигателя насоса;
• присутствие сухого хода;
• уровень жидкости в колодце или скважине.

Он также может среагировать на аварийную ситуацию в системе водоснабжения. И это, скажем прямо, не все функциональные возможности. Что касается недостатков, то в первую очередь эти блоки управления стоят дороже, они требуют более тонкой настройки, большое количество датчиков – это повышение риска выхода из строя одного из них.

Автоматика третьего поколения

Про эти устройства можно сказать так – они создают умные насосы для скважины. Стоит такая автоматика недешево, но свою стоимость они отрабатывают сполна. По сути, это все та же электронная автоматика, но с более расширенным функционалом.

В основе ее лежит возможность настраивать работу электродвигателя насосного агрегата. Необходимо отметить, что моторы насосов работают в одном режиме, то есть, вращаются с одинаковой скоростью. Изменить скорость вращения вручную невозможно. А в некоторых ситуациях это изменение просто необходимо. К примеру, открыт один из потребителей, автоматика тут же включает насос на полную мощность, которой бы хватило сразу на все потребители. То есть, такая мощности для одного крана просто не нужна.

Блок автоматики последнего поколения

Блок автоматики третьего поколения не только отреагирует на падение давления в трубопроводе, но и определит, какова скорость падения, чтобы включить насос в определенном режиме. А делается это просто – в зависимости от напряжение подающего тока. Включили один кран, подали сниженное напряжение, включили все потребители, подали максимально возможное напряжение.

То есть, автоматика для вибрационных, центробежных насосов (и других моделей) третьего поколения может регулировать электрический ток. Чем меньше напряжения на моторе, тем медленнее он вращается.

Как подключить автоматику

Надо обязательно разобраться с управлением водяными насосами – схемой их подключения. В принципе, все устройства приходят с насосами в комплекте и являются их неотъемлемой частью. К примеру, такие блоки, как поплавковый выключатель или температурный датчик – это встроенные в сам прибор приспособления.

Только реле давление приобретается, как отдельный элемент. Его устанавливают в гидроаккумулятор. Что касается звукозащитных устройств для погружных и поверхностных насосов, блоков третьего поколения, то их устанавливать своими руками не рекомендуется. Слишком тонкая у них настройка, плюс, непростая схема подключения с большим количеством всевозможных датчиков.

Одна из схем управления насосом через датчики

Итак, поверхностные и погружные автоматические насосы для колодцев и скважин – это реальная возможность организовать автоматическую водопроводную сеть, работающую, как обычный центральный водопровод. Небольшие вложения, и за городом работает полноценный водопровод с забором воды из скважины или колодца.

Автоматизация городского водоснабжения — сегодня и завтра | Журнал водоснабжения: исследования и технологии-Aqua

С увеличением дефицита воды повторное использование воды предлагает возможное дополнительное водоснабжение. Источники воды для потенциального повторного использования включают муниципальные сточные воды, промышленные технологические и охлаждающие воды, ливневые стоки, сточные и возвратные стоки из сельского хозяйства, а также воду, полученную в результате деятельности по добыче природных ресурсов. Эти источники воды должны быть надлежащим образом очищены, чтобы соответствовать «целевым характеристикам» для конкретного использования.Это создает очевидную проблему для автоматизации, чтобы гарантировать, что правильный источник воды подключен к надлежащему использованию.

Сбор ливневых вод дает реальную возможность. Эту возможность иллюстрирует город, в котором часто бывает переполнение канализационных сетей. Когда в регионе обрушивается сильный дождь, ливневые стоки из одного пригорода в центральные очистные сооружения перегружают канализацию. Одним из решений является сбор ливневой воды у источника и ее использование в качестве технической воды, что дает двойное вознаграждение: требуется меньше водоснабжения и снижается риск перегрузки канализации.Потенциал автоматической обработки ливневой воды огромен.

Сингапур поставил перед собой задачу создать более независимое водоснабжение еще в начале 1960-х годов. В течение примерно двух десятилетий они производили питьевую воду высокого качества из очищенных сточных вод, чтобы создать свой NEWater (www.pub.gov.sg/watersupply). Сегодня он обеспечивает 40% водоснабжения. Эта доля вырастет до 50% к 2030 году. Для производства воды, прошедшей очистку, использованная вода обрабатывается в три этапа: микрофильтрация, обратный осмос и УФ-дезинфекция.Параллельно с технологическим прогрессом им пришлось создать приемник повторно используемой воды. Сингапур лидирует благодаря публичным мероприятиям, образованию и тестированию мирового уровня. Уже в 2002 году 98% сингапурцев приняли NEWater.

Потенциал повторного использования воды огромен. В США, по оценкам EPA, менее 1% всего водопотребления в США было удовлетворено за счет оборотной воды в 2020 году. Пекин — город с дефицитом воды, имеющий около 140 м ³ водных ресурсов на душу населения, что составляет 1%. находится на восьмом месте по сравнению с Китаем и на одну десятую от среднемирового показателя и намного ниже 10 ³ м ³ на душу населения (Fan et al. 2015), что считается адекватным. Калифорния сильно пострадала от засухи и нехватки воды, и у нее есть много причин для расширения повторного использования воды. По оценкам (Ceres 2020), еще предстоит разработать до 3 × 10 ⁹ м ³ воды, потенциально пригодной для повторного использования. Это примерно в пять раз больше, чем город Лос-Анджелес ежегодно поставляет своим клиентам. Вступил в силу новый регламент ЕС о минимальных требованиях к повторному использованию воды для сельскохозяйственного орошения (Helmecke et al. 2020). Новые правила вступят в силу к 2023 году и, как ожидается, будут стимулировать и облегчать повторное использование воды в ЕС. Сектор повторного использования в ЕС все еще недостаточно развит, составляя всего 0,5% от общего годового объема добычи пресной воды (1100 млн. ³ / год).

IWA считает использованную воду «одним из наиболее недостаточно используемых ресурсов» (IWA 2018). Около 80% сточных вод в мире сбрасывается в водные пути, часто частично или полностью без очистки.Вода, играющая важнейшую роль в переходе к экономике замкнутого цикла, включает децентрализованные решения.

Автоматизация городского водоснабжения — сегодня и завтра | Журнал водоснабжения: исследования и технологии-Aqua

С увеличением дефицита воды повторное использование воды предлагает возможное дополнительное водоснабжение. Источники воды для потенциального повторного использования включают муниципальные сточные воды, промышленные технологические и охлаждающие воды, ливневые стоки, сточные и возвратные стоки из сельского хозяйства, а также воду, полученную в результате деятельности по добыче природных ресурсов.Эти источники воды должны быть надлежащим образом очищены, чтобы соответствовать «целевым характеристикам» для конкретного использования. Это создает очевидную проблему для автоматизации, чтобы гарантировать, что правильный источник воды подключен к надлежащему использованию.

Сбор ливневых вод дает реальную возможность. Эту возможность иллюстрирует город, в котором часто бывает переполнение канализационных сетей. Когда в регионе обрушивается сильный дождь, ливневые стоки из одного пригорода в центральные очистные сооружения перегружают канализацию.Одним из решений является сбор ливневой воды у источника и ее использование в качестве технической воды, что дает двойное вознаграждение: требуется меньше водоснабжения и снижается риск перегрузки канализации. Потенциал автоматической обработки ливневой воды огромен.

Сингапур поставил перед собой задачу создать более независимое водоснабжение еще в начале 1960-х годов. В течение примерно двух десятилетий они производили питьевую воду высокого качества из очищенных сточных вод, чтобы создать свой NEWater (www.pub.gov.sg/watersupply). Сегодня он обеспечивает 40% водоснабжения. Эта доля вырастет до 50% к 2030 году. Для производства воды, прошедшей очистку, использованная вода обрабатывается в три этапа: микрофильтрация, обратный осмос и УФ-дезинфекция. Параллельно с технологическим прогрессом им пришлось создать приемник повторно используемой воды. Сингапур лидирует благодаря публичным мероприятиям, образованию и тестированию мирового уровня. Уже в 2002 году 98% сингапурцев приняли NEWater.

Потенциал повторного использования воды огромен.В США, по оценкам EPA, менее 1% всего водопотребления в США было удовлетворено за счет оборотной воды в 2020 году. Пекин — город с дефицитом воды, имеющий около 140 м ³ водных ресурсов на душу населения, что составляет 1%. восьмой по сравнению с Китаем и одну десятую от среднемирового показателя и намного ниже 10 ³ м ³ на душу населения (Fan et al. 2015), что считается адекватным. Калифорния сильно пострадала от засухи и нехватки воды, и у нее есть много причин для расширения повторного использования воды.По оценкам (Ceres 2020), еще предстоит разработать до 3 × 10 ⁹ м ³ воды, потенциально пригодной для повторного использования. Это примерно в пять раз больше, чем город Лос-Анджелес ежегодно поставляет своим клиентам. Вступил в силу новый регламент ЕС о минимальных требованиях к повторному использованию воды для орошения в сельском хозяйстве (Helmecke et al. 2020). Новые правила вступят в силу к 2023 году и, как ожидается, будут стимулировать и облегчать повторное использование воды в ЕС. Сектор повторного использования в ЕС все еще недостаточно развит, всего 0.5% годовой добычи пресной воды (1100 млн. ³ / год).

IWA считает использованную воду «одним из наиболее недостаточно используемых ресурсов» (IWA 2018). Около 80% сточных вод в мире сбрасывается в водные пути, часто частично или полностью без очистки. Вода, играющая важнейшую роль в переходе к экономике замкнутого цикла, включает децентрализованные решения.

Автоматизация городского водоснабжения — сегодня и завтра | Журнал водоснабжения: исследования и технологии-Aqua

С увеличением дефицита воды повторное использование воды предлагает возможное дополнительное водоснабжение.Источники воды для потенциального повторного использования включают муниципальные сточные воды, промышленные технологические и охлаждающие воды, ливневые стоки, сточные и возвратные стоки из сельского хозяйства, а также воду, полученную в результате деятельности по добыче природных ресурсов. Эти источники воды должны быть надлежащим образом очищены, чтобы соответствовать «целевым характеристикам» для конкретного использования. Это создает очевидную проблему для автоматизации, чтобы гарантировать, что правильный источник воды подключен к надлежащему использованию.

Сбор ливневых вод дает реальную возможность.Эту возможность иллюстрирует город, в котором часто бывает переполнение канализационных сетей. Когда в регионе обрушивается сильный дождь, ливневые стоки из одного пригорода в центральные очистные сооружения перегружают канализацию. Одним из решений является сбор ливневой воды у источника и ее использование в качестве технической воды, что дает двойное вознаграждение: требуется меньше водоснабжения и снижается риск перегрузки канализации. Потенциал автоматической обработки ливневой воды огромен.

Сингапур поставил перед собой задачу создать более независимое водоснабжение еще в начале 1960-х годов.В течение примерно двух десятилетий они производили питьевую воду высокого качества из очищенных сточных вод, чтобы создать свой NEWater (www.pub.gov.sg/watersupply). Сегодня он обеспечивает 40% водоснабжения. Эта доля вырастет до 50% к 2030 году. Для производства воды, прошедшей очистку, использованная вода обрабатывается в три этапа: микрофильтрация, обратный осмос и УФ-дезинфекция. Параллельно с технологическим прогрессом им пришлось создать приемник повторно используемой воды. Сингапур лидирует благодаря публичным мероприятиям, образованию и тестированию мирового уровня.Уже в 2002 году 98% сингапурцев приняли NEWater.

Потенциал повторного использования воды огромен. В США, по оценкам EPA, менее 1% всего водопотребления в США было удовлетворено за счет оборотной воды в 2020 году. Пекин — город с дефицитом воды, имеющий около 140 м ³ водных ресурсов на душу населения, что составляет 1%. находится на восьмом месте по сравнению с Китаем и на одну десятую от среднемирового показателя и намного ниже 10 ³ м ³ на душу населения (Fan et al. 2015), что считается адекватным. Калифорния сильно пострадала от засухи и нехватки воды, и у нее есть много причин для расширения повторного использования воды. По оценкам (Ceres 2020), еще предстоит разработать до 3 × 10 ⁹ м ³ воды, потенциально пригодной для повторного использования. Это примерно в пять раз больше, чем город Лос-Анджелес ежегодно поставляет своим клиентам. Вступил в силу новый регламент ЕС о минимальных требованиях к повторному использованию воды для сельскохозяйственного орошения (Helmecke et al. 2020). Новые правила вступят в силу к 2023 году и, как ожидается, будут стимулировать и облегчать повторное использование воды в ЕС. Сектор повторного использования в ЕС все еще недостаточно развит, составляя всего 0,5% от общего годового объема добычи пресной воды (1100 млн. ³ / год).

IWA считает использованную воду «одним из наиболее недостаточно используемых ресурсов» (IWA 2018). Около 80% сточных вод в мире сбрасывается в водные пути, часто частично или полностью без очистки.Вода, играющая важнейшую роль в переходе к экономике замкнутого цикла, включает децентрализованные решения.

Автоматизированная система управления водоснабжением (метод прогнозирования спроса на основе хаос-логики) | Системы очистки воды

Изображение оптимизации водной системы

Для обычного водоснабжения и водораспределения опытные операторы, знакомые с оборудованием, прогнозируют ежедневный спрос на основе даты и информации о погоде, управляя всем оборудованием.Однако в последнее время потребовались дальнейшие эффективные операции по водоснабжению и распределению, а также техническое обслуживание и управление объектами из-за массового ухода на пенсию опытных операторов и слияний муниципалитетов. Наша система автоматизации водоснабжения и распределения обеспечивает разумную и стабильную работу водоснабжения за счет эффективного использования каждой системы водоснабжения с различной конфигурацией. Это делается с помощью метода прогнозирования потребности в воде на основе хаотической логики, а также прогнозирования и контроля уровня воды в распределительном резервуаре.

Особенности

• Так как это операция автоматического управления, нет необходимости вводить дату, погоду и т. Д. Таким образом, можно реализовать эффективное обслуживание объекта и управление им.
• Основываясь на прогнозируемом объеме спроса на водоснабжение, он стабилизирует волну пикового спроса за счет использования буферного эффекта водохранилища. Стабилизируя каждый процесс забора воды, подачи воды, очистки воды и подачи воды, он может обеспечить максимальное сокращение энергии и энергопотребления.
• Эту систему автоматизации можно включить в существующие системы водоснабжения путем подключения через Ethernet или последовательное кабельное соединение. Кроме того, возможно подключение к существующим системам контроля и управления.

Система автоматизации водоснабжения и водораспределения

Наша система автоматизации водоснабжения и распределения представляет собой метод управления, при котором колебания объема распределения воды компенсируются колебаниями уровня воды в водохранилище.Будущий уровень воды в водохранилище прогнозируется с использованием метода прогнозирования спроса на основе хаотической логики, а количество подаваемой воды автоматически контролируется для предотвращения отклонения уровня воды от заданного уровня (верхнего и нижнего пределов). С помощью этого можно стабилизировать объем очистки воды. . Если емкость резервуара для воды большая, степень очистки воды можно контролировать на постоянном уровне. С другой стороны, если емкость резервуара для воды ограничена, объем очистки воды можно выровнять в пределах емкости.

Пример применения

Для объектов, в которых вода забирается из внутреннего водопровода и вода из водопроводных станций префектуры.

Было сложно контролировать объем подачи воды только с помощью внутреннего водоснабжения, например, колодезной; и т.д. Однако объем распределения воды можно спрогнозировать, а уровень воды в водохранилище можно контролировать с помощью «метода прогнозирования потребности на основе хаотической логики». Таким образом, регулирование уровня потока воды, подавляющее колебания внутреннего водоснабжения, сохраняя при этом объем воды, получаемой от гидротехнических сооружений префектуры и т. Д.постоянная может быть реализована.

6 причин, по которым автоматизация важна для водоснабжения и водоотведения

Автоматизация важна для водоснабжения и водоотведения. Почему? Ответ прост: автоматизация повышает эффективность. Автоматизация становится все более популярной. От холодильников до термостатов и домашней безопасности — автоматизация быстро проникает в нашу повседневную жизнь. Если он может быть таким активом в повседневной жизни, само собой разумеется, что автоматизация может помочь на более высоком уровне.

Автоматизация становится необходимым элементом водоснабжения и водоотведения. Обсуждая автоматизацию коммунальных предприятий, специалисты по водоснабжению и очистке сточных вод заявили: «Почти 80 процентов предприятий водоснабжения в США заменили некоторое количество неэффективного оборудования».

Хотя очевидная автоматизация предлагает множество потенциальных преимуществ, предприятия часто сталкиваются с необходимостью точно знать , зачем им нужна автоматизация. Нужна помощь?

Вот список того, почему автоматизация важна для водоснабжения и водоотведения.

• Снижение энергопотребления и затрат: Для питания очистных сооружений и поддержания в рабочем состоянии всех систем требуется большое количество энергии. Из-за этого многие предприятия сталкиваются с огромными затратами энергии.
• Лучший доступ к данным: Автоматизация процессов часто сопровождается данными. И лучший способ замечать тенденции, будь то положительные или отрицательные, — это анализ данных. Наблюдение за тем, как закономерности возникают в периоды высокого или низкого потребления, может помочь вам изменить свой подход, чтобы наилучшим образом использовать свои ресурсы.
• Оптимальное использование рабочей силы: Автоматизация абсолютно экономит время, когда речь идет о рабочей силе и ресурсах сотрудников. Автоматизируя свои процессы, вы часто можете устранить или уменьшить потребность в физической рабочей силе в определенных областях. Это освобождает ваших сотрудников для решения других важных вопросов.
• Меньше отходов: Вода — ограниченный ресурс. Автоматизируя наш подход, мы можем лучше использовать водоснабжение за счет сокращения отходов и потребления. Большое количество воды часто расходуется без надобности, но с более точными данными и большей автоматизацией мы можем изменить эту тенденцию.
• Улучшенные процессы: Расширенный доступ к трендам и историческим данным дает вам возможность при необходимости уточнять и изменять процессы. В основе автоматизации лежит понимание того, что работает, а что нет.
• Удаленный мониторинг: Часто автоматизация дает вам возможность удаленно контролировать процессы, когда вы находитесь вне дома. Наблюдать за вещами, когда вы не можете быть там, часто является одной из самых любимых функций хорошей автоматизированной системы.

Хотя автоматизация может потребовать значительных начальных инвестиций, она может помочь вам максимально эффективно использовать ваши ресурсы, процессы и время. В конечном итоге это помогает нам сохранить наш драгоценный запас воды. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашей публикацией, чтобы узнать, как SCADATA Software Suite может облегчить вашу жизнь.

Роль системы SCADA

Сводка

С оценками безопасности и внедрением соответствующих мер, получившим полное внимание водной отрасли, мы изучаем, как технологии могут способствовать этим усилиям.

Водная безопасность: роль системы SCADA

Кевин Финнан
С оценками безопасности и внедрением соответствующих мер, получившим полное внимание водной отрасли, мы изучаем, как технологии могут способствовать этим усилиям. Мы активно консультировались с нашими пользователями, анализировали меры, которые они применяли за эти годы, и обсуждали их последние планы.

Многие из них имеют представление об идеальной системе мониторинга, объединенной в сеть на протяжении всей их работы. Система обеспечит постоянный мониторинг всех уязвимых участков. Он немедленно сообщит о любых нарушениях безопасности или ненормальных условиях работы. Это устранит необходимость в регулярном патрулировании и резко снизит частоту посещения удаленных объектов.

Система терпимо относится к попыткам победить ее. Он продолжал бы работать, если бы отключили электричество или линию связи.Он был бы доступен для оперативников, даже если бы диспетчерская была отключена или эвакуирована. Это обеспечит защиту от взлома.

Система также сможет автоматически реагировать на условия и выполнять управляющие действия, которые могут безопасно останавливать процессы или изолировать участки системы распределения воды.

Вы, наверное, понимаете, что это на самом деле не футуристическое видение или даже описание новой технологии. Дело в том, что технология для такой системы не нова.Многие из них сегодня используются в водном хозяйстве. Вероятно, он у вас тоже есть. Это ваша система SCADA.

КРАТКИЙ ОБЗОР

Аббревиатура говорит сама за себя. «SCADA» означает «диспетчерский контроль и сбор данных». Система SCADA — это, по сути, распределенная компьютерная система, которая используется операциями и менеджментом для мониторинга и автоматизации процессов.

Как показано на Рисунке 1, сеть связи SCADA распределена по всей системе распределения воды.Рабочие станции, которые обычно основаны на ПК и расположены в диспетчерской на очистных сооружениях, позволяют операторам просматривать весь процесс и выполнять управляющие действия.

На предприятии контроллеры процесса или программируемые логические контроллеры (ПЛК) контролируют процессы устройства, такие как химическая обработка и фильтры. Локальная сеть (LAN), такая как Ethernet, связывает контроллеры с рабочими станциями, а также друг с другом.

Удаленные оконечные устройства (RTU) используются на удаленных объектах и ​​обычно находятся в уязвимых зонах, таких как насосные станции, резервуары для хранения, хранилища клапанов и очистные сооружения.Сегодняшние RTU представляют собой прочные версии контроллеров процесса и работают вне помещений.

RTU обмениваются данными в глобальной сети, типичной для которой является радиосистема, показанная на рисунке ниже. Традиционно это система коммутируемых или арендованных телефонных линий, теперь глобальная сеть все чаще реализуется с помощью беспроводной связи.

На самом деле, большинство систем SCADA не подходят для идеального сценария. Не все насосные станции оснащены RTU.Не все уязвимые области покрываются сетью.

К счастью, расширение — это не тот кошмар, которым когда-то был. Это верно даже для проприетарных систем. Раньше подключение к сети цистерны или насосной станции означало заключение договора на аренду телефонных линий. Длинные пробеги очень дороги, а установка не всегда своевременна. Сегодня единственная проблема — решить среди всех вариантов беспроводной связи.

Даже если вам нужен новый RTU, современное оборудование является экономически эффективным, использует открытую архитектуру и доступно через многочисленных поставщиков систем, которые могут надежно подключить его к вашей существующей системе.

УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМОЙ SCADA

Максимальное использование системы SCADA — лучший способ для компаний водоснабжения использовать существующую инфраструктуру и доступные ресурсы. С такими возможностями и охватом к вашим услугам система SCADA не должна быть просто одним из аспектов вашей работы, который следует учитывать при оценке безопасности. Многие компании решили сделать его центральным во всех своих усилиях по обеспечению безопасности.

Основным преимуществом систем SCADA является то, что меры безопасности согласованы с операциями.Многие системы безопасности и другие рекомендуемые меры необязательно скоординированы и требуют значительных усилий для этого.

Система SCADA, связанная с устройствами наблюдения за периметром, может либо значительно уменьшить, либо полностью исключить необходимость в патрулировании с участием человека. В отличие от патрулей, система SCADA может обеспечить постоянный мониторинг всех локаций.

Системы или оборудование безопасности, включая видеокамеры, датчики движения, контактные переключатели, устройства ввода с клавиатуры и считыватели карт, могут быть легко подключены либо непосредственно к сети SCADA, либо через ближайший удаленный терминал (RTU).

О нарушениях безопасности сообщается операционному персоналу так же, как и о сбоях процесса — через систему аварийной сигнализации, встроенную во все системы SCADA. Системы SCADA предупреждают операторов с помощью широкого набора визуальных индикаторов на графических дисплеях, а также звуковых сигналов.

Современные системы SCADA дополнительно предлагают управление аварийными сигналами, которое предотвращает перегрузку оператора в случаях, когда множество аварийных сигналов возникает в течение короткого времени. Он также может предотвратить преднамеренные попытки обмануть операторов.Управление аварийными сигналами фильтрует аварийные сигналы по местоположению, логической группировке или приоритету и позволяет операторам сосредоточиться.

Записи сигналов тревоги с отметками времени, которые хранятся в журнале аудита, позволяют соотносить сигналы тревоги с другой временной информацией, такой как видеокадры. Контрольный журнал также чрезвычайно важен для расследования постфактум.

Системы

SCADA также могут автоматически реагировать на условия и выполнять управляющие действия, такие как аварийное отключение процессов, запуск или остановка насосов, открытие / закрытие клапанов и т. Д.Входные данные для этих действий могут поступать из любой точки сети.

Разрешено ли системе SCADA предпринимать такие действия, зависит от руководства. Система SCADA может автоматически изолировать часть вашей системы подачи, останавливая насосы и закрывая клапаны, или может информировать операторов об условиях процесса и позволять им принимать решение.

Может ли система SCADA обеспечить обнаружение биологической опасности или химических загрязнителей? В идеале, онлайн-анализаторы должны существовать для всех возможных загрязняющих веществ в системе водоснабжения.Они будут предоставлять стандартные интерфейсы, которые позволят немедленно сообщать об аварийных сигналах через систему SCADA.

Сегодня доступны онлайн-анализаторы для широкого спектра загрязняющих веществ. Во многих водных системах в настоящее время используются такие устройства, как хроматографы, для измерения присутствия различных химикатов. Специальные анализаторы измеряют содержание хлора и растворенного кислорода. Также доступны приборы для измерения таких переменных, как цвет / мутность, проводимость, pH, давление и температура.

Однако многие тесты все еще находятся в автономном режиме и не имеют интерфейса. Кроме того, появляются технологии для многих загрязняющих веществ. Мы можем только надеяться, что новая сенсорная технология приведет к созданию SCADA-совместимого оборудования. Конечно, те из нас, кто работает в мире SCADA, готовы сотрудничать со всеми, кто разрабатывает такое жизненно важное оборудование.

РЕАЛИЗАЦИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ ПЛОЩАДКИ

Давайте будем более конкретными и покажем, как меры безопасности могут быть включены в существующую систему SCADA.Насосная станция является примером уязвимой зоны, в которой обычно присутствует RTU. Функции RTU обычно ограничиваются управлением насосом с использованием входных сигналов от датчиков расхода или уровня.

Насосные операции могут быть довольно сложными. RTU обычно меняет насосы, запускает их с максимальной эффективностью, планирует их работу в непиковое время, насколько это возможно, и ведет записи для целей технического обслуживания во время работы. Некоторые системы работают вместе с программным обеспечением для моделирования, и в этом случае RTU запускает или останавливает насосы в ожидании изменений спроса.

RTU может также сообщать о ряде аварийных сигналов, которые информируют операторов об автоматическом / ручном состоянии насоса, изменениях в работе и сбоях. Если насосная станция работает вместе с накопительным баком, RTU также будет сообщать аварийные сигналы предельных значений и, возможно, аварийные сигналы скорости изменения уровня воды.

Обычно есть некоторые устройства контроля доступа или сигнализации, которые взаимодействуют с RTU. Например, контактные переключатели (или «датчики проникновения») для ворот, дверей здания и двери корпуса RTU подключены к дискретным входам и позволяют RTU сообщать о тревоге, если какой-либо из них открыт.

Если какие-либо контакты размыкаются, когда известно, что в этом районе нет персонала водопроводной компании, это повод для тревоги. До недавнего времени такой уровень безопасности считался разумным.

На рисунке ниже показана такая установка, дополненная высокоинформативной системой наблюдения, устойчивой к согласованным попыткам преодоления безопасности.

Поскольку проводные контакты легко вывести из строя, эта система добавляет такие меры, как устройство доступа без ключа и датчик движения.Оба устройства подключаются к дискретным входам на RTU. Есть основания ожидать, что RTU будет иметь по крайней мере два запасных дискретных входа. Перепрограммирование дополнительных сигналов тревоги также обычно не является сложной задачей.

Также доступны более сложные устройства доступа без ключа, которые используют последовательные интерфейсы. Они предоставляют дополнительную информацию, например код карты или код ключа. RTU не находится в контуре, что позволяет двери открываться. Вместо этого он записывает информацию в журнал аудита и информирует операторов о записи.Однако проблема для многих существующих RTU заключается в том, что у них гораздо меньше шансов иметь запасные последовательные порты, чем дискретные входы.

Также показана видеокамера. В то время как замкнутое телевидение (CCTV) традиционно не взаимодействует с системами SCADA, современные цифровые камеры совместимы с персональными компьютерами и могут находиться в сети.

IP-камеры

по определению совместимы с Интернетом, но их достаточно легко подключить к сетям SCADA, которые используют IP (Интернет-протокол).Беспроводной Ethernet (как показано) и сотовые цифровые пакетные данные (CDPD) являются хорошими примерами IP-сетей, типичных для мира SCADA. Для сетей SCADA без IP некоторые цифровые камеры также обеспечивают соединение RS 232 / модем. Однако для установки камеры в проприетарную сеть могут потребоваться серьезные инженерные усилия. Использование отдельной беспроводной IP-сети может быть более эффективным.

Что касается систем SCADA, технология IP-камер все еще нова. Хотя камеры в настоящее время не используются в большинстве систем, их можно легко разместить, если система SCADA поддерживает возможность сервера FTP (протокол передачи файлов).Поставщик SCADA должен будет сделать это доступным путем обновления версии.

Чтобы приспособиться к ограничениям полосы пропускания в сети SCADA, в камере можно настроить разрешение, сжатие и частоту кадров. На практике большинство операторов избегают просмотра видеоизображения в реальном времени, что означает, что видео не передается по сети, если только не возникает тревога.

В показанной конфигурации IP-камера даже не взаимодействует с RTU. Он просто использует беспроводной Ethernet и передает видеоизображения на рабочие станции SCADA.Оператор может просматривать видеоизображение в виде окна на том же экране, что и другие окна, которые показывают графическое изображение насосной станции, список аварийных сигналов и другую информацию.

Некоторые камеры также предлагают ограниченную систему сигнализации, которая отправляет сообщение при обнаружении тревоги. Контактный вход вызывает тревогу в камере. Некоторые камеры также устанавливают тревогу от внутреннего детектора движения. Внутренний буфер камеры хранит несколько изображений в течение периода времени непосредственно до и сразу после срабатывания сигнализации.

Для насосной станции использование камеры спорно. Небольшая огороженная территория или насосная станция хорошо обслуживаются средствами контроля доступа и, в частности, детектором движения. Камеры больше подходят для наблюдения за периметром и на открытых площадках, где видео позволяет отличить злоумышленников от животных и других движений, не вызывающих тревоги. Однако даже для небольших уязвимых участков, таких как насосная станция, видео в реальном времени предоставляет оператору важную информацию. Для аудитов или расследований видеосистема также предлагает преимущество архива изображений.

В другом примере хранение химикатов типично для области, в которой отсутствует SCADA-покрытие, не говоря уже о безопасности во многих случаях. Тем не менее, такие сайты можно экономично добавить в систему. Как показано на рисунке выше, RTU не требуется. Через Ethernet или последовательный порт модуль удаленного ввода-вывода может связывать устройства ввода-вывода процессов и устройства безопасности с системой SCADA.

БЕЗОПАСНАЯ СИСТЕМА SCADA

Если вы собираетесь рассчитывать на свою систему SCADA в плане мер безопасности, вопрос в том, насколько безопасна сама система SCADA?

Один менеджер по коммунальному обслуживанию упомянул, что в оценке безопасности его компании система SCADA показала лучшие результаты, чем любой другой аспект операции.

Многие методы, типичные для мира SCADA, на самом деле идеально подходят для обеспечения безопасности. В системах SCADA очень часто используются такие меры, как системы резервного питания, резервирование, распределенные рабочие станции, защита паролем и удаленный пейджинг.

Например, вы можете отключить основное питание RTU. Однако, если он оборудован резервной батареей, RTU продолжит работу и немедленно сообщит о сбое питания. Если вы отключите связь с уязвимой областью, система SCADA быстро обнаружит тот факт, что она не может связаться с этим конкретным RTU.Это помещает сайт «в темноту» и вызывает немедленное внимание.

Конечно, канал связи может быть просто ненадежным. Но ваша система SCADA должна уметь отличать пограничную черту от серьезного сбоя связи. Протоколы SCADA имеют положения для гарантированной доставки, включая квитирование, множественные попытки и обнаружение ошибок, и могут иметь дело с маргинальной связью.

Методы, используемые для повышения надежности сети, также повышают безопасность.Резервирование — распространенный метод, особенно для локальных сетей предприятия. Два, используются живые сети. Если один из них поврежден, связь с другим продолжается. Чтобы еще больше повысить надежность, каждый запуск в резервированной физической сети может использовать разную маршрутизацию. Однако дополнительные расходы могут не окупиться, поскольку повреждение локальной сети регистрируется как сигнал тревоги и может быть быстро локализовано.

Если сеть отключена, контроллеры и RTU просто продолжат мониторинг и управление своими процессами.После восстановления связи многие RTU могут сообщать о сигналах тревоги, событиях и исторической информации за то время, когда сеть не обслуживалась.

Удаленные объекты, такие как насосные станции, также могут использовать резервированные сети. Например, CDPD или коммутируемое соединение могут создать резервную копию выделенной линии. Сети связи, использующие две разные технологии, бывает сложно победить. Отличная комбинация — это то, что использует как проводную, так и беспроводную связь. Это держит сайт «в тени», но вам нужно решить, стоит ли это затрат.

Во многих системах SCADA тот факт, что сети являются частными, обеспечивает большую безопасность. Хакеры просто не могут получить доступ к сети из любого места вне сайта. Сохранение компьютеров SCADA «отключенными» от внешнего мира, включая Интернет, изолирует систему от огромного количества рисков.

Единственная проблема сегодня в том, что подключение к внешнему миру дает слишком много преимуществ. Многочисленные информационные услуги доступны через Интернет.Поставщики оборудования могут выполнять техническое обслуживание через Интернет. Вы можете сделать операционную информацию доступной в любой точке мира. Если вы хотите, чтобы ваша система была «подключена», разумное использование брандмауэров и мер кибербезопасности является обязательным.

Внешние рабочие станции могут оказаться чрезвычайно ценными в случае отключения диспетчерской. Рабочие места можно размещать не только в другом месте системы водоснабжения, но и дома. Где бы ни находилась рабочая станция, используется защита паролем.Чтобы убедиться, что это не самое слабое звено в системе безопасности, руководство должно устанавливать пароли, отличные от значений по умолчанию, и периодически их менять.

Важно, чтобы доступ за пределы площадки был ограничен. Наборы команд могут быть собственными и ограниченными. Если доступны возможности управления системой, такие как программирование и загрузка, хакеры потенциально могут нанести большой ущерб.

Даже если внешние рабочие станции не используются, в большинстве систем SCADA предусмотрены условия, позволяющие внешнему персоналу оставаться в курсе.Многие учреждения не работают по крайней мере 16 часов в сутки. Для таких ситуаций многие системы SCADA используют коммутируемый или удаленный пейджинг в ответ на сигналы тревоги. Некоторые системы запрограммированы на дозвон до местной полиции в случае определенных, высокоприоритетных сигналов тревоги. Кроме того, некоторые пользователи создают резервную копию системы SCADA с помощью независимых коммутируемых устройств для некоторых сайтов.

Многие пользователи чувствуют себя в безопасности из-за проприетарной природы их систем. «Скрытые» наборы команд, протоколы связи и инструменты программирования могут обескураживать.Но мы видели результаты работы решительных террористов. Каждый, кто хочет потратить время, может разобраться в проприетарных системах.

Вопрос в том, что террористы могут сделать, получив доступ к системе SCADA. Фактически, изменяя технологические операции, они могут вызвать серьезные неприятные проблемы, повредить технологическое оборудование и прекратить обслуживание ваших клиентов. Однако эта деятельность больше в сфере хакеров и недовольных сотрудников. Масштабный ущерб, к которому стремятся террористы, может быть нанесен только путем внедрения внешних агентов в систему водоснабжения.Поэтому защита уязвимых участков является приоритетом.

РАСШИРЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ SCADA

Поскольку реальные риски заключаются не в системе SCADA, а в процессе, как можно в дальнейшем использовать систему SCADA для снижения риска процесса?

В своей самой простой реализации система SCADA все еще может надежно различать нормальную и ненормальную работу. Даже базовые функции мониторинга включают в себя упомянутые ранее дискретные, предельные и скоростные аварийные сигналы.Как и в примере с насосной станцией, управляющие действия также могут быть проверены и установлены аварийные сигналы для индикации отказов.

Пределы аварийных сигналов также могут динамически следовать за процессом. Например, сигнал о соотношении может быть установлен, если скорость подачи хлоратора не соответствует расходу воды, даже если она находится в пределах фиксированных верхнего и нижнего пределов. Если кто-то вмешается в настройку хлоратора, эта настройка поймает это и сообщит о тревоге. Обратите внимание, что анализатор хлора, расположенный дальше по потоку, также может резервировать эту систему.

Возможно, наиболее продвинутые функции выполняются, когда система SCADA используется вместе с системой моделирования и симуляции. Если система SCADA объединена в сеть с системой моделирования и симуляции, она может предоставить оперативную информацию о процессе для построения модели всей вашей распределительной системы.

Модель может использоваться для управления прямой связью и запуска процесса с повышенной эффективностью. Он также может обеспечивать резервное оповещение. Если технологический аварийный сигнал, e.грамм. в случае отказа насоса не работает, неизбежный эффект в другом месте системы может привести к срабатыванию аварийного сигнала, который сообщает о неисправности насоса в качестве вероятной причины.

Проблемы безопасности делают моделирование более важным, чем в прошлом. Сейчас появляются методы, которые используют модель для моделирования добавления загрязняющих веществ в различных точках системы и того, как они перемещаются через нее. В реальных условиях эта информация должна помочь проверить точку загрязнения и определить действия на объектах, таких как насосные станции, для изоляции соответствующего участка распределительной системы.

РЕЗЮМЕ

Поскольку системы SCADA используются в большинстве операций с водными ресурсами, они позволяют компаниям водоснабжения использовать существующую инфраструктуру и доступные ресурсы.

Система SCADA обычно распределена по всему предприятию. Это должно быть центральным элементом безопасности водохозяйственной компании и, в то же время, может обеспечить дополнительную выгоду в виде более эффективной работы.

Система SCADA может:

• Согласование мер безопасности с технологическими операциями
• Сократить или исключить патрулирование с участием людей; обеспечить постоянный мониторинг, общесистемный
• Запись сигналов тревоги и событий
• Автоматически реагировать на сигналы тревоги и события, выполняя аварийное отключение или другие управляющие действия
• Обычно довольно легко расширяется за счет дополнительных точек ввода / вывода, устройств RTU и сетевых каналов

Практики, типичные для SCADA, обеспечивают безопасность самой системы:

• Системы резервного питания
• Резервные сети
• Распределенные рабочие места операторов
• Система аварийной сигнализации предупреждает операторов о сбоях компонентов SCADA
• Обычно частные сети, недоступные для внешнего мира
• Защита паролем
• Набор номера и пейджинг

Кроме того, ценность системы SCADA может быть увеличена, если она включает расширенные возможности, такие как моделирование и симуляция.

Скачать статью в формате PDF

Эта статья предоставлена ​​Bristol Babcock, написана Кевином Финнаном, директором по маркетингу Bristol Babcock. Bristol Babcock — ведущий поставщик контрольно-измерительных приборов и систем с офисами по всему миру. Кевин Финнан имеет большой опыт работы с измерительными продуктами и системами SCADA. Более 21 года в Bristol Babcock он занимал должности системного инженера, инструктора, отраслевого менеджера и менеджера по продукции.

Об авторе

Кевин Финнан, директор по маркетингу Bristol Babcock, имеет большой опыт работы с измерительными продуктами и системами SCADA. Более 21 года в Bristol Babcock он занимал должности системного инженера, инструктора, отраслевого менеджера и менеджера по продукции.

Скачать статью

Вам понравилась эта замечательная статья?

Ознакомьтесь с нашими бесплатными электронными информационными бюллетенями, чтобы прочитать больше отличных статей..

Подписывайся

Автоматизированное управление водными ресурсами | TETRA Technologies, Inc.

TETRA автоматизировала ключевые процессы в рамках нашего решения по управлению водными ресурсами, чтобы обеспечить большую точность, эффективность и безопасность при одновременной экономии средств.

Наша автоматизированная система управления TETRA BlueLinx ™ замыкает цикл управления водными ресурсами, обеспечивая удаленный контроль и мониторинг перекачки, хранения, рециркуляции воды, смешивания, распределения и удаления песка.Система BlueLinx предоставляет точные показатели в реальном времени для эффективных операций, которые могут помочь обеспечить минимальную стоимость барреля воды.

Облачная информационная панель
Нервным центром нашей автоматизированной системы управления BlueLinx является облачная информационная панель, подключенная через сотовую или спутниковую связь к датчикам полевого оборудования, поэтому вы всегда подключены к своим операциям, независимо от того, когда и где они место. На приборной панели отображаются рабочие показатели каждого актива в режиме реального времени, обеспечивая немедленный доступ к показаниям, включая давление на входе и выходе, состав жидкости, проводимость воды, уровень хранения, а также состояние и производительность оборудования.

Некоторые из автоматизированных технологий управления водными ресурсами, подключенных к автоматизированной системе управления BlueLinx, включают:

Автоматизированные насосные системы

Наши автоматизированные насосные системы оптимизируют перекачку воды, снижая при этом затраты и риски. Наша облачная панель управления обеспечивает немедленный контроль давления и расхода, а также мониторинг в реальном времени скорости насоса, расхода, давления воды на входе / выходе, температуры воды, производительности двигателя и уровня топлива в двигателе.

Автоматическая система смешивания

Автоматическая система смешивания TETRA точно смешивает обратную, добываемую, солоноватую и пресную воду в единую гомогенную жидкость.Система состоит из контроллера смешивания воды, который измеряет проводимость воды на входе и выходе в реальном времени для автоматической регулировки соотношений на входе, и запатентованного коллектора смешивания «на лету», который смешивает потоки пресной и добытой воды в оптимальную жидкость для гидроразрыва.

Технология извлечения нефти после добычи (ORAPT ™) Система отделения нефти

Наша система отделения нефти ORAPT накапливает и удаляет остаточную нефть из попутной воды в режиме реального времени, чтобы обеспечить эффективность очистки и соблюдение нормативных требований к хранению.Собранная нефть возвращается в трубопровод сбыта оператора.

Система автоматической обработки SwiftWater (SWAT ™) и системы обработки на лету

Обеспечивает непрерывную и точную дозировку химикатов для обеспечения обработки попутной воды в точном соответствии со спецификациями.