Автоматика для водоснабжения

Если у Вас есть дачный участок, в доме или квартире нет бесперебойного водоснабжения, то статья «Автоматика для водоснабжения» для Вас. Обычно проблему водоснабжения решают путём установки накопительной ёмкости, которую заполняют водой из городской водопроводной сети (когда вода поступает по графику), колодца или водозаборной скважины. Наполнение осуществляют через вентиль от водопроводной сети или с помощью насоса, установленного в колодце или скважине.

Для автоматизации заполнения накопительной ёмкости используются схемы управления, состоящие из сигнализаторов уровня и дополнительных реле, пускателей, кнопок и т.д., обеспечивающих удобство в эксплуатации. Накопительную ёмкость необходимо оснастить контрольными электродами (механические устройства типа поплавков с микропереключателями автор категорически не советует применять ввиду их низкой надёжности) и подключить их к устройству управления насосом или электромагнитным
клапаном. Простейшие устройства управления содержат в своей схеме узлы сигнализаторов уровня и выходные коммутационные элементы.

Схемы управления промышленными насосами всегда конструктивно выполняют внутри щитов автоматического управления, содержащих сигнализаторы уровня в виде отдельных приборов, датчики и сигнализаторы
давления, электромагнитные реле и другие элементы автоматики.

В популярных журналах часто публикуют схемы управления насосами, в которых на контрольные электроды подаётся слабый постоянный ток — такие схемы просты, но имеют очень существенный недостаток: из-за процесса электролиза на контрольных электродах образуется непроводящая корка и электроды нуждаются в практически ежедневной очистке.

Для исключения эффекта поляризации схема управления должна обеспечивать питание контрольных электродов только симметричным переменным током, не обязательно синусоидальным, в котором отсутствует
постоянная составляющая.

Вначале рассмотрим простейшие схемы автоматизации заполнения накопительной ёмкости, содержащие в своём составе элементы сигнализаторов уровня.

Если накопительная ёмкость металлическая и надёжно заземлена, а доступ к контрольным электродам надёжно закрыт, то можно применить простейшее управляющее реле, состоящее из маломощного реле переменного тока на ~ 220 В и выключателя.

Автоматика для водоснабжения

Катушка реле обязательно подключается к фазному проводу сети. В качестве нагрузки этой и описанных ниже конструкций применяется насос для колодца, скважины или электромагнитный клапан (при наполнении от
водопроводной сети).

Если любое из представленных устройств будет работать только с клапаном, на водопроводную магистраль желательно установить датчик – реле давления, контакты которого подключаются последовательно с этим
клапаном, во избежание перегрева и выхода его из строя при длительном отсутствии воды.

Если замкнуть S1, сразу включится насос, заполняющий накопительную ёмкость водой из скважины или колодца. Как только уровень в ёмкости достигнет верхнего (ВУ), сработает реле К1 и своими контактами заблокируется на контрольный электрод нижнего рабочего уровня (НУ), а
контактами К1.1, К1.2 отключит насос.

Автоматика для водоснабжения 1

При разборе воды из ёмкости уровень начинает снижаться, и как только он достигнет нижнего рабочего, реле К1 отпустит, насос включится и будет работать пока ёмкость не наполнится.

Схема хороша своей простотой и надёжностью, но работоспособна только с маломощными реле и, соответственно, с маломощными насосами. Выходную мощность устройства можно повысить, добавив в схему
пускатель, также для удобства в эксплуатации в схему добавлены кнопки ручного пуска и останова насоса, что позволяет вручную запустить насос, когда накопительная ёмкость ещё не опустела — после заполнения насос
отключится автоматически.

Также после автоматического пуска насоса кнопкой «стоп» можно его остановить, не дожидаясь наполнения ёмкости. Схемы сколь просты, столь и опасны — на электроды подаётся переменное напряжение 220 В, что может привести к поражению электрическим током. Ниже рассказывается, как снизить напряжение до безопасного уровня:

В отличие от ранее приведённых схем, предлагаемая ниже автоматика имеет на контрольном электроде напряжение, не превышающее 5 В, что абсолютно безопасно.

Автоматика для водоснабжения 2

Схема обеспечивает полуавтоматический режим работы — пуск насоса производится вручную кнопкой «пуск», а останов автоматически по достижении верхнего уровня или вручную кнопкой «стоп». Схема очень
проста, надёжна и применяется в случаях, когда применяемый насос центробежного типа, требующий заливки водой.

Пуск производится вручную, после выполнения всех процедур по заполнению всасывающей трубы и подготовки насоса, а выключение производится автоматически. Также схема хороша для заполнения
накопительной ёмкости из водопроводной сети с использованием вместо насоса электромагнитного клапана.

Пользователь определяет наличие воды в водопроводе и нажимает кнопку «пуск» — после наполнения бака питательный клапан автоматически отключится, чтобы предотвратить перелив, а схема полностью обесточится.

Если требуется полностью автоматизировать процесс наполнения, например, когда насос самовсасывающий или вибрационный — можно схему немного доработать, как показано на рисунке.

Автоматика для водоснабжения 3

Питание на схему подаётся постоянно, иначе невозможно автоматизировать процесс пуска. В конструкцию можно ввести дополнительные кнопки «пуск» и «стоп», которые подключаются между цепью контрольного электрода и общим проводом (нормально разомкнутые контакты кнопки «стоп») и последовательно с контрольным электродом нижнего уровня (нормально замкнутые контакты кнопки «пуск»

Для автоматизации водоснабжения можно применить как устройства, в которых схема контроля уровня является составной частью, так и устройства, состоящие из сигнализатора уровня и дополнительной схемы
управления, например, как показано на рисунке.

Автоматика для водоснабжения 4

Конструкцию можно дополнить кнопками ручного управления и различными добавками, повышающими удобство пользования.

В промышленных схемах управления предусматриваются различные нештатные ситуации, из-за которых основная функция схемы не должна пострадать. В качестве примера приведена схема ниже. В ней используется
серийный трёхканальный сигнализатор СУ2-3.

Рассматриваемая ниже схема обеспечивает откачку воды из дренажного приямка. При повышении уровня в приямке с помощью реле К1 и К2 включается основной рабочий насос и с помощью реле времени КТ1
начинается отсчёт времени, в течении которого уровень должен начать снижаться.

Автоматика для водоснабжения 5

Если через 5 минут уровень в приямке не упал ниже верхнего, т.е. насос не откачивает — включается звуковая и световая сигнализация. Если всё нормально, через 1 мин после пуска включается контроль давления воды на
выкиде насоса. Если давление воды недостаточно или отсутствует — рабочий насос отключается и включается второй — резервный.

В случае, когда давление на выкиде рабочего насоса нормальное, а уровень в приямке растёт и достигает верхнего аварийного — с помощью реле К4 включается одновременно с первым и второй насос, обеспечивая двойную производительность. По окончании цикла схема приводится в исходное состояние.
Описание схемы дано с целью показать всю сложность возникающих ситуаций. В домашних устройствах также желательно предусматривать развитие нештатных ситуаций, но схему лучше строить с применением электронных компонентов, как гораздо более доступных для большинства пользователей.

Автор: Кравцов Виталий Николаевич

Поделиться ссылкой:

Добавить комментарий

Оцените статью*

Ваш адрес email не будет опубликован.

Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять