Sterowanie układami pompowymi

Gospodarka wodno-kanalizacyjna szybko się rozwija, a zmiany dotyczą nie tylko instalacji przemysłowych, lecz także tych przydomowych. Dziś w dobie zmieniających się warunków klimatycznych, wiele regionów odczuwa niedobór lub brak wody, a z każdym rokiem staje się ona coraz bardziej deficytowym zasobem naturalnym.

Jeszcze kilka lat temu jednym z głównych celów oszczędzania wody było obniżanie rachunków za jej pobór i odprowadzenie ścieków. Obecnie są nimi przede wszystkim skuteczne ograniczenie zużycia, minimalizowanie strat, odzysk i magazynowanie wody oraz efektywna gospodarka ściekowa. Niezależnie od tego, czy mówimy o zużyciu wody, czy o odbiorze ścieków, złożoność procesów stale rośnie a jednymi z najważniejszych wyzwań gospodarki wodno-ściekowej stały się ekologiczne technologie i ich rozwój.

Z tego artykułu dowiesz się: 

• Jakie są dostępne tryby sterowania układami pompowymi w przemiennikach EURA?
• Z jakich funkcji napędu EURA korzystać dla ochrony pompy?
• Jakie są dostępne funkcje pomocnicze przemiennika EURA dla gospodarki wodno-kanalizacyjnej?

We współczesnych układach pompowych najpowszechniej stosowanym rozwiązaniem jest agregat pompowy z silnikiem asynchronicznym zasilany i sterowany za pomocą przemiennika częstotliwości. Dlatego też, kluczowym elementem stał się przemiennik częstotliwości, a w szczególności jego dedykowane funkcje do sterowania agregatami pompowymi. To sprawia, iż producenci przemienników częstotliwości w sposób ciągły pracują nad nowymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi dla tych urządzeń, tym samym stale poszerzając swoją ofertę produktową. Tak samo działa przedsiębiorstwo EURA Drives. Marka EURA jest obecna na polskim rynku już od ponad dekady dzięki ścisłej współpracy ze swoim przedstawicielem – spółką HF Inverter Polska z siedzibą w Toruniu. Przez ten okres napędy EURA sprawdziły się w wielu aplikacjach, a stale poszerzana oferta produktowa i wsparcie techniczne ma znaczący wpływ na umacnianie pozycji marki EURA Drives na rynku krajowym.

Inżynierowie EURA Drives opracowali i wdrożyli dedykowane dla gospodarki wodno-kanalizacyjnej oprogramowanie przemienników częstotliwości serii E-2100-P, EM-30 oraz EP-66-P. Na poniższym diagramie przedstawiono wszystkie główne funkcje tego oprogramowania.

Od teraz użytkownicy przemienników częstotliwości EURA Drives z tzw. oprogramowaniem pompowym mają do dyspozycji trzy tryby sterowania układami pompowymi, tj.

Tryb sterowania pojedynczej pompy - najczęściej stosowany w systemach ujęcia wody, prostych systemach nawadniających, przepompowywania, napełniania lub opróżniania zbiorników, systemach przeciwpożarowych oraz NOWOŚĆ! – pompy zasilanej bezpośrednio z systemu fotowoltaicznego! Więcej informacji na temat nowych funkcji przemienników częstotliwości EURA, które można wykorzystać w instalacjach fotowoltaicznych można przeczytać w tym artykule>>>
Tryb pompy regulowanej + pomp stałych - w trybie tym pompa główna jest regulowana przez przemiennik częstotliwości do którego podłączony jest przetwornik ciśnienia. Przemiennik steruje również dołączaniem pomp pomocniczych (do 3 sztuk), które rozpoczynają pracę bezpośrednio ze stycznika lub softstartera. Pompami pomocniczymi zarządza przemiennik częstotliwości, który odczytuje sygnał ciśnienia z przetwornika znajdującego się w kolektorze wyjściowym i moduluje prędkość pompy głównej tak, aby utrzymać zadane ciśnienie. W przypadku zbyt małej wydajności pompy głównej w stosunku do zapotrzebowania zostaną sekwencyjnie aktywowane niezbędne przekaźniki (dołączanie pomp stałych), tak, aby osiągnąć wymagane ciśnienie na kolektorze wyjściowym, a bieżące dostosowanie do wartości zadanej realizuje regulowana pompa główna.
Tryb sterowania kaskadą pomp - jest to najbardziej powszechne sterowanie dla pomp pracujących w grupach ciśnieniowych. Wszystkie pompy są kontrolowane przez przemienniki częstotliwości, które są ze sobą połączone i obciążane tak, aby utrzymać zadaną wartość ciśnienia w kolektorze wyjściowym. W tym trybie sterowania można podłączyć do 15 pomp w tej samej instalacji!

 

"Oprogramowanie przemienników częstotliwości EURA Drives stworzone dla gospodarki wodno-kanalizacyjnej jest odpowiedzią na zapotrzebowanie tej branży i co istotne – nadal jest rozwijane.

Dla każdego trybu pracy pompowej, dostępnych jest szereg funkcji ochronnych i pomocniczych. Z ważniejszych funkcji ochronnych można wymienić:

• Funkcja anty-zator – funkcja jest przydatna podczas pompowania pulp, ścieków lub innych mediów mogących zawierać ciała stałe. Aktywowanie tej funkcji powoduje monitorowanie mocy silnika pompy, wzrost mocy nastąpi w chwili, gdy pompa lub kolektor wyjściowy zacznie zatykać się. Działa to w następujący sposób: jeśli prąd mierzony pompy (F803) przekroczy zadaną wartość (FB49) przez określony czas (FB50), to pompa zatrzyma się na wskazany czas (FB51), a następnie zacznie pracować w przeciwnym kierunku z zadaną prędkością (F113) przez określony czas (FB52). Po tym czasie ponownie zatrzyma się a następnie zacznie pracować w przeciwnym kierunku z określoną prędkością przez wskazany czas. Pod koniec tego cyklu, który nazywa się „próbą odblokowania”, jeśli przetężenie nie ustąpi, zostanie podjęta kolejna próba odblokowania (max. 10 prób). Jeżeli próby odblokowania nie powiodą się, pompa zostanie zatrzymana, a na wyświetlaczu pojawi się kod błędu.
• Funkcja wykrywania wycieków – bardzo ciekawa funkcja z punktu widzenia służb utrzymania ruchu. Detekcja wycieku służy do nadzorowania instalacji i generowania alarmu w przypadku wykrycia utraty lub braku nieodzyskiwanego ciśnienia. Użytkownik przemiennika częstotliwości EURA określa wartość ciśnienia wykrycia wycieku (FB23). Jeśli ciśnienie spadnie poniżej wartości określonej w funkcji FB23 w określonym czasie (FB24) to pompa zatrzyma się na wskazany czas (FB25). Po czasie pauzy nastąpi ponowne uruchomienie pompy na wskazany czas (FB26) – w czasie tym pompa będzie próbowała odzyskać zadane ciśnienie. Będzie pracowała w tzw. „cyklu pracy na wycieku”, który można zdefiniować (max. 10 takich cykli). Jeżeli pomimo podjętych prób, nie uzyskamy wartości ciśnienia roboczego system zatrzyma się aktywując alarm wykrycia wycieku.

• Wykrywanie suchobiegu – zjawisko to jest jednym z niepożądanych warunków pracy pomp, którego konsekwencją jest przegrzanie elementów pompy, m.in. uszczelnienia, abrazja, wibracje lub całkowite uszkodzenie wirnika pompy. Funkcja ta świetnie się sprawdzi w aplikacjach pompowych, w których nie ma fizycznej możliwości instalacji zewnętrznych zabezpieczeń przed suchobiegiem lub można tą funkcje zastosować równolegle z zewnętrznymi zabezpieczeniami pomp przed tym niepożądanym zjawiskiem.
• Napełnienie instalacji - jest to niezbędna funkcja podczas pierwszej aktywacji pomp, gdy instalacja jest pusta. Uruchomienie tej funkcji chroni nie tylko pompę, ale również instalacje przed nadmiernym wzrostem ciśnienia, który w skrajnych przypadkach może wywołać przekroczenie wartości krytycznych naprężenia rozciągającego w ściankach rurociągu i doprowadzić do uszkodzenia instalacji.

"Przemienniki częstotliwości EURA Drives wyposażone w wyspecjalizowane funkcje do sterowania układami pompowymi dostępne są "od ręki" z naszego magazynu w Toruniu.

Prócz, dedykowanych dla gospodarki wodno-kanalizacyjnej, funkcji ochronnych, przetwornice częstotliwości EURA Drives zostały wyposażone również w wyspecjalizowane funkcje pomocnicze t.j:

• Detekcja przepływu – funkcja monitoruje „nadmierne” ustabilizowanie pracy układu w czasie. Oznacza to, że monitorowane są okresy pracy ze stałym wydatkiem, tak aby zapobiec wysterowaniu układu powyżej częstotliwości uśpienia przy braku rozbioru wody. Jest to realizowane poprzez okresowe wywołanie nadmiernego ciśnienia. Układ przechodzi w stan uśpienia (identyfikacja braku rozbioru), jeżeli nadciśnienie utrzymuje się w zadanym czasie kontroli, mimo wysterowania wartości wydatku pompy na minimum.
• Czyszczenie pompy - funkcja, która została opracowana po konsultacjach z służbami utrzymania ruchu. Po aktywacji tej funkcji (tylko w trybie sterowania ręcznego) pompa zaczyna pracować w kierunku „do przodu” przez zadany czas, następnie zatrzymuje się na zdeklarowany czas i następnie przechodzi do pracy w kierunku „do tyłu” przez zadany czas – ponownie robi pauzę i tak dopóki funkcja ta jest aktywna. Oczywiście, aby instalacja była zabezpieczona przed nadciśnieniem lub uderzeniem hydraulicznym, wydajność pompy nie przekroczy ustalonej wartości.
• Zapobieganie blokowaniu pompy – czasami, ze względu na środowisko instalacji lub warunki pracy na które narażona jest pompa, należy aktywować okresowe rozruchy układu. Przeprowadza się je w celu utrzymania pompy w stanie roboczym przy bardzo długich zatrzymaniach, które mogą doprowadzić do zablokowania wirnika pompy spowodowanych rdzą, zamarzaniem lub zastyganiem cieczy pompowanej (np. w przemyśle spożywczym).
• Kontrola zaworu zwrotnego – jeżeli w instalacji brakuje zaworu zwrotnego, funkcja ta steruje tak pompą, aby w możliwy sposób zminimalizować wystąpienie niepożądanych zjawisk, które mogą wystąpić przez brak zaworu zwrotnego np. przepływ wsteczny, uderzenie hydrauliczne, suchobieg itp.
• Przepływomierz – funkcja pomocnicza, która powstała na potrzeby systemów nawadniających w których istnieje konieczność pomiaru przepływu ilości wody zużytej w danym sektorze. W przemienniku częstotliwości EURA Drives można zdefiniować wejście cyfrowe do zliczania impulsów przepływomierza (licznik zaprogramowanej ilości wody), oraz wejście do jego resetowania. Dostępna jest również opcja wyjść cyfrowych dla zewnętrznej sygnalizacji lub sterowania po osiągnięciu wartości zadanej lub pośredniej, co będzie odzwierciedlało zdefiniowaną objętość zużytej wody.
• Makra użytkownika – czasami dla tej samej instalacji pompowej musimy stosować różne konfiguracje pracy, np. pompowanie różnego rodzaju cieczy, użytkowanie w okresowo różnym otoczeniu itp. Dlatego inżynierowie EURA Drives udostępnili możliwość przechowywania do dwóch różnych konfiguracji instalacji pompowej w pamięci przemiennika częstotliwości.

Oprogramowanie przemienników częstotliwości EURA Drives stworzone dla gospodarki wodno-kanalizacyjnej jest odpowiedzią na zapotrzebowanie tej branży i co istotne – nadal jest rozwijane. Dostępne jest dla trzech serii przemienników EURA Drives – E-2100-P, EM-30 oraz IP-66-P w pełnym zakresie mocy. Dlatego w zależności od potrzeb mogą być montowane zarówno w sterowniach (falowniki E-2100-P) jak i jako napędy zdecentralizowane, montowane bezpośrednio na instalacjach (falowniki serii EP-66-P) jak i bezpośrednio na pompach (falowniki EM-30). Zmianie uległy również panele operatorskie, które umożliwiają wyświetlanie nie tylko aktualnych parametrów pracy silników (częstotliwość, prędkość obrotową, napięcie znamionowe itp.), ale również najważniejsze parametry pracy instalacji pompowej – ciśnienie (MPa, Bar, Psi), prędkość przepływu (cm/s, m/s).

Przemienniki częstotliwości EURA Drives to napędy znane i szeroko stosowane na rynku polskim. Dostępne są w zakresie mocy od 0,25kW do 400kW. Oficjalnym dystrybutorem na terenie Polski jest przedsiębiorstwo HF Inverter Polska z siedzibą w Toruniu. Przemienniki częstotliwości EURA Drives zarówno w wersji pompowej jak i uniwersalne dostępne są z magazynu w Toruniu. W HF Inverter Polska pracują wysokiej klasy specjaliści. Większość z nich to inżynierowie automatycy, posiadający niezbędną wiedzę i doświadczenie z mechatroniki i energoelektroniki, którzy tworzą dział doradców techniczno-handlowych. Dużym wsparciem dla działu doradców jest rozbudowany dział techniczno-serwisowy.