Управление насосом с помощью универсального контроллера уровня Контур-У

Универсальный контроллер уровня КОНТУР-У, выпускаемый компанией НПК «Рэлсиб», предназначен для создания полнофункциональных систем автоматизации технологических процессов, в том числе:
– поддержания заданного уровня жидких или сыпучих веществ в различного рода резервуарах, емкостях, контейнерах и т.п.;
– управления насосами, пополняющими накопительные или напорные резервуары;
– управления насосами, подающими воду из скважин, откачивающими ее из различных емкостей и т.п.;
– для управления группой подающих насосов в системах горячего и холодного водоснабжения;

Контроллер уровня Контур-У обеспечивает работу в автоматическом режиме по одному из 14 встроенных алгоритмов или в ручном режиме, от встроенных кнопок ручного управления на передней панели.

В качестве входных датчиков могут быть применены:
– кондуктометрические зонды;

– активные датчики с выходными ключами n–p–n – типа («открытый коллектор»);
– механические контактные устройства («сухие контакты»);
– датчики с токовым выходом 0…5 , 0…20 или 4…20 мА;

Для управления насосами и другим оборудованием контроллер оснащен тремя встроенными электромагнитными реле.

Алгоритмы работы контроллера Контур-У

Контроллер совместим по алгоритмам работы с некоторыми существующими приборами.

Алгоритм 01.01

Алгоритм 01.01 предназначен для автоматизации технологических процессов, связанных с контролем уровня жидкости в различного рода резервуарах.Для контроля уровня жидкости в емкости используется три погружных кондуктометрических датчика – датчик верхнего уровня, датчик среднего уровня, и датчик нижнего уровня.Схема подключения контроллера к элементам системы в соответствии с рисунком 10. После включения питания контроллер начинает выполнять алгоритм, состоящий в следующем: 
– реле1 включается при затоплении датчика верхнего уровня; 
– реле2 включается при затоплении датчика среднего уровня; 
– реле3 включается при затоплении датчика нижнего уровня.

Временные уставки не используются.

Алгоритм 02.01

Алгоритм 02.01 предназначен для управления насосом, работающим на заполнение емкости, и включения аварийной сигнализации.

Для контроля уровня жидкости в емкости используется три погружных кондуктометрических датчика – датчик верхнего уровня, датчик среднего уровня и датчик нижнего уровня.

Схема подключения контроллера к элементам системы в соответствии с рисунком 11.

После включения питания контроллер сразу начинает выполнять алгоритм.

Насос включается при осушении датчика нижнего уровня, а выключается только при затоплении датчика среднего уровня.

Аварийная сигнализация включается при затоплении датчика верхнего уровня, при этом выполнение алгоритма продолжается. Если датчик среднего уровня затоплен, а датчик нижнего уровня осушен, контроллер считает это неисправностью датчиков. При этом насос отключается, выполнение алгоритма останавливается, включается аварийная сигнализация и начинает мигать светодиод "К2". Контроллер будет находиться в таком состоянии до снятия с контроллера питания, либо кратковременного переключения на режим ручного управления и обратно.Временные уставки не используются.

Алгоритм 02.02 Алгоритм 02.02 предназначен для управления насосом, работающим на заполнение емкости, и включения аварийной сигнализации.

Схема подключения элементов системы к контроллеру аналогична алгоритму 02.01 (рисунок 11), за исключением того, что датчик среднего уровня не используется.

После включения питания контроллер начинает выполнять алгоритм, состоящий в следующем: насос включается при осушении датчика нижнего уровня, а выключается при его затоплении.

Аварийная сигнализация включается при затоплении датчика верхнего уровня, при этом выполнение алгоритма продолжается.

Временные уставки не используются.

Алгоритм 03.01

Алгоритм 03.01 предназначен для управления насосом, работающим на осушение емкости, и включения аварийной сигнализации.

Для контроля уровня жидкости в емкости используется три погружных кондуктометрических датчика – датчик верхнего уровня, датчик среднего уровня и датчик нижнего уровня.

Схема подключения контроллера к элементам системы в соответствии с рисунком 12. После включения питания контроллер сразу начинает выполнять алгоритм.

Насос включается при затоплении датчика среднего уровня, а выключается только при осушении датчика нижнего уровня.

Аварийная сигнализация включается при затоплении датчика верхнего уровня, при этом выполнение алгоритма продолжается.

Если датчик среднего уровня затоплен, а датчик нижнего уровня осушен, контроллер считает это неисправностью датчиков. При этом насос отключается, выполнение алгоритма останавливается, включается аварийная сигнализация и начинает мигать светодиод "К2". Контроллер будет находиться в таком состоянии до снятия с контроллера питания или кратковременного переключения на режим ручного управления и обратно.

Временные уставки не используются.

Алгоритм 03.02 Алгоритм предназначен 03.02 для управления насосом, работающим на осушение емкости, и включения аварийной сигнализации.

Схема подключения элементов системы к контроллеру аналогична алгоритму 03.01 (см. рисунок 12), за исключением того, что датчик среднего уровня не используется.

После включения питания контроллер сразу начинает выполнять алгоритм.

Насос включается при затоплении датчика нижнего уровня, а выключается при его осушении. 

Аварийная сигнализация включается при затоплении датчика верхнего уровня, при этом выполнение алгоритма продолжается.

Временные уставки не используются.

Алгоритм 04.01

Рисунок 13

Алгоритм предназначен для управления тремя насосами, каждый из которых независимо поддерживает уровень жидкости в одной из трех емкостей, снабженной датчиком уровня. Схема подключения контроллера к элементам системы в соответствии с рисунком 13.

Контроллер может работать по двум типам логики – наполнение и осушение. Если установлена перемычка на входе 4, то реализуется наполнение, если перемычка на входе 4 отсутствует – осушение.

Примечание. Тип логики можно изменить индивидуально для каждого насоса с помощью входного параметра активный уровень для соответствующего входа.

После включения питания контроллер отрабатывает задержку включения, затем приступает к выполнению алгоритма.

При наполнении насос включается при осушении датчика, т. е. насос начинает накачивать в бак жидкость тогда, когда ее уровень опустится ниже уровня датчика.

При осушении насос включается при затоплении датчика, т. е. насос начинает откачивать жидкость из емкости, когда ее уровень станет выше уровня датчика.

Для того, чтобы насос включился или выключился, соответствующий датчик должен находиться в определенном состоянии (активном или неактивном в зависимости от логики) как минимум заданное время (см. таблицу 5). Если датчик находился в определенном состоянии время меньшее, чем уставка, состояние насоса не меняется.

Например если первый насос работает на осушение, то он включится только если датчик уровня 1 будет затоплен на время, большее 5 с (значение уставки по умолчанию). Насос выключится, если датчик уровня 1 будет осушен дольше 10 с (по умолчанию). Аналогичным образом работают и другие насосы. Временные уставки алгоритма – в соответствии с таблицей 1:

Таблица 1

Алгоритм 05.01

Алгоритм 05.02 Алгоритм 05.02 полностью аналогичен алгоритму 05.01, предназначен для управления основным и резервным насосом в системах водоснабжения, имеющих в своем составе два насоса, датчик наличия потока и аварийную сигнализацию.

Схема подключения контроллера к элементам системы в соответствии с рисунком 14.

Отличие состоит в логике работы третьего реле. Реле 3 включается при отказе не обоих насосов, как в алгоритме 05.01, а при отказе любого из двух насосов.

Алгоритм 05.03

 

Алгоритм аналогичен алгоритму 05.01, предназначен для управления основным и резервным насосом в системах водоснабжения, имеющих в своем составе два насоса и датчик наличия потока.

Отличие от алгоритма 05.01 состоит в логике работы реле 3. Реле 3 включается каждый раз на заданное время при включении или переключении насосов.

Реле 3 в этом алгоритме может быть использовано для переключения схемы питания насосов из звезды в треугольник на время пуска или для создания паузы между переключением насосов, необходимой для срабатывания отсечных клапанов.Временные уставки алгоритма – в соответствии с таблицей 3. Уставки, которые необходимо изменить в процессе настройки контроллера, выделены жирным шрифтом.

Таблица 3

Алгоритм 06.01

 

Алгоритм 06.01 предназначен для поддержания уровня в емкости по показаниям двух датчиков. Включение насоса происходит при осушении датчика нижнего уровня, а выключение – при затоплении верхнего. Система имеет в своем составе два насоса, работающих на наполнение емкости, которые для обеспечения равномерности износа включаются контроллером по очереди. Контроль работоспособности насосов ведется по датчику наличия потока.

 

Схема подключения контроллера к элементам системы в соответствии с рисунком 16.После включения питания контроллер отрабатывает задержку включения, затем если тумблер «Пуск» замкнут, приступает к выполнению алгоритма.

 

Если датчик нижнего уровня осушен, то включается насос 1 и он работает до затопления датчика верхнего уровня. В следующий раз при осушении датчика нижнего уровня заполнять емкость будет второй насос. Таким образом, обеспечивается равномерный износ основного и резервного насоса. Если во время работы одного из насосов контакты датчика наличия потока разомкнулись на время, большее заданного, или во время пуска двигателя насоса через заданное время контакты датчика наличия потока не замкнулись, контроллер считает, что произошла авария и включает оставшийся насос. При этом неисправный насос выключается, а соответствующий ему светодиод ("К1" или "К2") начинает мигать.

 

Если в процессе работы вышли из строя оба насоса, то включается третье реле, к которому может быть подключена аварийная сигнализация. В этом случае начинают мигать оба светодиода "К1" и "К2". Третье реле будет замкнуто до снятия с контроллера питания или до перезапуска алгоритма тумблером «Пуск».

 

Если датчик верхнего уровня затоплен, а датчик нижнего уровня осушен, контроллер считает это неисправностью датчиков. При этом оба насоса отключаются, выполнение алгоритма останавливается и начинает мигать светодиод "К3". Контроллер будет находиться в таком состоянии до снятия с контроллера питания или до перезапуска алгоритма тумблером «Пуск».

 

Тумблер "Пуск" выполняет функцию дистанционного выключателя, а также может быть использован для аварийной защиты. При размыкании тумблера «Пуск» во время выполнения алгоритма отключаются все выходные реле и снимаются блокировки с неработающих насосов, при последующем замыкании тумблера выполнение алгоритма начинается сначала. В отсутствие необходимости дистанционного управления на месте тумблера следует установить перемычку. Временные уставки алгоритма – в соответствии с таблицей 4.

 

Таблица 4

Алгоритм 06.02

 

Алгоритм 06.02 аналогичен алгоритму 06.01, предназначен для управления основным и резервным насосом в системах водоснабжения, имеющих в своем составе два насоса, датчик наличия потока и аварийную сигнализацию.

 

Схема подключения контроллера к элементам системы в соответствии с рисунком 16. Отличие состоит том, что насосы работают на осушение расходного бака, а не на наполнение как в алгоритме 06.01. Если уровень выше датчика верхнего уровня, включается один из насосов (насос1) и работает до осушения датчика нижнего уровня. В следующий раз при заливании датчика верхнего уровня осушать емкость будет второй насос. Реле 3 используется для сигнализации об аварии.

Алгоритм 07.01

Алгоритм предназначен для управления тремя насосами, которые работают парами, при этом каждый насос имеет свой датчик наличия потока. После включения питания контроллер отрабатывает задержку включения, затем если тумблер «Пуск» замкнут, приступает к выполнению алгоритма.Насосы работают парами. По истечении заданного времени (например: 12 часов) происходит переключение работающей пары насосов по схеме:

ри включении контроллера или перезапуске алгоритма, когда должны одновременно запускаться насосы 1 и 2, во избежание большой нагрузки на сеть пусковыми токами двух двигателей, включение 2–го насоса происходит с небольшой задержкой.

 

В случае выхода из строя любого из работающих насосов по сигналу соответствующего датчика наличия потока включается третий резервный насос. Оставшиеся насосы работают, не выключаясь до вмешательства оператора или до выхода из строя. О выходе насоса из строя сигнализирует миганием соответствующий светодиод ("К1", "К2", "К3").

 

Тумблер "Пуск" выполняет функцию дистанционного выключателя, а также может быть использован для аварийной защиты. При размыкании тумблера «Пуск» во время выполнения алгоритма отключаются все выходные реле и снимаются блокировки с неработающих насосов, при последующем замыкании тумблера выполнение алгоритма начинается сначала. В отсутствие необходимости дистанционного управления на месте тумблера следует установить перемычку.

Временные уставки алгоритма – в соответствии с таблицей 5. Уставки, которые необходимо изменить в процессе настройки контроллера, выделены жирным шрифтом.

Таблица 5

Алгоритм 07.02

Алгоритм 07.02 предназначен для управления насосной установкой, содержащей три подающих насоса, которые включаются поочередно и работают на одну общую магистраль, при этом каждый насос имеет свой собственный датчик наличия потока, замыкание контактов которого свидетельствует о нормальной работе насоса. Схема подключения элементов системы к контроллеру такая же, как у алгоритма 07.01 (см. рисунок 17).

 

После включения питания контроллер отрабатывает задержку включения, затем если тумблер «Пуск» замкнут, приступает к выполнению алгоритма.

 

В автоматическом режиме одновременно работает только один насос, по истечении заданного времени работы насоса происходит его выключение и включение следующего насоса в порядке: 
1–й – 2–й – 3–й – 1–й – 2–й …

Если во время работы одного из насосов контакты датчика наличия потока разомкнулись на время, большее заданного, или во время пуска двигателя насоса через заданное время контакты датчика наличия потока не замкнулись, контроллер считает, что произошла авария, происходит блокировка работающего насоса, о чем сигнализирует миганием соответствующий светодиод ("К1", "К2", "К3"). После чего, включается следующий по порядку из имеющихся исправных насосов.

 

В дальнейшем поочередно работают два оставшихся исправных насоса.

 

При выходе из строя ещё одного из оставшихся двух насосов продолжает работать последний исправный насос, не выключаясь, до вмешательства оператора или до выхода из строя.

 

Тумблер "Пуск" выполняет функцию дистанционного выключателя, а также может быть использован для аварийной защиты. При размыкании тумблера «Пуск» во время выполнения алгоритма отключаются все выходные реле и снимаются блокировки с неработающих насосов, при последующем замыкании тумблера выполнение алгоритма начинается сначала. В отсутствие необходимости дистанционного управления на месте тумблера следует установить перемычку.

Алгоритм 08.01

Алгоритм 08.01 предназначен для управления установкой, имеющей в своем составе два насоса, которые работают на осушение емкости. Для контроля уровня жидкости в емкости используется два датчика уровня – датчик нижнего уровня, и датчик верхнего уровня. Для определения исправности насосов используется контрольная емкость.

 

Схема подключения контроллера к элементам системы в соответствии с рисунком 18.

 

После включения питания контроллер отрабатывает задержку включения, затем если тумблер «Пуск» замкнут, приступает к выполнению алгоритма.

 

Контроллер ждет заливания датчика верхнего уровня Д2, затем отсчитывает время Т25, и включает насос 1. Выключение насоса производится после осушения датчика нижнего уровня Д3. В следующий раз при заливании датчика верхнего уровня осушать емкость будет второй насос. Таким образом, обеспечивается равномерный износ основного и резервного насоса.

 

Для определения исправности насосов в данной установке вместо датчика наличия потока используется небольшая контрольная емкость, через которую насосы выкачивают жидкость. В ней установлен датчик уровня на высоте, до которой один их насосов накачивает жидкость за заданное время. Если за заданное время (Т1 или Т13) датчик Д4 заливается жидкостью, то работающий в данный момент насос считается исправным.

В случае неисправности одного из насосов, включается оставшийся насос. При этом неисправный насос выключается, а соответствующий ему светодиод ("К1" или "К2") начинает мигать. Одновременно включается реле 3, сигнализируя о неисправности насоса. Если в процессе работы вышли из строя оба насоса, то начинают мигать оба светодиода "К1" и "К2".

Если датчик верхнего уровня затоплен, а датчик нижнего уровня осушен, контроллер считает это неисправностью датчиков. При этом оба насоса отключаются, выполнение алгоритма останавливается и начинает мигать светодиод "К3". Контроллер будет находиться в таком состоянии до снятия с контроллера питания или до перезапуска алгоритма тумблером «Пуск».

Тумблер "Пуск" выполняет функцию дистанционного выключателя, а также может быть использован для аварийной защиты. При размыкании тумблера «Пуск» во время выполнения алгоритма отключаются все выходные реле и снимаются блокировки с неработающих насосов, при последующем замыкании тумблера выполнение алгоритма начинается сначала. В отсутствие необходимости дистанционного управления на месте тумблера следует установить перемычку.

Временные уставки алгоритма – в соответствии с таблицей 6. Уставки, которые рекомендуется изменить в процессе настройки контроллера, выделены жирным шрифтом.

Таблица 6

Соответствие наименований алгоритмов работы контроллера уровня универсального «Контур–У» и алгоритмов работы аналогичных контроллеров.