Aplikace frekvenčního měniče a regulátoru napětí v příměstských vodovodních systémech

Tento článek pojednává o použití frekvenčního měniče a regulátoru napětí k vyřešení problému správy příměstských vodovodních systémů. Článek je pokračováním článku. „Regulátor napětí pro plynulou regulaci výkonu při zatížení“, který popisuje, co je "regulátor napětí", je uvažován návrh, jsou uvedeny schémata zapojení.

Jako objekt automatizace byl vybrán dům v příměstské chalupě, napojené na centrální vodovod. Hlavní nevýhodou centrálního vodovodu v obci je nekonzistence tlaku vody ve velmi širokém rozmezí 0,5 - 1,8 atm., Což samo o sobě nestačí k pohodlnému sprchování nebo k zavlažování celé zahrady současně.

Zákazník byl požádán o modernizaci stávajícího vodovodního systému, o vytvoření účinného systému pro regulaci výstupního tlaku v chalupě a automatizaci zavlažovacího systému osobního pozemku. Jako úkol byly předloženy následující podmínky:

• úroveň výstupního tlaku v chatě by měla být plynule nastavitelná v rozsahu 2,0 až 4,0 atm;

• tlak vody by měl být stabilní a neměl by záviset na průtoku vody v chatě a na úrovni vstupního tlaku;

• měla by být zajištěna ochrana proti chodu čerpadla za sucha;

• zavlažovací systém by měl automaticky poskytovat vodu až pro 6 postřikovačů distribuovaných po celém místě;

• systém by měl být schopen parametrizovat a ovládat z přenosného dotykového panelu vzduchem;

• měla by být zajištěna možnost vzdáleného monitorování a kontroly prostřednictvím internetu;

• systém by měl zajistit úsporu energie a zdrojů;

V Obecně lze systém rozdělit do tří částí:

• systém přívodu vody a stabilizace úrovně výstupního tlaku;

• zavlažovací systém místa;

• monitorovací a řídicí systém, včetně dálkového ovládání.

Systém stabilizace přívodu vody a výstupního tlaku je znázorněn na obrázku 1. Používá odstředivé čerpadlo (5), které zvyšuje tlak na výstupu systému (Ptek) s požadovaným průtokem vody a měnící se hodnotou vstupního tlaku (Pin). Systém také sestává z ventilu přivádějícího vodu (1), analogového vstupního senzoru (2) a výstupního (6) tlaku, zpětného ventilu (3), regulačních ventilů (4), hydraulického akumulátoru (8) a frekvenčního měniče (IF) (7) , což umožňuje provoz motoru čerpadla při různých rychlostech.

Obr. 1. Regulace přívodu vody a tlaku (kliknutím na obrázek zvětšíte)

Signály přicházející ze vstupních a výstupních tlakových čidel jsou zadávány přímo do měniče pomocí analogového vstupního modulu. Software pro regulaci tlaku je na měniči blikán, obecně může fungovat bez dalších periferií. V našem případě jsou však všechna soukromá zařízení integrována do jediné sítě s dálkově ovládaným dálkovým ovládáním s dotykovým panelem, aby se zvýšila účinnost a pohodlí ovládání celého systému.

Zavlažovací systém je zobrazen na obrázku 2. Je speciálně navržen pro ruské provozní podmínky, co nejjednodušší a nejpohodlnější. Systém se skládá z letního přívodu vody (3) položeného podél celého areálu. Skrz elektromagnetické elektromagnetické ventily (4) voda proudí ohebnými hadicemi do konvenčních přenosných zavlažovacích systémů. Celkově systém používá 6 elektromagnetických ventilů a pružné hadice. Pro „zimní“ odstavení se používají ventily pro přívod vody (1) a vypouštění (2). Solenoidové ventily jsou ovládány vícekanálovým inteligentním regulátorem napětí (MIRN) (5) ze střídavého proudu.

Software a zavlažovací algoritmy jsou zapojeny přímo na MIRN a mohou pracovat autonomně. Stejně jako v předchozím případě jsou všechny systémy sloučeny do jediné sítě s dálkovým ovládáním. Chcete-li vypočítat úroveň vlhkosti půdy v systému, analogový snímač vlhkosti (6). Je připojen k MIRN prostřednictvím analogového vstupního modulu a je nezbytný pro správné stanovení doby a objemu vody potřebné pro zavlažování místa.

Obr. 2. Zavlažovací systém (pro zvětšení klikněte na obrázek)

Obecné schéma monitorovacího a řídicího systému je znázorněno na obrázku 3. Obrázek ukazuje všechna zařízení zabudovaná v řídícím systému: měnič kmitočtu (IF) (1), vícekanálový inteligentní regulátor napětí (MIRN) (2), řízení mikrokontroléru (MCU) (3) a dálkové ovládání (4). IF, MIRN a MKU jsou integrovány do sítě CAN.

Obr. 3. Monitorovací a kontrolní systém (pro zvětšení klikněte na obrázek)

MKU se používá k řízení a distribuci úkolů kontrolérům odpovědným za zásobování vodou (ve střídači) a zavlažování (v MIRN), jakož i pro vstup a výstup potřebných informací do ovládacího panelu prostřednictvím bezdrátové sítě WI-FI. Dálkové ovládání pracuje přes WEB rozhraní s kontrolou přes internet a lze jej přesunout kamkoli. Jako dálkové ovládání byl použit konvenční dotykový tabletový počítač s integrovaným modulem WI-FI.

Zejména chci poznamenat, že při implementaci tohoto systému byly použity technologie a zdroje pro úsporu zdrojů. MKU s modulem hodin v reálném čase (RTC) má režimy „den-noc“. Existují speciální režimy „žádný majitel“ a „šetří vodu“.

Použití střídače pro řízení oběhového čerpadla vody umožnilo eliminovat spínací proudy při spuštění motoru a stabilizovat hodnotu tlaku vody v venkovském domě při různých vstupních tlacích a průtokech vody. Toto řešení umožnilo ušetřit 40% vody a 60% elektrické energie ve srovnání s tradičním způsobem řízení.

Klyuev Pavel

Přečtěte si, jak na to.měnič kmitočtu do-it-yourself