Введение автоматизации управления насосными станциями является одним из важнейших направлений технического прогресса в области подачи и отвода воды на промышленных предприятиях.
Современные системы водоснабжения имеют разветвленную сеть и большое число водопитателей, расположенных на обширной территории. Визуальный контроль за состоянием технологического оборудования и ручное управление агрегатами не могут обеспечить достаточной надежности и экономичности работы насосных станций. Применение автоматизированного управления насосными станциями дает значительные преимущества:
- повышает бесперебойность, четкость и надежность работы, поскольку автоматическая аппаратура быстро реагирует на изменение режима работы станций;
- снижает эксплуатационные расходы вследствие уменьшения числа обслуживающего персонала, а также расходов на отопление и освещение помещений;
- снижает строительную стоимость, так как оборудование концентрируется на меньшей площади машинного зала и отпадает необходимость в устройстве бытовых и вспомогательных помещений;
- увеличивает срок службы оборудования и приборов благодаря своевременному выключению из работы агрегатов при возникновении неполадок в их работе;
- дает возможность сосредоточить управление несколькими автоматизированными насосными станциями в одном пункте, что делает систему более гибкой и надежной;
- исключает участие персонала станции в технологических операциях, протекающих в антисанитарных условиях.
На насосных станциях автоматизируются: пуск и остановка насосных агрегатов и вспомогательных насосных установок; контроль и поддержание заданных параметров (например, уровня воды, подачи, напора и т. д.); прием импульсов параметров и передача сигналов в диспетчерский пункт. Для наблюдения за параметрами работы насосной станции служат различные датчики, которые преобразуют контролируемую величину в электрический сигнал, поступающий в исполнительный механизм.
Датчиком называется элемент автоматического устройства, контролирующий колебания той или иной физической величины и преобразующий эти колебания в изменения другой величины, удобной для передачи на расстояние и воздействия на последующие элементы автоматических устройств.
Реле называют устройства, которые состоят из трех основных органов: воспринимающего, промежуточного и исполнительного. Воспринимающий орган принимает управляющий импульс и преобразует его в физическую величину, воздействующую на промежуточный орган. Промежуточный орган, принимая сигнал, воздействует на исполнительный орган, который скачкообразно изменяет выходной сигнал и передает его электрическим цепям управления.
В автоматизированных системах управления насосными агрегатами применяют следующие типы датчиков и реле:
- датчики уровня — для подачи импульсов на включение и остановку насосов при изменении уровня воды в баках и резервуарах;
- датчики, или электроконтактные манометры, — для управления цепями автоматики при изменении давления в трубопроводе;
- струйные реле — для управления цепями автоматики в зависимости от направления движения воды в контролируемом трубопроводе;
- реле времени — для отсчета времени, необходимого для протекания определенных процессов при работе агрегатов;
- термические реле — для контроля за температурой подшипников и сальников, а в некоторых случаях за выдержкой времени;
- вакуум-реле — для поддержания определенного разрежения в насосе или во всасывающем трубопроводе;
- промежуточные реле — для переключения отдельных цепей в установленной последовательности;
- реле напряжения — для обеспечения работы агрегатов на определенном напряжении;
- аварийные реле — для отключения агрегатов при нарушении установленного режима работы.
Электродный датчик уровня. Основными элементами электродного датчика уровня являются блок сигнализации и электроды, устанавливаемые на высоте контролируемого уровня. При достижении уровнем воды того или иного электрода вследствие электрической проводимости воды замыкаются соответствующие цепи в электрической схеме сигнализации и управления насосными агрегатами.