Электрические схемы шкафов управления двигателями

Щит управления требуется для автоматизациии контроля технологических процессов. Назначение щита управления:

• контроль работы механизмов, которые входят в состав инженерных систем;
• предохранение устройств от короткого замыкания, перегрева и других технических отказов в процессе эксплуатации;
• дистанционная настройка мощности и производительности оборудования;
• программированиелогики работы отдельных подсистем и всей системы;
• диагностика состояния оборудования.

При наличи и СМИС на предприятии, в жилом или общественном зданиипроводитсяавтоматический контроль работоспособности элементов инженерных систем.

Инженерная компания «Технологика» является одним из лидеров в области системной интеграции систем автоматизации (АСУТП), электрики (ЭОМ) и слаботочных систем (СС).

Стандартная комплектация блоков

Большинство моделей щитов, с помощью которых производиться управление насосом, имеют практически одинаковую комплектацию. Она состоит из таких элементов:

• Металлического корпуса прямоугольной формы. На лицевой стороне корпуса расположен щит управления насосами. Размеры и конструкция корпуса может быть разной, однако на нем всегда присутствуют кнопки «Пуск» и «Стоп»;
• Ручного переключателя, позволяющего включать и выключать насосное оборудование;
• Защитного предохранителя;
• Блока с частотными преобразователями, позволяющими контролировать работу асинхронных моторов;
• Системы автоматического управления насосом, включающей и отключающей агрегат в плановом и аварийном режиме;
• Набора датчиков, контролирующих насосы по давлению и по уровню воды;
• Термореле;
• Световой сигнализации в виде комплекта лампочек.

Каждый из перечисленных элементов из комплекта шкафа играет важную роль в системе. Функции блока управления зависят от количества насосов. Если их больше двух, то устройство отвечает за поочередное переключение агрегатов.

Температурный датчик защищает оборудование от перегрева – это часто требуется при работе с погружным насосом в скважинах с небольшим дебитом. Электронный блок управления насосом отключает агрегат, а при наступлении определенных рабочих условий снова включает его.

Схема реверсирования и управления краном

Рис. 3. Принципиальная схема блокировки при реверсировании

Двигатель М запускается пускателем КМ1 и вращается по часовой стрелке. Контакт КМ1:3 размыкается, и блокирует поступление тока до включения КМ1, цепь питания пускателя КМ2 разомкнута и не включается. Реверсирование двигателя производится кнопками SВ1 и SВ2, при последовательном нажатии которых он начнет обратное движение. SВ2 разрывает цепь питания катушки КМ1 и далее замыкает катушку КМ2 (механическая блокировка). Включение пускателя КМ2 и запускает реверсивное движение. При этом контакт КМ2:3 размыкается и блокирует пускатель КМ1.

Защитная крановая панель

Панель защиты на крановом оборудовании используют при управлении с помощью контроллера. Визуально это шкаф с аппаратурой внутри. Шкаф закрывается как на обычный замок, так и блокируется с помощью электрорубильника. То есть если крановый механизм подключен к электросети, вы не сможете открыть шкаф.

Панели используются для защиты кранов, имеющих от 3 до 6 электродвигателей. Для переменного тока на 220, 380 и 500 В используются панели типа «ПЗКБ», для постоянного тока 220 и 440 В — типа «ППЗКБ».

Защитная панель включает в себя устройства:

• Максимальная – защита от перегруза и замыкания электросети.
• Нулевая – предотвращает произвольный запуск после проблем с энергоснабжением.
• Концевые – активирует тупиковые упоры на краях рельсовых путей.

Рис. 2. Схема защитной панели

Для схемы на рисунке 2 защитное воздействие на цепь оказывается с помощью контактных реле. Размыкающие контакты последовательно подключены в катушку линейного контактора, а катушка реле – в силовую цепь электродвигателя. (Все катушки реле имеют обозначения KF).

При превышении тока в цепи контакты реле размыкаются и электрооборудование отключается от внешней энергосети. Это позволяет сберечь крановый двигатель и проводку.

Тепловое реле используется для защиты электродвигателя от перегрузки. Конечно, автоматическим выключателем он защищается при этом все равно, но его теплового элемента для этой цели недостаточно. И его нельзя настроить точно на номинальный ток мотора. Принцип работы теплового реле тот же, что и в автоматическом выключателе.

Ток проходит по греющим элементам, если его величина превысит заданную – отгибается биметаллическая пластинка и переключает контактики.

В этом есть еще одно отличие от автоматического выключателя: само тепловое реле ничего не отключает. Оно просто дает сигнал к отключению. Который нужно правильно использовать. Силовые контакты теплового реле позволяют подключать его к пускателю напрямую, без проводов. Для этого каждый модельный ряд изделий взаимно дополняет друг друга. Например, ИЭК выпускает тепловые реле для своих пускателей, АВВ – своих. И так у каждого производителя. Но изделия разных фирм не стыкуются друг с другом.

Тепловые реле также могут иметь два независимых контакта: нормально замкнуты и нормально разомкнутый. Нам понадобится замкнутый – как в случае с кнопкой «Стоп». Тем более, что и функционально он будет работать так же, как эта кнопка: разрывать цепь питания катушки пускателя, чтобы он отпал.

Теперь потребуется врезать найденные контакты в схему управления. Теоретически это можно сделать почти в любом месте, но традиционно он подключается после катушки.

В описанном выше случае для этого потребуется от вывода «А2» отправить провод на контакт теплового реле, а от второго его контакта – уже туда, где до этого был подключен проводник. В случае с управлением от 220 В это – нулевая шинка, с 380 В – фаза на пускателе. Срабатывание теплового реле у большинства моделей никак не заметно.

Для возврата его в исходное состояние на панели прибора есть небольшая кнопочка, которая перекидывает контакты при нажатии. Но это нужно делать не сразу, а дать реле остыть, иначе контакты не зафиксируются. Перед включением в работу после монтажа кнопку лучше нажать, исключив возможное переключение контактной системы в ходе транспортировки из-за тряски и вибраций.

Интересное видео о работе магнитного пускателя:

Назначение и функции шкафов управления

Шкафы управления могут выполнять различные функции. Устанавливаются на предприятиях различной специализации. Например, на предприятиях энергетики, машиностроения, пищевой промышленности (молочно-товарные фермы), административно-бытовых зданиях (оборудование и системы управления вентиляцией, отоплением и кондиционированием), торговые центры, склады и логистические центры, технологические линии, инженерные сооружения и системы (котельные, ИТП, топочные, ГРП) и т.д.

К основным функциям можно отнести:

• Включение и отключение системы или отдельного оборудования согласно заданным алгоритмам работы
• Оптимизация технологического процесса
• Защита и поддержание безопасной работы системы
• аварийная и предупредительная сигнализация измеряемых параметров
• Контроль за выходом оборудования или системы за предельные параметры и значения
• Контроль напряжения в сети
• Управление оборудованием с помощью программируемых контроллеров (ПЛК)
• Плавный запуск оборудования
• Включение резервного оборудования в случае отказа основного
• Передача информации на автоматизированное рабочее место оператора (АРМ) с отслеживанием и управлением работы с помощью экрана компьютера, планшета или телефона.

Шкафы управления обеспечивают безопасную и точную работу оборудования 24/7. Его принцип работы заключается в постоянном сканировании сигналов системы и включении нужных режимов работы оборудования.

С учетом каких параметров делать выбор

В первую очередь такого вида оборудование подбирается на основании ряда задач, которые необходимо решать с помощью ША. Исходя из этого, можно определить, необходимо ли составлять индивидуальную схему работы шкафа или достаточно типового исполнения. Дополнительно учитываются следующие параметры:

• Электрические составляющие (сетевое напряжение, номинальный ток, мощность установки). Это позволит организовать работу без перегрузок, что, в свою очередь, положительно скажется на сроке эксплуатации оборудования.
• Степень защиты. При этом обращается внимание на условия эксплуатации (пыль, влага). В уличных исполнениях обычно предусмотрены обогреватели шкафов автоматики, которые позволяют избежать полного обледенения конструкции в холодное время года. Если оборудование планируется эксплуатировать в условиях улицы, необходимо учитывать и климатическое исполнение ША.
• Наличие элементов защиты от перегрузок и что немаловажно, от короткого замыкания.
• Смена режимов работы (ручного и автоматического), что позволит расширить возможности по управлению обслуживаемой системой.
• Наличие световой и звуковой сигнализации, передающей информацию о функционировании оборудования и об аварийных ситуациях, позволит контролировать ход технологических процессов.
• В зависимости от типа обслуживаемой системы определяется достаточное количество отводных линий.

Говоря о всепогодном исполнении, следует уточнить, что такого рода конструкции представляют собой взрывозащищенные ША, устанавливаемые практически при любых погодных условиях.

Обогреватели шкафов автоматики в данном случае – это нагревательная лента с возможностью саморегулирования.

Обзор характеристик некоторых моделей

Стоимость оборудования этого вида может сильно меняться, что определяется составом оборудования, а, следовательно, и возможностями ША. Например, если рассматривается система автоматики, защиты и управления насосом, можно обратить внимание на изделия «АСУ Технологических процессов», в частности, ША насосной станции, рассчитанной на подключение двух агрегатов мощностью от 1,5 до 7,5 кВт. Конструкцией предусмотрен переход на резервную линию в случае выхода из строя основного насоса, а также возможность смены режимов работы (ручной и автоматический). Предлагается такая установка по цене 53 000 руб.

Смотрим видео, панель управления насосом Grundfos:

Для более простых задач, как, например, регулировка работы скважинного насосного оборудования, можно выбрать продукцию Grundfos. В этом случае автоматическое управление водяным насосом представлено в виде блока и предлагается по цене 6 400 руб. Однако возможностей у таких исполнений заметно меньше. Конструкцией предусмотрена защита от сухого хода и аварийная защитная функция. Включение агрегата происходит по достижении значения давления 1,5-2,2 бар. Имеется функция индикации при включении, отключении насоса, а также в случае возникновения аварийных ситуаций.

Шкаф с функцией управления пожарными насосами типа ШУПН2 – 7,5 кВт обойдется примерно в 32 000 руб. Напряжение питания – 380 В. Количество подключаемых агрегатов – 2 шт. Указанная мощность предполагается на один насос. Учитывая, что конструкцией предусмотрено более одного насосного агрегата, то они разделяются на основной и резервный. В случае выхода из строя первого из названных вариантов шкаф перейдет на резервную линию. Также предусмотрена индикация о состоянии оборудования: в рабочем режиме, при неисправности одного из насосных агрегатов.

Таким образом, автоматическое управление системами разного целевого назначения позволяет снизить трудозатраты на их обслуживание, а также повысить эффективность эксплуатации. В результате это позволяет продлить срок службы аппаратуры.

При выборе оборудования такого рода учитываются электрические составляющие (мощность, номинальный ток, напряжение питания), степень защиты корпуса и климатическое исполнение, наличие функции защиты от перегрузок. Когда подбирается всепогодное исполнение, следует обращать внимание на обогреватели щитов управления и автоматики. Стоимость оборудования напрямую будет зависеть от состава аппаратуры и набора функций ША.