W 2020r., na zlecenie GZUP Krupy, wykonaliśmy modernizację układu sterowania zestawem hydroforowym na Stacji Uzdatniania Wody w miejscowości Wicie. W zakresie naszych prac były:
- projekt, prefabrykacja, dostawa, montaż, rozruch nowej rozdzielnicy sterującej
- wykonanie nowej instalacji elektrycznej dla zasilania pomp sieciowych i akwizycji sygnałów
- demontaż starego układu sterowania
- pomiary elektryczne
Oryginalny układ sterowania zrealizowany był na stycznikach (bez układów łagodnego rozruchu) sterowanych przez łączniki ciśnieniowe typu LC. Rozwiązanie to miało szereg wad, z których najważniejsze to:
- jedna pompa była pompą wiodącą, brak było rotacji pomp celem ich równomiernego zużycia
- brak możliwości precyzyjnego ustawienia zakresu utrzymywanego ciśnienia
- duże wahania ciśnienia, w szczególności w momencie startu / zatrzymania pomp
- udary prądowe w momencie startu / zatrzymania pomp
Kwestię kultury wykonania oryginalnej instalacji sterującej pozostawiamy bez komentarza...
Rozwiązanie jakie zaproponowaliśmy oparte jest od trzy sztuki falowników Vacon 100 Flow 7,5kW - po jednym na każdą z pomp sieciowych. Tego typu układ jest znacznie droższy niż rozwiązanie z 1 falownikiem kroczącym, ale także znacznie bardziej niezawodny, oraz pozwala na uzyskanie łagodniejszych udarów wodnych w momencie startu / zatrzymania pomp dodatkowych. Falowniki połączone są między sobą swoją wewnętrzną magistralą RS485, dzięki czemu wymieniają się informacjami m.in. nt. rozkładu zużycia pomp. Dążą przy tym do maksymalnie równomiernego rozłożenia zużycia pomp.
Z doświadczenia wiemy, że usterki przetworników ciśnienia na stacjach uzdatniania wody w 95% występują na skutek błędów podczas montażu, lub błędów połączeń. Mimo to zdecydowaliśmy się na zastosowanie dodatkowego układu, który przejmie proces regulacji na wypadek awarii przetwornika ciśnienia. W tym celu układ sterowania wyposażyliśmy w dwustykowy manometr kontaktowy, który pozwala na precyzyjne określenie poziomu ciśnienia załączenia i wyłączenia pomp. Całość logiki zrealizowana jest na blokach programowych użytkownika, skonfigurowanych w falownikach. Wystarczy by chociaż jeden z falowników stwierdził uszkodzenie przetwornika - skutkuje to wystawieniem przez niego sygnału binarnego, który trafia do pozostałych falowników i ustawia je do pracy z sygnałem start / stop pochodzącym z manometru kontaktowego. W trybie pracy awaryjnej pompy są rozpędzane i hamowane z nastawionymi rampami czasowymi.
System wykonany w oparciu o falowniki Vacon jest w pełni autonomiczny i nie wymaga do swojej pracy żadnych dodatkowych urządzeń. Jednak mając na celu wygodę obsługi przez konserwatorów stacji i możliwość zdalnego nadzoru, zdecydowaliśmy się na użycie sterownika WAGO PFC100 i lokalnego 7" panelu operatorskiego Weintek.
Sterownik zbiera sygnały binarne i analogowe z obiektu, umożliwia zadawanie parametrów ciśnienia i regulatora pid falowników. Dodatkowo, korzystając z biblioteki DataloggerLight, zapisuje na kartę SD ponad 60 "parametrów życiowych" rozdzielnicy, w tym temperatury poszczególnych przemienników, ich obciążenia etc. Odpowiada także za prowadzenie systemu statystyk użycia pomp. Wszystkie dane dostępne są lokalnie na panelu operatorskim, oraz zdalnie przy użyciu WebServera sterownika WAGO. Ponadto wszystkie dane wystawione są do monitoringu po protokołach Modbus RTU i Modbus TCP. Oczywiście standardowo w naszych rozwiązaniach - alarmy z obiektu wysyłane są na wskazane adresy eMail.
Panel operatorski umieszczony na elewacji szafy:
Wizualizacja na webserverze sterownika WAGO:
Wizualizacje na żywo:
DataloggerLight w akcji:
Powiadamianie na e-mail:
Zmodernizowany fragment instalacji zasilająco - sterowniczej pomp sieciowych:
Na etapie kręcenia materiału pompa nr 3 była zdemontowana do regeneracji.
Żółte przewody służą do podłączenia czujników suchobiegu. Czujniki zostały zamontowane w korpusach pomp w późniejszym terminie.
Poniżej kilka zdjęć z etapu montażu:
