Зачастую случается мало иметь только насос дл откачки или пополнения воды, еще необходимо и править им, то есть включать и включать вовремя. Все бы ничего если подобные процессы у вас запланированы, а если нет, то как же быть? Произнесём, у вас есть погреб, где вода прибывает… Или обратная ситуация. Есть бак, какой должен быть всегда полный, готов для полива. В течение дня вода согревается, а вечерком вы поливаете. Так вот, за тем и другим необходимо постоянно следить, а это все время, заботы, ваши труды. Но наш век, такие задачи уже решаются на раз-два, то есть можно автоматизировать процесс. В итоге, автоматика будет все выполнять за вас, накачивать или откачивать воду, а вам лишь останется весьма редко следить за ней, проверять ее работоспособность. Что же, наша статья как раз и будет отдана такой теме как реализация схемы по откачки или накачке воды, дальше мы поговорим об этом более подробно и предметно.
Схема управления (отключения) насосом на откачку воды по степени
Начнем мы со схемы по откачке воды, то есть когда перед вами стоит задача откачивать воду до определенного степени, а затем отключать насос, чтобы он не работал на холостом ходу. Взгляните на схему ниже.
Собственно такая принципиальная электрическая схема способна обеспечить откачку воды, до заданного степени. Давайте разберем принцип ее работы, что здесь и зачем. Итак, представим что вода пополняет наш резервуар, не значительно что это ваше помещение, погреб или бак… В итоге, когда вода доходит до верхнего геркона SV1, то на катушку прабольшего реле Р1 подается напряжение. Его контакты замыкаются, и через них происходит параллельное подключение геркону. Таким манером реле самоподхватывается. Также включается и силовое реле Р2, которое коммутирует контакты насоса, то есть насос включается на откачку. Далее уровень воды начинает понижаться и доходит до геркона SV2, в этом случае замыкается он и подает позитивный потенциал на обмотку катушки. В итоге, на катушке с двух сторон оказывается позитивный потенциал, ток не идет, магнитное поле реле ослабевает — реле Р1 отключается. При отключении Р1 отключается и подача столы для реле Р2, то есть насос тоже перестает откачивать воду. В подневольности от мощности насоса, вы можете подобрать реле на необходимый вам ток.
Мы ничего не произнесли о резисторе 200 Ом. Он необходимо для того, чтобы в процессе включения геркона SV2 не случилось короткого замыкания с минусом, через контакты реле. Резистор лучше итого подобрать такой, чтобы он позволял уверенно срабатывать реле Р1, но был при этом максимально большенного возможного потенциала. В нашем случае это было 200 Ом. Еще одной особенность схемы является применение герконов. Их плюс при применении очевиден, они не контактируют с водой, а значит, на электрическую схему не будут воздействовать возможные изменения токов и потенциалов при различных жизненных ситуациях, будь то вода соленая или нечистая… Схема будет работать всегда стабильно и «без осечек».
Что же, теперь подавайте разберем обратную ситуацию, когда необходимо воду наоборот закачивать в бак и отключать при рослом уровне.
Схема управления (отключения) насосом на налив воды по степени
Если вы охватите нашу статью всю бегло и разом своим взором, то заметите, что второй схемы мы просто напросто в статье и не привели, кроме той, что рослее. На само деле, это само собой разумеющийся факт, ведь чем по сути выделяется схема откачивания от схемы накачивания, разве что тем, что герконы расположены одинешенек снизу второй внизу. То есть если переставить местами герконы, или переподключить контакты к ним, то одна схема обратиться в другую. То есть резюмируем, что для того чтобы переделать вышеприложенную схему в схему по накачке воды, поменяйте пунктами герконы. В итоге, насос будет включать от нижнего датчика – геркона SV1, а отключаться на верхнем степени от геркона SV2.
Реализация установки герконов в качестве концевых датчиков для срабатывания насоса в подневольности от уровня воды
Кроме электрической схемы, вам необходимо будет сделать и конструкцию обеспечивающую замыкание герконов, в подневольности от уровня воды. Мы со свой стороны можем предложить вам парочку вариантов, какие будут удовлетворять таким условиям. Взгляните на них ниже.
В первом случае реализована конструкция с использованием нити, троса. Во втором жесткая конструкция, когда магниты введены на стержне, плавающем на поплавке. Описывать элементы каждой из конструкций особого резона нети, здесь в принципе и так все предельно понятно.
Подключение насоса по схеме срабатывания в подневольности от уровня воды в баке – подводя итоги
Самое главное, это то, что эти схема очень проста, не требует наладки и повторить ее может утилитарны любой, даже не имея опыта работы с электроникой. Второе, схема весьма надежная и потребляет минимальную мощность в режиме ожидания, так как все ее цепи разомкнуты. Это значит, что потребление будет ограничиваться лишь утратами тока в блоке питания, не более.
Диммер, схемы подключения и его разновидности
Таблица соответствия мощностей по освещенности светодиодных, люминесцентных, галогенных и ламп накаливания
Как найти и изменить, удалить программы из Автозагрузки в Windows 8
Соотношения сторон телевизора
Программа для записи телефонных разговоров для устройств Android
Важным составляющим элементом для комфортного времяпрепровождения в загородном доме является наличие автономного водоснабжения. Однако не всегда есть возможность подключиться к централизованным сетям водоснабжения. В этом случае на участке придётся бурить скважину или копать колодец. Но этого недостаточно для полноценного обеспечения дома водой. Ведь вы не собираетесь таскать воду вёдрами. Чтобы создать полностью автоматическое водоснабжение, потребуется насосное оборудование и дополнительная автоматика, а также определённая схема управления насосом. Для бесперебойной работы насоса используется система управления, которая может собираться по разным схемам. Именно их мы и рассмотрим в нашей статье.
Чтобы система водоснабжения загородного дома была автоматической и работала без вашего вмешательства, необходим автомат (система автоматики), которая будет поддерживать определённое давление в системе и управлять запуском и остановкой насосного оборудования.
Чтобы управление насосом было простым и надёжным, помимо стандартной аппаратуры общего назначения (контакторов, магнитных пускателей, переключателей и промежуточных реле) используются специальные устройства контроля и управления. К ним можно отнести следующие изделия:
- струйные реле;
- датчики контроля давления и уровня жидкости;
- электродные реле;
- ёмкостные датчики;
- манометры;
- поплавковые датчики уровня.
Варианты управления насосным оборудованием
Для управления погружным насосом используются следующие виды приборов:
- пульт управления, состоящий из блока необходимых механизмов;
- прессконтроль;
- автомат для управления, который поддерживает определённое давление в системе водоснабжения.
Пульт управления – это довольно простой блок, который позволяет уберечь насосное изделие от перепадов напряжения и коротких замыканий. Автоматический режим функционирования можно получить, если подключить блок управления к реле давления и уровня жидкости. В некоторых случаях пульт управления присоединяют к поплавковому датчику. Цена такого блока управления невысокая, но её эффективность без использования защиты насоса от работы на сухую и реле давления под сомнением.
Совет: для самостоятельного монтажа лучше использовать блок со встроенной системой.
Блок управления в виде прессконтроля имеет встроенную пассивную защиту от работы на сухую, а также оборудование для автоматизированной работы насоса. Для управления системе требуется контролировать ряд параметров, а именно давление жидкости и уровень потока. К примеру, если расход воды превышает 50 литров в минуту, то насосное оборудование под управлением прессконтроля работает без остановки. Автомат срабатывает и отключает насос, если водяной поток уменьшается, а давление в системе повышается. Если расход жидкости меньше 50 литров в минуту, то насосное изделие запускается при снижении давления в системе до 1,5 бар. Такая работа автомата особенно важна при резких скачках давления, когда нужно сократить количество запусков и остановок насоса при минимальном расходе.
Автомат для управления, который позволяет поддерживать постоянное давление в системе, необходимо использовать там, где любые скачки давления крайне нежелательны.
Внимание: если показатели давления будут постоянно завышены, то расход электроэнергии увеличится, а КПД насоса наоборот понизится.
Шкаф управления
Наиболее совершенный автомат для контроля над работой насосного оборудования – это шкаф управления. В это устройство встроены все необходимые узлы и предохранительные блоки для управления погружным насосом.
С помощью такого шкафа можно решить множество задач:
- Оборудование обеспечивает безопасный плавный запуск двигателя.
- Осуществляется регулировка работы частотного преобразователя.
- Устройство отслеживает эксплуатационные параметры системы автономного водоснабжения, а именно давление, температуру жидкости, уровень воды в скважине.
- Автомат выравнивает характеристики тока, подающегося на клеммы двигателя, а также регулирует частоту вращения вала насосного оборудования.
Также есть шкафы управления, которые могут обслуживать несколько насосов. Эти изделия могут решать ещё больше задач:
- Они будут контролировать периодичность работы насосов, что позволит увеличить срок службы агрегатов, поскольку благодаря блоку управления может обеспечиваться равномерный износ механических частей.
- Специальные реле будут отслеживать непрерывную работу насосных изделий. При выходе из строя одного агрегата, работа будет перекладываться на второе изделие.
- Также система автоматики может самостоятельно контролировать исправность насосного оборудования. Во время длительного бездействия насосов будет предотвращаться их заиливание.
В стандартную комплектацию шкафа управления входят следующие узлы и элементы:
- Корпус в виде стальной коробки с дверками.
- На основе крышки корпуса изготавливается лицевая панель. В неё встроены кнопки пуска и остановки. На панели устанавливаются индикаторы работы насоса и датчиков, а также реле для выбора автоматического и ручного режима работы.
- Возле входа в аппаратный отсек шкафа устанавливается устройство контроля фаз, которое состоит из 3-х датчиков. Этот блок отслеживает нагрузку по фазам.
- Контактор – это изделие для подачи электрического тока на клеммы насоса и отключения агрегата от сети.
- Предохранительное реле для защиты от короткого замыкания. В случае замыкания будет повреждён плавкий предохранитель, а не обмотка электродвигателя насоса или узлы и детали шкафа.
- Для контроля над работой агрегата в шкафу стоит блок управления. Здесь есть датчики переполнения, запуска и остановки насоса. При этом клеммы этих датчиков выводятся в скважину или гидробак.
- Для управления вращением вала электродвигателя используется частотный преобразователь. Он позволяет плавно сбрасывать и наращивать частоту вращения двигателя при запуске и остановке насосного оборудования.
- Датчики температуры и давления присоединяются к контактору и предотвращают запуск насоса в неподходящих условиях.
Простейшая схема управления
Применение простой схемы оправдано для обустройства водоснабжения небольшого дачного дома. В этом случае ёмкость для сбора воды лучше разместить на небольшом возвышении. Из накопительного бака по системе трубопроводов вода будет поставляться в разные места приусадебного участка и в дом.
Совет: в качестве накопительной ёмкости можно использовать металлическую, пластиковую или деревянную бочку или бак.
Самую простую схему управления насосным оборудованием несложно реализовать самостоятельно, поскольку она состоит из небольшого числа элементов. Главное достоинство такой схемы – надёжность и простота установки.
Принцип работы данной схемы управления состоит в следующем:
- Для включения и отключения насосного оборудования используется контактное реле (К 1.1) нормально-замкнутого типа.
- Схема подразумевает два режима работы – подъём воды из скважины и дренаж. Выбор того или иного режима осуществляется при помощи переключателя (S2).
- Для контроля уровня воды в накопительной ёмкости используются реле F 1 и 2.
- При снижении воды в баке ниже уровня расположения датчика F1 происходит включение питания через переключатель S При этом катушка реле будет обесточена. Запуск насосного оборудования происходит при замыкании контактов на реле К1.1.
- После подъёма уровня жидкости до датчика F1 произойдёт открывание транзистора VT1 и включение реле К1. При этом контакты нормально-замкнутого типа на реле К1.1 разомкнутся и насосное оборудование отключится.
В данной системе управления используется маломощный трансформатор, который можно взять во вращательном приёмнике. При сборке системы важно, чтобы на конденсатор С1 подавалось напряжение не менее 24 В. Если у вас нет диодов КД 212 А, то вместо них можно использовать любые диоды с выпрямленным током в пределах 1 А, при этом обратное напряжение должно быть более 100 В.
Недавно наткнулся в интернете на один видеоролик, где воплотили мою детскую мечту в реальность На видео продемонстрировали, как можно собрать устройство автоматического наполнения емкости водой. Всю работу очень наглядно продемонстрировали, однако схему не показали.
Дело в том, что в детстве в летнее время мне часто приходилось поливать огород и у меня всегда появлялись идеи по автоматизации данного процесса, но воплотить в реальность свои мысли так и не получилось. Сегодня я исполню часть своей мечты, правда, пока только теоретически.
Представим такую ситуацию: у вас на даче или дома есть емкость с водой, для полива огорода или еще для каких-то целей. В эту емкость вы закачиваете воду с помощью насоса. Чтобы закачать воду, каждый раз приходится включать насос и следить пока емкость не заполнится водой. Заполнение емкости водой можно очень легко и достаточно дешево автоматизировать.
Ниже представлена структурная картинка нашего устройства.
Для автоматизации наполнения емкости водой нам придется немного доработать емкость. На верхней части бочки устанавливается стержень высотой не менее глубины емкости, на котором закрепляются два геркона. К стержню также крепится подвижный шток с поплавком, который перемещается в зависимости от уровня воды в емкости. На штоке закреплен постоянный магнит, для управления герконами.
На следующей картинке можно увидеть пример выполнения стержня и подвижного штока.
А сейчас самое интересное: схема автоматического наполнения емкости водой.
Для реализации данного устройства нам понадобится автоматический выключатель для защиты насоса, электромагнитный контактор для включения и отключения насоса и два геркона (контакт магнитоуправляемый герметизированный) для управления контактором.
Нижний геркон должен быть замыкающий, верхний – размыкающий. К примеру, нам вполне подойдет геркон МКС-27103, т.к. он имеет переключающий контакт. Для сигнализации нижнего уровня в схеме используется нормально разомкнутый контакт, для сигнализации верхнего уровня – нормально замкнутый контакт геркона. В момент когда уровень воды в емкости достигнет критического значения, магнит расположится в одном уровне с нижним герконом, который под действием магнитного поля переключит контакт и тем самым отправит сигнал на включение насоса. После этого поплавок начнет подниматься до верхнего уровня, где верхний геркон отключит насос.
В данной схеме не реализован ручной режим, хотя следовало бы предусмотреть на случай выхода из строя наших уровнемеров. Проще всего взять кнопку с фиксацией для ручного управления насосом. Я думаю, как включить кнопку в полученную схему, у вас не составит труда.
Разумеется можно купить готовые уровнемеры и не изобретать велосипед, тем боле что промышленностью они выпускаются. Однако, один такой уровнемер вам обойдется не менее 30$, а один геркон МКС-27103 стоит 2-3$.
Вот так можно сделать автоматическое наполнение емкости водой. Еще у меня идея была, чтобы с этой емкости вода уходила на полив (например помидоров, огурцов) через дренажные трубки. Возможно в теплицах так и делают.
Надеюсь и у меня когда-нибудь появится дача, где я смогу воплотить полностью свою мечту, не потому что я люблю в огороде копаться, просто я люблю, чтобы за меня другие работали, я имею ввиду устройства
Управление оборудованием в зависимости от уровня жидкости, получило огромное распространение и весьма востребовано, как в повседневной бытовой деятельности, так и в промышленности.
Вот основные примеры применения автоматики управления в зависимости от уровня жидкости:
- Наполнение и опорожнение бассейнов
- Защита от протечек и затопления
- Автоматическая откачка воды из подвалов, шахт, колодцев, котлованов и пр.
- Откачка канализационных стоков
- Наполнение накопительных емкостей
- Защита насосов от работы без воды
- Регулирование рабочего уровня в малодебитных скважинах и колодцах
- Защита нагревательных приборов от работы без воды
Устройства контроля уровня имеют разный принцип работы, но в конечном итоге их назначение сводится к одному свойству - разрывать или замыкать электрическую цепь в зависимости от уровня жидкости.
Трехфазные насосы возможно подключить только используя магнитный пускатель.
Устройства управления могут быть механическими или электронными.
Стоимость механических устройств, как правило ниже, но там где требуется максимальная точность и (или) надежность срабатывания, предпочтительно использование электронных устройств регулирования уровня.
Такие устройства используют кондуктометрический метод определения наличия жидкости.
Метод основан на электрической проводимости большинства жидкостей. Электроды из нержавеющей стали опускаются в воду на необходимый уровень по которому определяется алгоритм работы насоса.
В случае использования непроводящих ток жидкостей (бензин, солярка, растворители и пр.), обычно используются приборы использующие оптические датчики.
Рассмотрим подробнее основные устройства, позволяющее отслеживать уровень жидкости и управлять оборудованием. Хочется отметить, что в качестве примеров будем рассматривать управление насосным оборудованием, но это могут быть не только насосы, а и электроклапаны, ТЭНы, компрессоры и прочее электроуправляемое оборудование.
Рассмотрим подробнее:
Электрический поплавковый выключатель
Электрический поплавковый выключатель применяется, как для управления насосами на откачивание, так и для наполнения.
Принцип работы:
В корпусе поплавка находится металлический шар, перемещающийся по каналу. В крайнем положении шар воздействует на электрический выключатель, включая или отключая его. Положение шара зависит от положения поплавка.
Когда поплавок всплывает, шар перемещается в одно крайнее положения, при опускании поплавка вниз, шар перемещается в противоположное положение.
К поплавку подходит герметично смонтированный электрический кабель. В зависимости от его подключения к переключателю поплавка, выключатель может иметь три исполнения: работа на опорожнение, работа на наполнение и универсальный вариант, который в зависимости от электрического подключения может работать, как на наполнение, так и на опорожнение. Такие выключатели имеют дополнительный провод.
Как правило, поплавковые выключатели оснащены грузом, который крепится на электрическом кабеле и может по нему перемещаться. Путем перемещения груза по кабелю и регулируя глубину погружения груза, можно настроить поплавковый выключатель на определенный уровень включения и отключения.
Надежность срабатывания поплавкового выключателя - низкая и средняя, зависит от модели и производителя.
Точность управление уровнем - низкая.
Для объектов, где требуется высокая надежность срабатывания автоматики или точное управления уровнем, данный вид автоматики не рекомендуется.
Чаще всего, поплавковый выключатель, выходит из строя по причине прогорания контактов переключателя поплавка. Чтобы избежать этого, следует подключать поплавковый выключатель к насосу через магнитный пускатель или устройство с аналогичными функциями.
Напряжение коммутации – 220…240 В ~ 50Гц.
Максимальный рабочий / пусковой ток - 10А / 18А.
Максимальная глубина погружения – не более 0,7м.
Диапазон температуры воды – (+1 … +40) °С.
Класс защиты изделия – IP 68
Кондуктометрический метод управления
Существует значительно более надежный метод контроля и управления за уровнем жидкости - это кондуктометрический метод. Подходит, правда, только для токопроводящих жидкостей, но подавляющее большинство задач касается регулирования уровня воды, которая отлично проводит ток.
Принцип основан на том, что в жидкость погружаются электроды, между которыми протекает малый ток с небольшим напряжением. Специальный контроллер, таким образом с абсолютной точностью отслеживает уровень жидкости. Метод обладает высокой надежность, точностью регулирования и более гибки режим, т.к. можно произвольно выставить уровни.
Приведем пример: существует скважина с низким дебитом, соответственно скважинный насос требуется защитить от работы без воды максимально надежно и обеспечить его комфортную работу. Только кондуктометрическим способом мы можем обеспечить правильный режим эксплуатации насоса и высокую надежность срабатывания.
Мы можем задать режим, при котором насос будет отключаться при недопустимом уровне жидкости, а включаться только при полном восстановлении уровня воды в скважине. Это позволит не только защитить насос, но и обеспечить редкий запуск насоса. В противном случае его ресурс сильно сократится, т.к. небольшой подъем воды включит насос, который в считанные секунды эту воду выкачает и вновь отключится. И так короткими циклами. Это и некомфортно и быстро выведет насос из строя.
Контроллер - универсальное коммутирующее изделие, которому можно найти массу применений и расширить функционал. Например, вы хотите знать о аварийной ситуации - подключаем модульный зуммер или лампу, которая будет сигнализировать о неисправности. Подключив краны с сервоприводом, легко построить систему защиты от протечки воды. И многое другое.
В качестве электродов для кондуктометрической системы подойдет любой токопроводящий металлический предмет. Но так, как многие материалы окисляются и ржавеют, то рекомендуется в качестве электродов использовать элементы из латуни и нержавеющей стали.
Предлагаемые заводские электроды можно посмотреть
В качестве общего (нижнего) электрода, так же можно использовать корпус контролируемой емкости, если она металлическая. При автоматизации погружного насоса в качестве общего электрода может выступать корпус самого насоса, тогда просто подключаем клемму общего электрода на контакт земли кабеля насоса.
Электронный блок управления насосом по уровню HRH-5
HRH-5 - самое продвинутое, на данный момент, решение по управлению оборудованием в зависимости от уровня жидкости.
Блок HRH-5 способен управлять, как насосами на опорожнение, так и насосами, работающими на наполнение накопительной емкости. Так же широко применяется для защиты насосов и нагревательных элементов от работы без воды.
Блок использует кондуктометрический метод определения наличия жидкости. Его конструкция, делает этот блок абсолютно универсальным и приспособленным для любых, управляемых по уровню жидкости, систем управления оборудованием.
Блок HRH-5 имеет модульную конструкцию с монтажом в распределительный шкаф на DIN рейку.
HRH-5 управляет оборудованием через трехполюсное реле. К данному реле можно подключить однофазный насос с потребляемым током до 8А и мощностью до 1700 Вт. В то же время, для обеспечения высокого срока эксплуатации, рекомендуется подключать насосы через магнитный пускатель. Так же через магнитный пускатель подключаются трехфазные насосы и однофазные насосы большей мощности.
Принцип работы блока HRH-5 основан на электрической проводимости большинства видов жидкостей (вода, молоко и пр.). В жидкость помещаются электроды (не входят в комплект поставки) из нержавеющей стали. Электрический ток, имеющий низкое напряжение (3,5 В), протекает между электродами через жидкость и управляет коммутацией блока. HRH-5 - уникальна тем, что контрольный ток, протекающий через электроды имеет частоту всего 10 Гц, что обеспечивает сохранность электродов от окисления. Для ограничения нежелательных коммутаций выходных контактов волнением уровня жидкости можно настроить задержку реакции выхода 0.5 - 10 с. HRH-5 позволяет осуществлять коммутацию по двухэлектродной и трехэлектродной схеме. Двухэлектродная схема позволяет ограничить нижний или верхний уровень воды, трехэлектродная схема способна задавать диапазон уровня работы. Например, если использовать блок для защиты скважинного насоса от работы без воды. При двухэлектродной схеме, насос выключится, как только верхний электрод окажется без воды и обратно включится, как только вода поднимется до него. Эта схема применима для скважин с малой вероятностью недостатка воды. Если же скважина малодебитная, то подключение по двухэлектродной схеме приведет к очень частным включениям насоса, что быстро выведет его из строя. В такой ситуации лучше применить трехэлектродную схему, в которой задается диапазон минимального и максимального уровня. Т.е. насос включится только тогда, когда вода дойдет до верхнего электрода максимального уровня, а выключится, после того, как вода опустится до промежуточного электрода минимального уровня. Таким образом, значительно сокращается количество пусков насоса.
В случае работы с погружным насосом, который имеет металлический корпус, клемму COM можно запитать на провод заземления.
Рабочие характеристики
– 3 электрода переключения (MIN-D, MAX-H и COM-C)
– регулируемая чувствительность: 5 - 100kOhm
– установка в положении: опорожнение и наполнение с защитой от ошибочного срабатывания
– 1 выходной перекидной контакт
– задержка от случайного срабатывания 0,5 - 10 с
3,5 V 10 Hz - напряжение на электродах
Коммутируемая мощность реле - 8А
– Степень защиты IP40 (если установлено в корпусе и/или на электрощите с IP40); IP20 - на зажимах.
Настройку чувствительности, как правило, доводят до 6-8kΩ. Для менее проводящих жидкостей, как дождевая вода, чувствительность может быть увеличена до 100 кОм.
Функция опорожнения с использованием 3 электродов:
Когда жидкость достигает MAX электрода, выходное реле срабатывает и включается насос.
Когда жидкость доходит до MIN электрода,выходное реле срабатывает и отключает насос.
Функция опорожнения с использованием 3 электродов:
Когда жидкость достигает MAX электрода, выходное реле срабатывает и включается насос.
Когда жидкость доходит до MIN электрода,выходное реле срабатывает и отключает насос.
Подключение однофазного насоса с магнитным пускателем
Для данной схемы необходимо перемкнуть перемычкой клеммы D и H
Функция опорожнения с использованием 2 электродов:
Подключение трехфазного насоса с магнитным пускателем
Для данной схемы необходимо перемкнуть перемычкой клеммы D и H.
Когда вода доходит до MAX электрода, выходное реле срабатывает и включается насос опорожнения.
Когда жидкость находится ниже уровня MAX электрода, выходное реле срабатывает и отключает
Функция опорожнения с использованием 2 электродов:
Подключение однофазного насоса - прямое подключение для маломощных насосов
Аналогичным образом вышеуказанные схемы применяются для защиты погружных насосов от работы без воды.
Вот несколько примеров:
Когда жидкость достигает MAX электрода, выходное реле срабатывает и включается насос.
Когда жидкость доходит до MIN электрода,выходное реле срабатывает и отключает насос.
Функция защиты от работы без воды с использованием 2 электродов:
Подключение однофазного насоса с магнитным пускателем.
Ля данной схемы необходимо перемкнуть перемычкой клеммы H и D.
Когда вода доходит до MAX электрода, выходное реле срабатывает и включается насос опорожнения.
Когда жидкость находится ниже уровня MAX электрода, выходное реле срабатывает и отключает
Функция защиты от работы без воды с использованием 3 электродов:
Используется для источников с низким дебитом.
Когда жидкость достигает MAX электрода, выходное реле срабатывает и включается насос.
Когда жидкость доходит до MIN электрода, выходное реле срабатывает и отключает насос.
Функция защиты от работы без воды с использованием 3 электродов:
Подключение однофазного насоса - прямое подключение для маломощных насосов
Используется для источников с низким дебитом.
Когда вода доходит до MIN электрода, выходное реле срабатывает и включается насос опорожнения.
Когда жидкость находится ниже уровня MIN электрода, выходное реле срабатывает и отключает
Подключение однофазного насоса с магнитным пускателем.
Функция наполнения емкости с использованием 3 электродов:
Подключение однофазного насоса - прямое подключение для маломощных насосов
Когда жидкость доходит до MIN электрода, выходное реле, включает насос.
Когда жидкость доходит до электрода MAX, насос останавливается.
Функция наполнения емкости с использованием 3 электродов:
Подключение трехфазного насоса с магнитным пускателем.
Когда жидкость доходит до MIN электрода, выходное реле, включает насос.
Когда жидкость доходит до электрода MAX, насос останавливается.
Подключение однофазного насоса - прямое подключение для маломощных насосов
Функция наполнения емкости с использованием 2 электродов:
Подключение однофазного насоса с магнитным пускателем.
Когда вода доходит до электрода MAX, насос выключается.
Когда жидкость не касается (уровень ниже) электрода MAX, насос включается.
Функция наполнения емкости с использованием 2 электродов:
Подключение трехфазного насоса с магнитным пускателем.
Когда вода доходит до электрода MAX, насос выключается.
Когда жидкость не касается (уровень ниже) электрода MAX, насос включается.
Выше были представлены наиболее популярные схемы, использующие блок HRH-5.
Но его применение далеко не исчерпывается приведенными примерами.
Комбинируя электроды, полярность реле и их количество, можно найти еще множество примеров применения данному устройству.
Напоследок, хочется привести еще одну схему. Данная схема популярна при водоснабжении из источника имеющего малый дебит.
В таких случаях необходимо защитить насос от работы без воды, минимизировать количество пусков насоса и обеспечить наполнение накопительной емкости, которая обеспечивает бесперебойное снабжение водой потребителей.
Как уже говорилось ранее, контроллер уровня имеет много примеров применения, помимо насосного оборудования. Так, это может быть: управление ТЭН, электроклапанами и прочими устройствами.
Приведем пару, наиболее популярных решений.
В данном примере контроллер используется для дублирующего аварийного управления заполнением накопительной емкости , т.к. запорный поплавковый клапан - удобное решение, но рано или поздно такой клапан выходит из строя. Контроллер, в случае переполнения закроет магистраль и включит звуковую сигнализацию. До исправления неисправности, система будет автоматически поддерживать уровень воды в емкости.
Данная схема аналогична предыдущей, но здесь система выполняет роль защиты помещения от аварийной протечки .
Электронный комплекс управления насосом по уровню HRH-4
Вышеописанный контроллер HRH-5 является наиболее универсальным, точным и надежным способом контроля за уровнем воды. В нем заложены все новейшие разработки в этой области.
Так, контролеер не боится пониженного напряжения т.к. имеет универсальное питание от 24 В до 230 В. Частота контрольного тока снижена до 10 Гц, что препятствует возникновению электрической коррозии электродов. Высокая надежность изготовления обеспечивается качеством от известного производителя.
Рабочее реле контроллера не может обеспечить универсальную коммутацию, поэтому любое мощное оборудование подключается через контактор (магнитный пускатель), который и выполняет коммутацию оборудования по управляющей команде контроллера. Такая схема является наиболее предпочтительной, т.к. не нагружает реле контроллера, что обеспечивает ему высокий ресурс, а контактор специально предназначен для частой коммутации мощных устройств. Трехфазное оборудование возможно подключить только через контактор.
Для удобства пользователя ELKO разработала готовый комплекс в сборе HRH-4.
В этом комплексе установлен вышеописанный контроллер HRH-5 и контактор. Все это закоммутировано и выведенно на клеммы для удобства подключения. Элементы установлены на DIN рейку в корпусе с защитой IP55, что позволяет устанавливать его на улице, подвале, колодце, резервуаре и пр.
Остается только подать напряжение питания, подключить электроды и насос.
Все функции контроллера сохраняются. Возможно использовать, как для контроля за откачкой, так и за наполнением емкости. Подключение однофазных и трехфазных насосов и пр.
Напряжение питания, гальв.изолирован. (AC 50-60 Гц), В AC/DC 230 V AC/DC 24 V
Мощность, VA 7
Допуск напряжения питания -15 %; +10 %
Чувствительность (вход. cопротивл.), кОм 5 - 100
Число контактов, коммутир. 4
Номинальный ток, А 25
Механическая жизненность 3x106
Рабочая температура, °C -20 ... +55
Рабочее положение произвольное
Защита всего комплекса контроля уровня IP 55
Размер, мм 160 x 135 x 83
Вес, кг 0,834
Максимальная мощность подключаемого оборудования:
ТЭН - 16 кВт
Насосы 1-фазные - 2,2 кВт
Насосы 3-фазные - 4 кВт
Схемы подключения аналогичны схемам с HRH-5. Но для понятности следует привести пару примеров.
Пример использования для защиты скважинного однофазного насоса от работы без воды и контроля уровня при низком дебите.
В качестве общего электрода используется корпус насоса с подключением через заземление.
Пример подключения трехфазного насоса
Электронный блок управления насосом по уровню СКЛ 6
Блок СКЛ-6, аналогичен блоку HRH-5 и так же использует кондуктометрический метод определения наличия жидкости.
Блок СКЛ-6 способен управлять, как насосами на опорожнение, так и насосами, работающими на наполнение накопительной емкости.
Высочайшая надежность и точность управления по уровню, позволяет применять данное устройство не только в бытовых целях, но и в промышленности, для управления устройствами, требующих высокой надежности срабатывания.
Блок СКЛ-6 имеет модульную конструкцию с монтажом в распределительный шкаф на DIN рейку.
Конструктивно, блок состоит из двух независимых устройств регулирования уровня и может применяться, как для управления двумя насосами, так и для управления одним насосом по сигналу из двух емкостей или источников.
СКЛ-6 управляет оборудованием через два трехполюсных реле.
Реле рассчитано на малую мощность, поэтому насосы подключаются к нему исключительно через магнитный пускатель.
Принцип работы блока СКЛ-6 основан на электрической проводимости большинства видов жидкостей (вода, молоко и пр.). В жидкость помещаются электроды (не входят в комплект поставки) из нержавеющей стали. Электрический ток, имеющий низкое напряжение (10 В), протекает между электродами через жидкость и управляет коммутацией блока.
Во всех схемах, нижний электрод COM опускается как можно ниже. Если корпус емкости металлический, то вместо электрода клемму COM можно запитать на корпус емкости.
Примеры применения:
Установка уровня работы для погружного насоса в малодебитном источнике с одновременным регулированием уровня в накопительном баке.
Поддержание уровня воды в бассейне с наполнением в случае недостатка воды и откачиванием при излишке.
Включение резервного насоса при откачивании стоков, в случае, когда основной насос не справляется.
Другие схожие схемы
Рабочие характеристики
Напряжение питания - ~ 220В, 50-60 Гц
Принцип определения наличия воды - кондуктометрический
Гальваническая развязка датчиков - через трансформатор с электрической прочностью изоляции 6 кВ
Количество независимых каналов - 2
Количество датчиков каждого канала - 2
Максимальный ток нагрузки встроенных реле - 5 А
Выходной управляющий сигнал - переключающийся контакт
Примеры:
Вариант предыдущей схемы водоснабжения из источника, имеющего низкий дебит, но уже с применением блока СКЛ-6, который заменил два блока HRH-5.
Поддержание уровня воды в бассейне.
В данном случае, если уровень воды ниже определенного уровня, включается подающий насос (если вода подается из магистрального трубопровода, то насос можно заменить электромагнитным клапаном) и бассейн пополняется водой. Если уровень воды недопустимо повышается, включается откачивающий насос.
Как уже говорилось выше, данный блок можно использовать и для управления парой дренажных насосов. Схематически, рассматривать данный пример не будем, т.к. для этой цели предпочтительно применение приборов, которые будут рассмотрены далее.
Блок СКЛ-12 по принципу работы и устройству аналогичен выше рассмотренным блокам, работающим по принципу электрической проводимости жидкости.
Основное отличие данного блока заключается в его узкой специализации.
Блок СКЛ-12 предназначен для управление насосами откачки стоков из канализационных, дождевых и прочих колодцев, котлованов, водосборных приямков и прочих емкостей.
СКЛ-12 управляет двумя насосами - основным и резервным. Как правило, данная схема применяется в местах, где недопустимо переполнение колодцев.
При работе опрашиваются три датчика уровня и, в зависимости от ситуации, включаются один или два насоса. При этом, при повышении уровня жидкости, порядок их включения меняется - первым включается то один, то другой насос. Это приводит к более равномерному их износу и экономии ресурса.
Т.е. если при первом заполнении бака сначала включится первый насос, а затем второй, то при следующем заполнении, первым включится второй насос, а только затем – первый.
Датчики уровней устанавливаются в соответствующих местах в накопительном баке или приямке.
Общий провод либо присоединяется к корпусу бака (если он металлический), либо устанавливается ниже нижнего датчика.
Насосы подключаются к сети через нормально разомкнутые контакты соответствующих реле.
После включения прибор сразу готов к работе и, в зависимости от состояния датчиков, включает/выключает соответствующие насосы.
Прибор снабжен системой контроля исправности датчика первого уровня. Если система обнаруживает, что датчики второго и/или третьего уровня погружены в воду, а первого – нет, то отключаются оба реле и индикаторы второго и третьего уровней, а индикатор первого уровня начинает мигать.
Владельцы индивидуальных строений возводят около своих жилищ колодцы или артезианские скважины, которые обеспечивают их водой.
Еще несколько десятков лет назад ее носили ведрами. Однако мы живем в то время, когда система автоматизации стала доступной для простого человека.
Она способна значительно облегчить тяжелый физический труд, высвободить время для продуктивной интеллектуальной деятельности.
В публикуемой статье подобраны советы домашнему мастеру по изготовлению простого автомата управления водяным насосом на основе доступной микросхемы К561ЛА7. Он хорошо справляется с водоснабжением частного дома. Его несложно изготовить своими руками. Излагаемый материал дополняется поясняющими картинками, схемами и видеороликом.
Микросхема К561ЛА7 в качестве основного элемента логики
Ее производство было широко налажено во времена СССР. Конструктивным исполнение стал пластмассовый корпус с двумя рядами четырнадцати выводов: по 7 штук с каждой стороны.
В основу работы логики управления микросхемы КМОП структуры заложены четыре одинаковых элемента с двумя входами, работающими по принципу «И-НЕ».
Как сделать автоматику насосной станции
В статье рассматривается вопрос, когда водоснабжение дома уже организовано, то есть имеется колодец с водой и в нем смонтирован электрический насос, способный создавать необходимый напор для водоподъема.
Нам остается спланировать схему его управления в автоматическом режиме и выполнить ее монтаж отдельным блоком. Для этого потребуется и небольшой комплект электронных деталей.
Основные принципы работы силовой части
Управление насосом может проводиться двумя способами:
- в ручном режиме;
- автоматически.
Особенности подключения питания
Предлагаемый автомат предусматривает изготовление блока автоматики в виде отдельного корпуса, подключаемого в разрыв питания силовой цепи ручного режима.
Это означает, что обычный водяной насос, например, бюджетная модель «Ручеек», включается в работу после того, как вилка шнура его питания вставляется в розетку и на нее подается напряжение включением .
На блоке автоматики тоже делается шнур питания с вилкой и выходная розетка, от которой будет подаваться напряжение на насос. Это позволяет в любой момент перевести схему на работу в ручном режиме для того, чтобы выполнить профилактику или ремонт схемы управления.
Как контролируется уровень воды
Логическая часть микросхемы автоматики постоянно сканирует состояние датчиков. Они выполнены простыми металлическими электродами в виде стержней из проволоки со слоем изоляции для НП и ВП (внизу она снята), а для ОП - оголенный металл: нержавейка или алюминий. Их располагают на разных уровнях.
Нижнее положение воды в резервуаре оценивает датчик НП, а верхнее - ВП. Общий электрод ОП расположен так, что охватывает всю контролируемую область работы.
Подобное размещение позволяет микросхеме логики автомата определять наличие воды в резервуаре по прохождению токов, создаваемых приложенными потенциалами к электродам через жидкость. За счет этого судят об уровне:
- верхнем - когда токи протекают между НП-ОП и ВП-ОП;
- среднем - ток имеется только в цепи НП-ОП;
- нижнем - тока нет нигде.
Особенности крепления блока
Подобную схему я собрал соседу в гараж. У него там сделана яма для хранения овощей. Место расположения около горы оказалось не совсем удачным. Весной при таянии снега, летом и осенью в дождь вода способна затопить подвальное помещение и ему приходится ее откачивать.
Собранная схема автоматики значительно облегчила управление насосом. Она смонтирована в корпусе от старого электронного блока с возможностью установки на столе, стеллаже или стационарном креплении на стене. Хозяин просто поставил прибор на полку, расположенную на двухметровой высоте и подключил его в сеть.
Автоматика успешно работала два года. Затем хозяин случайно задел за корпус и уронил прибор на бетонный пол. Внутри блока произошло короткое замыкание, сгорел понижающий трансформатор и микросхема К561ЛА7.
Монтаж системы автоматики и ее крепление выполняйте надежно. Сразу исключайте возможность случайного падения и повреждения оборудования любыми способами. Обращайте внимание на .
Электронная схема
Для ее реализации используется микросхема К561ЛА7. Под нее создаются цепи:
- питания;
- контроля уровней воды датчиками;
- светодиодной индикации;
- управления коммутационным аппаратом.
Схема питания
Обратим внимание на:
- трансформатор;
- диодный мост;
- стабилизатор напряжения.
Трансформатор
Для питания электроники потребуется понижающий трансформатор 220/10-15 вольт с током от 60 мА или выше. Его можно намотать самостоятельно по методике, расписанной мной » или взять от старого лампового телевизора марки ТВК110Л. Также подобные модели не сложно купить через интернет в Китае или другой стране.
Диодный мост
Выбор КЦ405Е с допустимым током выпрямления 1000 мА в схеме приведен как пример. Вполне можно обойтись мостиком с уменьшенными номиналами или спаять диодную сборку из других доступных полупроводников с меньшей мощностью. Микросхема К561ЛА7 и подключенные к ней цепи управления не создают больших нагрузок.
Стабилизатор напряжения
Полупроводниковая сборка КРЕН8Б предназначена для стабилизации питания логической микросхемы на 12 вольт. Она выпускается в едином корпусе, широко применяется в радиоэлектронных устройствах.
Ее вполне можно заменить самодельным стабилизированным блоком питания на биполярных транзисторах, но особого смысла заниматься этим вопросом я не вижу.
Схема контроля уровня воды
Способ подключения
Соединение электродных датчиков с входами логической микросхемы осуществляется проводами. Для их прокладки удобно монтировать две цепи:
- внутреннюю в корпусе блока автоматики;
- внешнюю к электродам.
Чтобы их соединить на корпусе прибора устанавливают клеммник любой доступной конструкции. Во внешней цепи необходимо хорошо выполнить изоляцию проводов, защитить места пайки от попадания влаги и воздействия коррозии.
Откачивание воды из резервуара
Положение перемычки J1, выделенной на электронной схеме автоматики коричневым цветом, определяет логику откачивания насосной станции. Ставим ее в позицию 1-2.
Не стану полностью описывать работу электроники, а на возникающие вопросы отвечу в комментариях. Просто кратко укажу, что при уровне воды выше верхнего положения логика подает сигнал на откачку, а насос будет работать до тех пор, пока не уберет воду так, что осушит, разорвет цепь между нижним и общим датчиками.
Когда вода снова заполнит резервуар, дойдя до верхнего уровня, то насос автоматически повторит только что описанный цикл.
Закачивание воды внутрь резервуара
Перемычка J1 устанавливается в позицию 2-3. Насос работает на заполнение емкости от сухого состояния до верхнего уровня и прекращает закачку на нем. При осушении емкости цикл возобновляется.
Силовая схема подключения напорной и сливной магистрали насоса должна соответствовать выбранному режиму управления и положению перемычки J1 в блоке автоматики.
Схема светодиодной индикации
Светодиоды можно монтировать любые, однако выбранные с более ярким свечением будут заметнее.
Горение светодиода HL1 свидетельствует о подаче напряжения на насос, то есть о его включении, а HL2 - на схему питания всего блока.
Схема управления силовым выходным контактом
Оптопара U1 обеспечивает гальваническую развязку цепей управления, воды и симистора VS1, подающего питание 220 вольт на насос. Технические характеристики КУ208Г обеспечивают управление электродвигателями мощностью до двух киловатт, что обычно достаточно для бытовых целей.
Варианты изменения силового каскада
Для подключения более мощных электродвигателей потребуется применять симисторы, выдерживающие повышенные нагрузки.
Альтернативным решением схемы является отказ от симистора и применение реле или магнитного пускателя. С этой целью необходимо заменить транзисторный ключ VT1 более мощным. Например, допустимо собрать составной транзистор из двух: КТ315 + КТ815 или их аналогов. Для такого подключения используют схему Дарлингтона.
Она станет управлять обмоткой реле, подавать на нее напряжение.
Выходной контакт реле будет пропускать через себя ток нагрузки электродвигателя насоса. Чтобы увеличить его работоспособность рекомендуется все свободные контакты подключить параллельно, обеспечить их одновременное срабатывание.
При задействовании в схеме электроснабжения реле или пускателя необходимо уточнить мощность блока питания и характеристики понижающего трансформатора: возможно, его придется заменять усиленной моделью.
Стоит заметить, что собранная по любому из вариантов схема автоматики насоса работает сразу без необходимости сложной наладки. Главное условие: исключить ошибки при ее монтаже. Сборку блока автоматики допустимо выполнять навесным методом. Но лучше использовать печатную плату.