Схема релейної автоматики бака. Вибираємо датчик рівня води в резервуарі та ємності. «Водолій» - найкраще рішення домашнього водопостачання

Упевнений, що багатьом потрібний простий, надійний та легкий у виготовленні блок керування водяним насосом. Пропоную схему, якій у цьому плані важко знайти рівну, до того ж при самостійному виготовленні пристрій обійдеться майже задарма, тому що не містить дефіцитних деталей, і всі потрібні деталі зазвичай є. Магазинний аналог цього блоку «тягне» не на одну сотню рублів. Зазначу також, що подібний пристрій може працювати і в системі водозабору, коли насос наповнює якусь ємність, і в дренажних системах при відкачуванні води з резервуара в міру його наповнення.

Простий пристрій для керування водяним насосом - саморобний блок керування насосом

Схема пристрою представлена ​​рис. 1. Про деталі схеми ми поговоримо нижче, а поки що познайомимося з принципом дії датчиків рівня.

На рис. 2 наведено схему датчика для металевої ємності. Особливість її полягає в тому, що тут один провід підключений безпосередньо до бака, в результаті зменшується (на один) кількість необхідних проводів. Чутливі елементи датчика - два штирі (електроду) з нержавіючого дроту. У датчика для неметалевої ємності - дві пари пластин (рис. 3), про конструкцію яких буде розказано нижче.

Принцип дії пристрою для керування водяним насосом досить простий.Розглянемо випадок водозабору в металевий бак, у якому встановлено датчик із двох штирів (див. рис. 2). Для наочності контакти 1.3 реле К1, наведеного на схемі на рис. 1, намальовані поруч із баком, насправді вони, звичайно, знаходяться всередині реле та підключені до датчиків проводами.

Поки води немає, контакту між корпусом бака і електродом F1 не буде, отже, на керуючий електрод тиристора VS1 напруга не подається, і він закритий, реле К1 знеструмлено і контакт К1.3 розімкнуті, а контакти К1.1 і К1.2 замкнуті . Коли вода піднімається до штиря F1, між ним і корпусом бака піде струм, достатній для того, щоб відкрити тиристор VS1. В результаті спрацює реле К, яке відключить насос, розімкнувши контакти К1.1 та К1.2. Крім цього, реле замкне К1.3 і тим самим «подовжить» штир F1, підключивши до нього штир F2, що забезпечить необхідний робочий об'єм у баку, а отже, нормальну роботу системи управління. Об'єм води, що регулюється, зрозуміло, залежатиме від різниці рівнів нижніх кінців штирів F1 і F2. Цей обсяг бажано передбачити побільше, тоді насос буде рідше вмикатися. Насос буде знеструмлений, поки вода не опуститься нижче штиря F2, після чого насос знову увімкнеться і весь цикл заповнення бака повториться.

Для періодичного відкачування води з резервуару (дренажу) потрібно у реле К1 замінити нормально замкнуті контакти К1.1 і К1.2 нормально розімкнені, як показано на рис. 4, при цьому решта схеми не змінюється.

Важлива перевага цієї схеми полягає в тому, що через контакти датчиків йде змінний струм. Адже при постійному струмі контакти корродирують, що призводить до нестабільної роботи і навіть повної відмови системи. На змінному струмі, як показує практика, такі пристрої працюють безвідмовно.

Тепер про деталі. Трансформатор Т1 – мережевий, малопотужний, підійде та малогабаритний. Обмотка I - мережева, на 220 В. Напруга на вторинній обмотці II приблизно вдвічі більше знамення постійної робочої напруги реле. Наприклад, якщо обмотка реле розрахована на постійну напругу 24, на вторинній обмотці II повинно бути 48 (на практиці 40 ... 50). Якщо реле гріється, то послідовно з ним необхідно включати резистор, що гасить, його опір підбирається досвідченим шляхом. При цьому напруга як на обмотці II, так і на обмотці III не повинна перевищувати безпечної межі в 70 В, тому що у разі пробою тиристора та діодів вона може опинитися на електродах.

Напруга на вторинній обмотці III (5...30 В) визначається наявною у трансформатора обмоткою.

Якщо є можливість, то спробуйте відмотати частину витків від другої вторинної обмотки або намотати нову (приблизно 20...40 витків) з майже будь-якого дроту. Обов'язково передбачте надійну ізоляційну прокладку (з фторопласту, склотканини, ПВХ, тканини, просоченої лаком), що відокремлює вторинну обмотку від мережевої, щоб на електроди не потрапила небезпечна напруга 220 В.

Тиристор VS1 - типу КУ201 або КУ202 з буквеними індексами Д, Е, Ж, І, К і Л. При напрузі на вторинній обмотці III менше 50 В підійдуть також тиристори з буквеними індексами В, Г, при напрузі менше 25 В - з індексами А та Б.

Резистор R1 обмежує керуючий струм тиристора, убезпечуючи його від згоряння при замиканні електродів датчиків. При напрузі на вторинній обмотці III менше 20 резистор не потрібен і його замінюють перемичкою, а взагалі опір резистора має бути таким, щоб при замиканні електродів датчиків струм, що проходить через керуючий електрод тиристора, був менше гранично допустимого для цього тиристора. При збільшенні напруги на вторинній обмотці III опір R1 пропорційно збільшують у порівнянні з номіналом, наведеним на схемі, при цьому відхилення допустиме приблизно на 40%.

Реле К1 підбирають відповідно до напруги на вторинній обмотці II (8...30 В), контакти реле повинні бути розраховані на 220 В і струм вашого . Наприклад, для відцентрового насоса потужністю 500 Вт контакти повинні витримувати струм більше 2 А.

Як реле К1 підійдуть РЕМ 22 (24 В), РП21 (24 В) та ін. Якщо немає реле, що має потрібні замкнуті та розімкнені групи, дозволяється застосувати два і навіть три паралельно включених реле. У цьому випадку підійдуть РЕМ6, різні автомобільні реле та ін з відповідними контактами. При використанні автомобільного реле, можливо, знадобиться велика потужність трансформатора. Діодний міст VD1 – будь-яка збірка, наприклад КЦ401. Для цього місця підійдуть діоди Д226, Д7, КД105, Д522 та ін. (Струм моста не перевищує 20 мА).

Електроди – штирі (див. рис. 2) встановлюють на ізоляторах. Електроди датчиків наведених на рис. 5, зроблені з лез для гоління з хромовим покриттям, укріплених на П-подібній пластині з діелектрика: поліетилену, ПХВ, фторопласту, оргскла. Леза кріплять будь-яким способом, дроти до них припаюють із кислотним флюсом, пайку бажано захистити лаком.

Датчики встановлюють у ємності на потрібному рівні. Зазор між електродами залежить від властивостей води і може вимагати припасування. Він має бути таким, щоб при зануренні електродів у воду реле чітко спрацьовувало. Це стосується і штирових електродів.

Власники індивідуальних будов зводять біля свого житла колодязі або артезіанські свердловини, які забезпечують їх водою.

Ще кілька десятків років тому її носили цебрами. Однак ми живемо в той час, коли система автоматизації стала доступною для простої людини.

Вона здатна значно полегшити важку фізичну працю, звільнити час для продуктивної інтелектуальної діяльності.

У статті, що публікується, підібрані поради домашньому майстру з виготовлення простого автомата управління водяним насосом на основі доступної мікросхеми К561ЛА7. Він добре справляється із водопостачанням приватного будинку. Його нескладно виготовити своїми руками. Викладений матеріал доповнюється пояснювальними картинками, схемами та відеороликом.

Мікросхема К561ЛА7 як основний елемент логіки

Її виробництво було налагоджено за часів СРСР. Конструктивним виконання став пластмасовий корпус із двома рядами чотирнадцяти висновків: по 7 штук з кожного боку.

В основу роботи логіки управління мікросхеми КМОП структури закладено чотири однакові елементи з двома входами, що працюють за принципом «І-НЕ».

Як зробити автоматику насосної станції

У статті розглядається питання, коли водопостачання будинку вже організовано, тобто є криниця з водою і в ній змонтований електричний насос, здатний створювати необхідний напір для водопідйому.

Нам залишається спланувати схему його керування в автоматичному режимі та виконати її монтаж окремим блоком. Для цього буде потрібний і невеликий комплект електронних деталей.

Основні засади роботи силової частини

Управління насосом може проводитись двома способами:

1. у ручному режимі;
2. автоматично.

Особливості підключення живлення

Пропонований автомат передбачає виготовлення блоку автоматики у вигляді окремого корпусу, що підключається до розриву силового ланцюга ручного режиму.

Це означає, що звичайний водяний насос, наприклад, бюджетна модель «Струмочок», включається в роботу після того, як вилка шнура його живлення вставляється в розетку і на неї подається напруга включенням .

На блоці автоматики також робиться шнур живлення з вилкою і вихідна розетка, від якої буде подаватися напруга на насос. Це дозволяє в будь-який момент перевести схему на роботу в ручному режимі, щоб виконати профілактику або ремонт схеми керування.

Як контролюється рівень води

Логічна частина мікросхеми автоматики постійно сканує стан датчиків. Вони виконані простими металевими електродами у вигляді стрижнів із дроту із шаром ізоляції для НП та ВП (внизу вона знята), а для ВП - оголений метал: нержавіюча сталь або алюміній. Їх мають у своєму розпорядженні на різних рівнях.

Нижнє положення води в резервуарі оцінює датчик НП, а верхнє ВП. Загальний електрод ВП розташований так, що охоплює всю контрольовану сферу роботи.

Подібне розміщення дозволяє мікросхемі логіки автомата визначати наявність води в резервуарі проходження струмів, створюваних прикладеними потенціалами до електродів через рідину. За рахунок цього судять про рівень:

• верхньому - коли струми протікають між НП-ОП та ВП-ОП;
• середньому - струм є лише у ланцюзі НП-ОП;
• нижньому – струму немає ніде.

Особливості кріплення блоку

Подібну схему зібрав сусідові в гараж. У нього там зроблена яма для зберігання овочів. Місце розташування біля гори виявилося не зовсім вдалим. Навесні при таненні снігу, влітку та восени під час дощу вода здатна затопити підвальне приміщення і йому доводиться її відкачувати.

Зібрана схема автоматики значно полегшила керування насосом. Вона змонтована у корпусі від старого електронного блоку з можливістю встановлення на столі, стелажі або стаціонарному кріпленні на стіні. Господар просто поставив прилад на полицю, розташовану на двометровій висоті та підключив його до мережі.

Автоматика успішно працювала два роки. Потім господар випадково зачепив за корпус і впустив прилад на бетонну підлогу. Усередині блоку відбулося коротке замикання, згорів понижувальний трансформатор та мікросхема К561ЛА7.

Монтаж системи автоматики та її кріплення виконуйте надійно. Відразу виключайте можливість випадкового падіння та пошкодження обладнання будь-якими способами. Звертайте увагу на .

Електронна схема

Для її реалізації використовується мікросхема К561ЛА7. Під неї створюються ланцюги:

• живлення;
• контролю рівнів води датчиками;
• світлодіодної індикації;
• управління комутаційним апаратом.

Схема харчування

Звернімо увагу на:

• трансформатор;
• діодний міст;
• стабілізатор напруги.

Трансформатор

Для живлення електроніки потрібно понижувальний трансформатор 220/10-15 вольт зі струмом від 60 мА або вище. Його можна намотати самостійно за методикою, розписаною мною» або взяти від старого лампового телевізора марки ТВК110Л. Також подібні моделі не складно купити через інтернет у Китаї чи іншій країні.

Діодний міст

Вибір КЦ405Е з допустимим струмом випрямлення 1000 мА у схемі наведено як приклад. Цілком можна обійтися містком із зменшеними номіналами або спаяти діодне складання з інших доступних напівпровідників із меншою потужністю. Мікросхема К561ЛА7 та підключені до неї ланцюги управління не створюють великих навантажень.

Стабілізатор напруги

Напівпровідникова складання КРЕН8Б призначена для стабілізації живлення логічної мікросхеми на 12 вольт. Вона випускається в єдиному корпусі, широко застосовується у радіоелектронних пристроях.

Її можна замінити саморобним стабілізованим блоком живлення на біполярних транзисторах, але особливого сенсу займатися цим питанням я не бачу.

Схема контролю рівня води

Спосіб підключення

З'єднання електродних датчиків із входами логічної мікросхеми здійснюється проводами. Для їх прокладання зручно монтувати два ланцюги:

1. внутрішню у корпусі блоку автоматики;
2. зовнішню до електродів.

Щоб з'єднати їх на корпусі приладу встановлюють клемник будь-якої доступної конструкції. У зовнішньому ланцюзі необхідно добре виконати ізоляцію проводів, захистити місця паяння від попадання вологи та дії корозії.

Відкачування води з резервуару

Положення перемички J1, виділеної на електронній схемі автоматики коричневим кольором, визначає логіку відкачування насосної станції. Ставимо її на позицію 1-2.

Не буду повністю описувати роботу електроніки, а на питання, що виникають, відповім в коментарях. Просто коротко вкажу, що при рівні води вище за верхнє положення логіка подає сигнал на відкачування, а насос працюватиме доти, доки не прибере воду так, що осушить, розірве ланцюг між нижнім і загальним датчиками.

Коли вода знову заповнить резервуар, дійшовши до верхнього рівня, насос автоматично повторить щойно описаний цикл.

Закачування води всередину резервуару

Перемичка J1 встановлюється у позицію 2-3. Насос працює на заповнення ємності від сухого стану до верхнього рівня та припиняє закачування на ньому. При осушенні ємності цикл поновлюється.

Силова схема підключення напірної та зливної магістралі насоса повинна відповідати вибраному режиму керування та положенню перемички J1 у блоці автоматики.

Схема світлодіодної індикації

Світлодіоди можна монтувати будь-які, проте вибрані з яскравішим світінням будуть помітнішими.

Горіння світлодіода HL1 свідчить про подачу напруги на насос, тобто його включення, а HL2 - на схему живлення всього блоку.

Схема керування силовим вихідним контактом

Оптопара U1 забезпечує гальванічну розв'язку ланцюгів керування, води та симістора VS1, що подає живлення 220 вольт на насос. Технічні характеристики КУ208Г забезпечують керування електродвигунами потужністю до двох кіловат, що зазвичай достатньо для побутових цілей.

Варіанти зміни силового каскаду

Для підключення потужніших електродвигунів потрібно застосовувати симістори, що витримують підвищені навантаження.

Альтернативним рішенням схеми є відмова від симістора та застосування реле або магнітного пускача. З цією метою необхідно замінити транзисторний ключ VT1 потужнішим. Наприклад, допустимо зібрати складовий транзистор із двох: КТ315 + КТ815 або їх аналогів. Для такого підключення використовують схему Дарлінгтон.

Вона керуватиме обмоткою реле, подаватиме на неї напругу.

Вихідний контакт реле пропускатиме через себе струм навантаження електродвигуна насоса. Щоб збільшити його працездатність, рекомендується всі вільні контакти підключити паралельно, забезпечити їх одночасне спрацювання.

При залученні в схемі електропостачання реле або пускача необхідно уточнити потужність блоку живлення та характеристики трансформатора, що понижує: можливо, його доведеться замінювати посиленою моделлю.

Варто зауважити, що зібрана за будь-яким варіантом схема автоматики насоса працює відразу без необхідності складної налагодження. Головна умова: виключити помилки під час її монтажу. Складання блоку автоматики допустимо виконувати навісним методом. Але краще використати друковану плату.

На виготовлення блоку керування насосом підштовхнула неідеальність нашої сільської ЖКГ – а саме проблема з водопостачанням. То труби у них прориває, то насос на насосній згоряє і таке інше. Внаслідок цього біля будинку пробурена свердловина та поміщений до неї вібраційний насос типу «Малюк», а в підвалі будинку встановлено ємність з нержавіючої сталі на 250л і компресорна станція, що підтримує тиск у водопроводі будинку. Але виникла проблема – підтримувати рівень води у ємності. В Інтернеті нічого, що сподобалося, не знайшов і став робити прилад під свої запити. Став шукати датчики рівня і знайшов такі (див. фото датчика).

Як варіант управління насосом в свердловині вирішив придумати щось на контролері, а заразом трохи освоїти, так як була потрібна багаторежимність. За основу був взятий мікроконтролер ATtiy2313 і розроблена така схема (для кращої якості дивіться вкладення у форматі splan7). Схема керування насосом:

Писалася на асемблері, можна скачати тут в архіві. Дана схема дозволяє керувати насосом у 3-х режимах (вибираються кнопкою «Режим»):
1) Режим «Лазня» - включення насоса від кнопки «Увімк/Вимк» - це для того, щоб заливати воду безпосередньо зі свердловини в лазню, ну або машину помити.
2) Режим «Літо» - підтримання рівня води в ємності з використанням датчиків рівня (при досягненні рівня контакти датчика замикаються)
3) Режим «Зима» - долив води (кнопка Увімк./Вимк.) в ємність до рівня «Max» при рівні нижче «Min». Режим введений для того, що при зимових морозах вода в шлангу замерзає і щоб увімкнути насос у свердловині, шланг треба спочатку розморозити гарячою водою.

Дисплей прикрутив з міркувань зручності, спочатку хотів світлодіоди, але домашнім не поясниш який вогник (тобто пам'яті не вистачить). На першому рядку дисплея виводиться інформація з назвою режиму, на другому – така інформація, як «Працює насос», «Насос вимкнено» та «Рівень мінімум» для зимового режиму. У результаті зібраний пристрій керування насосом виглядає так:

Для зручності додав увімкнення підсвічування дисплея приблизно на 8 секунд при натисканні будь-якої кнопки. Харчування 12 вольт та реле-повторювачі особливо тут не потрібні. Встановив їх через велику довжину кабелів (майже 15 метрів) до датчиків рівня. Автор схеми: skateman.

Обговорити статтю УПРАВЛІННЯ НАСОСОМ

Без води обійтися неможливо, а якщо у вас є своє господарство або ви проживаєте в приватному будинку, то вам не обійтися без простої схеми керування насосом. Управління насосом має працювати хоча б у двох режимах: дренаж – викачування води з ємності, свердловини або колодязя та водопідйом - у режимі наповнення ємності. У разі наповнення водного резервуару можливе переливання, а у разі викачування води з нього насос може потрапити під сухий хід і згоріти. Для уникнення цих проблем і призначена будь-яка схема керування насосом.

У розробці застосовані два датчики: короткий сталевий прут контролює максимально дозволений рівень води та довгий металевий прут датчик мінімального рівня. Сама резервуар металевий та підключений до мінусової шини. Якщо ємність зроблена з діелектричного матеріалу, тоді допускається застосовувати додатковий сталевий прут на всю довжину ємності. У разі контакту з водою довгим датчиком та з коротким датчиком, логічний рівень на висновках мікросхеми К561ЛЕ5 змінюється з високого на низький, змінюючи режим роботи насоса.

Управління насосом схема на К561ЛЕ5

Якщо рівень води нижче обох датчиків, на десятому виведенні мікросхеми логічний нуль. При плавному підвищенні рівня води навіть у випадку, якщо вода контактуватиме з довгим датчиком, все одно буде логічний нуль. Як тільки рівень води дійде до короткого датчика, з'явиться логічна одиниця і транзистор увімкне реле керування насосом, який почне відкачувати воду з ємності.

Коли рівень води впаде, і короткий датчик не буде стикатися з водою, то на висновку 10 все одно буде логічна одиниця і насос продовжує працювати. Але якщо рівень води опуститься нижче за довгий датчик, то з'явиться логічний нуль і насос припинить свою роботу. Тумблер S1 використовується для зворотної дії.

У цій схемі Датчик рівня води в резервуарі зібраний так, що контакти SF1 замикаються, якщо рівень води виявиться нижчим за мінімальний, а геркона SF2 - замикаються тільки тоді, коли вода досягне максимального рівня.

Цю радіоаматорську розробку я використав на дачі, для контролю та підтримки певної кількості рівня рідини у поливальному баку.

Будь-який автомат подачі води починається з датчика. Найчастіше використовують контактні датчики, що занурюються у воду та вимірюють опір води. Мені здається, що такий спосіб має серйозні недоліки. Вода постійно перебуває під струмом. Так, цей струм мізерний, але яким би він не був, він призводить до електрохімічних процесів у воді. Це не тільки посилює корозію металевого резервуара, контактів датчика, але і збільшує у воді вміст солей металів, що може бути корисним для організму, звичайно, крім випадку використання срібних контактів та ємності з харчової пластмаси. У такому разі додавання у воду іонів срібла може зробити й деяку користь організму. Але все ж таки переважно відмовитися від Датчик рівня води, що використовується в цій розробці, є пластмасовою трубою, опущеною вертикально в бак з водою. Усередині труби вільно переміщається поплавець, вирізаний із пінопласту, на якому закріплений магніт, взятий від старого динаміка. Магніт розташований на поверхні поплавця та з водою не контактує. Щоб поплавок не випадав з труби при низькому рівні води, нижню частину труби перекривають перемичкою, зробленою з корпусу старої кулькової авторучки (у стінках труби навпроти один одного свердлять отвори і з деяким тертям вставляють авторучку).

Управління насосом схема автомат

Зовні на трубі закріплюють два геркони, місце їх установки підбирають експериментально виходячи з особливостей конкретного бака. Один геркон повинен замикатися під дією постійного поплавця магніту при спустошенні бака до мінімального рівня, при якому потрібно включати електронасос для поповнення бака. Другий геркон встановлюється в такому місці труби, де він замикається під дією поплавця магніту при максимальному заповненні бака, коли нансос потрібно вимкнути. Для підвищення надійності можна в місці встановлення кожного геркона встановити кілька герконів, розташувавши їх по колу труби та підключивши паралельно один до одного. Справа в тому, що в процесі руху датчик може повертатися, а геркон більш чутливий до перпендикулярної дії на нього магнітного поля, тому при деякому положенні магніту він може і не спрацьовувати.

Ще потрібно врахувати що відстань між герконом (герконами) нижнього і верхнього рівня на трубі має бути значною, щоб ні в якому положенні поплавця магнітне поле не могло призводити до замикання обох герконів (обох груп герконів), так як одночасне замикання герконів нижнього і верхнього рівня призводить до замикання ланцюга живлення схеми. Геркони і проводи, що йдуть до них, необхідно ретельно ізолювати від води використовуючи герметик.

Схема електронної частини показана малюнку вище. На елементах D1.1 та D1.2 побудований тригер Шмітта з відносно невеликим вхідним опором (залежить від величини R1). Невеликий вхідний опір призводить до мінімального рівня наведень на провід, що йде від геркона та знижує схильність схеми до пошкодження статичною електрикою. Як відомо, тригер Шмітта приймає стан, що відповідає стану на його вході. Входом є разом з'єднані висновки елемента D1.1. Якщо на цей вхід подати логічну одиницю, то на виході елемента D1.2 так само буде логічна одиниця, але якщо після цього вхід тригера відключити, він так і залишиться в одиничному стані за рахунок того, що на його вхід надходитиме логічна одиниця з його виходу через резистор R1. Аналогічно та з установкою в нульовий стан.

Геркон SG1 встановлений у нижній частині труби та відповідає за включення насоса для наповнення бака. Геркон SG2 розташовується у верхній частині труби та відповідає за вимкнення насоса. Один або інший геркони замикаються лише у верхньому та нижньому положенні рівня води. У середньому положенні магніт не діє ними і вони замкнені. Припустимо, схему включили, а рівень води був середнім. Тригер Шмітта при включенні живлення може встановити довільно в будь-яке положення. Якщо він встановився в положення одиниці, то вмикається насос і накачує воду в бак, доки не замкнеться геркон SG2. Якщо тригер Шмітта встановився в нульове положення, насос не вмикається до тих пір, поки рівень води не опуститься до моменту замикання SG1. Припустимо, рівень води у баку мінімальний. Тоді замикається геркон SG1 і через нього на вхід тригера Шмітта надходить напруга високого рівня. На виході D1.2 встановлюється логічна одиниця.

Відповідно одиниця буде і на виході D1.4. Транзистор VT3 відкривається і подає живлення на реле К1, якщо перемикач S1 перебуває у положенні «АВТ», це призведе до включення електронасоса. У такому стані схема буде перебувати до тих пір, поки поплавок не підніметься по трубі на стільки, що його магніт замкне геркон SG2. Тепер вхід тригера Шмітта з'єднаний із загальним мінусом, тобто на ньому низький рівень. Відповідно низький рівень буде і на виході D1.2 та D1.4. Транзистор VT3 закривається і якщо S1 у положенні "АВТ" його контакти вимикають електронасос. Світлодіоди HL1 та HL2 служать для індикації стану системи. Якщо насос увімкнений, горить HL1, а якщо вимкнений - HL2. За станом світлодіодів можна стежити за ступенем заповнення резервуару та роботою електронасосу. Перемикач S1 використовується для переходу на ручне або автоматичне керування. S1 це тумблер з нейтральним положенням. У нейтральному положенні («ВИК») електронасос вимкнений незалежно від стану датчиків.

У положенні «ВК» насос увімкнений незалежно від стану датчиків. А в положенні "АВТ" відбувається автоматичне керування насосом. Положення «ВК» та «ВИК» потрібні при проведенні техобслуговування або ремонту водопроводу, а також для ручного керування при несправності датчиків. Мікросхема К561ЛЕ5 чи К561ЛА7 - логіка роботи входів інверторів немає значення, входи з'єднані разом. Можна використовувати будь-яку мікросхему серії К561, К176 чи CD з числом інверторів щонайменше чотирьох. Наприклад, К176ЛЕ5, К176ЛА7, К561ЛН2. Електромагнітне реле К1 з обмоткою на 12V та контактами на 230V при струмі до ЗА. Можна використовувати будь-яке аналогічне реле або вибрати залежно від потужності насоса. Якщо потужність насоса не більше 200W, можна використовувати реле КУЦ-1 від старого телевізора.

Коли виникає необхідність контролю рівня рідини, багато хто виконує цю роботу вручну, адже це вкрай неефективно, забирає багато часу і сил, а наслідки недогляду можуть обійтися дуже дорого: наприклад, затоплена квартира або насос, що згорів. Це можна легко уникнути, використовуючи поплавкові датчики рівня води. Це прості за конструкцією та принципом дії пристрою, доступні за ціною.

У домашніх умовах датчики цього типу дозволяють автоматизувати такі процеси, як:

• контроль рівня рідини у видатковому баку;
• відкачування ґрунтових вод з льоху;
• відключення насоса, коли рівень у колодязі падає нижче допустимого, та деякі інші.

Принцип дії датчика поплавця

У рідину міститься предмет, який у ній не тоне. Це може бути шматок дерева або пінопласту, порожня герметична сфера з пластмасиабо металу та багато іншого. При зміні рівня рідини цей предмет підніматиметься або опускатиметься разом з нею. Якщо поплавець з'єднати з виконавчим механізмом, він виконуватиме функції датчика рівня води в ємності.

Класифікація обладнання

Поплавкові датчики можуть самостійно здійснювати контроль за рівнем рідини або подавати сигнал у схему контролю. За цим принципом їх можна поділити на дві великі групи: механічні та електричні.

Механічні пристрої

До механічних відносяться найрізноманітніші поплавкові клапани рівня води в баку.
Інцип їх дії полягає в тому, що поплавець з'єднаний з важелем, при зміні рівня рідини поплавець переміщує вгору або вниз цей важіль, А він, у свою чергу, впливає на клапан, який і перекриває (відкриває) подачу води. Такі клапани можна побачити у зливних бачках унітазів. Їх дуже зручно використовувати там, де потрібно постійно додавати воду із центральної системи водопостачання.

Механічні датчики мають ряд переваг:

• простота конструкції;
• компактність;
• безпека;
• автономність – не вимагають жодних джерел електроенергії;
• надійність;
• дешевизна;
• легкість встановлення та налаштування.

Але у цих датчиків є один істотний недолік: вони можуть контролювати лише один (верхній) рівень, який залежить від місця монтажу, і регулювати його, якщо й можна, то в невеликих межах. У продажу такий клапан моженазиватися «поплавковий кран для ємностей».

Електричні датчики

Електричний датчик рівня рідини (поплавковий) відрізняється від механічного тим, що сам він воду не перекриває.
плавок, переміщуючись при зміні кількості рідини, впливає на електричні контакти, включені до схеми управління. З цих сигналів автоматична система контролю приймає рішення необхідність тих чи інших дій. У найпростішому випадку такий датчик має поплавець. Цей поплавець впливає контакт, через який відбувається включення насоса.

Як контакти найчастіше застосовують геркони. Геркон – це скляна герметична колба з контактами всередині. Перемикання цих контактів відбувається під впливом магнітного поля. Геркони мають мініатюрні розміри та легко розміщуються усередині тонкої трубки з немагнітного матеріалу (пластик, алюміній). По трубці під дією рідини вільно переміщається поплавець з магнітом, при наближенні якого спрацьовують контакти. Вся ця система встановлюється вертикально у резервуар. Змінюючи положення геркона всередині трубки, можна регулювати момент спрацьовування автоматики.

Якщо потрібно стежити за верхнім рівнем у резервуарі, то датчик встановлюють зверху. Як тільки рівень опуститься нижче встановленого, контакт замкнеться, насос увімкнеться. Вода почне додаватися, і коли рівень води дійде до верхньої межі, поплавець повернеться у вихідний стан і насос відключиться. Однак на практиці таку схему застосовувати не можна. Справа в тому, що датчик спрацьовує при найменшій зміні рівня, потім включається насос, рівень піднімається, і насос відключається. Якщо витрата води з ємності менша, ніж подача, виникає ситуація, коли насос постійно вмикається і відключається, при цьому він швидко перегрівається та виходить з ладу.

Тому датчики рівня водидля керування насосом працюють інакше. У ємності мають мінімум два контакти. Один відповідає за верхній рівень, він вимикає насос. Другий визначає положення нижнього рівня, при досягненні якого насос вмикається. Таким чином, значно скорочується кількість пусків, що забезпечує надійну роботу всієї системи. Якщо різниця рівнів невелика, то зручно використовувати трубку з двома герконами всередині та один поплавець, який їх комутує. При різниці більше метра застосовують два окремі датчики, встановлені на необхідних висотах.

Незважаючи на більш складну конструкцію та необхідність схеми управління, електричні датчики поплавця дозволяють повністю автоматизувати процес управління рівнем рідини.

Якщо через такі датчики підключити лампочки, їх можна використовувати для візуального контролю кількості рідини в резервуарі.

Саморобний поплавковий вимикач

Якщо у вас є час і бажання, то найпростіший датчик датчика рівня води можна зробити своїми руками, і витрати на нього будуть мінімальні.

Механічна система

Для того, щоб максимально спроститиконструкцію, як замикаючий пристрій будемо використовувати кульовий клапан (кран). Добре підійдуть найменші клапани (напівдюймові і менше). Такий кран має ручку, якою він закривається. Для обробки його в датчик необхідно подовжити цю ручку смужкою металу. Смужка кріпиться до ручки через просвердлені в ній отвори відповідними гвинтами. Перетин цього важеля має бути мінімальним, але при цьому він не повинен згинатися під дією поплавця. Довжина його близько 50 см. Поплавець кріпиться на кінці цього важеля.

Як поплавець можна використовувати дволітрову пластикову пляшкувід газування. Пляшка наполовину заповнюється водою.

Перевірити роботу системи можна, не встановлюючи їх у резервуар. Для цього встановіть кран вертикально, а важіль з поплавцем поставте горизонтальне положення. Якщо все зроблено правильно, то під дією маси води в пляшки, важіль почне рухатися вниз і займе вертикальне положення, разом з ним перевіриться ручка клапана. Тепер зануріть пристрій у воду. Пляшка повинна спливти та повернути ручку клапана.

Так як клапани розрізняються розмірами та зусиллям, які потрібно докласти для їх перемикання, можливо, потрібно буде провести налаштування системи. Якщо поплавець не може провернути клапан, можна збільшити довжину важеля або взяти пляшку більшого об'єму.

Монтуємо датчик у ємності на необхідному рівні у горизонтальному положенні, при цьому у вертикальному положенні поплавця клапан має бути відкритий, а у горизонтальному – закритий.

Датчик електричного типу

Для самостійного виготовлення датчикацього типу, крім звичайного інструменту, знадобиться:

Послідовність виготовлення:

При зміні рівня рідини разом із нею переміщається і поплавець, який діє електричний контакт контролю рівня води у баку. Схема управління таким датчиком може мати вигляд, представлений малюнку. Точки 1, 2, 3 – це точки підключення дроту, що йде від нашого датчика. Точка 2 – це загальна точка.

Розглянемо принцип дії саморобного устрою. Припустимо, у момент включення резервуарпорожній, поплавець знаходиться в положенні нижнього рівня (НУ), цей контакт замикається та подає живлення на реле (Р).

Реле спрацьовує та замикає контакти Р1 та Р2. Р1 – це контакт самоблокування. Він потрібний для того, щоб реле не відключилося (насос продовжував працювати), коли вода почне прибувати, і контакт НУ розімкнеться. Контакт Р2 підключає насос (Н) до джерела живлення.

Коли рівень підніметься до верхнього значення, спрацює геркон і розімкне свій контакт ВУ. Реле буде знеструмлено, воно розімкне свої контакти Р1 і Р2, і насос відключиться.

Зі зменшенням кількості води в резервуарі поплавок почне опускатися, але доки він не займе нижнє положення і не замкне контакт НУ, насос не ввімкнеться. Коли це станеться, цикл роботи знову повториться.

Ось так працює поплавковий вимикач контролю рівня води.

У процесі експлуатації необхідно періодично очищати трубу та поплавок від забруднень. Геркони витримують безліч перемикань, тому такий датчик прослужить довгі роки.

instrument.guru

Наявність проточної та питної води – найважливіша складова комфортного проживання та відпочинку за містом. У ситуації, коли центральне водопостачання недоступне, єдиним правильним рішенням стає буріння свердловини або колодязя та наступне встановлення автоматичного занурювального насоса. Безперебійне функціонування агрегату залежить від системи управління, що збирається за різними схемами.

1. Огляд блоків керування різних виробників
   • Прилад керування Овен САУ-М2

Управління занурювальним насосом - доцільність автоматики

Для облаштування в заміському будинку повнофункціональної системи водопостачання потрібна автоматизація процесу заповнення витратних ємностей. Керування насосом має бути надійним у роботі та простим за допомогою пристрою.

Автоматизація насосної установки дозволяє досягти безперебійного та надійного водопостачання, скоротити експлуатаційні витрати та витрати праці, а також зменшити обсяги регулюючих резервуарів.

Для організації автоматичної роботи насоса крім стандартної апаратури загального застосування (магнітних пускачів, контакторів, проміжних реле та перемикачів) використовують спеціальні апарати контролю/управління. До таких елементів відносять:

• струменеві реле;
• реле контролю рівня та заливання;
• електродні реле рівня;
• датчики ємнісного типу;
• різні манометри;
• поплавкове реле і т.д.

Варіанти керування занурювальним насосом

Можна виділити три види приладів для керування занурювальним насосом:

• блок керування у вигляді пульта;
• прес-контроль;
• автоматичне керування з механізмом підтримки постійного тиску води у системі.

Перший варіант - найпростіший блок керування, здатний захистити насос від перепадів напруги та можливих коротких замикань. Автоматичний режим роботи досягається підключенням блоку керування до рівня реле або реле тиску. Іноді пульт керування приєднується до вимикача поплавця. На такий блок автоматики вартість не перевищує 4000-5000 рублів. Однак, доцільності використання такого управління без захисту насоса від сухого ходу та реле тиску немає.

Існують блоки із вбудованими системами, наприклад, «Водолій 4000» вартістю 4000-10000 грн. Істотний плюс обладнання – простота монтажу. Установку можна виконати самостійно без залучення фахівців.

Другий варіант – «пресконтроль» оснащений вбудованими системами пасивного захисту від сухого ходу та автоматизованої роботи насоса. Управління базується за орієнтуванням на ряд параметрів, серед яких обов'язково враховуються рівень протоки та тиску води. Наприклад, якщо витрата води вища за 50 л/хв, то обладнання під коригуванням пресконтролю функціонує безперервно. У міру зменшення водяного потоку/підвищення тиску спрацьовує автоматика та прес-контроль відключає насос.

При витрачанні рідини менше 50 л/хв запуск насоса відбувається зі зниженням тиску у системі водопостачання до 1,5 атмосфер. Ця функція особливо важлива в умовах різкого стрибка тиску, коли потрібно скоротити кількість увімкнень/вимкнень пристрою при мінімальній витраті води.

Вдалі моделі пресконтрольного обладнання: Brio-2000M та Водолій.

Третій варіант - блокове керування з підтриманням стабільного тиску по всій системі. Цей пристрій доцільно встановлювати там, де вкрай небажані стрибки тиску.

Важливо! Стабільно завищені показники тиску збільшують витрату електроенергії, при цьому ККД насосного обладнання знижується

Шафа управління занурювальним насосом: необхідність та функції

Шафа управління – обов'язковий елемент автономної системи водопостачання, що працює на базі насоса занурювального типу. У ньому інтегруються всі управляючі, контрольні вузли та запобіжні блоки.

За допомогою розподільної шафи вдасться вирішити ряд завдань:

1. Забезпечує плавний, безпечний запуск електродвигуна насоса.
2. Регулювання частотного перетворювача.
3. Відстеження експлуатаційних параметрів автономного водопостачання: температура води, тиск у трубах, рівень свердловини.
4. Вирівнювання характеристик струму, що подається на клеми електродвигуна та регулює частоту обертання насосного валу.

Шафа управління, що обслуговує одночасно кілька агрегатів, має розширений функціонал:

1. Контролює періодичність роботи насосів. Блоки управління поперемінно забезпечують рівномірне зношування машинної частини обладнання. Це збільшує майже вдвічі термін експлуатації напірного обладнання.
2. Відстеження безперервності роботи агрегатів. Якщо один насос вийшов з ладу, свердловина продовжить викачування води на другій (резервній) лінії.
3. Контролює функціональність насосного обладнання. Під час простою пристрою запобігає його замулюванню.

Типова комплектація шафи керування

Розподільча шафа для занурювального насоса (водопровідного, дренажного, пожежного) складається з наступних елементів:

1. Корпус – металева коробка, розрахована для монтажу електротехнічного обладнання.
2. Лицьова панель виготовляється на базі кришки корпусу, в яку вбудовані кнопки «Стоп»/«Пуск». На лицьовій стороні монтуються індикатори роботи датчиків та насосів, а також реле перемикання з ручного на автоматичний режим.
3. Блок контролю фаз складається з трьох датчиків, що відстежують навантаження фазами. Пристрій встановлюється біля входу в апаратну частину розподільної шафи.
4. Контрактор - перемикач, що подає електрику на клеми насосної установки та відключає агрегат від мережі.
5. Запобіжник – спеціальне реле, що нівелює наслідки короткого замикання в системі. У разі замикання перегорить плавкий елемент запобіжника, а не обмотка двигуна чи вміст шафи.
6. Блок управління – контролює режим роботи агрегату. Складається з датчика вимикання/вмикання насоса та датчика переповнення. Клеми датчиків вводяться в гідробак і свердловину.
7. Частотний перетворювач управляє обертами валу асинхронного двигуна, скидаючи та нарощуючи частоту обертання в момент вимкнення та старту насоса.
8. Датчики тиску і температури підключаються до контрактора і блокують запуск агрегату в неналежних умовах експлуатації - зледеніння труб, підвищення тиску та ін.

Подібна «начинка» шаф керування прийнята за основу багатьма виробниками. Але водночас деякі компанії впроваджують у типову схему інноваційні рішення, підвищуючи конкурентоспроможність продукту.

Огляд блоків керування різних виробників

Автоматична станція "Каскад"

Станція керування занурювальним насосом «Каскад» призначена для автоматичного керування/захисту трифазного електродвигуна агрегату, розрахованого на 380 В. Станція є металевою шафою, що замикається на замок. У комплект входять:

• станція керування;
• датчик сухого ходу (кондуктометричний тип);
• датчик рівня;
• паспорт та посібник з експлуатації.

Технічні та експлуатаційні характеристики станції «Каскад»:

• номінальний струм – до 250 А;
• робоче положення – вертикальне;
• живлення датчиків рівня змінним струмом;
• вимірювання струму за фазами навантаження;
• напруга живлення - 380 В;
• ступінь захисту – IP21, IP54.

Випущені моделі

Аварійне відключення у разі:

• перевантажень під час роботи та в момент запуску;
• обриву однієї/двох фаз;
• "холостому" ході двигуна;
• перегріві електродвигуна;
• низького дебету свердловини;
• короткого замикання ланцюга електродвигуна.

Пристрій управління «Висота»

Пристрій захисту/керування занурювальним наосом «Висота» призначений для відцентрових агрегатів потужністю 2,8-90 кВт. Основні функції:

• пуск/зупинка насоса в залежності від рівня рідини в резервуарі;
• вимкнення агрегату при коротких замикання;
• захист від сухого ходу;
• контроль опору ізоляції двигуна;
• контроль навантаження у фазі.

Важливо! Якщо не використовується датчик рівнів, то можлива робота пристрою у дистанційному режимі керування

Принцип роботи станції «Висота»

За відсутності в резервуарі води нижній та верхній електронні датчики (КНУ, КВУ) розімкнуті, а реле К1 знеструмлено - відбувається запуск насосного обладнання. При верхньому рівні рідини контакт КВУ замикає ланцюг, спрацьовує реле К1 і розмикає ланцюг котушки пускача - насос вимикається. Після зниження рівня води нижче за КНУ відбувається повторне включення електронасоса.

Захист від короткого замикання електроланцюга забезпечується вимикачем QF, ланцюги управління – запобіжником FU. Струмкове теплове реле КК захищає від перевантажень, при спрацьовуванні світиться лампочка з написом «Перевантаження».

Прилад керування Овен САУ-М2

Прилад для керування занурювальним насосом Овен САУ-М2 використовується для підтримки рівня води в накопичувальних ємностях, резервуарах, відстійниках та осушувальних комплексах.

Технічні характеристики та умови експлуатації:

• номінальна напруга – 220В;
• допустимі відхилення від рівня рекомендованої напруги - +10 ... -15%;
• максимально допустимий струм – 8 А;
• опір рідини, при якому спрацьовує датчик – до 500 кОм;
• ступінь захисту корпусу - IP44;
• температура навколишнього середовища - +1 ... +50 ° С;
• відносна вологість повітря – максимум 80% при температурі +35°С;
• атмосферний тиск – близько 86-106,7 кПа.

Функціональна схема блоку керування занурювальним насосом САУ-М2

Коли рівень води в резервуарі досягає нижньої позначки, де встановлений довгий електрод датчика бака, ємність автоматично наповнюється до верхнього рівня, на якому вмонтовано короткий електрод датчика бака. До пристрою підключено 2 триелектродні датчики:

• датчик рівня ємності, що заповнюється;
• датчик рівня в ємності, яка використовується для забору рідини (свердловина).

Компаратори 1-4 порівнюють значення сигналів з опорним значенням, після чого видають сигнал на увімкнення/вимкнення реле насоса, до якого приєднаний електропривод агрегату.

Реле "Насос" вимикається при затопленні короткого електрода датчика ємності і включається при осушенні довгого електрода (нижній рівень).

Проста схема керування занурювальним насосом

Для облаштування дачного водопостачання на невеликому піднесенні бажано розмістити ємність для накопичення води. З бака водопровідними трубами вода подаватиметься в будинок і потрібні місця присадибної ділянки. На малюнку наведена схема найпростішого механізму керування насосом, який можна організувати самостійно.

Схема складається із невеликої кількості елементів. Переваги такого управління - простота встановлення та надійність.

Принцип роботи:

1. Запуск та вимкнення агрегату здійснюється нормально-замкненим контактом реле К1.1.
2. Режим роботи вибирається перемикачем S2 (водопідйом-дренаж).
3. Датчики F1 і F2 контролюють рівень води в резервуарі (як бак можна застосовувати звичайну дерев'яну бочку або пластмасову ємність).
4. Увімкнення живлення вимикачем S1, якщо рівень рідини нижче датчика F1 котушка реле знеструмлена - насос запускається через замкнуті контакти реле К1.1. Після того, як вода підніметься до датчика F1, транзистор VT1 відкриється і включить реле К1. Нормально замкнені контакти К1.1 роз'єднаються і агрегат зупиниться.

У системі керування використовується малопотужний трансформатор від мовного приймача. У цьому важливо дотримуватися, щоб напруга на конденсаторі С1 було щонайменше 24 У. Діоди КД212А можна замінити будь-яким діодом з випрямленим струмом порядку 1 А і зворотним напругою понад 100 У.

strport.ru

Схема керування (відключення) насосом на відкачування води за рівнем

Почнемо ми зі схеми відкачування води, тобто коли перед вами стоїть завдання відкачувати воду до певного ступеня, а потім відключати насос, щоб він не працював на холостому ходу. Подивіться на схему нижче.

Саме така важлива електрична схема здатна забезпечити відкачування води, до заданого ступеня. Розберемо принцип її роботи, що тут і навіщо. Отже, уявімо, що вода поповнює наш резервуар, не значно що це ваше приміщення, льох чи бак… У результаті, коли вода доходить до верхнього геркона SV1, то на котушку правеликого реле Р1 подається напруга. Його контакти замикаються і через них відбувається паралельне підключення геркону. Таким чином реле самопідхоплюється. Також включається силове реле Р2, яке комутує контакти насоса, тобто насос включається на відкачування. Далі рівень води починає знижуватися і сягає геркона SV2, у разі замикається він і подає позитивний потенціал на обмотку котушки. У результаті, на котушці з двох боків виявляється позитивний потенціал, струм не йде, магнітне поле реле слабшає реле Р1 відключається. При відключенні Р1 відключається і подача столи для реле Р2, тобто насос теж перестає відкачувати воду. В залежності від потужності насоса, ви можете підібрати реле на необхідний вам струм.
Ми нічого не сказали про резистор 200 Ом. Він потрібний для того, щоб у процесі включення геркона SV2 не трапилося короткого замикання з мінусом, через контакти реле. Резистор краще всього підібрати такий, щоб він дозволяв упевнено спрацьовувати реле Р1, але був при цьому максимально великого можливого потенціалу. У нашому випадку це було 200 Ом. Ще однією особливістю схеми є застосування герконів. Їх плюс при застосуванні очевидний, вони не контактують з водою, а значить, на електричну схему не впливатимуть можливі зміни струмів і потенціалів при різних життєвих ситуаціях, чи то вода солона чи нечиста… Схема працюватиме завжди стабільно і без осічок.
Що ж, тепер подавайте розберемо протилежну ситуацію, коли необхідно воду навпаки закачувати в бак і відключати за зростаючого рівня.

Схема керування (відключення) насосом на налив води за рівнем

Якщо ви охопите нашу статтю всю швидко і разом своїм поглядом, то помітите, що другий схеми ми просто в статті і не привели, крім тієї, що зростає. Насправді, це само собою зрозумілий факт, адже чим по суті виділяється схема відкачування від схеми накачування, хіба що тим, що геркони розташовані один знизу другий внизу. Тобто, якщо переставити місцями геркони, або перепідключити контакти до них, то одна схема звернутися до іншої. Тобто резюмуємо, що для того, щоб переробити вищеприкладену схему в схему накачування води, поміняйте пунктами геркони. У результаті, насос включатиме від нижнього датчика – геркона SV1, а відключатиметься на верхньому ступені від геркона SV2.

Реалізація установки герконів як кінцевих датчиків для спрацьовування насоса у підневільності від рівня води

Крім електричної схеми, вам необхідно буде зробити і конструкцію, що забезпечує замикання герконів, у підневільності від рівня води. Ми зі свого боку можемо запропонувати вам кілька варіантів, які будуть задовольняти таким умовам. Подивіться на них нижче.

У першому випадку реалізовано конструкцію з використанням нитки, троса. У другому жорстка конструкція, коли магніти введені на стрижні, що плаває на поплавці. Описувати елементи кожної з конструкцій особливого резону неті, тут у принципі і так гранично зрозуміло.

Підключення насоса за схемою спрацьовування в залежності від рівня води в баку - підбиваючи підсумки

Найголовніше, це те, що ці схема дуже проста, не вимагає налагодження і повторити її може утилітарні будь-хто, навіть не маючи досвіду роботи з електронікою. Друге, схема дуже надійна і споживає мінімальну потужність у режимі очікування, тому що всі її ланцюги розімкнуті. Це означає, що споживання обмежуватиметься лише втратами струму в блоці живлення, не більше.

lux-dekor.ru

Необхідність використання автоматики

Щоб система водопостачання заміського будинку була автоматичною та працювала без вашого втручання, необхідний автомат (система автоматики), яка підтримуватиме певний тиск у системі та керуватиме запуском та зупинкою насосного обладнання.

Щоб керування насосом було простим і надійним, крім стандартної апаратури загального призначення (контакторів, магнітних пускачів, перемикачів та проміжних реле) використовуються спеціальні пристрої контролю та керування. До них можна віднести такі вироби:

• струменеві реле;
• датчики контролю тиску та рівня рідини;
• електродні реле;
• ємнісні датчики;
• манометри;
• поплавкові датчики рівня.

Варіанти керування насосним обладнанням

Для керування занурювальним насосом використовуються такі види приладів:

• пульт керування, що складається з блоку необхідних механізмів;
• прес-контроль;
• автомат для керування, який підтримує певний тиск у системі водопостачання.

Пульт керування – це досить простий блок, який дозволяє зберегти насосний виріб від перепадів напруги та коротких замикань. Автоматичний режим функціонування можна отримати, якщо підключити блок керування до реле тиску та рівня рідини. У деяких випадках пульт керування приєднують до датчика поплавця. Ціна такого блоку управління невисока, але її ефективність без використання захисту насоса від роботи на суху та реле тиску під сумнівом.

Порада: для самостійного монтажу краще використовувати блок із вбудованою системою.

Блок управління у вигляді пресконтролю має вбудований пасивний захист від роботи на сухий, а також обладнання для автоматизованої роботи насоса. Для управління системою потрібно контролювати ряд параметрів, а саме тиск рідини та рівень потоку. Наприклад, якщо витрата води перевищує 50 літрів на хвилину, насосне обладнання під управлінням пресконтролю працює без зупинки. Автомат спрацьовує та відключає насос, якщо водяний потік зменшується, а тиск у системі підвищується. Якщо витрата рідини менша за 50 літрів на хвилину, то насосний виріб запускається при зниженні тиску в системі до 1,5 бар. Така робота автомата особливо важлива при різких стрибках тиску, коли потрібно скоротити кількість запусків та зупинок насоса за мінімальної витрати.

Автомат для керування, який дозволяє підтримувати постійний тиск у системі, необхідно використовувати там, де будь-які стрибки тиску вкрай небажані.

Увага: якщо показники тиску будуть постійно завищені, то витрата електроенергії збільшиться, а ККД насоса навпаки знизиться.

Шафа управління

Найбільш досконалий автомат для контролю за роботою насосного обладнання – це шафа управління. У цей пристрій вбудовані всі необхідні вузли та запобіжні блоки для керування занурювальним насосом.

За допомогою такої шафи можна вирішити безліч завдань:

1. Устаткування забезпечує безпечний запуск двигуна.
2. Здійснюється регулювання роботи частотного перетворювача.
3. Пристрій відстежує експлуатаційні параметри системи автономного водопостачання, саме тиск, температуру рідини, рівень води в свердловині.
4. Автомат вирівнює характеристики струму, що подається на клеми двигуна, а також регулює частоту обертання валу насосного обладнання.

Також є шафи керування, які можуть обслуговувати декілька насосів. Ці вироби можуть вирішувати ще більше завдань:

1. Вони контролюватимуть періодичність роботи насосів, що дозволить збільшити термін служби агрегатів, оскільки завдяки блоку управління може забезпечуватися рівномірне зношування механічних частин.
2. Спеціальні реле відстежуватимуть безперервну роботу насосних виробів. При виході з ладу одного агрегату робота перекладатиметься на другий виріб.
3. Також система автоматики може самостійно контролювати справність насосного обладнання. Під час тривалої бездіяльності насосів запобігатиме їх замулювання.

У стандартну комплектацію шафи управління входять такі вузли та елементи:

• Корпус у вигляді сталевої коробки з дверцятами.
• На основі кришки корпусу виготовляється лицьова панель. У неї вбудовані кнопки пуску та зупинки. На панелі встановлюються індикатори роботи насоса та датчиків, а також реле для вибору автоматичного та ручного режиму роботи.
• Біля входу в апаратний відсік шафи встановлюється пристрій для контролю фаз, який складається з 3-х датчиків. Цей блок відстежує навантаження фазами.
• Контактор – це виріб для подачі електричного струму на клеми насоса та відключення агрегату від мережі.
• Запобіжне реле для захисту від короткого замикання. У разі замикання буде пошкоджено запобіжник, а не обмотка електродвигуна насоса або вузли та деталі шафи.
• Для контролю за роботою агрегату в шафі стоїть блок управління. Тут є датчики переповнення, запуску та зупинки насоса. При цьому клеми цих датчиків виводяться у свердловину або гідробак.
• Для керування обертанням валу електродвигуна використовується частотний перетворювач. Він дозволяє плавно скидати та нарощувати частоту обертання двигуна при запуску та зупинці насосного обладнання.
• Датчики температури та тиску приєднуються до контактора та запобігають запуску насоса в невідповідних умовах.

Найпростіша схема управління

Застосування простої схеми виправдане для облаштування водопостачання невеликого будинку. В цьому випадку ємність для збирання води краще розмістити на невеликому піднесенні. З накопичувального бака за системою трубопроводів вода поставлятиметься у різні місця присадибної ділянки та до будинку.

Порада: як накопичувальна ємність можна використовувати металеву, пластикову або дерев'яну бочку або бак.

Найпростішу схему керування насосним обладнанням нескладно реалізувати самостійно, оскільки вона складається з невеликої кількості елементів. Головна перевага такої схеми – надійність та простота установки.

Принцип роботи цієї схеми управління полягає в наступному:

1. Для увімкнення та вимкнення насосного обладнання використовується контактне реле (К 1.1) нормально-замкнутого типу.
2. Схема має на увазі два режими роботи - підйом води зі свердловини та дренаж. Вибір того чи іншого режиму здійснюється за допомогою перемикача (S2).
3. Для контролю рівня води накопичувальної ємності використовуються реле F 1 і 2.
4. При зниженні води в баку нижче рівня розташування датчика F1 відбувається включення живлення через перемикач S. При цьому котушка реле буде знеструмлена. Запуск насосного обладнання відбувається під час замикання контактів на реле К1.1.
5. Після підйому рівня рідини до датчика F1 відбудеться відкриття транзистора VT1 і включення реле К1. При цьому контакти нормально замкненого типу на реле К1.1 розімкнуться і насосне обладнання відключиться.

У цій системі управління використовується малопотужний трансформатор, який можна взяти у обертовому приймачі. При складанні системи важливо, щоб на конденсатор С1 подавалася напруга не менше 24 В. Якщо у вас немає діодів КД 212 А, замість них можна використовувати будь-які діоди з випрямленим струмом в межах 1 А, при цьому зворотна напруга повинна бути більше 100 В.

vodakanazer.ru

Кондуктометричний метод керування

Існує значно надійніший метод контролю та управління за рівнем рідини – це кондуктометричний метод. Підходить, щоправда, тільки для струмопровідних рідин, але переважна більшість завдань стосується регулювання рівня води, яка добре проводить струм.
Принцип заснований на тому, що рідина занурюються електроди, між якими протікає малий струм з невеликою напругою. Спеціальний контролер, таким чином, з абсолютною точністю відстежує рівень рідини. Метод має високу надійність, точність регулювання і більш гнучкий режим, т.к. можна довільно виставити рівні.

Наведемо приклад: існує свердловина з низьким дебітом, відповідно насос свердловин потрібно захистити від роботи без води максимально надійно і забезпечити його комфортну роботу. Тільки кондуктометричним способом ми можемо забезпечити правильний режим експлуатації насоса та високу надійність спрацьовування.
Ми можемо задати режим, при якому насос буде відключатися при неприпустимому рівні рідини, а включатися тільки при повному відновленні рівня води у свердловині. Це дозволить не лише захистити насос, а й забезпечити рідкісний запуск насоса. Інакше його ресурс сильно скоротиться, т.к. невеликий підйом води увімкне насос, який за лічені секунди цю воду викачає і знову відключиться. І так короткими циклами. Це і некомфортно та швидко виведе насос із ладу.
Контролер - універсальний виріб, що комутує, якому можна знайти масу застосувань і розширити функціонал. Наприклад, ви хочете знати про аварійну ситуацію - підключаємо модульний зумер або лампу, яка сигналізуватиме про несправність. Підключивши крани із сервоприводом, легко побудувати систему захисту від протікання води. І багато іншого.

Як електроди для кондуктометричної системи підійде будь-який струмопровідний металевий предмет. Але так, як багато матеріалів окислюються і іржавіють, то рекомендується як електроди використовувати елементи з латуні та нержавіючої сталі.
Запропоновані заводські електроди можна подивитися тут

Як загальний (нижній) електрод, так само можна використовувати корпус контрольованої ємності, якщо вона металева. При автоматизації занурювального насоса як загальний електрод може виступати корпус самого насоса, тоді просто підключаємо клему загального електрода на контакт землі кабелю насоса.

vodoprovod.ru

Схема керування (відключення) насосом на відкачування води за рівнем

Почнемо ми зі схеми відкачування води, тобто коли перед вами стоїть завдання відкачувати воду до певного рівня, а потім відключати насос, щоб він не працював на холостому ходу. Подивіться на схему нижче.

Саме така принципова електрична схема здатна забезпечити відкачування води до заданого рівня. Розберемо принцип її роботи, що тут і навіщо. Отже, уявімо, що вода поповнює наш резервуар, не важливо, що це ваше приміщення, льох або бак… У результаті, коли вода доходить до верхнього геркона SV1, то на котушку керуючого реле Р1 подається напруга. Його контакти замикаються і через них відбувається паралельне підключення геркону. Таким чином реле самопідхоплюється. Також включається силове реле Р2, яке комутує контакти насоса, тобто насос включається на відкачування. Далі рівень води починає знижуватися і сягає геркона SV2, у разі замикається він і подає позитивний потенціал на обмотку котушки. У результаті, на котушці з двох боків виявляється позитивний потенціал, струм не йде, магнітне поле реле слабшає реле Р1 відключається. При відключенні Р1 відключається і подача живлення реле Р2, тобто насос теж перестає відкачувати воду. Залежно від потужності насоса, ви можете підібрати реле на необхідний струм.
Ми нічого не сказали про резистор 200 Ом. Він необхідний для того, щоб у процесі включення геркона SV2 не відбулося короткого замикання з мінусом через контакти реле. Резистор найкраще підібрати такий, щоб він дозволяв упевнено спрацьовувати реле Р1, але був при цьому максимально більшого можливого потенціалу. У нашому випадку це було 200 Ом. Ще однією особливістю схеми є застосування герконів. Їх плюс при застосуванні очевидний, вони не контактують з водою, а отже, на електричну схему не впливатимуть можливі зміни струмів і потенціалів за різних життєвих ситуацій, чи то вода солона чи брудна… Схема працюватиме завжди стабільно і «без осічок». Не потрібно налаштувати схему, все працює відразу, при правильному з'єднанні.

Через 2 місяці… Тепер про те, що було зроблено через кілька місяців, виходячи з вимог до зменшення споживання харчування в режимі очікування. Тобто, це вже друга версія всього того, про що ми розповіли вище.
Самі розумієте, що згідно зі схемою вище буде постійно включений блок живлення на 12 вольт, який між іншим теж споживає не безкоштовну електрику. Виходячи з цього було прийнято рішення зробити схему для спрацьовування насоса для відкачування або наливу води зі струмом в режимі очікування рівним 0 мА. Насправді реалізувати це виявилося легко. Подивіться на схему нижче.

Спочатку у схемі всі ланцюги розімкнені, а значить вона споживає наші заявлені 0 мА, тобто нічого. Коли замикається верхній геркон, то напруга через трансформатор і діодний місток включає реле Р1. Таким чином реле комутує через свої контакти і резистор 36 ом харчування на блок живлення і знову на саму себе, тобто самопідхоплюється. Насос вмикається. Далі, коли рівень води доходить до низу і спрацьовує реле Р2, воно розриває той самий ланцюг самопідхоплювання реле Р1, таким чином знеструмлюючи всю схему і приводячи його в режим очікування. Резистор 36 служить для того, щоб під час включення верхнього геркона обмежити струм на насос, хоча б небагато. Тим самим знизивши індукційний струм на герконі та продовживши його життя. Коли ж блок живлення буде запитаний вже через реле Р1, після його спрацьовування, то такий опір без проблем забезпечить напругу для утримання реле, тобто буде не критично, а по друге не грітиметься, оскільки через нього протікатиме не значний струм. Це лише струм від втрат в обмотці і струм живлення реле Р1. Тому вимоги до резистори не критичні.
У будь-якій з цих схем можуть використовуватися не тільки геркон, а й просто кінцеві датчики.

Що ж, тепер давайте розберемо протилежну ситуацію, коли необхідно воду навпаки закачувати в бак і відключати при високому рівні в ньому. Тобто насос включається за низького рівня води, а вимикається при високому.

Схема керування (відключення) насосом на налив води за рівнем

Якщо ви охопите нашу статтю всю швидко і разом своїм поглядом, то помітите, що другої схеми ми просто в статті і не привели, крім тієї, що вище. Насправді, це зрозумілий факт, адже чим по суті відрізняється схема відкачування від схеми накачування, хіба що тим, що геркони розташовані один знизу другий внизу. Тобто, якщо переставити місцями геркони, або перепідключити контакти до них, то одна схема перетворитися на іншу. Тобто резюмуємо, що для того, щоб переробити вищеприкладену схему в схему накачування води, поміняйте місцями геркони. У результаті, насос включатиме від нижнього датчика – геркона SV1, а відключатиметься на верхньому рівні від геркона SV2.

Реалізація установки герконів як кінцевих датчиків для спрацьовування насоса в залежності від рівня води

Крім електричної схеми, вам необхідно буде зробити і конструкцію, яка забезпечує замикання герконів, залежно від рівня води. Ми зі свого боку можемо запропонувати вам кілька варіантів, які будуть задовольняти такі умови. Подивіться на них нижче.

У першому випадку реалізовано конструкцію з використанням нитки, троса. У другому жорстка конструкція, коли магніти встановлені на стрижні, що плаває на поплавці. Описувати елементи кожної з конструкцій особливого сенсу неті, тут у принципі і так усе цілком зрозуміло.

Підключення насоса за схемою спрацьовування в залежності від рівня води в баку – підбиваючи підсумки

Найголовніше, це те, що дані схема дуже проста, не вимагає налагодження і повторити її може практично будь-хто, навіть не маючи досвіду роботи з електронікою. Друге, схема дуже надійна і споживає мінімальну потужність у режимі очікування, оскільки всі її ланцюги розімкнуті. Це означає, що споживання обмежуватиметься лише втратами струму в блоці живлення, не більше.

будівництво-оздоблення-ремонт.рф

Область застосування датчиків рівня води

• Просунуті дачні та фермерські господарства, що займаються вирощуванням плодоовочевої продукції, у своїй роботі використовують системи поливу на кшталт краплинної. Для забезпечення автоматичної роботи поливального обладнання конструкція потребує наявності великої ємності для збирання та зберігання води. Її заповнення зазвичай виробляють занурювальними водяними насосами в свердловині, при цьому потрібно відстежувати рівень тиску води для насоса та її кількість у водозбірному баку. У цьому випадку необхідно керувати роботою насоса, тобто включати його при досягненні певного рівня води в накопичувальній ємності та відключати у разі повного заповнення водяного бака. Ці функції можна реалізувати за допомогою датчиків поплавця.

Мал. 1 Принцип дії поплавкового датчика рівня (ПДК)

• Великий накопичувальний бак для води може бути потрібним і для водопостачання будинку, якщо дебіт водозабірної ємності дуже малий або продуктивність самого насоса не може забезпечити споживання води, що відповідає необхідному рівню. У цьому випадку пристрої контролю рівня рідини для автоматичної роботи системи водопостачання також необхідні.
• Систему контролю за рівнем рідини можна використовувати і при роботі з пристроями, в яких відсутня захист від сухого ходу насоса свердловин, датчик тиску води або поплавковий вимикач при відкачуванні ґрунтових вод з підвалів і приміщень з рівнем нижче поверхні землі.

Усі датчики рівня води для керування насосом можна розділити на дві великі групи: контактні та безконтактні. Безконтактні способи переважно використовуються у промисловому виробництві і поділяються на оптичні, магнітні, ємнісні, ультразвукові тощо. види. Датчики встановлюються на стінки водяних баків або занурюються безпосередньо в контрольовані рідини, електронні компоненти поміщені в шафу управління.

Мал. 2 Види датчиків рівня

У побуті найбільше застосування знайшли недорогі контактні пристрої поплавцевого типу, елемент яких відстежує виконаний на герконах. Залежно від розташування в ємності з водою такі пристрої поділяються на дві групи.

Вертикальні. У подібному пристрої вертикальному штоку розташовані герконові елементи, а сам поплавець з кільцевим магнітом переміщається вздовж трубки і включає або відключає геркони.

Горизонтальні. Кріпляться за верхній край збоку стіни резервуара, при наповненні ємності поплавець з магнітом піднімається на важелі шарнірному і підходить до геркона. Пристрій спрацьовує та комутує електричний ланцюг, поміщений у шафу управління, вона відключає живлення електронасоса.

Мал. 3 Вертикальні та горизонтальні герконові датчики

Влаштування герконового перемикача

Основний виконавчий елемент герконового датчика – герконовий вимикач. Пристрій є маленьким скляним балоном, наповненим інертним газом або з відкачаним повітрям. Газ або вакуум перешкоджають утворенню іскор та окисленню контактної групи. Усередині колби знаходяться замкнуті контакти з феромагнітного сплаву прямокутного перерізу (пермалоєвий дріт) із золотим або срібним напиленням. При попаданні в магнітний потік контакти герконового перемикача намагнічуються і відштовхуються один від одного - відбувається розмикання ланцюга, яким тече електричний струм.

Мал. 4 Зовнішній вигляд герконових перемикачів

Найпоширеніші види герконових вимикачів діє на замикання, тобто при намагнічуванні їх контакти з'єднуються один з одним і електричний ланцюг замикається. Герконові перемикачі можуть мати два висновки для замикання розмикання ланцюга або три, якщо працюють з перемиканням ланцюгів електричного струму. Низьковольтна схема, що комутує електроживлення насоса, зазвичай міститься в шафі управління.

Схема підключення герконового датчика рівня води

Герконові перемикачі є малопотужними пристроями і нездатні комутувати великі струми, тому вони не можуть бути використані безпосередньо для відключення та увімкнення насоса. Зазвичай вони задіяні в схемі низьковольтної комутації роботи потужного реле насоса, поміщеної в шафу управління.

Мал. 5 Електрична схема керування електронасосом за допомогою герконового поплавкового датчика

На малюнку представлена ​​найпростіша схема з датчиком, що реалізує керування дренажним насосом залежно від водного рівня при відкачуванні, що складається з двох герконів SV1 та SV2.

При досягненні рідини верхнього рівня магніт з поплавком включає верхній геркон SV1 і на котушку реле P1 подається напруга. Її контакти замикаються, відбувається паралельне підключення до геркону та реле самозахоплюється.

Функція самозахоплення не дає можливість вимкнути живлення котушки реле при розмиканні контактів кнопки (в нашому випадку це геркон SV1). Це відбувається в тому випадку, якщо навантаження реле та його котушка підключені до одного ланцюга.

Напруга надходить на котушку потужного реле ланцюга електроживлення насоса, його контакти замикаються і електронасос починає працювати. При падінні рівня води та досягненні поплавця з магнітом нижнього геркона SV2 він включається і на котушку реле P1 з іншого боку також подається позитивний потенціал, струм перестає текти і реле P1 відключається. Це викликає відсутність струму в котушці силового реле P2 і, як наслідок, припинення подачі напруги живлення на електронасос.

Мал. 6 Поплавкові вертикальні датчики рівня води

Аналогічна схема управління насосом, поміщена в шафу управління, може бути використана при відстеженні рівня в ємності з рідиною, якщо геркони поміняти місцями, тобто SV2 перебуватиме вгорі і відключатиме насос, а SV1 у глибині бака з водою його включати.

Датчики рівня можуть бути використані в побуті для автоматизації процесу під час заповнення великих ємностей водою за допомогою водяних електронасосів. Найбільш прості в установці та експлуатації герконові види, що випускаються промисловістю у вигляді вертикальних поплавців на штангах та горизонтальних конструкцій.

oburenie.ru

Управління насосом в автоматичному та ручному режимі, із застосуванням реле контролю рівня води NJYW1-NL1 та NJYW1-NL2 від CHINT Electrics

Вітаю, дорогі друзі!

Сьогодні, поговоримо про простеньку електричну схему. Управління насосом в автоматичному таручномурежимі із застосуванням реле серії NJYW1 для контролю рівня води в резервуарі.

Днями я подивився цікаве відео про те, як можна керувати глибинним насосом в автоматичному режимі і при цьому не переплачувати за сам електрощит. Мені відразу захотілося накреслити пару схем із застосуванням реле NJYW1від компанії CHINT Electrics.

можливоя перший, хто представив вам допрацьовані, принципові електричні схеми управління насосом за рівнем, із застосуванням такого реле. Т.к. в інтернеті, крім практичного відеоогляду, я нічого не знайшов.

Реле NJYW1дуже просте у застосуванні і не вимагає ніяких додаткових налаштувань. Є тільки один контакт, що перемикається, який залежно від налаштованих електродів в резервуарі, включає або відключає насос подачі або відкачування води.

Безліч дачних ділянок, через своє географічне розташування, не забезпечені центральним водопостачанням. І найчастіше, дачники змушені викопувати власні колодязі та свердловини для забезпечення себе питною водою.

Якщо у вас така ділянка, згадайте скільки разів на день, вам доводиться бігати за водою!

Схема управління наповнення води в накопичувальну ємність

Наведений приклад електричної схеми можна застосувати для підключення глибинного насоса на дачній ділянці, для наповнення ємності з питною водою або водою для власних потреб.

Як тільки рівень води доходить до мінімальної позначки в резервуарі, реле KL1 M1і не відключає насос до тих пір, поки рівень води в резервуарі не досягне максимального значення.

Приклад схеми із паспорта

Що стосується відкачування води з резервуара, то можна застосувати те саме реле NJYW1, трохи змінивши електричну схему, після керуючого контакту KL1. Переключивши лише один провід №8 з клеми Tbна клему Taна виконавчому контакті – реле KL1.

Схема управління відкачування води із накопичувальної ємності

Відкачування води в резервуарі починається по досягненню верхнього рівня, а зупиняється насос, по нижньому рівню. Тим самим запобігаючи переливу з резервуару.

При досягненні максимального рівня води в резервуарі, реле KL1подає сигнал на включення насоса M1і відключає його, лише в тому випадку, якщо рівень досягає мінімальної позначки.

Такий режим роботи найбільше підходить для відкачування ґрунтових вод із підвальних приміщень.

Приклад схеми із паспорта

Як бачите, це реле можна використовувати для різних випадків, як для подачі води, так і для її відкачування з резервуара.

Я трохи допрацював обидві принципові електричні схеми з паспорта виробника та додав до автоматичного режиму, ще й ручне включення та відключення насоса.