Anwendung eines Frequenzumrichters und eines Spannungsreglers in vorstädtischen Wasserversorgungssystemen

Dieser Artikel beschreibt die Verwendung eines Frequenzumrichters und eines Spannungsreglers zur Lösung des Problems der Verwaltung eines vorstädtischen Wasserversorgungssystems. Der Artikel ist eine Fortsetzung des Artikels. "Spannungsregler für eine reibungslose Regelung der Leistung an der Last", die beschreibt, was ein "Spannungsregler" ist, wird ein Entwurf betrachtet, es werden Anschlussdiagramme angegeben.

Als Objekt der Automatisierung wurde ein Haus in einem vorstädtischen Bauerndorf ausgewählt, das an eine zentrale Wasserversorgung angeschlossen ist. Der Hauptnachteil des zentralen Wasserversorgungssystems im Dorf ist die Inkonsistenz des Wasserdrucks in einem sehr weiten Bereich von 0,5 bis 1,8 atm, was allein nicht ausreicht, um bequem zu duschen oder den gesamten Garten gleichzeitig zu bewässern.

Der Kunde wurde gebeten, das derzeitige Wasserversorgungssystem zu modernisieren, ein wirksames System zur Regulierung des Ausgangsdrucks in der Hütte zu schaffen und das Bewässerungssystem des persönlichen Grundstücks zu automatisieren. Folgende Bedingungen wurden als Aufgabe gestellt:

• Das Ausgangsdruckniveau in der Hütte sollte stufenlos im Bereich von 2,0 bis 4,0 atm einstellbar sein.

• Der Wasserdruck muss stabil sein und darf nicht vom Wasserfluss in der Hütte und vom Eingangsdruck abhängen.

• Es sollte ein Schutz gegen Trockenlauf der Pumpe vorgesehen werden.

• Das Bewässerungssystem sollte automatisch Wasser für bis zu 6 Sprinkler bereitstellen, die auf dem gesamten Gelände verteilt sind.

• Das System sollte in der Lage sein, über ein tragbares Touchpanel drahtlos zu parametrieren und zu steuern.

• Die Möglichkeit der Fernüberwachung und -steuerung über das Internet sollte bereitgestellt werden.

• Das System sollte Energie und Ressourcen sparen.

In Im Allgemeinen kann das System in drei Teile unterteilt werden:

• Wasserversorgungssystem und Stabilisierung des Ausgangsdruckniveaus;

• Standortbewässerungssystem;

• Überwachungs- und Steuerungssystem, einschließlich Fernbedienung.

Das Wasserversorgungs- und Ausgangsdruckstabilisierungssystem ist in Abbildung 1 dargestellt. Es verwendet eine Kreiselpumpe (5), die den Druck am Systemausgang (Ptek) mit der erforderlichen Wasserdurchflussrate und einem sich ändernden Wert des Eingangsdrucks (Pin) erhöht. Das System besteht auch aus einem Ventil, das Wasser (1) liefert, einem analogen Eingangssensor (2) und Ausgangsdruck (6), einem Rückschlagventil (3), Verteilerventilen (4), einem Hydraulikspeicher (8) und einem Frequenzumrichter (IF) (7). Dies ermöglicht den Betrieb des Pumpenmotors bei unterschiedlichen Drehzahlen.

Abb. 1. Wasserversorgung und Druckregelung (zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Die von den Eingangs- und Ausgangsdrucksensoren kommenden Signale werden über das Analogeingangsmodul direkt in den Wechselrichter eingegeben. Die Druckregelungssoftware blinkt zum Wechselrichter, im Allgemeinen kann sie ohne zusätzliche Peripheriegeräte funktionieren. In unserem Fall sind jedoch alle privaten Einrichtungen mit einer funkgesteuerten Fernbedienung mit Touchpanel in ein einziges Netzwerk integriert, um die Effizienz und den Komfort der Steuerung des gesamten Systems zu verbessern.

Das Bewässerungssystem ist in Abbildung 2 dargestellt. Es wurde speziell für russische Betriebsbedingungen entwickelt, so einfach und bequem wie möglich. Das System besteht aus einer Sommerwasserversorgung (3), die entlang des gesamten Geländes verlegt wird. Durch Magnetmagnetventile (4) Wasser fließt durch flexible Schläuche zu herkömmlichen tragbaren Bewässerungssystemen. Insgesamt verwendet das System 6 Magnetventile und flexible Schläuche. Für die Winterabschaltung werden die Ventile für Wasserversorgung (1) und Abfluss (2) verwendet. Magnetventile werden von einem mehrkanaligen intelligenten Spannungsregler gesteuert (MIRN) (5) aus Wechselstrom.

Software und Bewässerungsalgorithmen sind direkt bei MIRN verkabelt und können autonom arbeiten. Wie im vorherigen Fall werden alle Systeme mit einer Fernbedienung zu einem einzigen Netzwerk zusammengefasst. Um den Grad der Bodenfeuchtigkeit im System zu berechnen, analoger Feuchtigkeitssensor (6). Es ist über das Analogeingangsmodul mit dem MIRN verbunden und für die korrekte Bestimmung der Dauer und des Wasservolumens erforderlich, die für die Bewässerung des Standorts erforderlich sind.

Abb. 2. Bewässerungssystem (zum Vergrößern auf das Bild klicken)

Das allgemeine Schema des Überwachungs- und Steuerungssystems ist in Abbildung 3 dargestellt. Die Abbildung zeigt alle in das Steuerungssystem eingebetteten Geräte: einen Frequenzumrichter (IF) (1), einen intelligenten Mehrkanal-Spannungsregler (MIRN) (2), eine Mikrocontroller-Steuerung (MCU) (3) und Fernbedienung (4). IF, MIRN und MKU sind in ein CAN-Netzwerk integriert.

Abb. 3. Überwachungs- und Kontrollsystem (zum Vergrößern auf das Bild klicken)

MKU wird verwendet, um Aufgaben zu steuern und an die Steuerungen zu verteilen, die für die Wasserversorgung (im Wechselrichter) und die Bewässerung (in MIRN) verantwortlich sind, sowie für die Eingabe / Ausgabe der erforderlichen Informationen an das Bedienfeld über das drahtlose WI-FI-Netzwerk. Die Fernbedienung funktioniert über die WEB-Schnittstelle mit Kontrolle über das Internet und kann an einen beliebigen Ort verschoben werden. Als Fernbedienung wurde ein herkömmlicher Touchscreen-Tablet-Computer mit integriertem WI-FI-Modul verwendet.

Ich möchte insbesondere darauf hinweisen, dass bei der Implementierung dieses Systems ressourcen- und energiesparende Technologien angewendet wurden. MKU mit einem Echtzeituhrmodul (RTC) verfügt über Tag-Nacht-Modi. Es gibt spezielle Modi "kein Besitzer" und "Wasser sparen".

Die Verwendung eines Wechselrichters zur Steuerung einer Wasserumwälzpumpe ermöglichte es, Einschaltströme beim Starten des Motors zu eliminieren und den Wert des Wasserdrucks in einem Landhaus bei unterschiedlichen Eingangsdrücken und Wasserdurchflussraten zu stabilisieren. Mit dieser Lösung konnten im Vergleich zu herkömmlichen Managementmethoden 40% Wasser und 60% Strom eingespart werden.

Klyuev Pavel

Lesen Sie hier, wie es geht.Do-it-yourself-Frequenzumrichter