Wsparcie dla gospodarki wodno-kanalizacyjnej - nowe funkcje napędów EURA Drives

Niezależnie od tego, czy mówimy o zużyciu wody, czy o odbiorze ścieków, złożoność procesów stale rośnie, a jednymi z najważniejszych wyzwań gospodarki wodno-ściekowej stały się ekologiczne technologie i ich rozwój.

We współczesnych układach pompowych najpowszechniej stosowanym rozwiązaniem jest agregat pompowy z silnikiem asynchronicznym, zasilany i sterowany za pomocą przemiennika częstotliwości. Dlatego też kluczowym elementem stał się przemiennik częstotliwości, a w szczególności jego specjalne funkcje do sterowania agregatami pompowymi. To sprawia, iż producenci przemienników częstotliwości stale pracują nad nowymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi dla tych urządzeń, tym samym nieustannie poszerzając swoją ofertę produktową.

Tak samo działa przedsiębiorstwo EURA Drives. Marka EURA jest obecna na polskim rynku już od ponad dekady dzięki ścisłej współpracy ze swoim przedstawicielem – spółką HF Inverter Polska z siedzibą w Toruniu. Przez ten okres napędy firmowe sprawdziły się w wielu aplikacjach, a stale poszerzana oferta produktowa i wsparcie techniczne mają znaczący wpływ na umacnianie pozycji marki EURA Drives na rynku krajowym.

 

Rys. 1. Główne funkcje oprogramowania przemienników częstotliwości serii E-2100-P, EM-30 oraz EP-66-P

Oprogramowanie, tryby, funkcje

Inżynierowie firmy EURA Drives opracowali i wdrożyli przeznaczone dla gospodarki wodno-kanalizacyjnej oprogramowanie przemienników częstotliwości serii E-2100-P, EM-30 oraz EP-66-P. Na rysunku 1 przedstawiono wszystkie główne funkcje tego oprogramowania.

 

Rys. 2. Tryby sterowania układem "pompa regulowana + pompy stałe"

Od teraz użytkownicy przemienników częstotliwości EURA Drives z tzw. oprogramowaniem pompowym mają do dyspozycji trzy tryby sterowania układami pompowymi:

• tryb sterowania pojedynczą pompą – najczęściej stosowany w systemach ujęcia wody, prostych systemach nawadniających, przepompowywania, napełniania lub opróżniania zbiorników, systemach przeciwpożarowych oraz – NOWOŚĆ! – w przypadku pompy zasilanej bezpośrednio z systemu fotowoltaicznego (funkcję tę opiszemy szczegółowo w naszym kolejnym artykule na łamach magazynu APA);
• tryb pompy regulowanej + pomp stałych – w trybie tym pompa główna jest regulowana przez przemiennik częstotliwości, do którego podłączony jest przetwornik ciśnienia. Przemiennik steruje również dołączaniem pomp pomocniczych (do trzech sztuk), które rozpoczynają pracę bezpośrednio ze stycznika lub softstartera. Pompami pomocniczymi zarządza przemiennik częstotliwości, odczytujący sygnał ciśnienia z przetwornika znajdującego się w kolektorze wyjściowym i modulujący prędkość pompy głównej tak, aby utrzymać zadane ciśnienie. W przypadku zbyt małej wydajności pompy głównej w stosunku do zapotrzebowania zostają sekwencyjnie aktywowane niezbędne przekaźniki (dołączanie pomp stałych), umożliwiające osiągnięcie wymaganego ciśnienia na kolektorze wyjściowym, a bieżące dostosowanie do wartości zadanej realizuje regulowana pompa główna;
• tryb sterowania kaskadą pomp – jest to najbardziej powszechne sterowanie dla pomp pracujących w grupach ciśnieniowych. Wszystkie pompy są kontrolowane przez przemienniki częstotliwości, połączone ze sobą i obciążane tak, aby utrzymać zadaną wartość ciśnienia w kolektorze wyjściowym. W tym trybie sterowania można podłączyć do piętnastu pomp w tej samej instalacji!

 

Rys. 3. Tryb sterowania kaskadą pomp

Dla każdego trybu pracy pompowej dostępnych jest szereg funkcji ochronnych i pomocniczych. Z ważniejszych funkcji ochronnych można wymienić:

• funkcja anty zator – przydatna podczas pompowania pulp, ścieków lub innych mediów mogących zawierać ciała stałe. Jej aktywowanie powoduje monitorowanie mocy silnika pompy, a wzrost mocy nastąpi w chwili, gdy pompa lub kolektor wyjściowy zacznie się zatykać. Działa to w następujący sposób: jeśli prąd mierzony pompy (F803) przekroczy zadaną wartość (FB49) przez określony czas (FB50), to pompa zatrzyma się na wskazany czas (FB51), a następnie zacznie pracować w przeciwnym kierunku z zadaną prędkością (F113) przez określony czas (FB52). Po tym czasie ponownie zatrzyma się, a następnie zacznie pracować w przeciwnym kierunku z określoną prędkością przez wskazany czas. Pod koniec tego cyklu, który nazywa się "próbą odblokowania", jeśli przetężenie nie ustąpi, zostanie podjęta kolejna próba odblokowania (max. 10 prób). Jeżeli próby odblokowania nie powiodą się, pompa zostanie zatrzymana, a na wyświetlaczu pojawi się kod błędu. Przykładowe działanie funkcji anty zator widzimy na rysunku 4;

 

Rys. 4. Wykres działania funkcji anty zator

• funkcja wykrywania wycieków – bardzo ciekawa z punktu widzenia służb utrzymania ruchu. Detekcja wycieku służy do nadzorowania instalacji i generowania alarmu w przypadku wykrycia utraty lub braku nieodzyskiwanego ciśnienia. Użytkownik przemiennika częstotliwości EURA określa wartość ciśnienia wykrycia wycieku (FB23). Jeśli ciśnienie spadnie poniżej wartości określonej w funkcji FB23 w określonym czasie (FB24), to pompa zatrzyma się na wskazany czas (FB25). Po pauzie nastąpi ponowne uruchomienie pompy na wskazany czas (FB26) – pompa będzie wówczas próbowała odzyskać zadane ciśnienie, działając w tzw. cyklu pracy na wycieku, który można zdefiniować (max. 10 takich cykli). Jeżeli pomimo podjętych prób nie uzyskamy wartości ciśnienia roboczego, system zatrzyma się, aktywując alarm wykrycia wycieku. Przykładowe działanie funkcji wykrywania wycieku widzimy na rysunku 5.

 

Rys. 5. Wykrycie pęknięcia rury/wycieku wody

Uzupełnieniem funkcji ochronnych przeznaczonych dla gospodarki wodno-kanalizacyjnej są również:

• wykrywanie suchobiegu – zjawisko to jest jednym z niepożądanych warunków pracy pomp, a konsekwencję stanowi przegrzanie elementów pompy, m.in. uszczelnienia, abrazja, wibracje lub całkowite uszkodzenie wirnika pompy. Funkcja ta świetnie się sprawdzi w aplikacjach pompowych, w których nie ma fizycznej możliwości instalacji zewnętrznych zabezpieczeń przed suchobiegiem lub gdy można tę funkcje zastosować równolegle z zewnętrznymi zabezpieczeniami pomp przed tym niepożądanym zjawiskiem;
• napełnienie instalacji – jest to niezbędna funkcja podczas pierwszej aktywacji pomp, gdy instalacja jest pusta. Uruchomienie tej funkcji chroni nie tylko pompę, ale również instalacje przed nadmiernym wzrostem ciśnienia, który w skrajnych przypadkach może wywołać przekroczenie wartości krytycznych naprężenia rozciągającego w ściankach rurociągu i doprowadzić do uszkodzenia instalacji.

Oprócz przeznaczonych dla gospodarki wodno-kanalizacyjnej funkcji ochronnych, przetwornice częstotliwości EURA Drives zostały wyposażone również w wyspecjalizowane funkcje pomocnicze, takie jak:

• detekcja przepływu – funkcja monitoruje „nadmierne” ustabilizowanie pracy układu w czasie. Oznacza to, że monitorowane są okresy pracy ze stałym wydatkiem, tak aby zapobiec wysterowaniu układu powyżej częstotliwości uśpienia przy braku rozbioru wody. Jest to realizowane poprzez okresowe wywołanie nadmiernego ciśnienia. Układ przechodzi w stan uśpienia (identyfikacja braku rozbioru), jeżeli nadciśnienie utrzymuje się w zadanym czasie kontroli, mimo wysterowania wartości wydatku pompy na minimum;
• czyszczenie pompy – funkcja, która została opracowana po konsultacjach ze służbami utrzymania ruchu. Po jej aktywacji (tylko w trybie sterowania ręcznego) pompa zaczyna pracować w kierunku "do przodu" przez zadany okres, następnie zatrzymuje się na zadeklarowany czas, po czym przechodzi do pracy w kierunku „do tyłu” przez zadany czas – ponownie robi pauzę i tak dopóty, dopóki funkcja ta jest aktywna. Oczywiście, aby instalacja była zabezpieczona przed nadciśnieniem lub uderzeniem hydraulicznym, wydajność pompy nie przekroczy ustalonej wartości;
• zapobieganie blokowaniu pompy – czasami, ze względu na środowisko instalacji lub warunki pracy, na które narażona jest pompa, należy aktywować okresowe rozruchy układu. Przeprowadza się je w celu utrzymania pompy w stanie roboczym przy bardzo długich zatrzymaniach, które mogą doprowadzić do zablokowania wirnika pompy, spowodowanych rdzą, zamarzaniem lub zastyganiem cieczy pompowanej (np. w przemyśle spożywczym);
• kontrola zaworu zwrotnego – jeżeli w instalacji brakuje zaworu zwrotnego, funkcja ta tak steruje pompą, aby w możliwy sposób zminimalizować wystąpienie niepożądanych zjawisk, które mogą wystąpić przez brak zaworu zwrotnego, np. przepływ wsteczny, uderzenie hydrauliczne, suchobieg itp.;
• przepływomierz – funkcja pomocnicza, stworzona na potrzeby systemów nawadniających, w których istnieje konieczność pomiaru przepływu ilości wody zużytej w danym sektorze. W przemienniku częstotliwości EURA Drives można zdefiniować wejście cyfrowe do zliczania impulsów przepływomierza (licznik zaprogramowanej ilości wody) oraz wejście do jego resetowania. Dostępna jest również opcja wyjść cyfrowych dla zewnętrznej sygnalizacji lub sterowania po osiągnięciu wartości zadanej lub pośredniej, co będzie odzwierciedlało zdefiniowaną objętość zużytej wody;
• makra użytkownika – czasami dla tej samej instalacji pompowej musimy stosować różne konfiguracje pracy, np. pompowanie różnego rodzaju cieczy, użytkowanie w okresowo różnym otoczeniu itp. Dlatego inżynierowie EURA Drives udostępnili możliwość przechowywania do dwóch różnych konfiguracji instalacji pompowej w pamięci przemiennika częstotliwości.

 

Fot. 1. Przemiennik częstotliwości EURA EM-30 zainstalowany bezpośrednio na pompie pionowej wielostopniowej

Oprogramowanie przemienników częstotliwości EURA Drives stworzone dla gospodarki wodno-kanalizacyjnej stanowi odpowiedź na zapotrzebowanie tej branży i, co istotne – nadal się je rozwija. Dostępne jest dla wspomnianych trzech serii przemienników EURA Drives – E-2100-P, EM-30 oraz IP-66-P w pełnym zakresie mocy. Dlatego w zależności od potrzeb mogą być one montowane zarówno w sterowniach (E-2100-P), jak i jako napędy zdecentralizowane, bezpośrednio na instalacjach (EP-66-P), a także bezpośrednio na pompach (EM-30). Zmianie uległy również panele operatorskie, które umożliwiają wyświetlanie nie tylko aktualnych parametrów pracy silników (częstotliwości, prędkości obrotowej, napięcia znamionowego itp.), ale również najważniejszych parametrów pracy instalacji pompowej – ciśnienia (MPa, bar, psi) i prędkości przepływu (cm/s, m/s).

Popularne jak toruńskie pierniki

Przemienniki częstotliwości EURA Drives to napędy znane i szeroko stosowane na rynku polskim. Dostępne są w zakresie mocy od 0,25 do 400 kW.

Oficjalnym ich dystrybutorem na terenie Polski jest przedsiębiorstwo HF Inverter Polska z siedzibą w Toruniu. Przemienniki częstotliwości EURA Drives zarówno w wersji pompowej, jak i uniwersalne dostępne są z magazynu w Toruniu. W HF Inverter Polska pracują wysokiej klasy specjaliści. Większość z nich to inżynierowie automatycy, mający niezbędną wiedzę i doświadczenie z mechatroniki i energoelektroniki. Tworzą oni dział doradców techniczno-handlowych, dla którego duże wsparcie stanowi rozbudowany dział techniczno-serwisowy.

HF Inverter Polska jest oficjalnym dystrybutorem firm:

• EURA Drives Electric CO.,Ltd. – lidera w zakresie projektowania i produkcji nowoczesnych przemienników częstotliwości, softstarterów i serwonapędów elektrycznych,
• ZD Motor CO., Ltd – jednej z największych firm produkujących napędy małych mocy AC i DC.

HF Inverter Polska
www.hfinverter.com