Aplicação de um conversor de frequência e regulador de tensão em sistemas de abastecimento de água suburbanos

Este artigo discute o uso de um conversor de frequência e um regulador de tensão para resolver o problema de gerenciar um sistema de abastecimento de água suburbano. O artigo é uma continuação do artigo. “Regulador de tensão para regular a potência da carga”, que descreve o que é um "regulador de tensão", um projeto é considerado, são fornecidos diagramas de conexão.

Como objeto de automação, uma casa foi selecionada em uma vila suburbana, conectada a um suprimento central de água. A principal desvantagem do sistema central de abastecimento de água na vila é a inconsistência da pressão da água, em uma faixa muito ampla de 0,5-1,8 atm., O que por si só não é suficiente para tomar confortavelmente um banho ou regar todo o jardim ao mesmo tempo.

Foi solicitado ao cliente que modernizasse o sistema atual de abastecimento de água, fizesse um sistema eficaz para regular a pressão de saída na cabana e automatizasse o sistema de irrigação da horta. As seguintes condições foram apresentadas como uma tarefa:

• o nível de pressão de saída no chalé deve ser continuamente ajustável na faixa de 2,0 a 4,0 atm;

• a pressão da água deve ser estável e não deve depender do fluxo de água na casa de campo e do nível de pressão de entrada;

• proteção contra funcionamento a seco da bomba deve ser fornecida;

• o sistema de irrigação deve fornecer água automaticamente para até 6 aspersores distribuídos por todo o local;

• o sistema deve poder parametrizar e controlar a partir de um painel de toque portátil sobre o ar;

• a possibilidade de monitoramento e controle remoto via Internet deve ser fornecida;

• o sistema deve proporcionar economia de energia e recursos;

Em Em geral, o sistema pode ser dividido em três partes:

• sistema de abastecimento de água e estabilização do nível de pressão de saída;

• sistema de rega no local;

• sistema de monitoramento e controle, incluindo controle remoto.

O sistema de estabilização do suprimento de água e da pressão de saída é mostrado na Figura 1. Ele usa uma bomba centrífuga (5), que aumenta a pressão na saída do sistema (Ptek) com a vazão de água necessária e um valor variável da pressão de entrada (pino). O sistema também consiste em uma válvula que fornece água (1), um sensor de entrada analógico (2) e pressão de saída (6), uma válvula de retenção (3), válvulas de distribuição (4), um acumulador hidráulico (8) e um conversor de frequência (IF) (7) , que possibilita a operação do motor da bomba em diferentes velocidades.

Fig. 1. Abastecimento de água e regulação da pressão (clique na imagem para ampliar)

Os sinais provenientes dos sensores de pressão de entrada e saída são inseridos diretamente no inversor através do módulo de entrada analógica. O software de controle de pressão é atualizado para o inversor; em geral, ele pode funcionar sem periféricos adicionais. No entanto, no nosso caso, todas as instalações privadas são integradas em uma única rede com um controle remoto controlado por rádio com um painel de toque, para melhorar a eficiência e a conveniência de controlar todo o sistema.

O sistema de irrigação é mostrado na Figura 2. Ele foi especialmente projetado para condições operacionais russas, o mais simples e conveniente possível. O sistema consiste em um abastecimento de água no verão (3), distribuído por todo o local. Através de válvulas solenóides (4) água através de mangueiras flexíveis, flui para sistemas de irrigação portáteis convencionais. No total, o sistema utiliza 6 válvulas solenóides e mangueiras flexíveis. Para a parada de inverno, são utilizadas as válvulas de abastecimento de água (1) e dreno (2). As válvulas solenóides são controladas por um regulador de tensão inteligente multicanal (MIRN) (5) da alimentação CA.

Os algoritmos de software e rega são conectados diretamente ao MIRN e podem funcionar de forma autônoma. Como no caso anterior, todos os sistemas são combinados em uma única rede com um controle remoto. Para calcular o nível de umidade do solo no sistema, sensor de umidade analógico (6) É conectado ao MIRN através do módulo de entrada analógica e é necessário para a determinação correta da duração e do volume de água necessário para a irrigação do local.

Fig. 2. Sistema de rega (clique na imagem para ampliar)

O esquema geral do sistema de monitoramento e controle é mostrado na Figura 3. A figura mostra todos os dispositivos incorporados no sistema de controle: um conversor de frequência (IF) (1), um regulador de tensão inteligente multicanal (MIRN) (2), um controle por microcontrolador (MCU) (3) e controle remoto (4). IF, MIRN e MKU são integrados a uma rede CAN.

Fig. 3. Sistema de monitoramento e controle (clique na imagem para ampliar)

O MKU é usado para controlar e distribuir tarefas aos controladores responsáveis ​​pelo fornecimento de água (no inversor) e irrigação (no MIRN), bem como para entrada e saída das informações necessárias no painel de controle através da rede sem fio WI-FI. O controle remoto funciona através da interface WEB com controle sobre a Internet e pode ser movido para qualquer lugar. Como controle remoto, foi utilizado um tablet convencional com tela sensível ao toque com um módulo WI-FI integrado.

Quero especialmente observar que, ao implementar este sistema, foram aplicadas tecnologias de economia de recursos e energia. O MKU com um módulo de relógio em tempo real (RTC) possui modos "diurno e noturno". Existem modos especiais "sem dono" e "economizar água".

O uso de um inversor para controlar uma bomba de circulação de água tornou possível eliminar as correntes de irrupção ao dar partida no motor e estabilizar o valor da pressão da água em uma casa de campo a diferentes pressões de entrada e vazões de água. Essa solução permitiu economizar 40% de água e 60% de energia elétrica em comparação com a maneira tradicional de gerenciamento.

Klyuev Pavel

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