'
Ткачев Н.В.
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ПОЛИВНОЙ СИСТЕМЕ С ПЛК НА БАЗЕ SCADA-СИСТЕМ *
Аннотация:
в статье представлен обзор и сравнение способов поддержания давления в поливных систе-мах. В материале рассматриваются такие способы поддержания давления, как: релейное, с применением преобразователя частоты (ПЧ) и комбинированный с применением SCADA- систем. В статье предложена схема управления несколькими насосными агрегатами при помощи одного преобразователя частоты
Ключевые слова:
релейное управление, преобразователь частоты, SCADA, scada-система, обзор, сравнение
УДК 62-523.8
Ткачев Н.В.
магистрант 2 курса
Волгоградский государственный аграрный университет
(Россия, г. Волгоград)
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ДАВЛЕНИЯ
В ПОЛИВНОЙ СИСТЕМЕ С ПЛК НА БАЗЕ SCADA-СИСТЕМ
Аннотация: в статье представлен обзор и сравнение способов поддержания давления в поливных системах. В материале рассматриваются такие способы поддержания давления, как: релейное, с применением преобразователя частоты (ПЧ) и комбинированный с применением SCADA- систем. В статье предложена схема управления несколькими насосными агрегатами при помощи одного преобразователя частоты.
Ключевые слова: релейное управление, преобразователь частоты, SCADA, scada-система, обзор, сравнение.
Нельзя добиться высоких урожаев многих сельскохозяйственных культур в Волгоградской области и во многих других регионах Российской федерации без использования искусственного орошения, сердцем которого является насосная станция, задача которой состоит в заборе воды из имеющегося источника и её доставка по сети трубопровода под определённым давлением к поливным агрегатам.
Для контроля и поддержания давления в системе орошения используются различные системы управления насосными агрегатами. Можно выделить 3 используемых метода контроля давления:
Релейный метод основан на поддержании давления в поливной системе в заранее заданном диапазоне значений. Для реализации метода обычно используют реле давления, такие как РД55, или Danfoss G. В случае понижения давления в системе ниже порогового значения, реле давления включит агрегат и будет поддерживать его во включенном состоянии до тех пор, пока давление не достигнет заранее установленной верхней планки. Для реализации системы с несколькими насосами и одинаковой уставкой на реле давления следует воспользоваться также реле выбора приоритета и реле времени. Несмотря на главное преимущество метода — его дешевизну, метод все реже используется на современных производственных объектах, все чаще уступая место поддержанию давления при помощи частотных преобразователей.
С приходом полупроводниковых преобразователей частоты многие компании по достоинству оценили их преимущества: сниженные пусковые токи насосных агрегатов, тщательный автоматический контроль за работой насосного оборудования, идеальное поддержание выходной мощности при помощи обратной связи через датчики давления, установленных на участках трубопровода.
В основе частотного преобразователя лежит изменении частоты питающего напряжения на электродвигателе насоса путем предварительного выпрямление питающего напряжения сети через диодный мост, и последующей генерации выходного напряжения требуемой частоты.
Также существуют частотные преобразователи двойного выпрямления (рис. 1)
Рис. 1. Структурная схема преобразователя частоты
Структурно преобразователь частоты можно разделить на три блока:
Для автоматического регулирования нескольких насосных агрегатов, а также для повышения отказоустойчивости и гибкости масштабируемости можно использовать систему из нескольких насосных агрегатов, управляемых при помощи SCADA – системы.
Данную схему можно представить в виде шкафа управления с программируемо-логическим контроллером (ПЛК), передающим управляющие сигналы через реле на контакторы, и передающие управляющие сигналы на преобразователи частоты.
В качестве элементов обратной связи помимо датчиков давления в трубопроводе рекомендуется использовать дополнительные контакты контакторов и модули обратной связи для преобразователей частоты, для автоматического определения и диагностики неисправности системы насосных агрегатов.
Для автоматизации процесса управления поливом и удаленным доступом к насосному оборудованию следует объединить входные и выходные сигналы при помощи SCADA-систем. Среди отечественного ПО следует выделить MasterSCADA (рис 2) и TraceMode, среди зарубежных InTouch и SIMATIC WinCC.
Рис. 2. Снимок экрана MasterSCADA 4d
К основным особенностям SCADA следует отнести наглядность демонстрируемой информации, удобство освоения для оператора при помощи человеко-машинного интерфейса. [2]
Если управляемая система не требует реагирования на значительные изменения давления в сети, а также используются высоковольтные насосные агрегаты, то существует возможность использования одного преобразователя частоты для регулирования системы насосных агрегатов по следующему принципу:
После чего цикл можно повторить заново [3].
Указанный выше метод имеет несколько преимуществ:
Следует отметить, что для реализации подобной схемы управления требуется использовать частотные преобразователи с функцией «синхронного перехода».
В результате был проведен обзор различных способов поддержания давления в поливных системах, среди которых можно выбрать наиболее подходящий исходя из потребностей каждой отдельно поставленной задачи.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Tkachov N.V.
Volgograd Agrarian State University
(Volgograd, Russia)
AUTOMATION OF PRESSURE MAINTENANCE IN
IRRIGATION SYSTEM WITH SCADA-BASED PLC
Abstract: the article presents an overview and comparison of pressure control methods in irrigation systems. In the material such ways of pressure maintenance are considered as: relay, with application of frequency converter (FC) and combined with application of SCADA-systems. In the article the scheme of control of several pump units by means of one frequency converter is offered.
Keywords: relay control, frequency converter, SCADA, SCADA-system, review, comparison.
Номер журнала Вестник науки №4 (61) том 1
Ссылка для цитирования:
Ткачев Н.В. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ПОЛИВНОЙ СИСТЕМЕ С ПЛК НА БАЗЕ SCADA-СИСТЕМ // Вестник науки №4 (61) том 1. С. 341 - 346. 2023 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/7685 (дата обращения: 29.03.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2023. 16+
*