Согласно исследованию РИА Новости, столица Краснодарского края на начало 2026 года занимает третье место по темпам строительства жилья — 5,54 миллионов квадратных метров, после Екатеринбурга и Москвы. Это приводит к тому, что нагрузка на существующие коммуникации растет — требуются дополнительные мощности, в том числе в плане водоснабжения.

Наш заказчик построил дополнительный водозаборный узел в районе массовой застройки жилых комплексов. В статье расскажем, как помогли автоматизировать объект: поставили серийные шкафы управления и датчики для станций 1-го и 2-го подъемов.

Объект: водозаборный узел для строящегося микрорайона

Водозаборный узел расположен в районе поселка Краснодарский. Вокруг есть несколько действующих жилых комплексов, и дополнительно идет активная стройка на прилегающих территориях.

Верхнеуровнево объект состоит из:

• Четырех скважин глубиной 600-700 метров — внутри каждой на глубине 70 метров находятся погружные насосы, мощностью от 11 до 17 кВ.
• Двух бетонных емкостей объемом 1000 м3 каждая, соединенных общим коллектором — по сути представляют собой сообщающиеся сосуды.
• Насосной станции 1-го подъема — обеспечивает откачку воды из скважин и заполнение емкостей, играющих роль аккумуляторов.
• Насосной станции 2-го подъема — три насоса по 30 кВт располагаются ниже уровня емкостей. Производится забор воды и подача на жилые дома по кольцевой схеме — вода постоянно циркулирует и забирается потребителями, по мере разбора.

Задача: автоматизировать работу станций 1-го и 2-го подъема

Рассмотрим общие задачи, которые должна была решать автоматика.

Задача 1: управление погружными насосами

Для того, чтобы погружные насосы проработали как можно дольше, необходимо обеспечить их плавный пуск, регулирование производительности и токовую защиту. Для этого было принято решение использовать четыре преобразователя частоты ELHART мощностью 37 кВт.

С точки зрения функциональности и размера помещения насосной, нужно расположить по два ПЧ в двух вертикальных шкафах. При этом органы управления будут располагаться на лицевой панели одного из них, для удобства заказчика.

Дополнительно на каждом трубопроводе будут располагаться реле протока. По их срабатыванию контролируется корректная работа погружных насосов.

Задача 2: регулирование уровня в емкостях и защита

Чтобы преобразователи частоты могли плавно управлять уровнем, в емкостях необходимо предусмотреть погружной гидростатический датчик уровня ELHART LTE1000М с выходом 4…20 мА. Сигнал обратной связи от него будет использоваться для управления выходной частотой погружных насосов.

Еще в емкостях важно предусмотреть защиту от перелива — для этого потребуются комплект из двух подвесных электродов и прибор ELV1.

Задача 3: управление насосами забора воды из емкостей

В помещении станции 2-го подъема располагаются три центробежных насоса мощностью 30 кВт каждый, перекачивающие воду из емкостей в городскую сеть. Необходимо обеспечить определенный алгоритм их работы:

• Аварийный ввод резерва (АВР) по насосам — если один отключается, в работу автоматически включается другой.
• Каскадное управление — разбор воды потребителями меняется, поэтому при падении давлении в трубопроводе к текущему работающему насосу должны подключаться дополнительные).
• Чередование насосов по времени — для равномерного износа.

Управление работой насоса будет обеспечиваться при помощи трех преобразователей частоты на 37 кВт. А для контроля параметров потребуются следующие датчики:

• Датчик давления PTE5000C с выходным сигналом 4…20 мА.
• Реле перепада давления, отслеживающие работоспособность насосов.
• Кондуктометрические датчики для контроля «сухого хода». При этом использование традиционного реле давления в подобной задаче недопустимо из-за того, что уровень в емкостях менее 4 метров, и дополнительно при пуске насоса может образовываться кратковременный вакуум.

Решение: серийные шкафы управления

Совместно с заказчиком было принято решение реализовать управление на базе серийных шкафов КАСКАД 20М. Основные преимущества: наличие актуальных сертификатов ТР ТС и заводской технической документации, а также минимальное время ввода в эксплуатацию.

Два шкафа управления для станции 1-го подъема

В каждом шкафу располагаются два преобразователя частоты EMD-PUMP мощностью 37 кВт. Органы управления в виде 4" панели оператора ELP, ручных переключателей и индикаторов вынесены на лицевую сторону одного шкафа. В каждом располагаются вентиляторы для обеспечения оптимального температурного режима.

В ШУ предусмотрено два режима работы: ручной и автоматический.

В ручном режиме можно отдельно управлять запуском каждого погружного насоса на фиксированной предустановленной частоте. При этом контролируется перелив в резервуарах: в случае аварийного срабатывания насос останавливается.

В автоматическом режиме запускаются все насосы, и их работа контролируется по датчикам протока, с заданным временем задержки. На экране панели оператора отображаются:

• Текущий уровень, на основе показаний погружного датчика, а также заданная максимальная высота резервуара. При приближении к этому пороговому значению, частота ПЧ плавно уменьшается.
• Заданная производительность насосов в процентах.
• Журнал аварий и расписание работы.

Четыре шкафа управления для станции 2-го подъема

Три преобразователя частоты располагаются в отдельных шкафах. Пульт оператора вынесен на лицевую панель.

Данные с трех шкафов по интерфейсу RS-485 передаются на основной шкаф, выступающий мастером. На дверце расположены:

• панель оператора ELP 4", на которой и реализована логика управления;
• переключатель режимов работы: ручной или автоматический;
• лампы индикации, отображающие работу, подачу питания и аварийные ситуации.

Управление поддержанием давления осуществляется по датчику PTE5000C в автоматическом режиме.

Мастер-шкаф управляет работой ПЧ и реализует аварийный ввод резерва (АВР) по насосам, каскадное управление и функцию чередования насосов, с одновременной проверкой разрешения работы и сухого хода по кондуктометрическому датчику. Каждый параметр настраивается в меню панели: время задержки, пороговое давление для подключения дополнительного насоса, и другие.

Более подробное описание алгоритма управления приводится в руководстве по эксплуатации.

Результат: пусконаладка серийных шкафов на объекте

Заказчик своими силами смонтировал датчики и шкафы управления, а также проложил электрические соединения.

После этого были проведены пусконаладочные работы, в ходе которых:

• проверили сопротивление изоляции погружных насосов и заземление;
• измерили показания тока и сняли напряжение на моторных кабелях при помощи осциллографа;
• провели пробный пуск каждой скважины вручную, а также настроили параметры автоматического режима;
• отработали все аварийные состояния и убедились, что программа управления корректно реагирует на них.

Заказчик получил серийные заводские решения, которые включают в себя::

• полный комплект технической документации (РЭ, паспорта, инструкция для оператора, альбом схем);
• наличие сертификатов ТР ТС 004 и ТР ТС 020;
• гарантийный срок 3 года.

С другими примерами серийных шкафов управления можно ознакомиться на странице производителя ШУ.

В будущем планируется внедрение системы диспетчеризации, для удаленного контроля основных параметров системы.

Дополнительно об автоматизации объекта рассказываем в видеообзоре ниже, переходите и подписывайтесь на каналы, чтобы не пропустить другие интересные материалы.

Видео: Автоматизация ВЗУ в Краснодаре

Подписывайтесь и следите за новостями на канале ELHART: VK Видео, Дзен, YouTube или RUTUBE.