Главная канализационная насосная станция (ГКНС) – это ключевой элемент городской инфраструктуры, предназначенный для перекачки сточных вод от жилых районов, промышленных объектов и общественных зданий к очистным сооружениям. Основная задача ГКНС заключается в том, чтобы обеспечить надежное и эффективное перемещение стоков, несмотря на перепады уровней рельефа и расстояния между источниками образования сточных вод и пунктами их очистки.

Компоненты главной канализационной насосной станции

1. Канализационные насосы: Основное оборудование ГКНС, предназначенное для перекачивания сточных вод. Насосы могут быть различного типа (центробежные, погружные, винтовые), в зависимости от характеристик сточной среды и условий эксплуатации.
2. Приемный резервуар: Емкость, куда поступают сточные воды перед их дальнейшей перекачкой. Резервуар служит для накопления стоков и выравнивания их потока.
3. Системы фильтрации и измельчения: Устройства, предназначенные для удаления крупных твердых частиц и мусора из сточных вод, чтобы предотвратить засорение насосов и трубопроводов.
4. Система управления: Комплекс оборудования и программного обеспечения, обеспечивающий автоматический контроль и управление работой насосов, клапанов, задвижек и других элементов станции. Управление осуществляется с помощью программируемых логических контроллеров (PLC).
5. Шкаф управления насосной станцией: Центральное звено системы управления, содержащее всю необходимую электронику и средства связи для координации работы насосов и другого оборудования. Шкаф управления обеспечивает:
   • Мониторинг состояния насосов и других компонентов станции.
   • Автоматическое включение/выключение насосов в зависимости от уровня сточных вод в приемном резервуаре.
   • Сигнализацию и оповещение персонала о нештатных ситуациях.
   • Дистанционное управление и мониторинг через SCADA-системы.
6. Электропитание и источники бесперебойного питания (ИБП): Для обеспечения непрерывной работы насосной станции в условиях нестабильного электроснабжения используются ИБП и генераторы.
7. Системы безопасности: Включают в себя защиту от затоплений, пожарную сигнализацию, системы видеонаблюдения и другие меры, направленные на обеспечение безопасной эксплуатации станции.
8. Инфраструктура обслуживания: Помещения для технического персонала, складские помещения для запасных частей и инструментов, а также подъездные пути для техники.

Преимущества использования современной ГКНС

• Надежность и эффективность: Автоматизированные системы управления позволяют минимизировать человеческий фактор и повысить надежность работы станции.

• Энергетическая эффективность: Применение современных насосов и систем управления позволяет оптимизировать потребление электроэнергии.
• Экологическая безопасность: Эффективная работа ГКНС способствует защите окружающей среды от загрязнения сточными водами.
• Минимизация эксплуатационных затрат: Автоматизация процессов и своевременное выявление неисправностей снижают затраты на обслуживание и ремонт оборудования.

Итог

Главная канализационная насосная станция – это сложный инженерный объект, требующий профессионального подхода к проектированию, строительству и эксплуатации. Современные технологии и оборудование позволяют создавать высокоэффективные и надежные системы, обеспечивающие бесперебойную работу городских канализационных сетей.

Шкаф управления и защиты главной насосной канализационной станции с одним частотным преобразователем и одним устройством плавного пуска предназначается для автоматизированного управления двумя насосными агрегатами на канализационной насосной станции.

Шкаф управления насосной станцией должен обеспечить экономичную, надёжную работу КНС в автоматическом режиме   по заданному алгоритму на базе программируемого логического контроллера.

Шкаф управления насосной станцией должен обеспечить два режима работы: Ручной и автоматический режимы

1. В ручном режиме оператор следит за притоком сточной жидкости, который отображается на панели управления оператора или в случае её неисправности на дополнительном  уровнемере. В зависимости от заданных значений минимального, рабочего и аварийного уровней  включает необходимое количество насосных агрегатов через ЧРП и УПП. Для выполнения пуско-наладочных работ, а также в случае выхода из стоя ЧРП и УПП предусмотреть их шунтирование и запуск насосных агрегатов в режиме прямого пуска.
2. Автоматический режим предполагает:

— автоматическое управление насосными агрегатами по сигналам от датчиков уровня  или по иным внешним сигналам управления;

• работа без сигнала обратной связи – автоматически включается определённое количество насосов (режим работы станции программируется).
• автоматическое отключение насосных агрегатов при возникновении аварии и автоматическое включение при восстановлении нормального режима работы (должна быть предусмотрена возможность установки желаемого количества попыток автоматического включения насосных агрегатов при восстановлении нормального режима);
• проверка контроллером исправность (обрыв) датчика давления 4-20мА;
• автоматическое отключение насосных агрегатов при максимально и минимально допустимых значениях электрического тока. (Предусмотреть действие защиты на сигнал при незначительных отклонениях значения тока нагрузки от номинальных значений; предусмотреть возможность выбора  уставок защиты).
• автоматическое отключение насосных агрегатов при максимально и минимально допустимых значениях уровня напряжения (Предусмотреть действие защиты на сигнал при незначительных отклонениях значения уровня напряжения от номинальных значений; предусмотреть возможность выбора  уставок защиты заказчиком).
• автоматическое отключение насосных агрегатов при не полнофазных режимах работы электросети или значительном перекосе фазного напряжения (предусмотреть возможность выбора  уставок защиты).
• автоматическое взаимное резервирование насосных агрегатов;
• дистанционная передача сигнала аварии каждого электродвигателя (беспотенциальные контакты);
• отображение на графическом дисплее значения поддерживаемого параметра;
• возможность задавать самостоятельно статус насосов (авария, резерв, работа);
• работа по заданному суточному алгоритму;

• возможность регулировать задержки включения и выключения насосов;
• выдача сигнала о состоянии станции;
• возможность задавать количество одновременно работающих насосов.
• в системе используется 2 датчика гидростатического давления для управления системой и поддержания уровня, один датчик основной, второй — резервный. Проверка исправности датчиков уровня выполняется контроллером управления;
• автоматическое отключение насосных агрегатов при минимально-допустимом уровне канализационных стоков.
• управление частотным преобразователем по протоколу RS-485.
• предусмотреть контроллер с часами реального времени.

Алгоритм работы станции для подбора контроллера:

Один агрегат с ЧРП постоянно в работе, второй подключается через УПП при достижении сточной жидкостью заданного уровня в грабельном  отделении или аварийном отключении агрегата с ЧРП. При достижении аварийного максимального уровня сточной жидкости идет сигнал «авария» и включаются оба  насосных агрегата с интервалом между запусками 10 секунд (предусмотреть возможность изменения интервала  включения агрегатов пользователем) . При достижении сточной жидкостью аварийного минимального уровня отключаются оба насосных агрегата.

В рамках реализации этого проекта специалистами компании Альфа-Автоматика выполнены следующие работы.

• разработка конструкторской и эксплуатационной документации на шкаф управления;
• программирование контроллера INOVANCE H3U;
• программирование сенсорной панели оператора Weintek MT8071iP;
• cборка шкафа управления из 5 секций;
• отладка алгоритмов управления перед отгрузкой шкафа управления;

Применено следующее оборудование:

1. Корпус ПРОВЕНТО MF.
2. Силовое коммутационное оборудование EKF.
3. Контроллер и дополнительные модули INOVANCE серии H3U.
4. Сенсорная панель оператора Weintek MT8071iP.
5. Быстродействующие плавкие вставки Кореневский завод низковольтной аппаратуры.
6. Термисторные реле Меандр.
7. Устройство мониторинга и защиты УМЗ.
8. Измеритель-регулятор микропроцессорный ОВЕН 2ТРМ1-Щ1.У2.РР.
9. Индикатор уровня аналоговых сигналов диаграммный ОВЕН ИТП-15.
10. Преобразователь частоты VEDA VFD VF-101 3X660V 400 кВт;
11. Устройство плавного пуска VEDA VM-30;
12. Выходной моторный дроссель DMF-450.