Upload
srdjan-pirke-djoric
View
371
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA
S U B O T I C A
DIPLOMSKI RAD PUMPNI SISTEMI ZA POVIŠENJE PRITISKA VODE U
VIŠESPRATNICAMA POMOĆU FREKVENTNOG REGULATORA
KANDIDAT MENTOR
Bogdan Radin Prof. Mr Gal Đula ___________________________________________________________________________
SUBOTICA 2009.god.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
2
PREDGOVOR
Zahvaljujem prof. mr Gal Đuli na mentorstvu i stručnom vođstvu tokom studija i ovog
rada. Prihvatanje izrade ovog projekta za mene je predstavljalo pravi izazov, mogućnost
sticanja novih iskustava i napredovanja u oblasti automatike u profesionalnom smislu.
Zahvaljujem posebno i svojim roditeljima koji su pokazali veliko strpljenje i dali mi
veliku podršku tokom mog studiranja.
Takođe bih se zahvalio Skenderović Ivanu, el.ing. koji mi je stručnim savetima
pomogao u realizaciji mog diplomskog rada.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
3
SADRŽAJ
PREDGOVOR ..................................................................................................................... 2
SADRŽAJ............................................................................................................................. 3
DIPLOMSKI ZADATAK .................................................................................................... 5
1. UVOD ........................................................................................................................... 6
1.1. OPIS PROBLEMA ................................................................................................. 6 1.2. CILJEVI RADA ..................................................................................................... 7
2. TEORIJSKE OSNOVE ............................................................................................... 8
2.1 TIPOVI POKRETANJA PUMPNIH SISTEMA ..................................................... 8 2.2 REGULACIJA PRITISKA ..................................................................................... 9 2.3 EKONOMSKA OPRAVDANOST REGULISANIH PUMPNIH SISTEMA ........ 11
2.3.1 IZRAČUNAVANJE (ODREĐIVANJE) EKONOMSKE OPRAVDANOSTI REGULISANOG PUMPNOG SISTEMA......................................................... 12
2.3.2 PRIMER OPRAVDANOSTI TROŠKOVA UVOĐENJEM REGULISANOG PUMPNOG SISTEMA ..................................................................................... 13
2.3.3 PRIMER PRORAČUNA .................................................................................. 14
3. REGULISANI PUMPNI SISTEMI ........................................................................... 16
4. FREKVENTNI PRETVARAČI ................................................................................ 22
4.1 PREDNOSTI FREKVENTNE REGULACIJE ..................................................... 24 4.2 OSNOVNI TIPOVI SISTEMA NA BAZI FREKVENTNIH REGULATORA ..... 24 4.3 SIGNALI ZADATE VREDNOSTI BRZINE ........................................................ 26 4.4 REGULACIJA PROCESNE VARIJABLE U OTVORENOJ PETLJI ILI
ZATVORENOJ PETLJI ....................................................................................... 28 4.5 UŠTEDA ENERGIJE I BUKA ............................................................................. 29
5. VIŠESTEPENE CENTRIFUGALNE PUMPE – “SEVER” (SEV) ......................... 30
5.1 NAMENA ............................................................................................................ 30 5.1.1 TRANSPORTOVANA TEČNOST .................................................................. 30
5.2 PRIMENA ............................................................................................................ 31 5.3 IZBOR PUMPI ..................................................................................................... 31 5.4 KONSTRUKCIJA ................................................................................................ 32
5.4.1 PRIRUBNI POKLOPAC PUMPE .................................................................... 32 5.4.2 KUĆIŠTE PUMPE ........................................................................................... 32 5.4.3 MEHANIČKI ZAPTIVAČI .............................................................................. 33 5.4.4 ULEŽIŠTENJE OSOVINE PUMPE ................................................................. 33 5.4.5 OSOVINA PUMPE .......................................................................................... 34 5.4.6 CEVASTO ZAPTIVANJE ............................................................................... 34
5.5 PRIKLJUČENJE .................................................................................................. 35 5.6 NAPOMENA ....................................................................................................... 35
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
4
5.7 TEHNIČKI PODACI ........................................................................................... 35 5.8 MERNA SKICA................................................................................................... 36 5.9 DIMENZIJE I MASA........................................................................................... 36 5.10 DIJAGRAM HIDRAULIČNIH KARAKTERISTIKA .......................................... 37
6. FREKVENTNI PRETVARAČI – PROCON (E1D; E3D) ........................................ 38
6.1 NAMENA UREĐAJA.......................................................................................... 38 6.2 TEHNIČKE KARAKTERISTIKE ........................................................................ 38 6.3 TEHNIČKI OPIS ................................................................................................. 39 6.4 UPOZORENJA !!! ............................................................................................... 39 6.5 FABRIČKO POVEZIVANJE E1D FREKVENTNOG PRETVARAČA ............... 40 6.6 FABRIČKO POVEZIVANJE E3D FREKVENTNOG PRETVARAČA ............... 41 6.7 STAVLJANJE UREĐAJA U POGON ................................................................. 42 6.8 OPIS TERMINALA ZA PODEŠAVANJE RADA FREKVENTNOG
PRETVARAČA ................................................................................................... 42 6.8.1 FUNKCIJE TASTERA (KOD TERMINALA ZA RUKOVANJE I
PODEŠAVANJE) ............................................................................................. 43 6.8.2 PROGRAMIRANJE ......................................................................................... 43 6.8.3 MOGUĆE VREDNOSTI ZA PRIKAZIVANJE ............................................... 44
6.9 TERMINAL SA TASTATUROM ZA PROGRAMIRANJE RADA FREKVENTNOG PRETVARAČA ...................................................................... 44
6.9.1 FUNKCIONISANJE DONJIH TASTERA TERMINALA ................................ 45 6.9.2 FUNKCIONISANJE GORNJIH TASTERA TERMINALA ............................. 46
6.10 SADRŽAJ MENIJA (BRZI MENI) ...................................................................... 47 6.11 PROGRAMIRANJE FREKVENTNOG PRETVARAČA ZA ODRŽAVANJE
KONSTANTNOG PRITISKA – REGULACIJA .................................................. 50
7. GRAFIČKI PRILOZI ................................................................................................ 53
7.1 DIMENZIJE I RASPORED ELEMENATA FREKVENTNOG PRETVARAČA ZA ODRŽAVANJE KONSTANTNOG PRITISKA ................................................... 53
7.2 ELEKTRIČNA ŠEMA PRIKLJUČENJA FREKVENTNOG REGULATORA NA PUMPNI SISTEM ................................................................................................ 54
7.3 ŠEMA SPAJANJA RAZVODNOG ORMANA SA FREKVENTNIM REGULATOROM NA PUMPNI SISTEM ........................................................... 55
8. SINOPSISI .................................................................................................................. 56
9. ZAKLJUČAK ............................................................................................................ 59
10. BIOGRAFIJA ......................................................................................................... 60
11. KORIŠĆENA LITERATURA ............................................................................... 61
12. REKAPITULACIJA .............................................................................................. 62
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
5
DIPLOMSKI ZADATAK
• Dati opšti pregled povišenja pritiska vode u višespratnicama
• Pokretanje pumpnih sistema i vršenje regulacije pritiska
• Ekonomska opravdanost regulisanih pumpnih sistema
• Opis regulisanih pumpnih sistema
• Opšti opis frekventnih pretvarača
• Opis višestepenih centrifugalnih pumpi SEVER
• Opis frekventnog regulatora PROCON
• Grafički prilozi
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
6
1. UVOD
1.1. OPIS PROBLEMA
Pritisak u sistemima za vodosnabdevanje često nije dovoljan za pokrivanje potreba
pojedinih korisnika ili čitavih delova naselja. Razlog za to može da bude ili suviše velika
visinska razlika između pojedinih korisnika, ili suviše veliki gubici u cevovodu,
prouzrokovani velikom potrošnjom u određenom dobu dana.
U najvećem broju slučajeva oba faktora će zajedno biti odgovorna za činjenicu da
zahtevani pritisak u instalaciji nije ostvaren, zbog čega se javlja potreba za ugradnjom
pumpnih sistema za povišenje pritiska vode regulisane frekventnim pretvaračem. Zahtevi
pojedinih korisnika za pritiscima u instalaciji višim od uobičajenih, kao što su industrijski
procesi, višespratne zgrade, kao i specifični zahtevi sistema za gašenje požara, takođe dovode
do potrebe za ugradnjom regulisanih pumpnih sistema.
Najniži nivo automatizacije podrazumeva upravljanje jedinice za povišenje pritiska
korišćenjem presostata (tlačnih sklopki), preko mikroprocesorskog upravljanja i mekog
upuštanja i zaustavljanja pumpi pomoću soft-startera, sve do frekventnog upravljanja
pumpama pomoću frekventnog regulatora sa odgovarajućom automatikom, kao najvišim
stepenom automatizacije. Upotrebom frekventnih regulatora vrši se automatsko
prilagođavanje rada postrojenja trenutnim uslovima potrošnje, čime se postiže značajna ušteda
u električnoj energiji.
Po potrebi, postoje i sistemi za daljinski prenos podataka o statusu pumpnog
postrojenja, bilo žičnim ili bežičnim putem, a moguće je i daljinsko upravljanje postrojenjem
(podešavanje parametara rada).
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
7
1.2. CILJEVI RADA
Osnovna namena postrojenja je povišenje pritiska vode u objektima u kojim se
zahtevani pritisak ne može obezbediti direktnim priključenjem na gradsku mrežu ili drugi
izvor snabdevanja. Postrojenja opslužuju pojedinačne objekte, grupe objekata ili manja
naselja. Uz značajnu uštedu energije, stabilnost pritiska na mestu potrošnje je osobina koja
ova postrojenja preporučuje naročito za stambene objekte, bolnice, hotele i tehnološke
procese koji ne trpe oscilacije pritiska vode. Instalacije sa ovim postrojenjima mogu se
koristiti za protivpožarnu vodu ako su ispunjeni uslovi priključenja hidranata na mrežu pitke
vode.
Rad se sastoji iz dvanaest poglavlja. Nakon uvodnog poglavlja sledi poglavlje koje se
bavi tipovima pokretanja pumpnih sistema, kao i opis regulacije pritiska i ekonomske
opravdanosti regulisanih pumpnih sistema.
U trećem poglavlju je analizirana je regulacija pumpnih sistema.U ovom poglavlju
opisani su način rada, prednosti, primena, zaštita, odabir i smeštaj regulisanih pumpnih
sistema.
U četvrtom poglavlju dat je teorijski opis frekventnih pretvarača.
U petom poglavlju opisane su višestepene pumpe proizvođača „SEVER“
U šestom poglavlju opisan je frekventni pretvarač proizvođača „PROCON“
U sedmom poglavlju date su grafički prilozi dimenzije i raspored elemenata u
razvodnom ormanu, šema priključenja frekventnog pretvarača i šema spajanja razvodnog
ormana na pumpni sistem.
Poslednjih pet poglavlja sadrže sinospise, zaključak, biografiju korištenu literaturu i
rekapitulaciju.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
8
2. TEORIJSKE OSNOVE
2.1 TIPOVI POKRETANJA PUMPNIH SISTEMA
Budući da je struja polaska motora uglavnom od 4 do 7 puta veća od nominalne,
potrebno je primeniti odgovarajuću opremu radi redukcije opterećenja električne mreže. U
praksi postoji nekoliko tipova uređaja za pokretanje centrifugalnih pumpi:
• Direktno pokretanje
• Pokretač zvezda-trougao
• Pokretaje mekim upuštačem
• Pokretanje frekventnim pretvaračem
Direktno pokretanje, budući da je vreme zaleta motora kratko (nekoliko sekundi) daje
dobre rezultate u pogledu zagrevanja motora pri polasku, kao i najduži radni vek motora.
Iznad 45 kW zbog mehaničkih udara preporučuje se pokretanje zvezda-trougao. Osim toga,
iako je sa ovakvim načinom pokretanja najveća struja starta, direkno pokretanje izaziva
najmanje smetnje na električnoj mreži.
Pokretač zvezda-trougao je najprihvaćenije i najrasprostranjenije rešenje za smanjenje
struje kod pokretanja. Kod pokretanja elektromotora, kombinacijom zvezda-trougao, namotaji
na motoru dobijaju za √3 manji napon, čime se obezbeđuje „mekše” pokretanje (manja struja
po fazi za √3 ), a u vezi trougao namotaji dobijaju puni napon i elektromotor daje puni broj
obrtaja i nazivni momenat na osovini.
Meki upuštač je elektronski uređaj koji smanjuje napon i prema tome struju starta uz
pomoć promene ugla faze. Struja starta se smanjuje 2-3 puta. Kada motor postigne punu
brzinu uređaj se isključuje i motor se dalje snabdeva direktno iz mreže. Ovakav način
pokretanja daje smanjen polazni moment i pojačano zagrevanje motora pri polasku. Da bi se
izbeglo zagrevanje motora preporučuje se da vreme zaleta bude par sekundi. Ovakav način
pokretanja daje dobre osobine pri polasku, međutim konstrukcija ovakvih uređaja je veoma
slična frekventnim pretvaračima pa stoga i cena, a sa druge strane ovakvi uređaji nemaju
mogućnost upravljanja sa pumpom u zavisnosti od neke spoljnje veličine (pritisak,protok isl.),
pa je prema tome njihova primena ograničena.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
9
Frekventni pretvarač je idealni tip startera. Uz pomoć pretvarača frekvencije postiže se
redukcija struje zaleta, kao i smanjenje hidrauličkog udara. S druge starane imaju relativno
visoku cenu pa je njihova primena opravdana samo slučajevima kada se želi postići,
kontinualna promena brzine pumpe u zavisnosti od neke spoljnje veličine, kao što su: protok,
pritisak, nivo itd. Kod ovakvog načina upravljanja potrebno je obratiti pažnju na sledeće:
• Primena frekventnog pretvarača ne znači uštedu energije dugoročno.
• Ukoliko pumpa ne radi na punom broju obrtaja smanjuje se vek kako pumpe tako i motora.
• Minimalan preporučeni broj obrtaja kod centrifugalnih pumpi je 1500 o/min (25 Hz).
2.2 REGULACIJA PRITISKA
U najvećem broju slučajeva kod vodosnabdevanja postavlja se pitanje regulisanja
pritiska. Ovaj problem u najvećem broju slučajeva rešen je primenom hidrofora i
dvopozicionog presostata. Ovakav način predstavlja najjeftinije i ujedno najprostije rešenje.
Osim toga ovaj način je veoma pouzdan i najmanje zahtevan u pogledu održavanja. Mana
ovakvog sistema je potreba za posudama pod pritiskom relativno velike zapremine i velika
histereza regulatora, odnosno oscilacije pritiska.
Jedno od rešenja ova dva problema predstavlja primena frekventne regulacije. Naime
ukoliko se presostat zameni davačem pritiska koji daje signal frekventnom pretvaraču a na
osnovu tog signala menja odnosno prilagođava broj obrtaja pumpe, postiže se usaglašavanje
kapaciteta pumpe sa trenutnom potrošnjom vode. Ovako se smanjuje greška regulacije i
smanjuje se potrebna zapremina hidrofora. Takođe na ovaj način moguće je rešiti i regulaciju
protoka.
Drugo rešenje ovog problema (oscilacija pritiska) je sistem sa više pumpi. U ovom
slučaju vrši se kaskadno uključivanje pumpi prema trenutnim potrebama potrošača. Što
rezultuje u manjem odstupanju trenutnog kapaciteta sistema od potrebe potrošača, u odnosu
na sistem sa jednom pumpom. Ovakvo rešenje ima prednosti u smislu pouzdanosti pošto
ispad jedne pumpe ne izaziva zastoj celog sitema. Mana ovakvog rešenja je razuđenost i
investiciono ulaganje pri izgradnji.
Idealno rešenje predstavlja kombinacija dva gore navedena, frekventna regulacija i
kaskadno upravljanje. Ovakav sistem se sastoji od više pumpi od kojih je najmanje jedna sa
frekventnim pretvaračem. U ovom slučaju upravljački uređaj vodi računa o radu svih pumpi.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
10
Frekventni pretvarač se u ovom slučaju postavlja na najmanju pumpu. Sa ovom
pumpom se vrši fina regulacija izlaznog pritiska. Ostale veće jedinice se uključuju u
zavisnosti od potrebe. Ovo predstavlja kompromis energetske efikasnosti i tačnosti regulacije,
pošto smanjivanje broja obrtaja znači pad stepena korisnog dejstva pumpe te povećanu
utrošenu energiju po kubnom metru ispumpane vode. S druge strane postiže se
zadovoljavajuća tačnost regulacije pritiska. Cena investicije i održavanja prema stepenu
automatizacije i energetske efikasnosti približava se optimalnoj pošto je ovako moguće pratiti
rad svih pumpi, i usaglasiti resurse i potrošnju.
Ovakvo rešenje, ukoliko se dobro izvede, zahteva malo održavanja pošto se sastoji
uglavnom od jednostavnih komponenti, što takođe daje robustnost i stabilnost kod ispada i
kvarova. Osim toga prisutna je i mogućnost unifikacije komponenti (pumpe, elektrooprema
itd) što povećava brzinu popravke kod hitnih intervencija.
Izbor upravljanja i pokretanja pumpi kao i izbor samih pumpi zavisi pre svega od
kapaciteta izvorišta, potrebnog kapaciteta potrošača i naravno od mogućnosti investitora.
Razvoj pumpi kreće se u pravcu povećanja efikasnosti, dok se razvoj upravljanja i automatike
kreće u pravcu povećanja tačnosti regulacije i podizanja stepena automatizacije. Podizanje
stepena automatizacije znači praćenje više parametara i automatsko reagovanje na njihove
vrednosti ili stanja.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
11
2.3 EKONOMSKA OPRAVDANOST REGULISANIH PUMPNIH SISTEMA
Postoje nekoliko ekonomskih faktora i kriterijuma koji mogu opravdati uvođenje
regulisanog elektromotornog pogona ili rekonstrukciju postojećeg pogona, međutim sama
procena ovih kriterijuma zavisi od korisnika.
Posmatrajući opravdanost regulisanog pogona kroz kriterijum troškova, troškovi
opravdanog regulisanog pogona uključuju kupovnu cenu i troškove montaže. Troškovi
eksploatacije uključuju troškove energije i troškove održavanja, što je izuzetno važan faktor
posmatrajući sa aspekta zarada tj. viška vrednosti.
Opšti kriterijumi za racionalno korišćenje pretvarača frekvencije mogu se ukratko istaći:
Poboljšanje kvaliteta proizvoda odnosno pojednostavljenje procesnih sistema (što
uključuje najnovija dostidnuća tehnike još u fazi planiranja investicije).
Nizak nivo buke pogona sa pretvaračima može se navesti kao primer zaštite čovekove
okoline.
Ako je štednja energije jedini motiv za uvođenje pogona sa regulacijom brzine,
potrebno je uzeti u obzir da specifični troškovi (din/kW) naglo rastu sa padom
nominalne snage elektro motora. Procena stvarnog stanja elektropogona na primer u
industriji šećera pokazala je da oko 60% potrošene energije se koristi za rad pumpi i
ventilatora. Međutim, ako se posmatra klasifikacija elektromotora (na primer u
navedenoj industriji) prema količini i vrednosti izlazne snage, motori čija je nominalna
snaga veća od 100 kW nose oko 15% od ukupnog iznosa ali troše oko 50% od ukupne
energija namenjene za elektromotore izuzimajući pogone centrifuga. Ako je cilj da se
uštedi energija pomoću uređaja za regulaciju brzine elektromotora, posebna pažnja se
mora posvetiti ovoj grupi motora.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
12
2.3.1 IZRAČUNAVANJE (ODREĐIVANJE) EKONOMSKE OPRAVDANOSTI REGULISANOG PUMPNOG SISTEMA
Investicioni troškovi za procenjivanje prednosti investicionih projekata ili
investicionih mogućnosti su preliminarni prilikom donošenja odluke o investicijama. Prilikom
investicionih kalkuacija najčešće se obraća pažnja na kalkulacije neto-povratka i amortizacija.
Kalkulacije neto-povratka odnose se na očekivane godišnje zarade uloženog kapitala
čime se dobija informacija o profitu planirane investicije:
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉ć𝑉𝑉𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = 𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺š𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑧𝑧𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝐺𝐺𝑎𝑎𝑈𝑈𝑈𝑈𝐺𝐺ž𝑎𝑎𝑎𝑎𝐺𝐺 𝑘𝑘𝑉𝑉𝑘𝑘𝐺𝐺𝑘𝑘𝑉𝑉𝑈𝑈 𝑥𝑥 100 (%)
Izračunavanje amortizacije bazira se uglavnom na određivanju rizika, odnosno da se
odredi koliko je vremena potrebno za amortizaciju investicija.
Amortizacioni period (oko 3 do 6 godina) baziran je na subjektivnu ocenu investitora i
u praksi je ovaj period obično kraći od ekonomskog veka trajanja.
𝐴𝐴𝐴𝐴𝐺𝐺𝑉𝑉𝑘𝑘𝐺𝐺𝑧𝑧𝑉𝑉𝐴𝐴𝐺𝐺𝐺𝐺𝑎𝑎𝐺𝐺 𝑘𝑘𝑎𝑎𝑉𝑉𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺 = 𝐼𝐼𝑧𝑧𝑎𝑎𝐺𝐺𝐼𝐼 𝐺𝐺𝑎𝑎𝑖𝑖𝑎𝑎𝐼𝐼𝑘𝑘𝐺𝐺𝐴𝐴𝐺𝐺𝑎𝑎𝑎𝑎𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺š𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 𝑧𝑧𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝐺𝐺𝑎𝑎
Ako se kapital koji je potreban da pokrije investicione troškove (A) investira pri
kamatnoj stopi i%, akumulirani kapital posle n godina je:
𝐴𝐴𝑎𝑎 = 𝐴𝐴 𝑥𝑥 (1 + 0,01 𝑥𝑥 𝐺𝐺)𝑎𝑎
Jednačina br. 1
Ako se investicija treba amortizovati u roku od n godina, potrebno je postići godišnju
zaradu (E) koja ako se investira pri kamatnoj stopi od i% daće kapital posle n godina:
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
13
𝐸𝐸𝑎𝑎 = 𝐴𝐴𝑎𝑎 = 𝐸𝐸 𝑥𝑥 (1 + 0,01 𝑥𝑥 𝐺𝐺)𝑎𝑎−1
0,01 𝑥𝑥 𝐺𝐺
Jednačina br. 2
Pomoću jednačina 1 i 2 može se izračunati amortizacioni period (n):
𝑎𝑎 =
𝑈𝑈𝑙𝑙 11 − 𝐴𝐴
𝐸𝐸 𝑥𝑥 (0,01 𝑥𝑥 𝐺𝐺)lg 𝑥𝑥 (1 + 0,01 𝑥𝑥 𝐺𝐺)
Jednačina br. 3
2.3.2 PRIMER OPRAVDANOSTI TROŠKOVA UVOĐENJEM REGULISANOG PUMPNOG SISTEMA
Znatna ušteda energije se može postići kod pogona sa kvadratičnom momentnom
karakteristikom ako se umesto pogonskog motora konstantne brzine koristi pogon sa
regulacijom brzine motora.
Centrifugalna pumpa i pripadajuća oprema (sistem cevi, ventili) su dva sistema, koji
su serijski povezana. Njihova konstrukcija se uvek mora bazirati na maksimalnom protoku.
Prosečan protok obično se kreće oko 60-80% maksimalnog protoka.
Podešavanje protoka se može vršiti putem:
-prigušnih uređaja
-bajpas kontrolom
-regulacijom brzine
Sistemi podešavanja protoka pumpe sa prigušnim uređajima su sistemi čistog gubitka
koji zahtevaju velike eksploatacione troškove. Podešavanje protoka sistemom sa bajpas
kontrolom, deo protoka vraća u usisnu granu i zahteva najveću snagu od centrifugalne pumpe.
Međutim, sistemi sa regulacijom brzine karakteristiku pumpe podešava tako da potisnu visinu
koja se generiše u pumpi prilagođava prema zahtevima karakteristike cevovoda na željeni
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
14
protok. Sa aspekta potrošnje energije ovaj sistem je najracionalniji. Takođe smanjuje habanje
pumpe na najmanju meru.
Prethodna razmatranja se ne odnose na slučajeve gde je maksimalan protok mnogo
manji od nivoa na koji je motor proračunat. Drugim rečima, zbog velikih investicija,
podešavanje protoka putem regulacije brzine je samo u izuzetnim slučajevima odgovarajući
način za rešavanje problema predimenzionisanjem. Postoje mnogo jeftinija rešenja za ovaj
problem (na primer ugradnja motora male brzine, promena prenosnog odnosa itd.).
2.3.3 PRIMER PRORAČUNA Sledeći primer je ilustracija načina uštede energije koji se postiže regulacijom brzine
centrifugalne pumpe i to da bi se uskladio protok i stvarna potrošnja umesto da se jednostavno
priguši višak hidraulične snage pri nominalnoj brzini.
Podaci centrifugalne pumpe sa Q-H karakteristike su sledeći: protok Q = 550m³/h,
potisna visina H = 60m, gustina fluida je 1kg/dm³, gravitacija g = 9,81m/s² i stepen korisnog
dejstva η = 0,74.
a) Tražena mehanička snaga navedene centrifugalne pumpe pri nominalnoj brzini
𝑃𝑃1 = 𝑄𝑄 · 𝐻𝐻 · 𝛾𝛾 · 𝑙𝑙
3600 · 𝜂𝜂 = 550 · 60 · 1 · 9,81
3600 · 0,74 = 122 𝑘𝑘𝑘𝑘
Međutim, ako se zahteva protok Q = 400m³/h tj. 73% od nominalnog protoka:
b) Za slučaj podešavanja protoka prigušenjem pri konstantnoj brzini potrebna mehanička
snaga pumpe je:
𝑃𝑃2 = 400 · 72 · 1 · 9,81
3600 · 0,69 = 114 𝑘𝑘𝑘𝑘
c) Za slučaj podešavanja protoka regulacijom brzine centrifugalne pumpe potrebna
mehanička snaga je:
𝑃𝑃3 = 400 ∙ 32 ∙ 1 ∙ 9,81
3600 ∙ 0,74 = 47 𝑘𝑘𝑘𝑘
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
15
Takođe, poređenje pokazuje da stepen korisnog dejstva pumpe u slučaju b) je veći od
korisnog dejstva u slučaju a).
Specifična potrošnja energije (tj. potrošnja energije po jedinici protoka: kWh/m³) se
takođe može koristiti za ilustraciju ekonomičnosti pogona pumpe sa regulacijom brzine.
Slučaj a) 𝐸𝐸1 = 𝑃𝑃𝑄𝑄
= 0,22 𝑘𝑘𝑘𝑘ℎ/𝐴𝐴³
Slučaj b) 𝐸𝐸2 = 0,29 𝑘𝑘𝑘𝑘ℎ/𝐴𝐴³ (podešen protok prigušenjem)
Slučaj c) 𝐸𝐸3 = 0,12 𝑘𝑘𝑘𝑘ℎ/𝐴𝐴³ (podešen protok regulacijom brzine)
Kod sistema podešavanja protoka sa prigušenjem najniža specifična potrošnja energije
se uvek dobija na maksimalnom protoku. Ako se zahteva niži protok specifična potrošnja
energije se progresivno povećava. Promena protoka pomoću prigušenja je neekonomična.
Kod sistema sa regulacijom brzine, specifična potrošnja energije ne samo da opada sa
opadanjem protoka nego dostiže i minimum kada pumpa radi pri maksimalnom stepenu
korisnog dejstva (optimalna radna tačka).
Da bi se izvršila analiza relativnog ekonomičnog korisnog dejstva različitih tipova
podešavanja protoka potrebno je odrediti i uporediti korišćenu električnu energiju. Proračun
godišnjeg dobitka električne energije kroz cenu kWh na račun regulisanog pogona
nagoveštava da će skoro sigurno uštede u buduće biti veće (odnosno troškova za elektroniku i
troškova za energiju će se smanjiti).
Kod proračuna, u ovom jednostavnom primeru eliminacije prigušnog uređaja (na
primer ventila), nisu uzeti u obzir troškovi održavanja.
Vek trajanja statičkog pretvarača frekvencije je praktično neograničen. Obično se
uzima da im je vek trajanja oko 15 do 20 godina. Proračun povratka investicije stoga daje
izuzetno dobre rezultate, kratak period amortizacije i praktično bez rizika.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
16
3. REGULISANI PUMPNI SISTEMI
Osnovna namena ovog sistema je povišenje pritiska vode gradske vodovodne mreže u
višespratnicama, kako bi se postiglo snabdevanje pitkom i potrošnom vodom točećih mesta i
sanitarnih uređaja i na najvišim spratovima. Konstrusan je za kontrolu jedne, dve i tri
centrifugalne pumpe sa trofaznim elektromotorom snage do 1,5 kW. Jedna pumpa je
frekventno regulisana, dok se ostale automatski uključuju kaskadno (prema potrebi).
Sistem radi tako da se, p rilikom starta, uk ljučuje prva pumpa čiji je obrtaj regulisan
frekventnim regulatorom. Frekventni regulator, lagano zaleće pumpu, a zatim menja obrtaj
kako bi pritisak ostao na zadatoj vrednosti (npr. 5 bar). Podatak o stvarnoj vrednosti pritiska
se dobija preko sonde (transmitera pritiska) koja je ugrađena na potisnu cev i direktno
priključena na frekventni regulator. U slučaju veće potrošnje pumpa će povećavati obrtaj,
odnosno u slučaju smanjene potrošnje, smanjivaće obrtaj.
Kod jako velike potrošnje, kada pumpa koja je regulisana frekventnim regulatorom, ne
može da zadovolji traženi pritisak, automatski će se uključiti druga ili treća, zavisno od
sistema, koja radi punim kapacitetom, dok će prva pumpa , promenom obrtaja, dopunjavati do
zadate vrednosti pritiska koji se ne menja. Kada se potrošnja smanji, isključuje se druga
pumpa, a regulisana i dalje, promenom obrtaja, održava zadatu vrednost pritiska.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
17
Radi jedna pumpa na frekventnom regulatoru Radi jedna pumpa na frekventnom regulatoru, a druga direktno
Prednost ovog sistema je što je odstupanje stvarnog pritiska na potisu od zadate
vrednosti manje od 1%, čime su izbegnuti hidraulični udari u mreži, štiti se postojeći cevovod
kao i neprijatne varijacije tople i hladne vode iz bojlera na višim spratovima.
Primena frekventnih pretvarača kod pumpnih sistema obezbeđuje regulaciju rada
pumpi odnosno održavanje potrebnog, konstantnog pritiska u vodovodnoj instalaciji cele
zgrade.
U svakom frekventnom pretvaraču je ugrađen mrežni filter koji ograničava i otklanja
smetnje kod radio i TV uređaja. Isto tako svaki frekventni pretvarač ima ugrađene naponske i
strujne zaštite, a to znači da će kod nestanka jedne faze ili preopterećenja elektromotora
odmah biti prijavljen kvar, kako nebi došlo do veće štete. Svaki trajni ili prolazni kvar na
pumpnom sistemu se beleži u meniju frekventnog pretvarača i u svako doba se može
naknadno pročitati šta je bio uzrok kvara.
Prednosti regulisanih pumpnih sistema:
• Održavanje pritiska na zadatoj vrednosti, u celoj vodovodnoj instalaciji bez obzira na
spratnost sa greškom manjom od 1%, zahvaljujući zatvorenoj povratnoj sprezi
• Uštedu električne energije (do 60%), zahvaljujući regulaciji pumpi
• Smanjenje hidrauličnih udara u mreži čime se povećeva vek trajanja pumpi i cevovoda
• Automatsku kaskadnu kontrolu pompi
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
18
• Potpuna eliminacija buke u prostoru gde su smeštene pumpe a takođe i u okolnim
stanovima (nema više iscrpljujućih lupanja nepovratnih ventila i kontaktora za
ulkjučenje pumpi)
• Uštede na troškovima servisa, jer je smanjeno habanje svih delova pumpnog sistema
(nema više lomova osovina, spojnica, premotavanja motora, zamene kontaktora,
bimetalnih relea, tlačnih sklopki, atrol posuda idr.
Regulisani pumpni sistemi obezbeđuju nekoliko nivoa zaštite:
• Zaštitu pumpi od rada na suvo (nestanak vode)
• Zaštitu od nepravilnog redosleda, ispada i asimetrije faza
• Zaštitu elektromotora pumpi od preopterećenja
• Zaštita od zemljospoja i kratkog spoja
• Zaštita od radiosmetnji
• Zaštita od previsokog pritiska
• Zaštita od emitovanja viših harmonika u mrežu
• Prenaponska i podnaponska zaštita
• Termička zaštita motora i frekventnog pretvarača
Primenom frekventnih pretvarača kod pumpnih sistema pored predhodno nabrojanih
prednosti, obezbeđuje i zaštitu uređaja u domaćinstvu od hidrodinamičkih udara (bojleri, veš
mašine, mašine za pranje posuđa i dr.), a takođe se obezbeđuje i dodatni konfor prilikom
tuširanja, jer jedanput podešena temperatura i pritisak vode ostaje isti do kraja tuširanja.
Postrojenja se biraju na osnovu sračunatih vrednosti potrebnog protoka (Q) i napora
(H) za objekat, a koristeći dijagram sa Q – H karakteristikama postrojenja i tabelu sa
tehničkim karakteristikama. Protok se određuje na uobičajen način uvažavajući opterećenja
potrošnih mesta. Za približno određivanje potrebne količine vode služe prikazani dijagrami:
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
19
Potrošnja vode u zavisnosti od broja korisnika
Potrošnja vode u zavisnosti od broja kreveta
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
20
Određivanje potrebnog napora postrojenja vrši se prema sledećem obrascu:
H=Hg+SH+Hs-Hu, gde su:
H(m) - potreban napor postrojenja
Hg(m) - geodetska visinska razlika između najvišeg potrošnog mesta i potisnog priključka
SH(m) - zbir gubitaka u odvodnom vodu instalacije
Hs(m) - visina ekvivalentna potrebnom slobodnom izlivnom pritisku na najvišem potrošnom
mestu
Hu(m) - visina ekvivalentna minimalnom ulaznom pritisku u postrojenje (u slučaju
postrojenja sa prekidnom komorom Hu=0)
Odabrano postrojenje treba da zadovolji maksimalno očekivane vrednosti protoka i
napora instalacije opsluživanog objekta.
Postrojenja su predviđena za smeštaj na najniže kote objekata (podrum ili prizemlje), a
za ekstremno visoke objekte i na više kote (kada su vezani u seriju sa drugim postrojenjem).
Mogu se priključivati direktno na gradsku vodovodnu mrežu ili na prekidnu komoru, ako su
karakteristike gradske mreže takve da se stvaraju veliki padovi pritiska u dovodnom vodu.
Priključenje je moguće na levu ili na desnu stranu postrojenja. Elektroinstalacija mora biti
izvedena prema važećim propisima, a napojni kabel do upravljačkog ormara odabrati prema
tabeli sa tehničkim podacima. Postrojenja su predviđena za ugradnju u posebne radne
prostorije sa odgovarajućim ulazom za unos i opsluživanje postrojenja i treba da su
obezbeđene od pristupa neovlašćenih lica. Za pristup postrojenju s prednje strane treba
obezbediti proctor širine 1,5m, a sa zadnje 0,5m. Poželjno je da prostorija za smeštaj
postrojenja bude zvučno izolovana od stambenog dela prostora, suva, osvetljena, provetrena,
zaštićena od smrzavanja i obezbeđena podnim slivnikom.
Cela kontrola regulacije je smeštena u metalni ormar malih dimenzija koji se montira
na zid ili postolje pumpnog postrojenja. Lako se može prilagoditi postojećim klasičnim
sistemima za povišenje pritiska čime se uveliko poboljšava njihov rad.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
21
Kompletan električni uređaj za rekonstrukciju pumpnih sistema je kompaktan uređaj
namenjen za montažu na zid.
Dimenzije uređaja: 400 x 400 x 200 mm
Priključni napon: 3 x 400 V; 50 Hz; 16A
Ulaz svih kablova je sa donje strane kroz Pg uvodnice.
Glavni prekidač je na desnoj bočnoj strani ormana.
Prekidač za START/STOP je na vratima ormana.
Prekidač za izbor radne pumpe je unutar razvodnog ormana.
Uređaj je izrađen prema standardu JUS N.K5.503 sa mehaničkom zaštitom IP54 prema
standardu JUS IEC 529, zaštita od mrežnih smetnji je CLASS B1 prema EN 55011.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
22
4. FREKVENTNI PRETVARAČI
Mnogi procesi u modernoj industriji zahtevaju regulaciju i tačno podešavanje
brzine. Poznati su mnogi mehanički i električni načini za ostvarenje ovog cilja, ali samo
jedan način predstavlja idealnu kombinaciju pristupačnosti, jednostavne instalacije, lake
upravljivosti i minimalnog održavanja. Reč je o frekventnom regulatoru brzine obrtanja
standardnih asinhronih motora.
Frekventni regulator je uređaj koji upravlja brojem obrtaja standardnog
industrijskog trofaznog asinhronog motora proporcionalno ulaznom signalu zadate
vrednosti. On nudi i mnoge druge funkcije kao što su zaštitne funkcije (preopterećenje,
kratak spoj, podnapon zemljospoj…), funkcije mekog startovanja i zaustavljanja,
unapred podešenih brzina (preset brzina) i dr. Brzina asinhronog motora je
proporcionalna frekvenciji primenjenog napona, pa je stoga za promenu brzine potrebno
menjati frekvenciju.
V/f karakteristika za upravljanje na bazi konstantnog momenta
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
23
Ovo se postiže korišćenjem dve energetske celine. Prva koja ispravlja
naizmenični napon u jednosmerni jeste ispravljač (najčešće neupravljivi-diodni most), a
druga jeste invertor koji od dobijenog jednosmernog napona proizvodi naizmenični
napon promenljive frekvencije. Promenom izlazne frekvencije naizmeničnog napona na
izlazu iz invertora menja se i brzina obrtanja motora.
Princip frekventne regulacije
Momenat motora srazmeran je odnosu napona i frekvencije (V/f), pa ako je odnos
napona i frekvencije pri promeni broja obrtaja konstantan (do iznosa nominalnog
napona) onda je i momenat motora konstantan.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
24
4.1 PREDNOSTI FREKVENTNE REGULACIJE Lako upravljanje - frekventni regulator omogućava lako i jeftino upravljanje
standardnim asinhronim motorom.
Pouzdanost/ Smanjeno održavanje - u poređenju sa drugim električnim ili
mehaničkim sistemima za regulaciju brzine obrtanja motora sistem sa
frekventnim regulatorom je takav da skoro ne zahteva održavanje, ležajevi
motora postaju jedini deo koji zahteva povremeni pregled.
Lako povezivanje u veće pogonske sisteme - upravljan standardnim naponskim ili
strujnim signalima, kao i komunikaciono, frekventni regulatori se lako integrišu u
šire i veće pogonske i fabričke sisteme.
Štednja energije - u poređenju sa mehaničkim načinima upravljanja po protoku,
frekventni regulator ima velike prednosti i čini velike uštede energije naročito u
ventilatorskim i pumpnim postrojenjima. Takođe, ograničavanjem struja pri
uključenju frekventni regulator nudi dalje uštede u poređenju sa sistemima sa
direktnim startovanjem.
Jednostavno puštanje u rad - frekventni regulator se jednostavno montira i pušta
u rad.
4.2 OSNOVNI TIPOVI SISTEMA NA BAZI FREKVENTNIH REGULATORA Jedan motor - jedan frekventni regulator : najjednostavniji sistem sadrži jedan
motor regulisan jednim frekventnim regulatorom pri čemu se podešavanje brzine
obavlja sa lokalnog potenciometra. Alternativno podešavanje brzine može da se
izvede iz udaljenog izvora (npr. PLC-a) sa pretpostavimo lokalnim
potenciometrom za fino podešavanje brzine.
Principi na bazi jedan motor – jedan regulator
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
25
Više motora - više frekventnih regulatora : određene aplikacije zahtevaju da se
određeni broj motora obrće istom brzinom ili da im brzine stoje u nekom
podešenom odnosu. Ovakav master/slave sistem je uobičajen u aplikacijama sa
većim brojem transportera bez mehaničke sprege.
Princip više međuzavisnih pogona
Više motora - jedan frekventni regulator : u aplikacijama gde veći broj motora
treba da se obrće približno jednakom brzinom može se upotrebiti jedan regulator.
Serija ventilatora na jednoj peći su dobar primer za ovo. Problem preopterećenja
pojedinačnih motora u ovakvom sistemu rešava se postavljanjem releja termičke
zaštite u svaku pojedinačnu granu sistema.
Princip jedan frekventni regulator za više motora
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
26
4.3 SIGNALI ZADATE VREDNOSTI BRZINE Analogni signal 0...10V (sa ili bez signala smera obrtanja motora). Brzina je
proporcionalna naponu podešenom na potenciometru. Smer se bira pomoću
kontakta nekog pomoćnog releja.
Zadavanje naponskim signalom 0...10V
Analogni signal -10V…0…+10V. Brzina je proporcionalna naponu sa
potenciometra pri čemu je negativna vrednost za smer nazad, a pozitivna za smer
napred. Mogućnost bipolarne zadate vrednosti brzine nudi Commander SE uz
dodatak opcione kartice za bipolarni signal –10V...0...+10V, kao i Unidrive koji
ima standardno bipolarni ulaz zadate vrednosti brzine.
Zadavanje bipolarnim naponskim signalom
Strujni signal 4…20mA, 0…20mA, 20…4mA, 20…0mA. Brzina je
proporcionalna strujnom signalu. Ovaj sistem je koristan kada je u pitanju prenos
signala na veća rastojanja, jer bi kod naponskih signala stvarao problem pad
napona.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
27
Zadavanje strujnim signalom
Serijska komunikacija. Ovo je idealan način upravljanja digitalnim frekventnim
regulatorima koji se nalaze na većim rastojanjima od centralnog upravljačkog
uređaja. Naravno, centralni upravljački uređaj i frekventni regulator moraju da
poseduju mogućnost komunikacije na bazi istog protokola (Modbus, Modbus
Plus, Interbus S, Profibus i dr.).
Serijska komunikacija je posebno vrlo pogodan način upravljanja u sistemima u
kojima se vrši nadzor na bazi SCADA softverskih paketa ili drugih softverskih
paketa za prikupljanje i obradu podataka.
Princip primene serijske komunikacije za upravljanje frekventnim regulatorom
Digitalne preset vrednosti. Neke aplikacije zahtevaju da se motor obrće samo
određenim brojem prethodno podešenih brzina bez kontinualne regulacije. Za
ovakve primene frekventni regulator podržava npr. 8 prethodno podešenih brzina
kombinacijom 3 digitalna ulaza. Ovaj način ne zahteva korišćenje potenciometra
ili analognog izlaza PLC-a.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
28
4.4 REGULACIJA PROCESNE VARIJABLE U OTVORENOJ PETLJI ILI ZATVORENOJ PETLJI
U sistemu sa otvorenom petljom motor se obrće brzinom proporcionalnom
signalu zadate vrednosti brzine. Pri tome se ne prati aktuelna brzina, pa se ne može
izvršiti kompenzacija. Međutim za većinu jednostavnih aplikacija ovaj princip regulacije
je sasvim zadovoljavajući.
U sistemima sa zatvorenom petljom procesna varijabla (brzina, protok, pritisak i
sl.) se prati i upoređuje sa zadatom vrednošću.
Princip upravljanja procesnom varijablom u otvorenoj i zatvorenoj petlji
Razlika između njih (signal greške) se pojačava tako da ovaj uticaj koriguje
procesnu varijablu tako da se održi zadata vrednost. Primer za ovo je sistem sa
konstantnim protokom, ali merena i upravljana veličina mogu biti i pritisak,
temperatura, nivo itd.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
29
4.5 UŠTEDA ENERGIJE I BUKA
Ventilatori i pumpe su veoma česti pogoni u raznim industrijama gde se zahteva
promenljivi protok. U ranijim rešenjima koristila su se mehanička rešenja (ventili,
klapne, i sl.) koja su inače vrlo neefikasna jer je angažovana snaga motora ventilatora ili
pumpe nominalna i konstantna nezavisno od protoka.
Ako se koristi frekventni regulator i vrši promena protoka promenom brzine
obrtanja motora mogu se postići značajne uštede energije uvažavajući činjenicu da je
utrošena snaga proporcionalna trećem stepenu brzine. Npr. ako je potrebna samo
polovina maksimalnog protoka pogon na bazi frekventnog regulatora će potrošiti
približno 12.5% energije koju utroši sistem na bazi ventila ili nekog drugog mehaničkog
elementa.
Ventilatori su glavni učesnici industrijske buke. Smanjenjem brzine motora
ventilatora za samo 15% buka se smanjuje za oko 55%.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
30
5. VIŠESTEPENE CENTRIFUGALNE PUMPE – “SEVER” (SEV)
5.1 NAMENA
Višestepene centrifugalne pumpe SEV namenjene su za povišenje pritiska i transport
tečnosti. Za pitku i sanitarnu vodu predviđeni su tipovi pumpi SEV (nerđajući čelika AISI
304), dok za vodu sa agresivnim sastojcima pogodni su tipovi pumpi SEVS (nerđajući čelik
AISI 316).
5.1.1 TRANSPORTOVANA TEČNOST
U zavisnosti od namene predviđene su sledeće tečnosti:
• hladna i topla voda bez čvrstih čestica,
• voda sa agresivnim sastojcima .
Napomene: Ukoliko je viskozitet i gustina transportovane tečnosti različita od vode preispitati
snagu motora.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
31
5.2 PRIMENA Osnovno područje primene pumpi SEV su urbane sredine gde se koriste za povišenje
pritiska i za snabdevanje potrošača pitkom i sanitarnom vodom:
• hidroforska postrojenja,
• protivpožarni uređaji,
• sprinkler sistemi,
• rashladni uređaji.
Neke primene gde se SEV pumpe mogu uspešno koristiti:
• tretman vode,
• napajanje parnih kotlova,
• navodnjavanje,
• praonice automobila.
Za agresivne tečnosti primenjuju se pumpe SEVS:
• hemijska industrija,
• procesna i prehrambena industrija,
• snabdevanje morskom vodom,
• snabdevanje bazena hlorisanom vodom.
Za pritiske do 40 bara koriste se pumpe SELHS:
• sistemi za reverznu osmozu,
• uređaji za čišćenje visokim pritiskom.
5.3 IZBOR PUMPI Pri izboru pumpi neophodno je uzeti u obzir više elemenata kao što su: namena
pumpe, transportovana tečnost, radna tačka, tehničke karakteristike, granice rada, vrsta
zaptivanja, itd. U katalogu su navedeni podaci za pravilan izbor pumpe za ispravan i
dugotrajan rad bez servisiranja. Česti su zahtevi u vezi nivoa šuma pumpe, naročito u
stambenim oblastima. Iz tog razloga su razvijene pumpe sa 4-polnim motorima.
Tipovi pumpi SEV 14 i SEV 24 opremljeni su motorima sa brzinom obrtanja 1425
min. Odlika ovih pumpi je nizak nivo šuma i dugačak vek trajanja. Drugi tipovi pumpi SEV
su sa motorima brzine obrtanja 2850 min .
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
32
5.4 KONSTRUKCIJA Pumpe SEV su po vrsti centrifugalne, a po konstrukciji višestepene vertikalne. Pumpa
i elektromotor su posebne jedinice spojene prirubnim poklopcem i krutom spojnicom. Svi
delovi pumpe koje dolaze u dodir sa transportovanom tečnošću su od visokokvalitetnog
nerđajućeg čelika čime se sprečava nastanak korozije.
5.4.1 PRIRUBNI POKLOPAC PUMPE Prirubni poklopac pumpe obezbeđuje stabilnost pumpe i spoj sa elektromotorom.
Umetak od nerđajućeg čelika sprečava nastanak korozije. Visina poklopca zavisi od vrste
mehaničkog zaptivača. Napoklopcu se nalazi odzračni ventil.
5.4.2 KUĆIŠTE PUMPE Kućište pumpe je u "inline" izvedbi tj. usisni i potisni priključak su u istoj osi, što
omogućava ugradnju pumpe u pravolinijske cevovode. Izrađuje se od nerđajućeg čelika i
podvrgnuta je specijalnoj antikorozionoj zaštiti. Prirubnice na kućištu su okretljive za lako
pronalaženje otvora za vijke pri spajanju sa protuprirubnicom. Na kućištu pumpe se nalazi
ventil za pražnjenje.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
33
5.4.3 MEHANIČKI ZAPTIVAČI
Ispravnom izborom kombinacije materijala lica i gumenog mehaničkog zaptivača
omogućava se dugačak vek trajanja. Na tipovima pumpi sa motorima veće snage ugrađen je
cartridge zaptivač koja omogućuje zamenu bez demontaže motora.
IZBOR MEHANIČKOG ZAPTIVAČA
Vek trajanja mehaničkog zaptivača zavisi od uslova rada (pritisak, temperatura),
čistoće i kvaliteta transportovane tečnosti i od materijala delova zaptivača. Ispravan izbor
materijala delova zaptivača omogućava dugačak vek rada bez zamene. Za radni pritisak do 25
bara (pumpe SEV(S)) ugrađuje se standardni tip mehaničkog zaptivača sa gumenim mehom
po DIN 24960. Za radni pritisak do 40 bara (pumpe SELHS 6) ugrađuje se oprugom
napregnuti mehanički zaptivač za visoke pritiske. U tipove pumpi sa motorima veće snage (
većim od 7,5 kW) ugrađuju se modulni (cartridge) zaptivači koji omogućuju zamenu bez
demontaže motora.
5.4.4 ULEŽIŠTENJE OSOVINE PUMPE
Osovina pumpe se obrće u kliznim ležajima, koji se podmazuju transportovanom
tečnošću. Za uležištenje osovine koristi se kombinacija volfram-karbid i keramike.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
34
5.4.5 OSOVINA PUMPE
Osovina pumpe je od nerđajućeg čelika. Ravne površine na osovini su izrađene za
čvrstu vezu osovina - obrtno kolo.
5.4.6 CEVASTO ZAPTIVANJE
Cevasta konstrukcija obezbeđuje kompenzaciju termičke dilatacije. Specijalan oblik
O-ring žleba i prema nameni odabran kvalitet materijala zaptivača omogućava optimalno
zaptivanje. Sprovodna kola od nerđajućeg čelika Sprovodna kola su izrađena od nerđajućeg
čelika. Specijalna konstrukcija i tehnologija izrade omogućava smanjenje hidrauličnih
gubitaka i zbog toga pumpe imaju visok stepen korisnog dejstva.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
35
5.5 PRIKLJUČENJE 1) Pumpe SEV(S) se priključuju sa ovalnom okretnom prirubnicom po JUS ISO 228, PN16.
U isporuku je uključena i protuprirubnica sa unutrašnjim navojem.
2) Pumpe SEV(S)F I SELHS se priključuju sa okruglom okretnom prirubnicom po
JUS EN 1092-2, PN25 i PN40.
Protuprirubnica se po zahtevu isporučuje.
5.6 NAPOMENA
Za transport agresivne tečnosti koristi se specijalni mehanički zaptivač:
• lice mehaničkog zaptivača: Si-carbid / Si-carbid
• materijal meha: Viton ili EPDM.
5.7 TEHNIČKI PODACI
• Vrednosti protoka Q i napora H prikazani su na dijagramima hidrauličnih
karakteristika.
• Nazivni pritisak: - PN 16 za SEV(S),
• Temperatura tečnosti : - 15°C do 120°C
• Temperatura ambijenta: + 4°C do 50°C
• Priključni napon: 400 V, 50 Hz
• Trofazni asinhroni motori po IEC standardu.
• Brzina obrtanja: 2850 min , 1425 min za SEV(S) 14 i SEV(S)F 24
• Stepen mehaničke zaštite: IP55
• Klasa izolacije: F
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
36
5.8 MERNA SKICA
5.9 DIMENZIJE I MASA
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
37
5.10 DIJAGRAM HIDRAULIČNIH KARAKTERISTIKA
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
38
6. FREKVENTNI PRETVARAČI – PROCON (E1D; E3D)
6.1 NAMENA UREĐAJA
Frekventni pretvarači tipa E1D i E3D su DSP procesorski upravljani uređaji sa
digitalnim programiranjem. Uređaji tipa E1D su namenjeni za monofazni priključak 1x230V,
50Hz; za snage motora od 0,25 do 2,2 Kw. Uređaji tipa E3D su namenjeni za trofazni
priključak 3x400V, 50Hz; za snage motora od 0,37 do 4 kW. Pogodni su za regulaciju brzine
obrtanja svih tipova trofaznih asinhronih motora sa kaveznim rotorom.
Uređaji ispunjavaju standardima propisane uslove o bezbednosti i svrstavaju se u
grupu 1 u pogledu zaštite od dodira, odnosno sve zahteve tehničke sigurnosti propisane
Zakonom o standardizaciji.
(na pr. IEC 1000-4, IEC 1800-3, IEC 68-2, IEC 664-1, EN 55011 B1)
6.2 TEHNIČKE KARAKTERISTIKE
Ulaz: napon: 1 x 200 ¸ 240 VAC +/-10% (E1D) 3 x 380 ¸ 440 VAC +/-10% (E3D)
frekvencija: 50 ¸ 60Hz (sinusna) Izlaz: napon: 3 x 0 ¸ maksimalna vrednost ulaznog napona frekvencija: 0 - 400 Hz maksimalno
(prema zahtevu se može programirati)
Zaštita: IP 20 (na zahtev i do IP 54) Mrežne smetnje: ugrađen je mrežni filter
Temperatura okoline: 0....+40 °C Sadržaj vlage: Maksimalno 90% vlažnosti
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
39
6.3 TEHNIČKI OPIS
Napon mreže je ispravljen preko diodnog mrežnog mosta, pulzacije napona se
otklanjaju elektrolitskim kondenzatorima. Sadrži inteligentni procesor sa IGBT izlaznim
stepenom, upravljan sinusno modulisanim impulsima, daje promenljivu veličinu napona i
frekvencije na pogonski motor. Do nazivne brzine obrtanja odnos napona i frekvencije se
prema priručniku za programiranje može proizvoljno menjati u zavisnosti od vrste
opterećenja. Kod malih frekvencija gornji odnos se može promeniti u cilju kompenzacije
omskih padova napona (Uboost).Iznad nazivnog broja obrtaja frekventni pretvarač može odati
konstantnu nagu. Uz uređaj, na zahtev, može da se priključiti kočioni otpornik.
6.4 UPOZORENJA !!!
-Zabranjeno je u vlažnoj okolini, ili sa vlažnim rukama započinjati ugradnju!
-Zabranjeno je na stezaljke motora priključiti mrežno napajanje!
-Treba izbegavati zemljospoj ili kratak spoj izlaznih stezaljki!
-Zabranjeno je kondenzator za popravku faze ili RC, LC filtere koristiti na izlazu!
-Treba izbegavati kontaktor na izlazu, jer zbog prekostruje uključenja može da poremeti rad
frekventnog pretvarača. Ako je neophodno korišćenje kontaktora iz nekih razloga (na pr.
prekopčavanje između više motora), obavezno treba blokirati mogućnost prekopčavanja u
toku rada frekventnog pretvarača!
-Zaštitni vod treba da bude barem tolikog preseka kao što je propisano za fazni vod!
-Dužina zaštitnog voda da bude što kraća!
-Zabranjeno je zajednički zaštitni vod koristiti kod mašina većih snaga (na pr. aparat za
varenje)!
-Treba izbegavati pojavu električnog luka!
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
40
6.5 FABRIČKO POVEZIVANJE E1D FREKVENTNOG PRETVARAČA
- Trobojna LED dioda (zelena = uključeno; žuta = pogon; crvena = greška)
- +10 V pokretanje sa potenciometrom, izlaz ( max. 6 mA)
- Analogni ulaz 1 : potenciometar, 0 - 10V,( 0 - 20 mA, OPCIONO)
- GND (referentna tačka ulaza)
- Analogni ulaz 2 : (kontrolni signal), 0 - 10V, (0 - 20 mA, OPCIONO)
- Digitalni ulaz 1 (fabričko podešavanje: prekidač za START)
- Digitalni ulaz 2 (fabričko podešavanje: prekidač za PROMENA SMERA)
- Digitalni ulaz 3 (fabričko podešavanje: prekidač za POTVRDA GREŠKE)
- Digitalni ulaz 4 (fabričko podešavanje: prekidač za SPOLJAŠNJA GREŠKA )
- +24V (za digitalne ulaze)
Relejni izlaz 1 (kontakt ili opto) (OPCIONO)
SA1
SA2
SA3
SA4
SD1
SD2
SD3
SD4
SD5
SR1
SR2
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
41
6.6 FABRIČKO POVEZIVANJE E3D FREKVENTNOG PRETVARAČA
- Trobojna LED dioda (zelena = uključeno; žuta = pogon; crvena = greška)
- +10 V pokretanje sa potenciometrom, izlaz ( max. 6 mA)
- Analogni ulaz 1 : potenciometar, 0 - 10V,( 0 - 20 mA, OPCIONO)
- GND (referentna tačka ulaza)
- Analogni ulaz 2 : (kontrolni signal), 0 - 10V, (0 - 20 mA, OPCIONO)
- Analogni izlaz : 0 - 10 V (0 - 20 mA) (OPCIONO)
- Digitalni ulaz 1 (fabričko podešavanje: prekidač za START)
- Digitalni ulaz 2 (fabričko podešavanje: prekidač za PROMENA SMERA)
- Digitalni ulaz 3 (fabričko podešavanje: prekidač za POTVRDA GREŠKE)
- Digitalni ulaz 4 (fabričko podešavanje: prekidač za SPOLJAŠNJA GREŠKA )
- +24V (za digitalne ulaze)
Relejni izlaz 1 (kontakt ili opto) (OPCIONO)
Relejni izlaz 2 (kontakt ili opto) (OPCIONO)
SA1
SA2
SA3
SA4
SA5
SD1
SD2
SD3
SD4
SD5
SR1
SR2
SR3
SR4
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
42
6.7 STAVLJANJE UREĐAJA U POGON
Osnovni izvor zadate vrednosti može biti :
- spoljašnji, ili ugrađeni potenciometar
- 0 - 10 V - 0 - 20 mA (4 - 20 mA)
- ugrađeni terminal za podešavanje - ugrađeni ili spoljašnji terminal za rukovanje
- ugrađeni ili spoljašnji terminal za programiranje - RS 485 serijski priključak
- CAN BUS
Davači logičkog upravljanja mogu biti:
- redne stezaljke - ugrađeni terminal za podešavanje
- ugrađeni ili spoljašnji terminal za rukovanje - ugrađeni ili spoljašnji terminal za programiranje
- RS 485 serijski priključak - CAN BUS
6.8 OPIS TERMINALA ZA PODEŠAVANJE RADA FREKVENTNOG PRETVARAČA
2x8 karakterni displej sa 4 tastera
PRIKAZ - u prvom redu terminala se prikazuje izlazna frekvencija, dok u drugom redu prikazuje parametar koji se prethodno izabere preko tastera gore-dole.
PROGRAMIRANJE -u pvom redu se prikazuje ime parametra i redni broj menija, dok u drugom redu vidimo aktuelnu vrednost parametra koja se može menjati. Terminal za podešavanje se samo može koristiti kao ugrađeni.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
43
6.8.1 FUNKCIJE TASTERA (kod terminala za rukovanje i podešavanje)
◄ (IZLAZ - ESC)
-Izbor između moda za prikazivanje i programiranje
-Kod podešavanja parametara - korak ulevo
- Ponovnim pritiskom se ne snima vrednost parametra koji se menjao
- Kod prijavljene greske prikazuje zbog čega je greška nastala
▼
- Kod moda za prikazivanje - listanje prema dole
- Kod moda za programiranje - listanje prema dole po tačkama menija
- Kod podešavanja parametara predstavlja smanjenje vrednosti
- U modu za rukovanje predstavlja smanjenje vrednosti potenciometra
- Dugme START/STOP, u slučaju dozvole STOP
▲
- Kod moda za prikaziovanje - listanje prema gore
- Kod moda za programiranje - listanje prema gore po tačkama menija
- Kod podešavanja parametara predstavlja povećanje vrednosti
- U modu za rukovanje predstavlja povećanje vrednosti potenciometra
- Dugme START/STOP, u slučaju dozvole START
►ENTER
- Kod moda za programiranje - početak podešavanja parametara
-Kod podešavanja parametara - korak udesno
- Ponovnim pritiskom se snima vrednost parametra koji se menjao
- U slučaju greške - gašenje greške
6.8.2 PROGRAMIRANJE
◄ (IZLAZ - ESC) Izlaz iz moda za prikazivanje i ulazak u mod programiranja
▼▲ Listanje između tačaka menija
►(ENTER) Izbor parametara
◄ ▼▲► Postavljanje vrednosti parametara
►(ENTER) Ponovnim pritiskom snimanje vrednosti parametra (dok blinka kurzor)
◄ (IZLAZ - ESC) Ponovnim pritiskom- izlaz iz parametara bez snimanja
(dok blinka kurzor)
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
44
6.8.3 MOGUĆE VREDNOSTI ZA PRIKAZIVANJE
PRVI RED : - aktuelna frekvencija
DRUGI RED : - struja motora, signal upravljanja, signal regulacije, kontolni signal, mrežni
napon, DC napon, napon motora, kompletni brojač, brojač-u pokretu
Prvi red je fiksan, drugi red može prikazivati bilo koji drugi parameter od navedenih.
Izbor se vrši tasterima▼▲
6.9 TERMINAL SA TASTATUROM ZA PROGRAMIRANJE RADA FREKVENTNOG PRETVARAČA
Led dioda "GREŠKA"
Taster "DISPLAY"
Taster "ESCAPE"
4x16 karakterni
displej
Led dioda "POGON"
Taster "ENTER"
Tasteri za upravljanje radom frekv. pretv.
UPRAVLJACKI TASTERI
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
45
Radna konfiguracija frekventnih pretvarača
Pod radnom konfiguracijom podrazumeva se radni program na PC-u ili na terminalu
sa tastaturom. Terminal i PC mogu biti istovremeno priključeni na frekventni pretvarač, mogu
i paralelno raditi.
Povezivanje sa frekventnim pretvaračem je putem četvorožilnog kabela. (RS 485)
proizvoljne dužine čime je moguće terminal montirati i odvojeno od frekventnog pretvarača,
recimo na vrata upravljačkog ormana.
Na ekranu PC-a se pojavljuje ista slika, jednako se upravlja sa njim kao sa
terminalom, PC se može povezati sa frekventnim pretvaračem putem adaptera RS232/RS485
preko RS485-T redne stezaljke.
Tastatura terminala se deli na dve grupe:
Gornju grupu čine "UPRAVLJAČKI" tasteri i tasteri "DISPLAY", "ESCAPE" i
"ENTER"
Donja grupa se sastoji iz tastera "POZICIONIRANJE - JOG" , "SMER - DIR" ,
"START" i "STOP".
6.9.1 FUNKCIONISANJE DONJIH TASTERA TERMINALA Sa donjim tasterima se upravlja radom frekventog pretvarača ako smo predhodno za mesto
upravljanja odredili terminal. Donji tasteri funkcionišu nezavisno od gornjih što znači ako je
terminal organ upravljanja tada je i u toku podešavanja moguće zaustavljanje ili pokretanje
motora itd.
"POZICIONIRANJE" - U slučaju aktiviranja ovog tastera, motor će se početi rotirati sa
unapred podešenom malom frekvencijom u podešenom smeru. Otpuštanjem tastera motor se
zaustavlja, ponovnim pritiskom motor kreće itd.
Pozicioniranje ima funkciju podešavanja tehnološkog karaktera (na pr. uvlačenje
papira u štamparijama i dr.).
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
46
Taster "POZICIONIRANJE" samo tada deluje ako je pogon predhodno mirovao,
odnosno aktiviranjem tastera "STOP" motor je zaustavljen, ili neposredno nakon uključenja
uređaja.
“SMER “ - Sa tasterom "SMER" vrši se promena smera obrtanja. Višestrukim pritiskanjem
uvek se menja smer na taj način što će se zaustaviti sa unapred podešenim usporenjem, polazi u
obrnutom smeru sa unapred podešenim ubrzanjem i zaleti se na zadatu frekvenciju.
“START “ - Aktiviranjem tastera "START" motor polazi.
“STOP” - Aktiviranjem tastera "STOP" motor se zaustavlja. (Taster STOP ima funkciju
nužnog zaustavljanja i onda kada terminal nije određen za izvor logičkog upravljanja!)
6.9.2 FUNKCIONISANJE GORNJIH TASTERA TERMINALA
Sa tasterima gornje grupe obavlja se komunikacija u okviru menija u cilju podešavanja
podataka i prikazivanja istih.
Zadavanje parametara pogona (na pr. max. frekvencija, vreme zaletanja idr.) obavlja se u
sistemu menija. Sistem menija se sastoji iz tačaka BAZNOG menija iz kojeg se granaju serije
podmenija (struktura grane). Podmeniji se rasčlanjuju do tog stepena na kojem se željeni
parametar može jednoznačno podesiti. Ovakav način zadavanja parametara omogućuje veoma
jednostavno komuniciranje.
Tačke BAZNOG menija određuju logičke grupe parametara:
Na pr. "frekvencije", "digitalni ulazi", "izlazi" itd.
Podmeniji postepeno određuju sve užu grupu programskih parametara tako da se na
kraju dolazi do konkretnog parametra koji se želi podesiti.
Mora se napomenuti da se ne nalazi svaki parametar sa dimenzijama frekvencije u
BAZNOM meniju "frekvencija" a to važi i za ostale parametre, već se oni nalaze na logičnom
mestu za podešavanje.
Između pojedinih nivoa menija se komunicira sa "▲", "▼" vertikalnim kurzorima, u
sledeći podmeni se ulazi tasterom
"ENTER", povratak u predhodni meni sa tasterom "ESCAPE". Kada se stigne na kraj sistema
menija sledi podešavanje.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
47
Postupak je sledeći:
–U slučaju izbornog grananja "▲", "▼" vertikalnim kurzorima se određuje željeni parametar iz
pomenutog asortimana.
Na primer u meniju 1-3 kod izbora vrste rada moguće je birati između UPRAVLJANJE i
REGULACIJA.
–Kod numeričkog podešavanja to se izvodi sa brojkama.
Između cifara se kreće "◄", "►" horizontalnim kurzorima, ako se na nekoj brojki zaustavlja,
njenu vrednost je moguće smanjivati ili povećavati (dekadna mesta), vertikalnim kurzorima.
Prema gore iza "9" sledi "0" dok na dole iza "0" sledi "9" i vrednost cifre većeg ranga se logički
menja.
6.10 SADRŽAJ MENIJA (BRZI MENI)
Nakon postizanja granične vrednosti tasteri više nemaju dejstva!
OSNOVNI MENI OBJAŠNJENJE, PODMENI VREDNOSTI OSNOVNO
PODEŠAVANJE JEDIN.
11 Zadata vrednost upravljanja
ako je izvor zadate vrednosti upravljanja terminal, onda je izlazna frekvencija propisana vrednost pri upravljanju.
0.1 - 400.0 1.0 Hz
12 Zadata vrednost regulacije
ako je izvor zadate vrednosti terminal, onda je on signalal zadata vrednost regulacije. 0.00 - 100.00 0.00 %
13
Vrsta rada
služi za izbor vrste rada upravljanje
regul.normal
regul.inverzna
upravljanje -
15 Izvor signala upravljanja
služi za izbor zadate vrednosti upravljanja Analogni ulaz 1
Terminal
term.mot.pot.
potenciometar
Analogni ulaz 1 -
16 Izvor signala regulacije
služi za izbor zdate vrednosti regulacije Analogni ulaz 1
Terminal
term.mot.pot.
potenciometar
Analogni ulaz 1 -
17 Proporcionalno pojačanje
parametar regulacije
0.00 - 19.00 0.5 -
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
48
18
Vrema integracije
parametar regulacije. može se ostvariti proporc.regul. , ako Ti = N
N
0 - 2000 1000 ms
21
Vreme zaletanja
i kod upravljanja i kod regulacije, može da se drži u zadatim granicama.
vreme postizanja f max kreće od 0 Hz 0.05 - 3276.7 5.00 s
31
Vreme zaustavljanja
i kod upravljanja i kod regulacije, može da se drži u zadatim granicama.
vreme postizanja 0 kreće od f max 0.05 - 3276.7 5.00 s
32
Vrsta zaustavljanja
služi za izbor zaustavljanja
normalno kočenje
DC kočnenje
normal + DC
R- kočenje
R-koč.+ DC koč.
usporenje
normalno kočenje -
41
Signal zadate vrednosti
vrednost i funkcije zadate vrednosti može se programirati. (mirovanje, 0 V/mA, 4mA)
STOP crta
0 V/mA
4mA
0 V / mA -
42
Signal stvarne vrednosti
donju vrednost je moguće programirati
0 V/mA
4mA 0 V / mA -
43
Digitalni ulaz 1
može se izvršiti izbor zahteva specijalne funkcije
Prekidač START
Taster START
Prekidač SMER
POZICIONIRANJE
SPOLJ. GREŠKA
POTVRDA GREŠKE
STOP
Zaustavljanje
DC KOČNICA
f fix
mot. pot. gore
mot. pot. dole
upravljanje-regul.
Prekidač START -
44 Digitalni ulaz 2 Podešavanje se slaže sa podešavanjem 43. Digitalnim ulazom 1 Prekidač SMER
-
POTVRDA GREŠKE 45 Digitalni ulaz 3
SPOLJAŠNJA GREŠKA 46 Digitalni ulaz 4
47
Nuliranje signala zadate vrednosti motor
potenciometra
nuliranje motor potenciometra se može birati
nema
pri uključivanju
na START
pri izboru SMER-a
nema -
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
49
48
START/STOP motor potenciometra
moguće je izabrati da posle minimalne frekvencije zaustavljanje uzrokuje STOP i iz pozicije stajanja povećavanje uzrokuje START
ne
da ne -
51
Izlazni rele
može se izabrati izlazna funkcija relea.
ako je signal greške < 1% od vrednosti vraća u prvobitno stanje
spreman za rad
signal greške < 1%
rad
napred
rad -
61
Nazivna snaga
služi za upisivanje snage motora kod frekventnog pretvarača. podešavanje je bitno zbog zaštite motora
0.10 - 5.00 zavisi od tipa kW
71
Napon pokretanja
posle starta motora koji stoji, on kreće sa tim naponom.
služi za kompenzaciju omskih gubitaka. 0.0 - 60.0 zavisi od tipa V
81
Maximalna frekvencija
najveća frekvencija koja može da deluje na motor.
ima prioritet nad minimalnom frekvencijom! 0.1 -400.0 50.0 Hz
82
Minimalna frekvencija
najmanja frekvencija koja se može primeniti na motor prilikom kretanja i zaustavljanja. 0.1 - 399.9 1.0 Hz
83
Frekvencija pozicioniranja
tip-režim rada na maloj frekvenciji, većinom služi za pozicioniranje pogona.
može se aktivirati samo iz STOP stanja. 0.1-100.0 5.0 Hz
84
Fiksna frekvencija
ova frekvencija se ostvaruje ako je aktiviran digitalni ulaz na koji je postavljen
bez obzira na izvor signala. 0.1 - 400.00 1.0 Hz
99
Listra grešaka
mogu se pregledati poslednje 4 greške
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
50
6.11 PROGRAMIRANJE FREKVENTNOG PRETVARAČA ZA ODRŽAVANJE KONSTANTNOG PRITISKA – REGULACIJA
BR. MENI OBJASNJENJE MOGUCE VREDNOSTI IZABRANA
VREDNOST
1. VRSTA RADA
1.2. ZADATA VREDNOST (0-100)% 65%
1.3. REGULACIJE IZBOR VRSTE RADA
UPRAVLJANJE REGULACIJA REGULACIJA
1.6.1. IZVOR ZADATE VREDNOSTI REGULACIJE
TERMINAL
AN. ULAZ 1
AN. ULAZ 2
MOTORPOTENCIOMETAR
RS485
TERMINAL
1.7.1. KONTROLA IZVORA STV. VREDNOSTI
AN ULAZ 1
AN ULAZ 2
n IFA
IFA ugla
Momenat
IFA moment
AN ULAZ 1
1.11.1. Ap (PROPORCIOALNO POJAČANJE) (0-9,9) 4
1.11.2. Ti (VREME INTEGRACIJE) (0-2000) N
1.11.4. Ad (FAKTOR PREZASIĆENJA) (0-9,99) 0,00
2. POKRETANJE
2.1.1. VREME ZALETANJA (0,1-5000) 5 sec
2.6. ZABRANA PROMENE SMERA DA ; NE DA
3. ZAUSTAVLJANJE
3.1.1. VREME ZAUSTAVLJANJA tzaus. (0,1-5000) 5 sec
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
51
4. ULAZI
4.1.1. IZBOR ZA ANALOGNI AN UL 1 POTENCIOMETAR
NAPON
STRUJA
STRUJA
4.1.4.1. VIŠI (0-20) 20 mA
4.1.4.2. NIŽI (0-20) 4 mA
4.8. IZBOR MESTA LOGIČKOG UPRAVLJANJA
TERMINAL
REDNE STEZALJKE
RS485 REDNE STEZALJKE
4.9.1. VRSTA SIGNALA ZA PROMENU STANJA
NIVO
IMPULS NIVO
4.9.4. PREKIDAČ ZA UKLJUČENJE I
ILI I
4.11.1. DIGITALNI UL 1 IZBOR:
START P
START T
START SMER
POZICIONIRANJE Na
POZICIONIRANJE Nz
STOP
START P
4.11.2. VRSTA KONTAKTA DIG UL 1 NO
NC NC
6. MOTOR kataloške vrednosti elektromotora - sa tablice tehničih podataka
6.1. PN 1,1 kW,
6.2. UN 400 V
6.3. fN 50 Hz
6.4. IN 2,72A
6.5. nN 2.770 min-1
6.7. OGRANIČENJE MOMENTA MOTORA 120%.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
52
8. FREKVENCIJE
8.1. f MAKSIMALNO (0-400) 50 Hz
8.2. f MINIMALNO (0-400) 20 Hz
9. DOJAVE (biraju se parametri elektromotoernog pogona koji se žele pratiti)
9.1. 1. RED STATUS
9.2. 2. RED POG. STANJE
9.3. 3. RED f
9.4. 4. RED IMOT
Sa ovakvim podešavanjem imamo inverzno strujnu regulaciju, a odgovara P regulaciji.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
53
7. GRAFIČKI PRILOZI 7.1 DIMENZIJE I RASPORED ELEMENATA FREKVENTNOG PRETVARAČA ZA ODRŽAVANJE KONSTANTNOG PRITISKA
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
54
7.2 ELEKTRIČNA ŠEMA PRIKLJUČENJA FREKVENTNOG REGULATORA NA PUMPNI SISTEM
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
55
7.3 ŠEMA SPAJANJA RAZVODNOG ORMANA SA FREKVENTNIM REGULATOROM NA PUMPNI SISTEM
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
56
8. SINOPSISI
Srpski
Željeni pritisak u višespratnicama često nije dovoljan za pokrivanje potreba korisnika.
Kao razlog možemo da navedemo ili suviše veliku visinsku razliku između pojedinih
korisnika, ili suviše velike gubitke u cevovodu, prouzrokovani velikom potrošnjom u
određenom dobu dana.
U većini slučajeva ova dva faktora će zajedno uticati na činjenicu da potrebni pritisak u
instalaciji nije ostvaren, zbog čega se javlja potreba za ugradnjom pumpnih sistema za
povišenje pritiska vode regulisane frekventnim pretvaračem. Potrebe pojedinih korisnika za
povišenim pritiskom u instalaciji višim od uobičajenih, kao što su industrijski procesi,
višespratne zgrade, kao i specifični zahtevi sistema za gašenje požara, takođe dovode do
potrebe za ugradnjom regulisanih pumpnih sistema.
Upravljanje pumpama pomoću frekventnog regulatora sa odgovarajućom automatikom,
predstavlja najviši stepeno automatizacije. Upotrebom frekventnih regulatora vrši se
automatsko prilagođavanje rada postrojenja trenutnim uslovima potrošnje, čime se postiže
značajna ušteda u električnoj energiji.
Osnovni cilj je povišenje pritiska vode u objektima u kojim se zahtevani pritisak ne
može obezbediti direktnim priključenjem na gradsku mrežu ili drugi izvor snabdevanja.
Postrojenja mogu da se koriste za pojedinačne objekte, grupe objekata ili manja naselja. Uz
značajnu uštedu energije, stabilnost pritiska na mestu potrošnje je osobina koja ova
postrojenja preporučuje naročito za stambene objekte, bolnice, hotele i tehnološke procese
koji ne trpe oscilacije pritiska vode. Instalacije sa ovim postrojenjima mogu da se koriste i za
protivpožarnu vodu ukoliko su ispunjeni uslovi priključenja hidranata na mrežu pitke vode.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
57
Mađarski
Az emeletesházakban levő elvárt nyomás sokszor nem kielégítő a felhasználók
igényeivel szemben. Mint érveket fel tudjuk hozni a túl nagy magasságkülönbséget kiemelt
felhasználók között és a túl nagy nyomás veszteségeket a csővezetékekben, melyek a
különböző napszakoktól függő megugró fogyasztás okozza.
Többnyire ez a két tényező együttvéve erőteljesen fog hatni arra tényre hogy nem
megfelelő a nyomás a csővezetékben , és ezzel frekvenciális atalakító szabalyozót
nyomásnövelő szivattyúrendszerek vállnak szükségessé. Az átlagtól eltérően nagyobb
nyomásra tett igény egyedi felhasználóknál mint az ipari rendszerek, emeletes épületek,
különleges tűzoltó renszerek, ugyanúgy szabályzott szivattyurendszer beépitésének
szükségességéhez vezetnek.
Frekvenciális szabályzással és megfelelő automatikával vezérelt szivattyúrenszerek, az
automatizáció legmagasabb szintjét képviselik. Frekvenciális szabályzók hasznalatával a
pillanatnyi fogyasztáshoz mervadóan történik az automatikus átállás ami nagy mennyisegű
energiamegtakarításához járul hozza.
A víznyomás növelése azokban az objektumokban amelyekben az elvárt nyomást nem
tudjuk biztosítani közvetlen kapcsolódással a városi hálózatra vagy más forrásra,fenáll mint
alapcél.
A rendszerek egyéni objektumokra, objuktumok csoportjaira es kisebb településekre
használhatóak. a jelentős energiamegtakarítás mellett, a fogyasztás helyszínén való nyomás
stabilizálása olyan tulajdonság amely ezeket a rendszereket , főleg a lakóterületekre,
kórházakra, hotelekre és technológiai folyamatokra ajánlják amelyek nem tűrnék viznyomás
oszcillációkat. E rendszer csővezetékei tűzoltásra is alakalmazhatóak, amelyben a hidrant az
ivovízhálózatra való csatlakozása mint feltétel ki van elégítve.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
58
Engleski
Desirable pressure in tall buildings is often not adequate for covering the necessity of
it’s users. As a reason we can cite either too tall altitude discrepancy between single users or
too large loss in the pipeline, which are caused by vast consumption in the certain period of a
day.
In most cases, these two factors alltogather will influence the fact, that the necessary
pressure in the pipeline has not been effectuated, and that’s the breaking point where the need
for installing the pump systems regulated by frequent convertor for boosting water pressure
comes in. The necessities of single users for higher water pressure that exceeds the usual, such
as industrial processes, multistory buildings and unique demands of fire extinguishing
systems, likewise indicate the need for installing the regulated pump systems.
Managing the pumps by frequent regulator with adequate automatics signifies the most
sophisticated level of automatization. By using the frequent regulator, the automatic
adjustment of opetating the alignment due to momentary demands of consumption is being
exerted, which leads to significant saving of electricity.
The main purpose of this is increasing water pressure in buildings where the requested
pressure can not be supplied by direct attachment to the city pipeline or other mode of water
supplying. The alignments could be used for single buildings only, the group of buildings or
even smaller collonies (blocks, parts of town, etc.…). Along with significant powersaving, the
steadiness of pressure at the consuming point interprets the attribute that recomends this
system especially for appartment buildings, hospitals, hotels and technological processes
which can’t stand the variability of water pressure. Instalations with this alignment can be
used as fire extinguishing water only if the conditions of connecting the fire hydrant to
pipeline of drinkable water are satisfied.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
59
9. ZAKLJUČAK
U ovom radu data je analiza frekventne regulacije pumpnih sistema za povišenja pritiska
vode u višespratnicama. Ovakav način snabdevanja vodom višespratnice, postaje sve češći iz
više razloga, kao što su: konstantan pritisak, ušteda energije, dugovečnost, smanjenje buke,
uštede na troškovima servisa itd. , a pruža i mnogo nivoa zaštite. Takođe, jednostavni su za
ugradnju na, kako nove, tako i na već postojeće pumpne sisteme.
U samom radu opisana je i višestepena centrifugalna pumpa proizvođača “SEVER” i
frekventni pretverač proizvođača “PROCON”. Pokazano je kako programirati pomenuti
frekventni pretvarač, kako ugraditi i ožičiti razvodni orman i kako ga spojiti na novi ili već
postojeći pumpni sistem.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
60
10. BIOGRAFIJA
Bogdan Radin rođen 16.06.1981. u Subotici. Osnovnu školu „Kizur Ištvan” u Subotici
sam završio 1996. godine. Nakon toga upisujem srednju tehničku školu “M.E.S.S.Š.” u
Subotici, smer elektrotehničar energetike, koju završavam 2000. godine. Maturski rad sa
temom “Projekat električne instalacije i osvetljenje salona automobila” odbranio sam sa
odličnom ocenom. Kako sam u toku školovanja pokazao afinitet prema grupi predmeta iz
automatskog upravljanja, odlučujem da iste godine (2000.) upišem Višu tehničku školu u
Subotici, odsek elektrotehnika, smer upravljanje i robotika. Položio sam sve ispite predviđene
nastavnim planom i programom na smeru upravljanje i robotika, a zbog potrebe da se
zaposlim, pripremu i odbranu diplomskog rada prolongiram do sada, februara 2009.
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
61
11. KORIŠĆENA LITERATURA
1. “ADT” d.o.o. , Boška Vujića 4, 24000 Subotica, Tel: 024/572-580, e-mail: [email protected]
2. “ATB SEVER” a.d. , Magnetna polja 6, 24000 Subotica, Tel: 024/548-111; 024/548-222, e-mail: [email protected]
3. “MASTER inženjering” d.o.o. , Borisa Kidriča 11/8, 24000 Subotica, Tel: 024/554-872
4. “VIN-projekt” d.o.o. , Nikole Pavića 7, 10090 Zagreb, Tel: +385 1 38 64 366; www.vin-projekt.hr
5. “Hidroautomatika Inženjering” d.o.o. , ing.Marinko Rudić-Vranić 6. “CONTROL TECHNIQUES” , www.controltechniques.com 7. “BINEMIKOM” d.o.o. , Toše Jovanovića 11, 11000 Beograd, Tel: 011/30-58-138
e-mail: [email protected], www.binemikom.co.yu
8. „Štednja energije pomoću regulisanih pogona”, EE88 Beograd, Vicko Marko, dipl.ing. ; Svetozar Jovanović, el.ing.
9. „Energy Saving with Variable – speed AC Drivers - Siemens” , Josef Merkel 10. „Adjustable Speed AC Drive Systems – IEEE PRESS” , Bimal K. Bose
VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA DIPLOMSKI RAD
62
12. REKAPITULACIJA
Ovaj rad ima ukupno 62 strane.
Rad sadrži 4 tabele , 26 slika , 8 dijagrama i 6 šema.