Водоснабжение из скважин, Сложный вопрос Опции

[Andrey_V]

Доброго дня, коллеги. Сразу оговорюсь, что все уже сделано через одно место и надо работать с чем есть.
Итак, есть бройлерная фабрика. 9 скважин с насосами ЭЦВ 6-80-110. Скважины расположены хаотично по территории предприятия. В итоге, они объедены в сеть, из которой осуществляется подача воды в цеха (там где птицы) и не только.
Проблема в том, что сеть устарела и не хватает воды, подаваемой насосами. Заказчик частично заменяет трубопроводы. И принимает решение установить в теплом помещении емкость на 1000 м3 и подключить к ней консольные насосы, которые восполняли бы потребность при пиковых расходах.
Еще раз повторюсь, что горбушка. По уму то надо из скважин наливать в емкость и потом из нее раздавать в сеть консольниками. Это понятно...
Я делаю автоматизацию данного объекта. И понимаю, что ели это будет работать криво, опять будут искать крайнего. Посему хочется разобраться.
Что делаю:
1. На каждый ЭЦВ устанавливаю ПЧ с датчиком. Т.е. каждый насос на выходе будет поддерживать постоянное давление.
2. Из емкости (1000 м3) устанавливаем станцию из з-х насосов, которая по своим параметрам полностью покрывает потребный расход. Станция также управляется ПЧ по давлению.
3. На входе в емкость устанавливаем клапан с элетроприводом с плавной регулировкой от контроллера.
4. В емкость аналоговый датчик уровня, для визуализации реального уровня и реализации алгоритма работы клапана.

Возникают следующие вопросы:
1. Скважинные насосы одинаковые, но расположены они на разном удалении от емкости (они ее будут наполнять когда надо) и также питают существующую сеть, которая ветвиться между цехами. Т.е. не понятен гидравлический режим работы такой сети и как скважинники будут влиять друг на друга? Мне представляется выставить разное давление у каждого насоса опытным путем.
2.Также не понятно, если не хватает производительности 9 скважин, то будет падать давление в сети и необходимо задействовать станцию повышения, которая питается от емкости. Т.е., опять же как будет себя вести система по гидравлике?
3. Как собственно наполнять емкость. Сначала подумал задействовать регулятор в контроллере и держать постоянный уровень в емкости. Но, что то не нравится... Наверно можно предусмотреть (по технологии) в какие промежутки времени нет большого расхода и в эти промежутки наполнять емкость. Можно и ночью алгоритм наполнения реализовать.

Шкаф управления повысительной станции будет управлять как насосами, так и клапаном. В емкости аналоговый датчик уровня. Все на свободно-программируемом ПЛК. Поэтому можно реализовать любой алгоритм. Вот такой состав системы.
Жду советов специалистов.

[Andrey_V]

Доброго дня, коллеги. Сразу оговорюсь, что все уже сделано через одно место и надо работать с чем есть.
Итак, есть бройлерная фабрика. 9 скважин с насосами ЭЦВ 6-80-110. Скважины расположены хаотично по территории предприятия. В итоге, они объедены в сеть, из которой осуществляется подача воды в цеха (там где птицы) и не только.
Проблема в том, что сеть устарела и не хватает воды, подаваемой насосами. Заказчик частично заменяет трубопроводы. И принимает решение установить в теплом помещении емкость на 1000 м3 и подключить к ней консольные насосы, которые восполняли бы потребность при пиковых расходах.
Еще раз повторюсь, что горбушка. По уму то надо из скважин наливать в емкость и потом из нее раздавать в сеть консольниками. Это понятно...
Я делаю автоматизацию данного объекта. И понимаю, что ели это будет работать криво, опять будут искать крайнего. Посему хочется разобраться.
Что делаю:
1. На каждый ЭЦВ устанавливаю ПЧ с датчиком. Т.е. каждый насос на выходе будет поддерживать постоянное давление.
2. Из емкости (1000 м3) устанавливаем станцию из з-х насосов, которая по своим параметрам полностью покрывает потребный расход. Станция также управляется ПЧ по давлению.
3. На входе в емкость устанавливаем клапан с элетроприводом с плавной регулировкой от контроллера.
4. В емкость аналоговый датчик уровня, для визуализации реального уровня и реализации алгоритма работы клапана.

Возникают следующие вопросы:
1. Скважинные насосы одинаковые, но расположены они на разном удалении от емкости (они ее будут наполнять когда надо) и также питают существующую сеть, которая ветвиться между цехами. Т.е. не понятен гидравлический режим работы такой сети и как скважинники будут влиять друг на друга? Мне представляется выставить разное давление у каждого насоса опытным путем.
2.Также не понятно, если не хватает производительности 9 скважин, то будет падать давление в сети и необходимо задействовать станцию повышения, которая питается от емкости. Т.е., опять же как будет себя вести система по гидравлике?
3. Как собственно наполнять емкость. Сначала подумал задействовать регулятор в контроллере и держать постоянный уровень в емкости. Но, что то не нравится... Наверно можно предусмотреть (по технологии) в какие промежутки времени нет большого расхода и в эти промежутки наполнять емкость. Можно и ночью алгоритм наполнения реализовать.

Шкаф управления повысительной станции будет управлять как насосами, так и клапаном. В емкости аналоговый датчик уровня. Все на свободно-программируемом ПЛК. Поэтому можно реализовать любой алгоритм. Вот такой состав системы.
Жду советов специалистов.

[andrey R]

Стандартный подход - график водопотребления, наложенный на график работы насосов. Тогда и размер ёмкости можно подобрать, и насосы ейные и подумать о схеме автоматики.
Как автоматизировать неизвестно что - мне неведомо...

[nick2]

1. Скважинные насосы одинаковые, ............. питают существующую сеть,
2. ..... будет падать давление в сети и необходимо задействовать станцию повышения, которая питается от емкости. .........
.

так из какого источника все-таки наполняется емкость.
если из существующей сети, то насос 2 подъема работает по циркулю.
если от скважин - посчитайте время на заполнение емкости от насосов производительностью 4-5 м3, и потребное количество насосов для этого.
увИдите, что получается

[Andrey_V]

Андрей, Вы как опытный проектировщик несомненно правы. Я перечитал на досуге Карелина. Там есть пример с 2-мя скважинными насосами (разными) наполняющими емкость. У меня их 9. И они не только наполняют емкость (1000 м3), но и подают воду в цеха.
Nick2 емкость наполняется из тех же скважин. Вот здесь то и основная непонятка. Как будет работать сеть со скважинными насосами и станцией повышения давления одновременно. Станцию повышения давления запускаем по падению давления в сети ниже 2 кгс/см2.

[Никитос]

А почему именно 2 кгс/см2? Почему не 1 кгс/см2?
То есть вы питаете скважинами сеть и в минимальный расход (по сети) наливаете емкость? Ну тут да,берем считаем и не обязательно 1000 м3 получится.
И почему 3 насоса-консольника ежели у вас по давлению схема?

[Andrey_V]

А почему именно 2 кгс/см2? Почему не 1 кгс/см2?
То есть вы питаете скважинами сеть и в минимальный расход (по сети) наливаете емкость? Ну тут да,берем считаем и не обязательно 1000 м3 получится.
И почему 3 насоса-консольника ежели у вас по давлению схема?

Почему 2? Да требования Заказчика, ему виднее наверное. Да, приблизительно такая схема получается. В пики питаем сеть от консольников (при этом клапан на входе в емкость закрываем, чтобы не было циркуляции). С другой стороны скважинные насосы не знают о работе консольников и продолжают работать. И вот здесь не понятно, как будет работать вся сеть с 9 скважинными насосами и консольниками.

[Khomenko_A_S]

Почему 2? Да требования Заказчика, ему виднее наверное. Да, приблизительно такая схема получается. В пики питаем сеть от консольников (при этом клапан на входе в емкость закрываем, чтобы не было циркуляции). С другой стороны скважинные насосы не знают о работе консольников и продолжают работать. И вот здесь не понятно, как будет работать вся сеть с 9 скважинными насосами и консольниками.

Вам надо работать в паре с ВКшником.
Сначала разобраться с расходами и режимом использования накопительного бака.
Я бы предложил водонапорную башню (обьем то не обязательно 1000 кубов)
Частотники на каждую скважину- не жирновато ли. Воды не хватает, а Вы скважины прижимаете.
Наполнение баков можно поставить при давлении 2.2 атм и выключенных консольниках, а при давлении 1.8 (1.75) атм включение консольника(ов)

[Andrey_V]

Вам надо работать в паре с ВКшником.
Сначала разобраться с расходами и режимом использования накопительного бака.
Я бы предложил водонапорную башню (обьем то не обязательно 1000 кубов)
Частотники на каждую скважину- не жирновато ли. Воды не хватает, а Вы скважины прижимаете.
Наполнение баков можно поставить при давлении 2.2 атм и выключенных консольниках, а при давлении 1.8 (1.75) атм включение консольника(ов)

Ага, уже что то . В общем то я также мыслю. Согласен, что очень много автоматики. Специально перестраховался, чтобы как то выкрутится из неясной гидравлической картины. Такого алгоритма, уважаемый Khomenko_A_S, я и придерживаюсь. Посмотрим во что выльется. Башню никто строить не будет. Емкость на 1000 м3 уже есть, старенькая правда. Т.о., используем что есть.

[and]

Скважные насосы.
ЧП не нужны, только дискретные датчики давления для останова при повышенном давлении (нет разбора). Если охота модернизировать – плавные пуски. Все скважники должны работать автономно (так надёжнее), никакого общего алгоритма.
Повысительные насосы.
Включаются при снижении давления ниже номинального на регулирование давления числом работающих насосов (1-3).
Если появятся дополнительные требования к точности поддержания давления, то использовать на повысительных насосах ЧП с "засыпанием" при частоте нулевого расхода.
Задвижка резервуара.
При работе повысительных насосов – полное закрытие.
При отключении повысительных насосов – ПИ-регулирование давления в сети положением заслонки.
Для управления работой повысительных насосов и задвижки использовать один и тот же датчик давления.
Уставка ПИ-регулирования задвижки должна быть выше, чем уставка ПИ-регулирования повысительных насосов при использовании ЧП.

Сообщение отредактировал and - 13.11.2012, 11:44

[Andrey_V]

Скважные насосы.
ЧП не нужны, только дискретные датчики давления для останова при повышенном давлении (нет разбора). Если охота модернизировать – плавные пуски. Все скважники должны работать автономно (так надёжнее), никакого общего алгоритма.
Повысительные насосы.
Включаются при снижении давления ниже номинального на регулирование давления числом работающих насосов (1-3).
Если появятся дополнительные требования к точности поддержания давления, то использовать на повысительных насосах ЧП с "засыпанием" при частоте нулевого расхода.
Задвижка резервуара.
При работе повысительных насосов – полное закрытие.
При отключении повысительных насосов – ПИ-регулирование давления в сети положением заслонки.
Для управления работой повысительных насосов и задвижки использовать один и тот же датчик давления.
Уставка ПИ-регулирования задвижки должна быть выше, чем уставка ПИ-регулирования повысительных насосов при использовании ЧП.

Так-с, очень интересно. Спасибо. And, несколько вопросов для уточнения:
1. А почему же не ПЧ на скважины? Вот смотрите, чтобы гидравлически уровнять работу станции повышения давления и скважинных насосов и применяю ПЧ, чтобы единое давление в системе было постоянное.
2. С алгоритмов включения повысительных - абсолютно согласен.
3. По задвижке, я хотел использовать ПИД ПЛК на регулирования уровня, только не от датчика давления, а от аналогового уровнемера в емкости. Такое возможно?
4. Что, простите с уставкой, выше - ниже. Поясните, пожалуйста.

[Khomenko_A_S]

Скважные насосы.
ЧП не нужны, только дискретные датчики давления для останова при повышенном давлении (нет разбора).

Задвижка резервуара.
При работе
При отключении

Чуть дополню:
Давление отключения скважных насосов с таким расчетом, что-бы одновременно не вырубились несколько насосов.

При наполнении резервуара- закрытие задвижки независимо от давления

[Khomenko_A_S]

Или как другой вариант-
одна скважина подключается для наполнения емкости и работает по датчику уровня
восемь скважин и консольные насосы- по давлению в сети, консольники естественно включаются последними.
Консольники имеют защиту от сухого хода и возможность перевода в "ручной режим" при котором они включаются первыми.(при снижении водопотребления можно раз в ХХХ дней включать их для предотвращения застоя воды)

[and]

Так-с, очень интересно. Спасибо. And, несколько вопросов для уточнения:
1. А почему же не ПЧ на скважины? Вот смотрите, чтобы гидравлически уровнять работу станции повышения давления и скважинных насосов и применяю ПЧ, чтобы единое давление в системе было постоянное.
2. С алгоритмов включения повысительных - абсолютно согласен.
3. По задвижке, я хотел использовать ПИД ПЛК на регулирования уровня, только не от датчика давления, а от аналогового уровнемера в емкости. Такое возможно?
4. Что, простите с уставкой, выше - ниже. Поясните, пожалуйста.

1. В месте установки датчика давления над насосом давление будет определяться не одним этим насосом, а всей системой. Изменение режима работы любого скважного насоса немедленно приводит к изменениям давлений (и соответственно режимов работы) остальных насосов.
Исследовал возможность такого решения на аналогичной задачи. Детали описывать не буду, но задача математически сложна и теоретически решаема при управлении всеми частотниками из одного центра принятия решений на основании одновременного анализа режимов всех частотников.
Попытка локального регулирования приведёт к стабилилизации режима части частотников на якобы рабочей частоте, но с реально нулевым расходом.
3. Что Вам нужно стабилизировать, давление в сети или уровень в резервуаре? Что нужно, то и регулируйте.
4. Например Уставка Pзадв=2,2атм, Уставка Pнас=2атм.
При большом расходе скважин не хватает, работают повысители, поддерживают с ЧП/ПЧ 2 атм.
Расход снижается, частота повысительных падает, давление 2 атм.
Когда частота упадёт до частоты 0-расхода, останов повысительных, хватает скважин.
ПИ-регулирование задвижки: Р < Рзадв, задвижка полностью закрыта.
Расход снижается далее, давление начинает расти до 2,2атм и выше.
Р > Рзадв, ПИ-регулятор начинает приоткрывать задвижку, поддерживая давление в системе 2,2атм сливом излишка поступающей воды в резервуар.
Расход начинает расти, давление падает ниже 2,2атм. ПИ-регулятор начинает закрывать задвижку, поддерживая давление в системе 2,2атм. В итоге задвижка полность закрывается ПИ-регулятором.
При падении давления ниже 2 атм "просыпаются" повысительные, начинают регулирование по уставке 2атм.

Как совершенно верно отметил Khomenko_A_S, при наполнении резервуара - принудительное закрытие задвижки. Излишек давления в системе отключит часть скважин.

При нижнем уровне в резервуаре - принудительный останов повысителей.

PS
Забудьте про ПИ-регулирование задвижки.
Поставьте механический клапан-регулятор для сброса избытка давления, с настройкой на 2,2атм.
Задвижка дискретная (открыта/закрыта) для отсечки при заполнении резервуара.

Сообщение отредактировал and - 13.11.2012, 14:55

[Andrey_V]

1. В месте установки датчика давления над насосом давление будет определяться не одним этим насосом, а всей системой. Изменение режима работы любого скважного насоса немедленно приводит к изменениям давлений (и соответственно режимов работы) остальных насосов.
Исследовал возможность такого решения на аналогичной задачи. Детали описывать не буду, но задача математически сложна и теоретически решаема при управлении всеми частотниками из одного центра принятия решений на основании одновременного анализа режимов всех частотников.
Попытка локального регулирования приведёт к стабилилизации режима части частотников на якобы рабочей частоте, но с реально нулевым расходом.
3. Что Вам нужно стабилизировать, давление в сети или уровень в резервуаре? Что нужно, то и регулируйте.
4. Например Уставка Pзадв=2,2атм, Уставка Pнас=2атм.
При большом расходе скважин не хватает, работают повысители, поддерживают с ЧП/ПЧ 2 атм.
Расход снижается, частота повысительных падает, давление 2 атм.
Когда частота упадёт до частоты 0-расхода, останов повысительных, хватает скважин.
ПИ-регулирование задвижки: Р < Рзадв, задвижка полностью закрыта.
Расход снижается далее, давление начинает расти до 2,2атм и выше.
Р > Рзадв, ПИ-регулятор начинает приоткрывать задвижку, поддерживая давление в системе 2,2атм сливом излишка поступающей воды в резервуар.
Расход начинает расти, давление падает ниже 2,2атм. ПИ-регулятор начинает закрывать задвижку, поддерживая давление в системе 2,2атм. В итоге задвижка полность закрывается ПИ-регулятором.
При падении давления ниже 2 атм "просыпаются" повысительные, начинают регулирование по уставке 2атм.

Как совершенно верно отметил Khomenko_A_S, при наполнении резервуара - принудительное закрытие задвижки. Излишек давления в системе отключит часть скважин.

При нижнем уровне в резервуаре - принудительный останов повысителей.

PS
Забудьте про ПИ-регулирование задвижки.
Поставьте механический клапан-регулятор для сброса избытка давления, с настройкой на 2,2атм.
Задвижка дискретная (открыта/закрыта) для отсечки при заполнении резервуара.

Выделить одну скважину на наполнение только емкости не возможно. Все уже объедены в существующую сеть. Централизованно управлять скважинами из ЦУПа тоже не получится, большие расстояние от емкости с повысительной станцией и "главным" шкафом. Поэтому обратная связь со скважинами только по давлению. В общем понакидали Вы, коллеги, много идей. За что огромное спасибо. Буду думать, сейчас уже голова бо-бо.

[and]

Выделить одну скважину на наполнение только емкости не возможно. Все уже объедены в существующую сеть. Централизованно управлять скважинами из ЦУПа тоже не получится, большие расстояние от емкости с повысительной станцией и "главным" шкафом. Поэтому обратная связь со скважинами только по давлению. В общем понакидали Вы, коллеги, много идей. За что огромное спасибо. Буду думать, сейчас уже голова бо-бо.

На всякий случай уточняю: в п.1 своего поста я объяснял к каким сложностям может привести попытка использовать ЧП на скважных насосах. Не нужно так делать (использовать ЧП).

[Khomenko_A_S]

На всякий случай уточняю: в п.1 своего поста я объяснял к каким сложностям может привести попытка использовать ЧП на скважных насосах. Не нужно так делать (использовать ЧП).

А кроме сложностей- это же деньги на ветер.
С 9 насосов отключить 1 = снизить подачу на 11% (если не учитывать увеличение подачи при снижении напора в сети, а если считать то и меньше). Как по мне- достаточно плавная регулировка

[Сергей Валерьеви...]

А кроме сложностей- это же деньги на ветер.
С 9 насосов отключить 1 = снизить подачу на 11% (если не учитывать увеличение подачи при снижении напора в сети, а если считать то и меньше). Как по мне- достаточно плавная регулировка

Да, тоже видится дискретное управление..
насосы вкл ступенчато, по нарастающей (причем можно и наработку выровнять на ПЛК), по мин/макс давлению, управл от контролера и одного датчика (типа ЭКМ, можно и аналоговый). Насосы второго подъема так же по циклу, последние в очереди, наполняемость резервуара по датчику мин/макс, причем наполняется через клапан ночью, и обязательно долив резервуара, причем второй подъем строго откл..
Как то так, сильно не разбирался..
Если очень хочется ПЧ, можно поставить на одну скважину, а остальные скв УПП, в том числе и на второй подъем.
Во время заполняемости резервуара как раз все скв вкл, давление упадет в системе, но думаю ночью не так страшно..

Сообщение отредактировал Сергей Валерьевич - 13.11.2012, 20:02

[Александр Сегодн...]

Тема как маленький детектив) Так что же решил автор, на чем остановились?

Сообщение отредактировал Александр Сегодня - 4.12.2012, 1:59