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.

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...

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

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.

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.

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.

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.

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

При наполнении резервуара- закрытие задвижки независимо от давления

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)

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.

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

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..

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