Frekfentni Regulator

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA SU 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.

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

2

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

SADRŽAJ PREDGOVOR ..................................................................................................................... 2 SADRŽAJ............................................................................................................................. 3 DIPLOMSKI ZADATAK .................................................................................................... 5 1.

UVOD ........................................................................................................................... 6 1.1. 1.2.

2.

OPIS PROBLEMA ................................................................................................. 6 CILJEVI RADA ..................................................................................................... 7

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 4.2 4.3 4.4 4.5

5.

PREDNOSTI FREKVENTNE REGULACIJE ..................................................... 24 OSNOVNI TIPOVI SISTEMA NA BAZI FREKVENTNIH REGULATORA ..... 24 SIGNALI ZADATE VREDNOSTI BRZINE........................................................ 26 REGULACIJA PROCESNE VARIJABLE U OTVORENOJ PETLJI ILI ZATVORENOJ PETLJI ....................................................................................... 28 UŠTEDA ENERGIJE I BUKA ............................................................................. 29

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 3

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

5.7 5.8 5.9 5.10 6.

TEHNIČKI PODACI ........................................................................................... 35 MERNA SKICA................................................................................................... 36 DIMENZIJE I MASA........................................................................................... 36 DIJAGRAM HIDRAULIČNIH KARAKTERISTIKA.......................................... 37

FREKVENTNI PRETVARAČI – PROCON (E1D; E3D)........................................ 38 NAMENA UREĐAJA.......................................................................................... 38 TEHNIČKE KARAKTERISTIKE........................................................................ 38 TEHNIČKI OPIS ................................................................................................. 39 UPOZORENJA !!! ............................................................................................... 39 FABRIČKO POVEZIVANJE E1D FREKVENTNOG PRETVARAČA ............... 40 FABRIČKO POVEZIVANJE E3D FREKVENTNOG PRETVARAČA ............... 41 STAVLJANJE UREĐAJA U POGON ................................................................. 42 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 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8

7.

GRAFIČKI PRILOZI ................................................................................................ 53 7.1 7.2 7.3

DIMENZIJE I RASPORED ELEMENATA FREKVENTNOG PRETVARAČA ZA ODRŽAVANJE KONSTANTNOG PRITISKA ................................................... 53 ELEKTRIČNA ŠEMA PRIKLJUČENJA FREKVENTNOG REGULATORA NA PUMPNI SISTEM ................................................................................................ 54 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

4

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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

5

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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).

6

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

7

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

8

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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. 9

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

10

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

11

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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:

𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉ć𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 =

𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺š𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧 𝑥𝑥 100 (%) 𝑈𝑈𝑈𝑈𝑈𝑈ž𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘𝑘

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.

𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 =

𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼𝐼 𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺𝐺š𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛𝑛 𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧𝑧

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 𝑖𝑖)𝑛𝑛 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:

12

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

𝐸𝐸𝐸𝐸 = 𝐴𝐴𝐴𝐴 = 𝐸𝐸 𝑥𝑥

(1 + 0,01 𝑥𝑥 𝑖𝑖)𝑛𝑛−1 0,01 𝑥𝑥 𝑖𝑖

Jednačina br. 2

Pomoću jednačina 1 i 2 može se izračunati amortizacioni period (n):

𝑛𝑛 =

1 𝐴𝐴 1 − 𝐸𝐸 𝑥𝑥 (0,01 𝑥𝑥 𝑖𝑖) lg 𝑥𝑥 (1 + 0,01 𝑥𝑥 𝑖𝑖)

𝑙𝑙𝑙𝑙

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 13

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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 · 𝑔𝑔 550 · 60 · 1 · 9,81 = = 122 𝑘𝑘𝑘𝑘 3600 · 𝜂𝜂 3600 · 0,74

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 = 114 𝑘𝑘𝑘𝑘 3600 · 0,69

c) Za slučaj podešavanja protoka regulacijom brzine centrifugalne pumpe potrebna mehanička snaga je: 𝑃𝑃3 =

400 ∙ 32 ∙ 1 ∙ 9,81 = 47 𝑘𝑘𝑘𝑘 3600 ∙ 0,74 14

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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) Slučaj b) Slučaj c)

𝐸𝐸1 =

𝑃𝑃

𝑄𝑄

= 0,22 𝑘𝑘𝑘𝑘ℎ/𝑚𝑚³

𝐸𝐸2 = 0,29 𝑘𝑘𝑘𝑘ℎ/𝑚𝑚³

(podešen protok prigušenjem)

𝐸𝐸3 = 0,12 𝑘𝑘𝑘𝑘ℎ/𝑚𝑚³

(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.

15

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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 tak o d a se, p rilik om starta, u k ljučuje p rva p ump a čiji je obrtaj reg ulisan 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. 16

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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

17

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

•

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:

18

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

Potrošnja vode u zavisnosti od broja korisnika

Potrošnja vode u zavisnosti od broja kreveta

19

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

20

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

21

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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

22

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

23

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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 REGULATORA

TIPOVI

SISTEMA

NA

BAZI

FREKVENTNIH

 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

potenciometrom za fino podešavanje brzine.

Principi na bazi jedan motor – jedan regulator

24

lokalnim

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

 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

25

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

26

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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. 27

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

28

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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%.

29

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

30

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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 .

31

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

32

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

33

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

34

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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

35

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

5.8 MERNA SKICA

5.9 DIMENZIJE I MASA

36

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

5.10 DIJAGRAM HIDRAULIČNIH KARAKTERISTIKA

37

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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)

Izlaz:

frekvencija:

50 ¸ 60Hz (sinusna)

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 38

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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!

39

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

6.5 FABRIČKO POVEZIVANJE E1D FREKVENTNOG PRETVARAČA

- Trobojna LED dioda (zelena = uključeno; žuta = pogon; crvena = greška)

SA1

- +10 V pokretanje sa potenciometrom, izlaz ( max. 6 mA)

SA2

- Analogni ulaz 1 : potenciometar, 0 - 10V,( 0 - 20 mA, OPCIONO)

SA3

- GND (referentna tačka ulaza)

SA4

- Analogni ulaz 2 : (kontrolni signal), 0 - 10V, (0 - 20 mA, OPCIONO)

SD1

- Digitalni ulaz 1 (fabričko podešavanje: prekidač za START)

SD2

- Digitalni ulaz 2 (fabričko podešavanje: prekidač za PROMENA SMERA)

SD3

- Digitalni ulaz 3 (fabričko podešavanje: prekidač za POTVRDA GREŠKE)

SD4

- Digitalni ulaz 4 (fabričko podešavanje: prekidač za SPOLJAŠNJA GREŠKA )

SD5

- +24V (za digitalne ulaze)

SR1

Relejni izlaz 1 (kontakt ili opto) (OPCIONO)

SR2

40

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

6.6 FABRIČKO POVEZIVANJE E3D FREKVENTNOG PRETVARAČA

- Trobojna LED dioda (zelena = uključeno; žuta = pogon; crvena = greška)

SA1

- +10 V pokretanje sa potenciometrom, izlaz ( max. 6 mA)

SA2

- Analogni ulaz 1 : potenciometar, 0 - 10V,( 0 - 20 mA, OPCIONO)

SA3

- GND (referentna tačka ulaza)

SA4

- Analogni ulaz 2 : (kontrolni signal), 0 - 10V, (0 - 20 mA, OPCIONO)

SA5

- Analogni izlaz : 0 - 10 V (0 - 20 mA) (OPCIONO)

SD1

- Digitalni ulaz 1 (fabričko podešavanje: prekidač za START)

SD2

- Digitalni ulaz 2 (fabričko podešavanje: prekidač za PROMENA SMERA)

SD3

- Digitalni ulaz 3 (fabričko podešavanje: prekidač za POTVRDA GREŠKE)

SD4

- Digitalni ulaz 4 (fabričko podešavanje: prekidač za SPOLJAŠNJA GREŠKA )

SD5

- +24V (za digitalne ulaze)

SR1 Relejni izlaz 1 (kontakt ili opto) (OPCIONO) SR2

SR3 Relejni izlaz 2 (kontakt ili opto) (OPCIONO) SR4

41

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

42

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

6.8.1 FUNKCIJE TASTERA (kod terminala za rukovanje i podešavanje)

-Izbor između moda za prikazivanje i programiranje

◄ (IZLAZ - ESC)

-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

- Kod moda za programiranje - početak podešavanja parametara

►ENTER

-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) 43

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

6.8.3 MOGUĆE VREDNOSTI ZA PRIKAZIVANJE PRVI RED : DRUGI RED :

- aktuelna frekvencija - 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

4x16 karakterni displej

Led dioda "POGON"

Led dioda "GREŠKA"

UPRAVLJACKI TASTERI Taster "DISPLAY" Taster "ENTER"

Taster "ESCAPE"

Tasteri za upravljanje radom frekv. pretv.

44

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.).

45

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

46

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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. Nakon postizanja granične vrednosti tasteri više nemaju dejstva!

6.10 SADRŽAJ MENIJA (BRZI MENI) OSNOVNI MENI

OSNOVNO

OBJAŠNJENJE, PODMENI

VREDNOSTI

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

služi za izbor vrste rada

upravljanje

-

Analogni ulaz 1

-

Analogni ulaz 1

-

0.5

-

PODEŠAVANJE

JEDIN.

upravljanje regul.normal

Vrsta rada

regul.inverzna 15 Izvor signala upravljanja

služi za izbor zadate vrednosti upravljanja

Analogni ulaz 1 Terminal term.mot.pot. potenciometar

16 Izvor signala regulacije

služi za izbor zdate vrednosti regulacije

Analogni ulaz 1 Terminal term.mot.pot. potenciometar

17 Proporcionalno pojačanje

parametar regulacije 0.00 - 19.00

47

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

18 Vrema integracije 21 Vreme zaletanja

31 Vreme zaustavljanja

parametar regulacije. može proporc.regul. , ako Ti = N

se

ostvariti

N

i kod upravljanja i kod regulacije, može da se drži u zadatim granicama.

ms

0.05 - 3276.7

5.00

s

0.05 - 3276.7

5.00

s

normalno kočenje

-

0 V / mA

-

0 V / mA

-

Prekidač START

-

vreme postizanja f max kreće od 0 Hz i kod upravljanja i kod regulacije, može da se drži u zadatim granicama. vreme postizanja 0 kreće od f max normalno kočenje

služi za izbor zaustavljanja

32

1000 0 - 2000

DC kočnenje

Vrsta zaustavljanja

normal + DC R- kočenje R-koč.+ DC koč. usporenje 41 Signal zadate vrednosti

vrednost i funkcije zadate vrednosti može se programirati. (mirovanje, 0 V/mA, 4mA)

STOP crta 0 V/mA 4mA

donju vrednost je moguće programirati

42

0 V/mA

Signal stvarne vrednosti

4mA Prekidač START

može se izvršiti izbor zahteva specijalne funkcije

43

Taster START

Digitalni ulaz 1

Prekidač SMER POZICIONIRANJE SPOLJ. GREŠKA POTVRDA GREŠKE STOP Zaustavljanje DC KOČNICA f fix mot. pot. gore mot. pot. dole upravljanje-regul. 44 Digitalni ulaz 2

Prekidač SMER

Podešavanje se slaže sa podešavanjem 43. Digitalnim ulazom 1

45 Digitalni ulaz 3

POTVRDA GREŠKE

46 Digitalni ulaz 4

SPOLJAŠNJA GREŠKA

47

nuliranje motor potenciometra se može birati

-

nema pri uključivanju

Nuliranje signala zadate vrednosti motor potenciometra

na START pri izboru SMER-a

48

nema

-

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

48 START/STOP motor potenciometra

moguće je izabrati da posle minimalne frekvencije zaustavljanje uzrokuje STOP i iz pozicije stajanja povećavanje uzrokuje START može se izabrati izlazna funkcija relea.

51 Izlazni rele

ne ne

-

rad

-

da spreman za rad

ako je signal greške < 1% od vrednosti vraća u prvobitno stanje

signal greške < 1% rad napred

61 Nazivna snaga

71 Napon pokretanja

služi za upisivanje snage motora kod frekventnog pretvarača. podešavanje je bitno zbog zaštite motora

0.10 - 5.00

zavisi od tipa

kW

posle starta motora koji stoji, on kreće sa tim naponom.

0.0 - 60.0

zavisi od tipa

V

0.1 -400.0

50.0

Hz

služi za kompenzaciju omskih gubitaka. 81

najveća frekvencija koja može da deluje na motor.

Maximalna frekvencija

ima prioritet nad minimalnom frekvencijom!

82

najmanja frekvencija koja se može primeniti na motor prilikom kretanja i zaustavljanja.

0.1 - 399.9

1.0

Hz

tip-režim rada na maloj frekvenciji, većinom služi za pozicioniranje pogona.

0.1-100.0

5.0

Hz

0.1 - 400.00

1.0

Hz

Minimalna frekvencija 83 Frekvencija pozicioniranja 84 Fiksna frekvencija

može se aktivirati samo iz STOP stanja. ova frekvencija se ostvaruje ako je aktiviran digitalni ulaz na koji je postavljen bez obzira na izvor signala.

99 Listra grešaka

mogu se pregledati poslednje 4 greške

49

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

6.11 PROGRAMIRANJE FREKVENTNOG PRETVARAČA 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

TERMINAL AN. ULAZ 1 1.6.1.

IZVOR ZADATE VREDNOSTI REGULACIJE

AN. ULAZ 2

TERMINAL

MOTORPOTENCIOMETAR RS485 AN ULAZ 1 AN ULAZ 2 1.7.1.

n IFA

KONTROLA IZVORA STV. VREDNOSTI

IFA ugla

AN ULAZ 1

Momenat IFA moment 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

50

ZA

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

4.

ULAZI POTENCIOMETAR

4.1.1.

IZBOR ZA ANALOGNI AN UL 1

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

REDNE STEZALJKE

RS485 4.9.1.

VRSTA SIGNALA ZA PROMENU STANJA

4.9.4.

PREKIDAČ ZA UKLJUČENJE

NIVO

NIVO

IMPULS I

I

ILI START P START T

4.11.1.

DIGITALNI UL 1 IZBOR:

START SMER POZICIONIRANJE Na

START P

POZICIONIRANJE Nz STOP NO

4.11.2.

VRSTA KONTAKTA DIG UL 1

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%.

NC

51

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

52

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

7. GRAFIČKI PRILOZI 7.1 DIMENZIJE I RASPORED ELEMENATA FREKVENTNOG PRETVARAČA ZA ODRŽAVANJE KONSTANTNOG PRITISKA

53

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

ELEKTRIČNA ŠEMA PRIKLJUČENJA REGULATORA NA PUMPNI SISTEM 7.2

54

FREKVENTNOG

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

7.3 ŠEMA SPAJANJA RAZVODNOG ORMANA SA FREKVENTNIM REGULATOROM NA PUMPNI SISTEM

55

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

56

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

57

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

58

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

59

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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.

60

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

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

61

DIPLOMSKI RAD

VIŠA TEHNIČKA ŠKOLA

12. REKAPITULACIJA Ovaj rad ima ukupno 62 strane. Rad sadrži 4 tabele , 26 slika , 8 dijagrama i 6 šema.

62