Простой автомат управления насосом

Содержание

Автоматический насос (автомат) для воды

Простой автомат управления насосом

Насосное устройство является главным решением в вопросе водоснабжения частного дома. При наличии скважины такой прибор способен обеспечить водой всех членов семьи и сантехнические приборы. Причем в расчет берутся не только технические характеристики, функциональность устройства, но и степень автоматизации.

Автоматический насос для воды не требует постоянного контроля, а его включение производится при открытии крана. Такие приборы дают постоянный равномерный напор и более экономно расходуют электричество. С их помощью домашний водопровод фактически выходит на уровень городской линии водоснабжения.

Особенности автоматических насосных аппаратов

Классификация автоматических устройств довольно широка. Водяной насос с автоматикой разделяется по ряду критериев:

  • размещения относительно скважины или колодца;
  • целевое назначение;
  • используемые в конструкции узлы и материалы;
  • производительность и напорный показатель;
  • частота подачи и ее стабильность;
  • длина сетевого кабеля.

Автоматическая насосная установка Grundfos SCALA2

К сегменту автоматических аппаратов относится фактически любой электронасос, на базе которого используется контрольная автоматика. В плане конструкции и выполняемых функций все автоматическое оборудование делиться на несколько типов. Но, независимо от типа, все приборы работают на схожем принципе.
к меню ↑

Как работает реле давления?

Наиболее простым вариантом автоматического оборудования для насосных аппаратов является регулятор давления. Состоит устройство из двухпозиционного реле и переходника под трубопровод. Некоторые модели дополняются манометром для внешнего контроля над прибором.

Реле давления эффективно работает с гидроаккумулятором. Установленный на насосы, гидроаккумулятор отвечает за выравнивание давления во всей линии трубопровода. Состоит гидравлический бак из двух камер, разделенных мембраной.

При поступлении жидкости в нижнюю камеру бака, мембрана растягивается. А в случае, когда жидкость выходит, стягивается назад, толкает жидкость дальше и напор в трубе не ослабевает.

За счет гидроаккумулятора во всей магистрали поддерживается одинаковый показатель давления.

Реле рассчитано на две основных функции. Первая функция отвечает за крайнее нижнее положение мембраны. Если мембрана полностью расслаблена, значит воды в баке почти не осталось и давление в системе падает. Реле посылает сигнал, и сразу происходит включение насоса.

Когда мембрана переходит в крайнее верхнее положение, давление в линии повышается. При этом снова срабатывает реле и происходит отключение насосного устройства. В большинстве моделей положение «включение» и «выключение» настраиваются по желанию пользователя.

Реле давления является наиболее примитивным способом автоматизировать насосы. С помощью такого прибора чаще всего производится автоматизация насосных установок для частного дома, где нет необходимости в сложных программах подачи и расхода воды.

Для более сложных процессов и устройств используются устройства более сложных конструкций.
к меню ↑

Типы насосной автоматики

По наиболее общей классификации выделяется три типа автоматических устройств, рассчитанных на насосы для водоснабжения, водоотведения, циркуляционные варианты. Все они отличаются в плане конструкции и по степени автоматизации (количество обеспечиваемых автоматически процессов).

Блок автоматики для насоса Прима УА 04

к меню ↑

Первый тип автоматических приборов

В эту категорию входят простые контрольные механизмы, рассчитанные исключительно на включение и выключение насосных устройств. Они устанавливаются на поверхностные насосы и погружной тип скважинных, колодезных, дренажных аппаратов. Также ними могут комплектоваться простые насосные станции и циркуляционные модели.

К таким приборам относятся:

  • поплавковые выключатели;
  • устройства, блокирующие агрегат на случай сухого хода;
  • реле давления.

Поплавковый выключатель представляет собой пластиковый поплавок, который используется с погружными вариантами скважинного, колодезного, дренажного аппаратов.

Благодаря полой конструкции и небольшому весу, такое устройство постоянно плавает на поверхности и активируется по уровню воды. Пластмассовый поплавок соединен с переключателем.

Если глубина источника падает ниже допустимой, переключатель активируется и насосы тут же отключаются.

Автоматизированный таким образом аппарат защищен от сухого хода, а также от максимального обмеления источника, если это не выгодно пользователю.

Блокиратор сухого хода отслеживает давления воды для насоса и заставляет устройство отключаться, если внутри рабочей камеры нет жидкости.

Состоит прибор из пластикового корпуса, внутри которого расположены два контакта, подсоединенных к эластичной диафрагме.

Когда электронасос заполняется жидкостью, вода давит на диафрагму, контакты смыкаются и устройство работает стабильно. Если давление не достаточное – контакты размыкаются и электромотор выбивает автомат.

Такое автоматическое оборудование переоснащает в насос автомат поверхностные скважинные насосы.

Что касается реле давления, то его принцип действия был описан выше. Стоит заметить, что преимуществами такого устройства является дешевизна и надежная конструкция.
к меню ↑

Второй тип насосной автоматики

Второе поколение автоматики представлено боле сложными конструкциями и количеством выполняемых функций. Такие устройства, как правило, работают на основе электронной схемы и целого ряда датчиков. Датчики устанавливаются не только на насосный агрегат, но и на разных участках трубопровода, возле кранов и сантехники.

Автоматика защиты от сухого хода

В отличие от первого типа индикаторов, в таком оборудовании уже не используется гидравлический бак и другие дополнения, автоматика напрямую контролирует насосы. Когда включается один из кранов или начинается подача воды в сантехнические приборы, срабатывает один из датчиков. Сигнал передается на микросхему, а с ее помощью активируется помпа, постоянно подкачивающая воду до закрытия крана.

Особенностью таких электронных блоков является и универсальность. Один блок способен контролировать сразу несколько процессов, к которым относится:

  • аварийная деактивация насосного прибора в случае повышения температуры мотора или резких перепадов в сети;
  • регуляция температуры;
  • отслеживание уровня жидкости в рабочей камере и в источнике;
  • защита от холостого хода.

Но, несмотря на явные преимущества техники, есть здесь и пару недостатков. Электронные контрольные блоки очень чувствительны к условиям работы, отличаются высокой стоимостью и ремонтируются только в специальных мастерских.
к меню ↑

Третий сегмент автоматических контроллеров

Последний тип устройств также представляет электронная автоматика. Но, в отличие от второго типа, эти приборы обладают сложной системой настройки и более тонко контролируют работу насосных аппаратов.

Таким блоком оборудуется автоматический напорный насос для многоэтажных домов и многосемейных квартир. Конечно, устройство можно установить и на домашний насос повышения давления, работающий на дачном участке или в частном дому. Но, как правило, стоят такие установки на порядок выше простой электроники и позволить их себе могут далеко не все.

Рассчитано устройство не на включение и выключение насоса, а на контроль работы двигателя аппарата.

Электромоторы большинства моделей насосной техники могут работать в нескольких режимах, но их переключение не позволяет реализовать простая система управления.

Это приводит к тому, что даже при небольшом расходе жидкости, аппарат включается на полную мощность и соответственно расходует больше электроэнергии, быстрее изнашивается.

Электронные блоки третьего поколения включают устройство ровно в той степени, которая необходима. При включении крана на несколько секунд, двигатель будет работать на 30-50 %, что сэкономит электричество и ресурс механизма.

Реле давления для насосов

Кроме того, электронные блоки третьего типа выполняют функции и двух предыдущих типов, включая регуляцию температуры, блокиратор сухого хода, защиту от перепадов напряжения. Дополняется набор индивидуальными алгоритмами работы, предусматривающими детальную настройку каждого режима работы.
к меню ↑

Автоматические повышающие аппараты

Помимо дополнительной автоматики, которая устанавливается на насосную технику, есть и изначально автоматические модели насосов. Это, преимущественно, повышающий аппарат для отопительных контуров.

Ручное управление в таких моделях не рационально, так как они напрямую врезаются в систему, со стабильной подачей жидкости.

Но, и постоянная работа агрегата не целесообразна и требует высоких затрат электричества.

Автоматический повышающий насос

В этом случае автоматика изначально встраивается в прибор. Работают устройства на основе проточного датчика и электронной микросхемы. Вода в такой насос попадает через впускной патрубок, дальше поток усиливается посредством крыльчатки, и жидкость выталкивается в выпускной патрубок. Датчики потока устанавливаются либо на впускном патрубке, либо внутри рабочей камеры.

Когда поток в линии ослабевает, уменьшается давление и на датчик устройства. Сигнал с датчика попадает на микросхему и прибор включается. Режим работы и длительность включения выставляются специальным переключателем на корпусе устройства.

Основной задачей циркуляционных повысительных моделей является равномерное распределение температуры в контуре. Поэтому насосы такого типа часто дополняются термореле, которое срабатывает при понижении температуры на одном из участков.
к меню ↑

Автоматическая система водоснабжения на основе насоса Патриот (видео)

Источник: http://NasosovNet.ru/avto/avtomaticheskij-nasos.html

Автоматические насосы (автоматы) для воды (с отключением, включением)

Простой автомат управления насосом

Автоматизация насосных установок для воды позволяет владельцу решить целый ряд задач. Во-первых, такой электронасос работает автономно и не требует постоянного внимания со стороны использующего. Во-вторых, устройство автоматически поддерживает необходимый уровень давления. Вследствие этого, обеспечивается ровный поток жидкости без рывков и более бережно эксплуатируется вся система.

При этом если купить насос автомат, по каким-то причинам не представляется возможным, автоматизировать любой водяной насос можно самостоятельно при помощи специальных устройств.

Особенности автоматического насоса

Независимо от типа, автоматические насосные устройства имеют схожие задачи. Все дополнительные датчики и системы автоматизации защищают насосы от:

  • работы «в холостую» в случае резкого обмеления источника;
  • резких перепадов напряжения в сети, что может повредить электрическую часть прибора;
  • резкого повышения температуры перекачиваемой среды, что может привести к перегреву двигателя.Автоматическая насосная станция

Кроме того, при помощи автоматизации удается достичь более ровной подачи жидкости к точкам водопотребления, поддерживая при этом неизменный уровень давления в линии.

Принцип действия насосной автоматики зависит от конкретного типа устройства. Такая автоматика располагается относительного насосного аппарата в следующих вариантах:

  • встроена в насос (насос повышения давления, поверхностные модели для полива);
  • механизм соединен контактами с мотором и располагается в непосредственной близости (дренажные насосы для водоотведения);
  • прибор является частью системы и устанавливается на напорный трубопровод (насосные станции для частного дома).

В ходе работы датчики контактируют либо с перекачиваемой средой, либо отслеживают состояние рабочих узлов прибора (конденсаторы и термореле).
к меню ↑

Типы автоматических насосов и оборудования

От типа механизмов автоматизации зависит, как принцип работы устройства, так и особенности работы электронасоса. Различные производители с мировым именем предлагают широкий ряд решений по автоматизации насосной техники. Но, чаще всего используются уже проверенные, надежные схемы. К наиболее широкому распределению в этом плане относятся два типа устройств:

  • автоматический насос;
  • оборудование, обеспечивающее автономную работу и защиту стандартных моделей.

Напорный автоматический насос Гардена

Каждая категория состоит еще из нескольких типов. Автоматические насосы делятся на:

  • автоматический напорный насос;
  • насосная станция для дома;
  • повышающий аппарат для отопительных линий.

к меню ↑

Принцип действия напорного насоса

Такие насосы являются универсальными поверхностными установками с центробежным принципом действия.

Они используются для полива, в системах капельного орошения, для стационарной лини водоснабжения, или как дренажный аппарат для чистой дождевой воды.

Беспрекословным лидером в этом сегменте насосных аппаратов является компания Gardena. Техника компании располагает встроенными механизмами автономной работы и удобной системой настройки.

В данном типе оборудование используется сразу два вида автоматики:

  • встроенный регулятор давления;
  • термореле.

Первый механизм предполагает постоянный контроль давления воды для насоса. Конструкция регулятора включает эластичную мембрану, большую (может быть две) и маленькую пружины, набор контактов.

Контакты напрямую соединены с мотором и являются частью общей электроцепи. Большая пружина отвечает за максимальный порог давления, при достижении которого, происходит отключение прибора.

Маленькая пружина определяет разницу между порогом включения и выключения.

Напорные характеристики насоса Гардена

При обычном состоянии линии водоснабжения (орошения) в ней поддерживается постоянный уровень давления. Вода давит на пружину, контакты не смыкаются и электронасос не активен.

При открытии крана пода из линии выходит, уровень давления резко падает. В результате пружина ослабляется и замыкает контакт цепи, что приводит к включению насоса.

Устройство работает, пока уровень воды не нормализуется.

Используемое в приборе, термореле относится к биметаллическому типу. Состоит оно из двух соединенных металлических пластинок и механизма разъединяющего контактную группу. При этом одна металлическая пластинка имеет большую теплочувствительность, а вторая меньшую.

Под действием высокой температуры перекачиваемой среды повышается температура двигателя, а это повышает температуру термоэлемента (пластин).

Пластины изгибаются в сторону менее чувствительной и таким образом давят на штангу, расцепляющую контакты электросети, и выбивает автомат.

Автоматизированный насосный аппарат марки Gardena, как правило, выполняется из пластика. Специальный дисплей и ряд кнопок на отдельных моделях позволяют настраивать значение датчиков и режим работы. Устройство обладает небольшим весом, что позволяет мобильно транспортировать его на новое место работы или, дополнив трубопроводом, обеспечить стационарное использование.

Производительность таких установок составляет от 3,5 до 6 тысяч л/час. Мощность электродвигателя находится в пределах 800-1300 Вт. Глубина всасывания приборов составляет от 5 до 8 м.

Помимо марки Gardena, популярностью у покупателя пользуются насосы Керхер и DAB.
к меню ↑

Насосные станции для автономного водоснабжения

Автономные водяные станции представляют собой более сложную конструкцию, которая обеспечивает исключительно стационарный домашний контур водоснабжения.

В качестве основы, в таких установках используется поверхностная напорная помпа без автоматики или с уже встроенными датчиками.

Также система в обязательном порядке дополняется гидроаккумулятором, стационарным трубопроводом, измерительными приборами и дополнительными датчиками. В некоторые модели дополнительно входит фильтр тонкой очистки.

Гидроаккумулятор представляет собой объемный бак с мембраной, который регулирует давление внутри линии. В качестве измерительного прибора используется стандартный или электронный манометр, реализующий внешнюю диагностику состояния линии.

Что касается автоматики, то чаще всего со станциями используется реле давление. Причем на отдельных устройствах реле уже входит в конструкцию насоса, а во вторых идет как комплектующее и устанавливается в трубопровод.

Второй тип реле выполняется в виде отдельного блока. Установка необходимых значений порога отключения или порога включения насоса выполняется вручную на самом блоке.

Для этого используются винты, которыми фиксируются пружины.

Автоматика насосной станции

Регулятор в таких вариантах насосного оборудования устанавливается, как правило, на напорный трубопровод, около гидроаккумулятора. Такой вариант монтажа обеспечивает максимально точные сведения об уровне давления, так как поток жидкости здесь максимально ровный. На отдельных моделях установлены специальные разъемы под дополнительный манометр.

Наиболее востребованными в этой категории являются аппараты производителей:

  • Джилекс (производительность – 60-70 л/мин, напор – до 50 м);
  • DAB (производительность – до 70 л/мин, напор – до 40 м);
  • Gardena (производительность – 40-50 л/мин, напор – до 40 м);
  • General Pump (отдельные модели обеспечивают производительность – до 80 л/мин, напор – 50 м).

к меню ↑

Циркуляционные насосы с автоматикой

Данный сегмент представляют чугунные или бронзовые аппараты, которые используются для повышения циркуляции жидкости внутри отопительных и водных контуров.

Состоит устройство из рабочей камеры, поверх которой расположен изолированный электродвигатель. В рабочей камере располагается центробежное колесо с лопатками, которое разгоняет поток жидкости.

Всасывание и нагнетание жидкости проходит за счет, расположенных друг напротив друга, патрубков. Устройство напрямую врезается в трубопровод.

В качестве элемента автоматики на таких моделях используются специальные магнитные реле протока.

Состоит датчик из трубки небольшого диаметра, пластикового клапана с зафиксированным магнитом, герконового выключателя и второго, большого магнита. Герконовый выключатель расположен над трубкой.

Он полностью изолирован от воды. Клапан находится внутри трубки. Большой магнит встроен в нижнюю стенку цилиндра.

Автоматический циркуляционный насос

Когда вода поступает в насос, а соответственно и в цилиндр, она начинает давить на клапан. Клапан вращается и подносит магнит к выключателю. Под действием созданного поля срабатывает герконовый выключатель и происходит включение насоса. Когда уровень воды падает. Противоположный магнит оттягивает клапан, происходит размыкание контактов и выключение аппарата.

Большинство насосов такого типа предполагают переключение трех режимов работы, каждый из которых отличается своей напорной характеристикой и производительностью. На некоторые модели установлены цифровые экраны и кнопки.

Авторитетными производителями циркуляционных повысительных насосов-автоматов являются Pedrollo, Optima, Speroni, DAB.
к меню ↑

Поплавковые выключатели

Отдельной категорией механизмов для автоматизации является поплавковый выключатель. Такая конструкция является элементом автоматических дренажных электронасосов, или устанавливается на, простой в комплектации, погружной аппарат. Устройство регулируется по уровню жидкости в источнике.

Представлен поплавковый выключатель пластиковым поплавком, электрическим кабелем, контактной группой и шариком, которые расположены внутри поплавка. Сам поплавок герметично закрыт и заизолирован полимерной смолой.

Внутри него расположено три провода (коричневый, синий, черный), два из которых, замыкаются металлическим шариком, по достижении нужного уровня поплавком. Третий провод заизолирован.

При необходимости смена контактов позволяет устанавливать другие режимы работы.

Принцип работы устройства следующий:

Работа поплавкового включателя для насоса

  1. Поплавок свободно плавает в жидкости. Когда ее количество поднимается до определенной нормы (регулируется грузиком в некоторых моделях), срабатывает рычаг, шарик замыкает контакты. При этом включается электронасос и выкачивает жидкость из резервуара.
  2. Когда уровень воды достигает критической отметки, шарик откатывается, размыкает контакты и заставляет прибор отключаться.

В зависимости от модели порог отключения может варьироваться. Некоторые производители выпускают механизмы, рассчитанные на отключение при падении жидкости до 5 мм.

Поплавковый механизм применяется при температуре среды от 0 до 60 градусов. При этом электрический кабель аппарата напрямую монтируется к контактной группе двигателя. Поплавок является самым дешевым вариантом автоматизации насосной техники.

  страница » Насосы

Источник: http://ByreniePro.ru/nasosy/avtomaticheskie.html

Микросхема К561ЛА7 и автоматика насосной станции на ней своими руками для частного дома

Простой автомат управления насосом

Владельцы индивидуальных строений возводят около своих жилищ колодцы или артезианские скважины, которые обеспечивают их водой.

Еще несколько десятков лет назад ее носили ведрами. Однако мы живем в то время, когда система автоматизации стала доступной для простого человека.

Она способна значительно облегчить тяжелый физический труд, высвободить время для продуктивной интеллектуальной деятельности.

В публикуемой статье подобраны советы домашнему мастеру по изготовлению простого автомата управления водяным насосом на основе доступной микросхемы К561ЛА7. Он хорошо справляется с водоснабжением частного дома. Его несложно изготовить своими руками. Излагаемый материал дополняется поясняющими картинками, схемами и видеороликом.

Микросхема К561ЛА7 в качестве основного элемента логики

Ее производство было широко налажено во времена СССР. Конструктивным исполнение стал пластмассовый корпус с двумя рядами четырнадцати выводов: по 7 штук с каждой стороны.

В основу работы логики управления микросхемы КМОП структуры заложены четыре одинаковых элемента с двумя входами, работающими по принципу «И-НЕ».

Как сделать автоматику насосной станции

В статье рассматривается вопрос, когда водоснабжение дома уже организовано, то есть имеется колодец с водой и в нем смонтирован электрический насос, способный создавать необходимый напор для водоподъема.

Нам остается спланировать схему его управления в автоматическом режиме и выполнить ее монтаж отдельным блоком. Для этого потребуется любой паяльник и небольшой комплект электронных деталей.

Основные принципы работы силовой части

Управление насосом может проводиться двумя способами:

  1. в ручном режиме;
  2. автоматически.

Особенности подключения питания

Предлагаемый автомат предусматривает изготовление блока автоматики в виде отдельного корпуса, подключаемого в разрыв питания силовой цепи ручного режима.

Это означает, что обычный водяной насос, например, бюджетная модель «Ручеек», включается в работу после того, как вилка шнура его питания вставляется в розетку и на нее подается напряжение включением автоматического выключателя.

На блоке автоматики тоже делается шнур питания с вилкой и выходная розетка, от которой будет подаваться напряжение на насос. Это позволяет в любой момент перевести схему на работу в ручном режиме для того, чтобы выполнить профилактику или ремонт схемы управления.

Как контролируется уровень воды

Логическая часть микросхемы автоматики постоянно сканирует состояние датчиков. Они выполнены простыми металлическими электродами в виде стержней из проволоки со слоем изоляции для НП и ВП (внизу она снята), а для ОП — оголенный металл: нержавейка или алюминий. Их располагают на разных уровнях.

Нижнее положение воды в резервуаре оценивает датчик НП, а верхнее — ВП. Общий электрод ОП расположен так, что охватывает всю контролируемую область работы.

Подобное размещение позволяет микросхеме логики автомата определять наличие воды в резервуаре по прохождению токов, создаваемых приложенными потенциалами к электродам через жидкость. За счет этого судят об уровне:

  • верхнем — когда токи протекают между НП-ОП и ВП-ОП;
  • среднем — ток имеется только в цепи НП-ОП;
  • нижнем — тока нет нигде.

Особенности крепления блока

Подобную схему я собрал соседу в гараж. У него там сделана яма для хранения овощей. Место расположения около горы оказалось не совсем удачным. Весной при таянии снега, летом и осенью в дождь вода способна затопить подвальное помещение и ему приходится ее откачивать.

Собранная схема автоматики значительно облегчила управление насосом. Она смонтирована в корпусе от старого электронного блока с возможностью установки на столе, стеллаже или стационарном креплении на стене. Хозяин просто поставил прибор на полку, расположенную на двухметровой высоте и подключил его в сеть.

Автоматика успешно работала два года. Затем хозяин случайно задел за корпус и уронил прибор на бетонный пол. Внутри блока произошло короткое замыкание, сгорел понижающий трансформатор и микросхема К561ЛА7.

Монтаж системы автоматики и ее крепление выполняйте надежно. Сразу исключайте возможность случайного падения и повреждения оборудования любыми способами. Обращайте внимание на защиту корпуса прибора по квалификации IP.

Электронная схема

Для ее реализации используется микросхема К561ЛА7. Под нее создаются цепи:

  • питания;
  • контроля уровней воды датчиками;
  • светодиодной индикации;
  • управления коммутационным аппаратом.

Схема питания

Обратим внимание на:

  • трансформатор;
  • диодный мост;
  • стабилизатор напряжения.

Трансформатор

Для питания электроники потребуется понижающий трансформатор 220/10-15 вольт с током от 60 мА или выше. Его можно намотать самостоятельно по методике, расписанной мной в статье об электрическом паяльнике «Момент» или взять от старого лампового телевизора марки ТВК110Л. Также подобные модели не сложно купить через интернет в Китае или другой стране.

Диодный мост

Выбор КЦ405Е с допустимым током выпрямления 1000 мА в схеме приведен как пример. Вполне можно обойтись мостиком с уменьшенными номиналами или спаять диодную сборку из других доступных полупроводников с меньшей мощностью. Микросхема К561ЛА7 и подключенные к ней цепи управления не создают больших нагрузок.

Стабилизатор напряжения

Полупроводниковая сборка КРЕН8Б предназначена для стабилизации питания логической микросхемы на 12 вольт. Она выпускается в едином корпусе, широко применяется в радиоэлектронных устройствах.

Ее вполне можно заменить самодельным стабилизированным блоком питания на биполярных транзисторах, но особого смысла заниматься этим вопросом я не вижу.

Способ подключения

Соединение электродных датчиков с входами логической микросхемы осуществляется проводами. Для их прокладки удобно монтировать две цепи:

  1. внутреннюю в корпусе блока автоматики;
  2. внешнюю к электродам.

Чтобы их соединить на корпусе прибора устанавливают клеммник любой доступной конструкции. Во внешней цепи необходимо хорошо выполнить изоляцию проводов, защитить места пайки от попадания влаги и воздействия коррозии.

Откачивание воды из резервуара

Положение перемычки J1, выделенной на электронной схеме автоматики коричневым цветом, определяет логику откачивания насосной станции. Ставим ее в позицию 1-2.

Источник: https://HouseDiz.ru/mikrosxema-k561la7-i-avtomatika-nasosnoj-stancii-na-nej-svoimi-rukami-dlya-chastnogo-doma/

Герконовые датчики уровня воды для автоматического управления насосом

Простой автомат управления насосом

Большую емкость для воды на даче или приусадебном участке можно использовать для полива или водоснабжения дома. При ее наполнении нет необходимости постоянно забираться вверх по лестнице и целый день следить за уровнем — это вполне могут сделать электронные датчики.

Область применения датчиков уровня воды

  • Продвинутые дачные и фермерские хозяйства, занимающиеся выращиванием плодоовощной продукции, в своей работе используют системы полива наподобие капельной. Для обеспечения автоматической работы поливочного оборудования конструкция требует наличия большой емкости для сбора и хранения воды. Ее заполнение обычно производят погружными водяными насосами в скважине, при этом требуется отслеживать уровень давления воды для насоса и ее количество в водосборном баке. В этом случае необходимо управлять работой насоса, то есть включать его при достижении определенного уровня воды в накопительной емкости и отключать в случае полного заполнения водяного бака. Эти функции можно реализовать с помощью поплавковых датчиков.

Рис.

1 Принцип действия поплавкового датчика уровня (ПДУ)

  • Большой накопительный бак для воды может потребоваться и для водоснабжения дома, если дебит водозаборной емкости очень мал или производительность самого насоса не может обеспечить потребление воды, соответствующее необходимому уровню. В этом случае устройства контроля уровня жидкости для автоматической работы системы водоснабжения также необходимы.
  • Систему контроля за уровнем жидкости можно использовать и при работе с устройствами, в которых отсутствует защита от сухого хода скважинного насоса, датчик давления воды или поплавковый выключатель при откачивании грунтовых вод из подвалов и помещений с уровнем ниже поверхности земли.

Виды датчиков уровня воды

Все датчики уровня воды для управления насосом можно разделить на две большие группы: контактные и бесконтактные.

Бесконтактные способы в основном используются в промышленном производстве и делятся на оптические, магнитные, емкостные, ультразвуковые и т.п. виды.

Датчики устанавливаются на стенки водяных баков или непосредственно погружаются в контролируемые жидкости, электронные компоненты помещены в шкаф управления.

Рис. 2 Виды датчиков уровня

В быту наибольшее применение нашли недорогие контактные устройства поплавкового типа, отслеживающий элемент которых выполнен на герконах. В зависимости от расположения в емкости с водой подобные устройства делятся на две группы.

Вертикальные. В подобном устройстве в вертикальном штоке расположены герконовые элементы, а сам поплавок с кольцевым магнитом перемещается вдоль трубки и включает или отключает герконы.

Горизонтальные. Крепятся за верхний край сбоку стены резервуара, при наполнении емкости поплавок с магнитом поднимается на шарнирном рычаге и подходит к геркону. Устройство срабатывает и коммутирует электрическую цепь, помещенную в шкаф управления, она отключает питание электронасоса.

Рис. 3 Вертикальные и горизонтальные герконовые датчики

Устройство герконового  переключателя

Основной исполнительный элемент  герконового датчика — герконовый выключатель. Устройство представляет собой маленький стеклянный баллон, наполненный инертным газом или с откачанным воздухом. Газ или вакуум препятствуют образованию искр и окислению контактной группы.

Внутри  колбы находятся замкнутые контакты из ферромагнитного сплава прямоугольного сечения (пермаллоевая проволока) с золотым или серебряным напылением.

При попадании в магнитный поток  контакты  герконового переключателя намагничиваются и отталкиваются друг от друга — происходит размыкание цепи, по которой течет электрический ток.

Рис. 4 Внешний вид герконовых переключателей

Самые распространенное виды герконовых  выключателей действует на замыкание, то есть при намагничивании их контакты соединяются друг с другом и электрическая цепь замыкается.

Герконовые переключатели могут иметь два вывода для замыкания размыкания цепи или три, если работают с переключением цепей электрического тока.

Низковольтная схема, коммутирующая электропитание насоса, обычно помещается в шкаф управления.

Схема подключения герконового датчика уровня воды

Герконовые переключатели являются маломощными устройствами и неспособны коммутировать большие токи, поэтому они не могут быть использованы непосредственно для отключения и включения насоса. Обычно они задействованы в низковольтной схеме коммутации работы мощного реле насоса, помещенной в шкаф управления.

Рис. 5 Электрическая схема управления электронасосом с помощью герконового поплавкового датчика

На рисунке представлена простейшая схема с датчиком, реализующая управление дренажным насосом в зависимости от водного уровня при откачке, состоящая из двух герконов SV1 и SV2.

При достижении жидкостью верхнего уровня магнит с поплавком включает верхний геркон SV1 и на катушку реле P1 подается напряжение. Ее контакты замыкаются, происходит параллельное подключение к геркону и реле самозахватывается.

Функция самозахватывания не дает возможность отключиться питанию катушки реле при размыкании контактов включающей кнопки (в нашем случае это геркон SV1). Это происходит в том случае, если нагрузка реле и его катушка подключены в одну цепь.

Напряжение поступает на катушку мощного реле в цепи электропитания насоса, его контакты замыкаются и электронасос начинает работать.

При падении уровня воды и достижении поплавка с магнитом нижнего геркона SV2 он включается и на катушку реле P1 с другой стороны также подается положительный потенциал, ток перестает течь и реле P1 отключается.

Это вызывает отсутствие тока в катушке силового реле P2 и как следствие прекращение подачи напряжения питания на электронасос.

Рис. 6 Поплавковые вертикальные датчики уровня воды

Аналогичная схема управления насосом, помещенная в шкаф управления, может быть использована при отслеживании уровня в емкости с жидкостью, если герконы поменять местами, то есть SV2 будет находиться вверху и отключать насос, а SV1 в глубине бака с водой его включать.

Датчики уровня могут быть использованы в быту для автоматизации процесса при заполнении больших емкостей водой при помощи водяных электронасосов. Наиболее просты в установке и эксплуатации герконовые виды, выпускаемые промышленностью в виде вертикальных поплавков на штангах и горизонтальных конструкций.

Советуем почитать: Автоматика для насоса

Возможно вам также будет интересно почитать: Пользуясь сайтом oBurenie.ru вы автоматически соглашаетесь с политикой конфиденциальности для использования любых доступных средств коммуникации таких как: комментарии, чат, форма обратной связи и т.д.

Источник: http://oburenie.ru/nasosy/datchiki-urovnja-vody-dlja-upravlenija-nasosom.html

Схема управления (отключения) насосом по уровню воды (на откачку воды и на налив)

Простой автомат управления насосом

 Зачастую бывает мало иметь только насос дл откачки или пополнения воды, еще необходимо и управлять им, то есть включать и включать вовремя. Все бы ничего если подобные процессы у вас запланированы, а если нет, то как же быть? Скажем, у вас есть погреб, где вода прибывает… Или обратная ситуация.

Есть бак, который должен быть всегда полный, готов для полива. В течение дня вода согревается, а вечером вы поливаете. Так вот, за тем и другим необходимо постоянно следить, а это все время, заботы, ваши труды. Но наш век, такие задачи уже решаются на раз-два, то есть можно автоматизировать процесс.

В итоге, автоматика будет все выполнять за вас, накачивать или откачивать воду, а вам лишь останется очень редко следить за ней, проверять ее работоспособность.

Что же, наша статья как раз и будет посвящена такой теме как реализация схемы по откачки или накачке воды, далее мы поговорим об этом более подробно и предметно.

Схема управления (отключения) насосом на откачку воды по уровню

 Начнем мы со схемы по откачке воды, то есть когда перед вами стоит задача откачивать воду до определенного уровня, а затем отключать насос, чтобы он не работал на холостом ходу.  Взгляните на схему ниже.

Именно такая принципиальная электрическая схема способна обеспечить откачку воды, до заданного уровня. Давайте разберем принцип ее работы, что здесь и зачем.

Итак, представим что вода пополняет наш резервуар, не важно что это ваше помещение, погреб или бак… В итоге, когда вода доходит до верхнего геркона SV1, то на катушку управляющего реле Р1 подается напряжение. Его контакты замыкаются, и через них происходит параллельное подключение геркону. Таким образом реле самоподхватывается.

  Также включается и силовое реле Р2, которое коммутирует контакты насоса, то есть насос включается на откачку. Далее уровень воды начинает понижаться и доходит до геркона SV2, в этом случае замыкается он и подает положительный потенциал на обмотку катушки.

В итоге, на катушке с двух сторон оказывается положительный потенциал, ток не идет, магнитное поле реле ослабевает –  реле Р1 отключается. При отключении Р1 отключается и подача питания для реле Р2, то есть насос тоже перестает откачивать воду.  В зависимости от мощности насоса, вы можете подобрать реле на необходимый вам ток.

 Мы ничего не сказали о резисторе 200 Ом. Он необходимо для того, чтобы в процессе включения геркона SV2 не произошло короткого замыкания с минусом, через контакты реле. Резистор лучше всего подобрать такой, чтобы он позволял уверенно срабатывать реле Р1, но был при этом максимально большого возможного потенциала. В нашем случае это было 200 Ом.

Еще одной особенность схемы является применение герконов. Их плюс при применении очевиден, они не контактируют с водой, а значит, на электрическую схему не будут влиять возможные изменения токов и потенциалов при различных жизненных ситуациях, будь то вода соленая или грязная… Схема будет работать всегда стабильно и «без осечек». Не требуется настройки схемы, все работает сразу, при правильном соединении.

 Спустя 2 месяца… Теперь о том, что было сделано пару месяцев спустя, исходя из требований к уменьшению потребления питания в режиме ожидания. То есть это уже вторая версия всего того, о чем мы рассказали выше.

 Сами понимаете, что согласно схемы выше будет включен постоянно блок питания на 12 вольт, который между прочим тоже потребляет не бесплатное электричество.

А исходя из этого было принято решение сделать схему для срабатывания насоса для откачки или налива воды с током в режиме ожидания равным 0 мА. На самом деле реализовать это оказалось легко. Взгляните на схему ниже.

 Первоначально в схеме все цепи разомкнуты, а значит она потребляет наши заявленные 0 мА, то есть ничего. Когда же замыкается верхний геркон, то напряжение через трансформатор и диодный мостик включает реле Р1.

Таким образом реле коммутирует через свои контакты и резистор 36 ом питание на блок питание и опять на саму себя же, то есть самоподхватывается. Насос включается.

Далее, когда уровень воды доходит до низа и срабатывает реле Р2, то оно разрывает ту саму цепь самоподхватывания реле Р1, таким образом обесточивая всю схему и приводя его в режим ожидания. Резистор 36 ом служит для того, чтобы во время включения верхнего геркона ограничить ток на насос, хотя бы немного.

Тем самым снизив индукционный ток на герконе и продлив его жизнь.

Когда же блок питания будет запитан уже через реле Р1, после его срабатывание, то такое сопротивление без проблем обеспечит напряжение для удержания реле, то есть будет не критично, а во вторых не будет греться, так как через него будет протекать не значительный ток. Это лишь ток от потерь в обмотке и ток на питание реле Р1. Поэтому требования к резистору не критичны.
 Осталось сказать о том, что в любой из этих схем могут использоваться не только геркон, но и просто концевые датчики.

 Что же, теперь давайте разберем обратную ситуацию, когда необходимо воду наоборот закачивать в бак и отключать при высоком уровне в нем. То есть насос включается при низком уровне воды, а выключается при высоком.

Схема управления (отключения) насосом на налив воды по уровню

 Если вы охватите нашу статью всю бегло и разом своим взглядом, то заметите, что второй схемы мы просто напросто в статье и не привели, кроме той, что выше. На само деле, это само собой разумеющийся факт, ведь чем по сути отличается схема откачивания от схемы накачивания, разве что тем, что герконы расположены один снизу второй внизу.

То есть если переставить местами герконы, или переподключить контакты к ним, то одна схема превратиться в другую. То есть резюмируем, что для того чтобы переделать вышеприложенную схему в схему по накачке воды, поменяйте местами герконы.

В итоге, насос будет включать от нижнего датчика – геркона SV1, а отключаться на верхнем уровне от геркона SV2.

Реализация установки герконов в качестве концевых датчиков для срабатывания насоса в зависимости от уровня воды

Кроме электрической схемы, вам необходимо будет сделать и конструкцию обеспечивающую замыкание герконов, в зависимости от уровня воды. Мы со свой стороны можем предложить вам парочку вариантов, которые будут удовлетворять таким условиям. Взгляните на них ниже.

В первом случае реализована конструкция с использованием нити, троса. Во втором жесткая конструкция, когда магниты установлены на стержне, плавающем на поплавке. Описывать элементы каждой из конструкций особого смысла нети, здесь в принципе и так все предельно понятно.

Подключение насоса по схеме срабатывания в зависимости от уровня воды в баке – подводя итоги

 Самое главное, это то , что данные схема очень проста, не требует наладки и повторить ее может практически любой, даже не имея опыта работы с электроникой. Второе, схема очень надежная и потребляет минимальную мощность в режиме ожидания, так как все ее цепи разомкнуты. Это значит, что потребление будет ограничиваться лишь потерями тока в блоке питания, не более.

Источник: http://xn-----7kcglddctzgerobebivoffrddel5x.xn--p1ai/kommunikatsii/elektronika/771-skhema-upravleniya-otklyucheniya-nasosom-po-urovnyu-vody-na-otkachku-vody-i-na-naliv

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.