Самодельная схема управления насосом. Устройство для управления водяным насосом — блок управления насосом. Варианты управления насосным оборудованием

Управление оборудованием в зависимости от уровня жидкости, получило огромное распространение и весьма востребовано, как в повседневной бытовой деятельности, так и в промышленности.

Вот основные примеры применения автоматики управления в зависимости от уровня жидкости:

• Наполнение и опорожнение бассейнов
• Защита от протечек и затопления
• Автоматическая откачка воды из подвалов, шахт, колодцев, котлованов и пр.
• Откачка канализационных стоков
• Наполнение накопительных емкостей
• Защита насосов от работы без воды
• Регулирование рабочего уровня в малодебитных скважинах и колодцах
• Защита нагревательных приборов от работы без воды

Устройства контроля уровня имеют разный принцип работы, но в конечном итоге их назначение сводится к одному свойству - разрывать или замыкать электрическую цепь в зависимости от уровня жидкости.

Трехфазные насосы возможно подключить только используя магнитный пускатель.

Устройства управления могут быть механическими или электронными.

Стоимость механических устройств, как правило ниже, но там где требуется максимальная точность и (или) надежность срабатывания, предпочтительно использование электронных устройств регулирования уровня.

Такие устройства используют кондуктометрический метод определения наличия жидкости.

Метод основан на электрической проводимости большинства жидкостей. Электроды из нержавеющей стали опускаются в воду на необходимый уровень по которому определяется алгоритм работы насоса.

В случае использования непроводящих ток жидкостей (бензин, солярка, растворители и пр.), обычно используются приборы использующие оптические датчики.

Рассмотрим подробнее основные устройства, позволяющее отслеживать уровень жидкости и управлять оборудованием. Хочется отметить, что в качестве примеров будем рассматривать управление насосным оборудованием, но это могут быть не только насосы, а и электроклапаны, ТЭНы, компрессоры и прочее электроуправляемое оборудование.

Рассмотрим подробнее:

Электрический поплавковый выключатель

Электрический поплавковый выключатель применяется, как для управления насосами на откачивание, так и для наполнения.

Принцип работы:

В корпусе поплавка находится металлический шар, перемещающийся по каналу. В крайнем положении шар воздействует на электрический выключатель, включая или отключая его. Положение шара зависит от положения поплавка.

Когда поплавок всплывает, шар перемещается в одно крайнее положения, при опускании поплавка вниз, шар перемещается в противоположное положение.

К поплавку подходит герметично смонтированный электрический кабель. В зависимости от его подключения к переключателю поплавка, выключатель может иметь три исполнения: работа на опорожнение, работа на наполнение и универсальный вариант, который в зависимости от электрического подключения может работать, как на наполнение, так и на опорожнение. Такие выключатели имеют дополнительный провод.

Как правило, поплавковые выключатели оснащены грузом, который крепится на электрическом кабеле и может по нему перемещаться. Путем перемещения груза по кабелю и регулируя глубину погружения груза, можно настроить поплавковый выключатель на определенный уровень включения и отключения.

Надежность срабатывания поплавкового выключателя - низкая и средняя, зависит от модели и производителя.

Точность управление уровнем - низкая.

Для объектов, где требуется высокая надежность срабатывания автоматики или точное управления уровнем, данный вид автоматики не рекомендуется.

Чаще всего, поплавковый выключатель, выходит из строя по причине прогорания контактов переключателя поплавка. Чтобы избежать этого, следует подключать поплавковый выключатель к насосу через магнитный пускатель или устройство с аналогичными функциями.

Напряжение коммутации – 220…240 В ~ 50Гц.

Максимальный рабочий / пусковой ток - 10А / 18А.

Максимальная глубина погружения – не более 0,7м.

Диапазон температуры воды – (+1 … +40) °С.

Класс защиты изделия – IP 68

Кондуктометрический метод управления

Существует значительно более надежный метод контроля и управления за уровнем жидкости - это кондуктометрический метод. Подходит, правда, только для токопроводящих жидкостей, но подавляющее большинство задач касается регулирования уровня воды, которая отлично проводит ток.
Принцип основан на том, что в жидкость погружаются электроды, между которыми протекает малый ток с небольшим напряжением. Специальный контроллер, таким образом с абсолютной точностью отслеживает уровень жидкости. Метод обладает высокой надежность, точностью регулирования и более гибки режим, т.к. можно произвольно выставить уровни.

Приведем пример: существует скважина с низким дебитом, соответственно скважинный насос требуется защитить от работы без воды максимально надежно и обеспечить его комфортную работу. Только кондуктометрическим способом мы можем обеспечить правильный режим эксплуатации насоса и высокую надежность срабатывания.
Мы можем задать режим, при котором насос будет отключаться при недопустимом уровне жидкости, а включаться только при полном восстановлении уровня воды в скважине. Это позволит не только защитить насос, но и обеспечить редкий запуск насоса. В противном случае его ресурс сильно сократится, т.к. небольшой подъем воды включит насос, который в считанные секунды эту воду выкачает и вновь отключится. И так короткими циклами. Это и некомфортно и быстро выведет насос из строя.
Контроллер - универсальное коммутирующее изделие, которому можно найти массу применений и расширить функционал. Например, вы хотите знать о аварийной ситуации - подключаем модульный зуммер или лампу, которая будет сигнализировать о неисправности. Подключив краны с сервоприводом, легко построить систему защиты от протечки воды. И многое другое.

В качестве электродов для кондуктометрической системы подойдет любой токопроводящий металлический предмет. Но так, как многие материалы окисляются и ржавеют, то рекомендуется в качестве электродов использовать элементы из латуни и нержавеющей стали.
Предлагаемые заводские электроды можно посмотреть

В качестве общего (нижнего) электрода, так же можно использовать корпус контролируемой емкости, если она металлическая. При автоматизации погружного насоса в качестве общего электрода может выступать корпус самого насоса, тогда просто подключаем клемму общего электрода на контакт земли кабеля насоса.

Электронный блок управления насосом по уровню HRH-5

HRH-5 - самое продвинутое, на данный момент, решение по управлению оборудованием в зависимости от уровня жидкости.

Блок HRH-5 способен управлять, как насосами на опорожнение, так и насосами, работающими на наполнение накопительной емкости. Так же широко применяется для защиты насосов и нагревательных элементов от работы без воды.

Блок использует кондуктометрический метод определения наличия жидкости. Его конструкция, делает этот блок абсолютно универсальным и приспособленным для любых, управляемых по уровню жидкости, систем управления оборудованием.

Блок HRH-5 имеет модульную конструкцию с монтажом в распределительный шкаф на DIN рейку.

HRH-5 управляет оборудованием через трехполюсное реле. К данному реле можно подключить однофазный насос с потребляемым током до 8А и мощностью до 1700 Вт. В то же время, для обеспечения высокого срока эксплуатации, рекомендуется подключать насосы через магнитный пускатель. Так же через магнитный пускатель подключаются трехфазные насосы и однофазные насосы большей мощности.

Принцип работы блока HRH-5 основан на электрической проводимости большинства видов жидкостей (вода, молоко и пр.). В жидкость помещаются электроды (не входят в комплект поставки) из нержавеющей стали. Электрический ток, имеющий низкое напряжение (3,5 В), протекает между электродами через жидкость и управляет коммутацией блока. HRH-5 - уникальна тем, что контрольный ток, протекающий через электроды имеет частоту всего 10 Гц, что обеспечивает сохранность электродов от окисления. Для ограничения нежелательных коммутаций выходных контактов волнением уровня жидкости можно настроить задержку реакции выхода 0.5 - 10 с. HRH-5 позволяет осуществлять коммутацию по двухэлектродной и трехэлектродной схеме. Двухэлектродная схема позволяет ограничить нижний или верхний уровень воды, трехэлектродная схема способна задавать диапазон уровня работы. Например, если использовать блок для защиты скважинного насоса от работы без воды. При двухэлектродной схеме, насос выключится, как только верхний электрод окажется без воды и обратно включится, как только вода поднимется до него. Эта схема применима для скважин с малой вероятностью недостатка воды. Если же скважина малодебитная, то подключение по двухэлектродной схеме приведет к очень частным включениям насоса, что быстро выведет его из строя. В такой ситуации лучше применить трехэлектродную схему, в которой задается диапазон минимального и максимального уровня. Т.е. насос включится только тогда, когда вода дойдет до верхнего электрода максимального уровня, а выключится, после того, как вода опустится до промежуточного электрода минимального уровня. Таким образом, значительно сокращается количество пусков насоса.

В случае работы с погружным насосом, который имеет металлический корпус, клемму COM можно запитать на провод заземления.

Рабочие характеристики

– 3 электрода переключения (MIN-D, MAX-H и COM-C)

– регулируемая чувствительность: 5 - 100kOhm

– установка в положении: опорожнение и наполнение с защитой от ошибочного срабатывания

– 1 выходной перекидной контакт

– задержка от случайного срабатывания 0,5 - 10 с

3,5 V 10 Hz - напряжение на электродах

Коммутируемая мощность реле - 8А

– Степень защиты IP40 (если установлено в корпусе и/или на электрощите с IP40); IP20 - на зажимах.
Настройку чувствительности, как правило, доводят до 6-8kΩ. Для менее проводящих жидкостей, как дождевая вода, чувствительность может быть увеличена до 100 кОм.

Функция опорожнения с использованием 3 электродов:

Когда жидкость достигает MAX электрода, выходное реле срабатывает и включается насос.

Когда жидкость доходит до MIN электрода,выходное реле срабатывает и отключает насос.

Функция опорожнения с использованием 3 электродов:

Когда жидкость достигает MAX электрода, выходное реле срабатывает и включается насос.

Когда жидкость доходит до MIN электрода,выходное реле срабатывает и отключает насос.

Подключение однофазного насоса с магнитным пускателем

Для данной схемы необходимо перемкнуть перемычкой клеммы D и H

Функция опорожнения с использованием 2 электродов:

Подключение трехфазного насоса с магнитным пускателем

Для данной схемы необходимо перемкнуть перемычкой клеммы D и H.

Когда вода доходит до MAX электрода, выходное реле срабатывает и включается насос опорожнения.

Когда жидкость находится ниже уровня MAX электрода, выходное реле срабатывает и отключает

Функция опорожнения с использованием 2 электродов:

Подключение однофазного насоса - прямое подключение для маломощных насосов

Аналогичным образом вышеуказанные схемы применяются для защиты погружных насосов от работы без воды.

Вот несколько примеров:

Когда жидкость достигает MAX электрода, выходное реле срабатывает и включается насос.

Когда жидкость доходит до MIN электрода,выходное реле срабатывает и отключает насос.

Функция защиты от работы без воды с использованием 2 электродов:

Подключение однофазного насоса с магнитным пускателем.

Ля данной схемы необходимо перемкнуть перемычкой клеммы H и D.

Когда вода доходит до MAX электрода, выходное реле срабатывает и включается насос опорожнения.

Когда жидкость находится ниже уровня MAX электрода, выходное реле срабатывает и отключает

Функция защиты от работы без воды с использованием 3 электродов:

Используется для источников с низким дебитом.

Когда жидкость достигает MAX электрода, выходное реле срабатывает и включается насос.

Когда жидкость доходит до MIN электрода, выходное реле срабатывает и отключает насос.

Функция защиты от работы без воды с использованием 3 электродов:

Подключение однофазного насоса - прямое подключение для маломощных насосов

Используется для источников с низким дебитом.

Когда вода доходит до MIN электрода, выходное реле срабатывает и включается насос опорожнения.

Когда жидкость находится ниже уровня MIN электрода, выходное реле срабатывает и отключает

Подключение однофазного насоса с магнитным пускателем.

Функция наполнения емкости с использованием 3 электродов:

Подключение однофазного насоса - прямое подключение для маломощных насосов

Когда жидкость доходит до MIN электрода, выходное реле, включает насос.

Когда жидкость доходит до электрода MAX, насос останавливается.

Функция наполнения емкости с использованием 3 электродов:

Подключение трехфазного насоса с магнитным пускателем.

Когда жидкость доходит до MIN электрода, выходное реле, включает насос.

Когда жидкость доходит до электрода MAX, насос останавливается.

Подключение однофазного насоса - прямое подключение для маломощных насосов

Функция наполнения емкости с использованием 2 электродов:

Подключение однофазного насоса с магнитным пускателем.

Когда вода доходит до электрода MAX, насос выключается.

Когда жидкость не касается (уровень ниже) электрода MAX, насос включается.

Функция наполнения емкости с использованием 2 электродов:

Подключение трехфазного насоса с магнитным пускателем.

Когда вода доходит до электрода MAX, насос выключается.

Когда жидкость не касается (уровень ниже) электрода MAX, насос включается.

Выше были представлены наиболее популярные схемы, использующие блок HRH-5.

Но его применение далеко не исчерпывается приведенными примерами.

Комбинируя электроды, полярность реле и их количество, можно найти еще множество примеров применения данному устройству.

Напоследок, хочется привести еще одну схему. Данная схема популярна при водоснабжении из источника имеющего малый дебит.

В таких случаях необходимо защитить насос от работы без воды, минимизировать количество пусков насоса и обеспечить наполнение накопительной емкости, которая обеспечивает бесперебойное снабжение водой потребителей.

Как уже говорилось ранее, контроллер уровня имеет много примеров применения, помимо насосного оборудования. Так, это может быть: управление ТЭН, электроклапанами и прочими устройствами.

Приведем пару, наиболее популярных решений.

В данном примере контроллер используется для дублирующего аварийного управления заполнением накопительной емкости , т.к. запорный поплавковый клапан - удобное решение, но рано или поздно такой клапан выходит из строя. Контроллер, в случае переполнения закроет магистраль и включит звуковую сигнализацию. До исправления неисправности, система будет автоматически поддерживать уровень воды в емкости.

Данная схема аналогична предыдущей, но здесь система выполняет роль защиты помещения от аварийной протечки .

Электронный комплекс управления насосом по уровню HRH-4

Вышеописанный контроллер HRH-5 является наиболее универсальным, точным и надежным способом контроля за уровнем воды. В нем заложены все новейшие разработки в этой области.

Так, контролеер не боится пониженного напряжения т.к. имеет универсальное питание от 24 В до 230 В. Частота контрольного тока снижена до 10 Гц, что препятствует возникновению электрической коррозии электродов. Высокая надежность изготовления обеспечивается качеством от известного производителя.

Рабочее реле контроллера не может обеспечить универсальную коммутацию, поэтому любое мощное оборудование подключается через контактор (магнитный пускатель), который и выполняет коммутацию оборудования по управляющей команде контроллера. Такая схема является наиболее предпочтительной, т.к. не нагружает реле контроллера, что обеспечивает ему высокий ресурс, а контактор специально предназначен для частой коммутации мощных устройств. Трехфазное оборудование возможно подключить только через контактор.

Для удобства пользователя ELKO разработала готовый комплекс в сборе HRH-4.

В этом комплексе установлен вышеописанный контроллер HRH-5 и контактор. Все это закоммутировано и выведенно на клеммы для удобства подключения. Элементы установлены на DIN рейку в корпусе с защитой IP55, что позволяет устанавливать его на улице, подвале, колодце, резервуаре и пр.

Остается только подать напряжение питания, подключить электроды и насос.

Все функции контроллера сохраняются. Возможно использовать, как для контроля за откачкой, так и за наполнением емкости. Подключение однофазных и трехфазных насосов и пр.

Напряжение питания, гальв.изолирован. (AC 50-60 Гц), В AC/DC 230 V AC/DC 24 V

Мощность, VA 7

Допуск напряжения питания -15 %; +10 %

Чувствительность (вход. cопротивл.), кОм 5 - 100

Число контактов, коммутир. 4

Номинальный ток, А 25

Механическая жизненность 3x106

Рабочая температура, °C -20 ... +55

Рабочее положение произвольное

Защита всего комплекса контроля уровня IP 55

Размер, мм 160 x 135 x 83

Вес, кг 0,834

Максимальная мощность подключаемого оборудования:

ТЭН - 16 кВт

Насосы 1-фазные - 2,2 кВт

Насосы 3-фазные - 4 кВт

Схемы подключения аналогичны схемам с HRH-5. Но для понятности следует привести пару примеров.

Пример использования для защиты скважинного однофазного насоса от работы без воды и контроля уровня при низком дебите.

В качестве общего электрода используется корпус насоса с подключением через заземление.

Пример подключения трехфазного насоса

Электронный блок управления насосом по уровню СКЛ 6

Блок СКЛ-6, аналогичен блоку HRH-5 и так же использует кондуктометрический метод определения наличия жидкости.

Блок СКЛ-6 способен управлять, как насосами на опорожнение, так и насосами, работающими на наполнение накопительной емкости.

Высочайшая надежность и точность управления по уровню, позволяет применять данное устройство не только в бытовых целях, но и в промышленности, для управления устройствами, требующих высокой надежности срабатывания.

Блок СКЛ-6 имеет модульную конструкцию с монтажом в распределительный шкаф на DIN рейку.

Конструктивно, блок состоит из двух независимых устройств регулирования уровня и может применяться, как для управления двумя насосами, так и для управления одним насосом по сигналу из двух емкостей или источников.

СКЛ-6 управляет оборудованием через два трехполюсных реле.

Реле рассчитано на малую мощность, поэтому насосы подключаются к нему исключительно через магнитный пускатель.

Принцип работы блока СКЛ-6 основан на электрической проводимости большинства видов жидкостей (вода, молоко и пр.). В жидкость помещаются электроды (не входят в комплект поставки) из нержавеющей стали. Электрический ток, имеющий низкое напряжение (10 В), протекает между электродами через жидкость и управляет коммутацией блока.

Во всех схемах, нижний электрод COM опускается как можно ниже. Если корпус емкости металлический, то вместо электрода клемму COM можно запитать на корпус емкости.

Примеры применения:

Установка уровня работы для погружного насоса в малодебитном источнике с одновременным регулированием уровня в накопительном баке.

Поддержание уровня воды в бассейне с наполнением в случае недостатка воды и откачиванием при излишке.

Включение резервного насоса при откачивании стоков, в случае, когда основной насос не справляется.

Другие схожие схемы

Рабочие характеристики

Напряжение питания - ~ 220В, 50-60 Гц

Принцип определения наличия воды - кондуктометрический

Гальваническая развязка датчиков - через трансформатор с электрической прочностью изоляции 6 кВ

Количество независимых каналов - 2

Количество датчиков каждого канала - 2

Максимальный ток нагрузки встроенных реле - 5 А

Выходной управляющий сигнал - переключающийся контакт

Примеры:

Вариант предыдущей схемы водоснабжения из источника, имеющего низкий дебит, но уже с применением блока СКЛ-6, который заменил два блока HRH-5.

Поддержание уровня воды в бассейне.

В данном случае, если уровень воды ниже определенного уровня, включается подающий насос (если вода подается из магистрального трубопровода, то насос можно заменить электромагнитным клапаном) и бассейн пополняется водой. Если уровень воды недопустимо повышается, включается откачивающий насос.

Как уже говорилось выше, данный блок можно использовать и для управления парой дренажных насосов. Схематически, рассматривать данный пример не будем, т.к. для этой цели предпочтительно применение приборов, которые будут рассмотрены далее.

Блок СКЛ-12 по принципу работы и устройству аналогичен выше рассмотренным блокам, работающим по принципу электрической проводимости жидкости.

Основное отличие данного блока заключается в его узкой специализации.

Блок СКЛ-12 предназначен для управление насосами откачки стоков из канализационных, дождевых и прочих колодцев, котлованов, водосборных приямков и прочих емкостей.

СКЛ-12 управляет двумя насосами - основным и резервным. Как правило, данная схема применяется в местах, где недопустимо переполнение колодцев.

При работе опрашиваются три датчика уровня и, в зависимости от ситуации, включаются один или два насоса. При этом, при повышении уровня жидкости, порядок их включения меняется - первым включается то один, то другой насос. Это приводит к более равномерному их износу и экономии ресурса.

Т.е. если при первом заполнении бака сначала включится первый насос, а затем второй, то при следующем заполнении, первым включится второй насос, а только затем – первый.

Датчики уровней устанавливаются в соответствующих местах в накопительном баке или приямке.

Общий провод либо присоединяется к корпусу бака (если он металлический), либо устанавливается ниже нижнего датчика.

Насосы подключаются к сети через нормально разомкнутые контакты соответствующих реле.

После включения прибор сразу готов к работе и, в зависимости от состояния датчиков, включает/выключает соответствующие насосы.

Прибор снабжен системой контроля исправности датчика первого уровня. Если система обнаруживает, что датчики второго и/или третьего уровня погружены в воду, а первого – нет, то отключаются оба реле и индикаторы второго и третьего уровней, а индикатор первого уровня начинает мигать.

Надёжное водоснабжение – неотъемлемая часть жилого дома, общественного здания, производственного помещения. Но вопросы водоотведения важны не меньше. Чтобы поддерживать надлежащий уровень комфорта на объекте и повысить долговечность строительных конструкций, необходимо выполнять аварийную откачку воды, а также в любых условиях обеспечивать работоспособность системы дренажа и канализации, не допуская подтоплений и переливов. Именно для этого трудятся «бойцы невидимого фронта» – фекальные и дренажные насосы, которые самостоятельно работают где-то на приусадебном участке или в недрах подсобных помещений. Автоматика для дренажного насоса делает оборудование по-настоящему практичным и максимально эффективным.

Дренажный насос ещё называют «насосом для грязной воды», так как он может перекачивать жидкости, содержащие большое количество твёрдых частиц. В поверхностном или погружном исполнении это оборудование незаменимо для перекачки воды из резервуаров, которые нуждаются в поддержании «уровня»: котлованов, приямков, скважин, аккумулирующих ёмкостей, коллекторов, крупных сточных труб, сливных ям и т.д.

Каскад из двух насосов с поплавковыми выключателями и пультом управления

Такие приборы помогут защитить уязвимые помещения, которые периодически подвергаются затоплению (подвалы, погреба, цокольные этажи). Также дренажные насосы применяют для обслуживания (чистить, отводить лишнюю воду) искусственных водоёмов с грунтовым дном, они позволяют без проблем качать воду для полива сельхозугодий из естественных источников – рек и озёр.

Важно! Способность нагнетать и транспортировать жидкости с механическими включениями вовсе не означает, что дренажный насос не будет качать чистую воду. Нередко его используют для заполнения накопительных ёмкостей, например при реализации двухступенчатой автономной системы водоснабжения коттеджа.

Основные функции автоматики

Главная задача автоматики для дренажных насосов – включать и отключать насос при достижении заданных условий, благодаря чему появляется возможность не просто принудительно осушать и набирать ёмкости, а поддерживать необходимый безопасный уровень жидкости без участия домовладельца.

Насосы – дорогостоящие устройства. Они «не любят» работать без воды, которая, будучи перекачиваемой рабочей средой, также играет немаловажную роль в смазке некоторых движущиеся частей и охлаждении оборудования. Сухой ход для дренажного насоса так же вреден, как и для любого другого прибора. Практика показывает, что невозможно быть на сто процентов уверенным, что этого не случится, даже если уровень в источнике/резервуаре активно восполняется. Избежать таких ситуаций позволяет автоматика, которая в нужный момент отключает питание.

Вариант комплектации станции управления дренажным насосом

Автоматика для дренажного насоса – не просто выключатель. Её нужно рассматривать как сложное многокомпонентное устройство, так называемый «пульт управления», который помимо прочего защищает силовое оборудование от:

• короткого замыкания;
• перепада напряжения (от повышенного и слишком низкого);
• тока утечки (в том числе человека от поражения током);
• обрывов фазного провода и перекоса фаз (для устройств на 380 вольт);
• повышения силы тока (при заклинивании рабочих колёс);
• подгорания/залипания контактов и клемм.

В продаже имеются полностью готовые пульты, к которым нужно только подсоединить необходимые датчики и произвести программирование. При наличии опыта можно и самим на DIN-рейке отдельного щитка собрать функциональный управляющий блок.

Важно! Устройства, контролирующие работу дренажных насосов, позволяют включать/выключать и другие электрозависимые приборы, например ТЭНы, а также при помощи звукового зуммера или лампы сигнализировать о состоянии оборудования и аварийных ситуациях.

Как автоматизировать работу дренажного насоса

Управление дренажным насосным оборудованием всегда осуществляется по изменению уровня жидкости. Есть несколько вариантов устройств, но все они функционируют путём подачи или отключения питания (цепь разрывается или замыкается). Рассмотрим самые распространённые решения для дренажных приборов.

Способы применения поплавковых выключателей

Универсальное устройство, которое позволяет управлять насосами, когда необходимо откачивать жидкость или наполнять резервуары. Поплавковый выключатель представляет собой небольшой герметичный бокс из пластика со стационарно подсоединённым трёх- или четырёхжильным кабелем длиной до 10 метров. Именно таким типом автоматики снабжены простые бытовые насосы, но «поплавок» можно купить и отдельно.

Устанавливают поплавковый выключатель погружением в перекачиваемую жидкость, его прикрепляют к стенке ёмкости или фиксируют на силовом кабеле насоса. Чтобы более точно выставить диапазон рабочего уровня, на провод выключателя надевается и фиксируется скользящий груз. Меняя длину кабеля между выключателем и огрузкой, устанавливают оптимальные моменты срабатывания поплавка.

По сути, поплавковый выключатель является одновременно датчиком уровня и коммутирующим устройством. Работает он очень просто. Внутри корпуса с положительной плавучестью по специальному каналу свободно движется металлический шарик. При поднятии/опускании поплавка под углом около 45 градусов шар уходит в крайнее положение и ударяет по клавише двухпозиционного микровыключателя, который, в свою очередь, запитывает цепь, либо разрывает её.

Важно! Автоматика для дренажного насоса с микровыключателем в поплавке является недорогим решением, однако она не может обеспечить высокую точность контроля уровня. Кроме того, поплавковый выключатель не позволяет полностью осушать резервуары. Также ему свойственны проблемы с залипанием контактов, что, впрочем, решается применением вспомогательного контактора.

Схема устройства автоматики с тремя кондуктометрическими датчиками

Кондуктометрические датчики уровня

Принцип работы такой системы управления основан на электропроводности перекачиваемых жидкостей. Электроды из нержавеющей стали погружают в воду. Один из них, контрольный, должен всегда находиться в воде, а другие, сигнальные, монтируют на своих уровнях. Между ними по рабочей среде постоянно передаются малые токи. Если вода достигает нижнего сигнального датчика, то между ним и контрольным электродом появляется прослойка из воздуха (который не проводит электричество), что сразу же улавливает управляющий блок. А когда вода поднимается до верхнего датчика, воздух, наоборот, вытесняется жидкостью, и сигнальная цепь замыкается.

Важно! В качестве контрольного электрода может использоваться металлическая стенка резервуара или заземлённый корпус насоса.

Если поплавки могут работать как с пультом, так и самостоятельно, то такая автоматика обязательно комплектуется выносным блоком управления. Именно к нему поступают сигналы о состоянии слаботочных цепей внутри резервуара, а затем уже контролер отдаёт команду на срабатывание коммутирующего устройства (например, магнитного пускателя) для включения/выключения насоса. Кстати, многоэлектродные датчики могут управлять несколькими насосами, срабатывающими одновременно или поочерёдно, в том числе установленными в разных резервуарах.

В системе могут использоваться кондуктометрические датчики с несколькими электродами (для отслеживания большого количества уровней), но также возможны конфигурации, где функционирует только один электрод. Такая вариативность позволяет собрать автоматику для дренажного насоса своими руками, которая будет наиболее эффективной для конкретных условий. В любом случае кондуктометрические устройства управления надёжнее и намного точнее, чем системы контроля с поплавковыми выключателями.

Видео: автоматика для насоса

Автоматика для насоса

Регулятор уровня воды в баке.

Предлагаемый регулятор уровня воды применяется для автоматического поддержания насосом определенного уровня воды в емкости. Это может быть заполнение как бака отопления,так и накопительной емкости на даче для полива и душа, рис.1.

Рис.1

Работа регулятора уровня воды основана на свойстве электропроводности воды между датчиками, при помощи которых запускается и останавливается подкачивающий насос.
Обычно на баках имеется верхняя крышка на которой и монтируются три датчики. Лучше всего их изготовить из полосок или прутьев из нержавеющей стали, закрепленных на диэлектрическом материале не поглощающим влагу. Таким материалом может быть фторопласт, полиэтилен, резина и др.
Датчик Е1 самый длинный и доходит почти до дна емкости. Он является как бы базовым, на который подается постоянное напряжение от диода VD1. Датчики Е2 и Е3 определяют нижний и верхний уровень воды.

Двигатель насоса регулятора уровня воды управляется контактами двух реле - К1 и К2. Почему?

Если в баке нет воды, тогда тринистор VS1 будет закрыт, т.к. на его управляющем электроде нет напряжения для открытия. Реле К1 обесточено и своим постоянно замкнутым контактом К1.2 подает сетевое питание 220 вольт на катушку К2. Оно срабатывает и через контакт К2.1 запускает электродвигатель. Носос начинает заполнять бак до момента, когда вода не достигнет электрода верхнего уровня Е2.
Ток с Е1 через воду проходит до Е2 и открывает тринистор. К1 срабатывает, отключая контактом К1.2 насос, и включая К1.1 датчик нижнего уровня Е3, который и будет удерживать реле К1 в этом состоянии за счет тока протекающего между Е1 и Е3.
Регулятор уровня воды будет находиться в таком режиме до тех пор, пока уровень воды не будет ниже электрода Е3. Ток через воду прекращается и К1 отключается до следующего наполнения бака.

Трансформатор Т1 - мощностью 5...6 ватт с напряжением на вторичной обмотке 15 вольт.
Расстояние между электродами подбирается так, чтобы при нахождении их в воде уверенно срабатывало К1.
Реле К2 для регулятора уровня воды выбирается с катушкой на напряжение 220 вольт и коммутирующими контактами на ток равный или превышающий рабочий ток электродвигателя насоса.

Устройство для перекачки воды и охраны местности

Автомат, схема которого показана на рис.2, адресован фермерам и владельцам дач с автономной системой водоснабжения, ключевыми узлами которой являются водный источник (река, озеро, колодец или скважина), электронасос да водонапорный бак. От аналогов данная разработка отличается тем, что помимо выполнения основной функции — управления электронасосом — позволяет довольно успешно решать еще задачи по охране объектов. Столь необычная универсальность достигается за счет быстрой смены датчиков, в качестве которых выступают не только погружные разноуровневые электроды, но и тонкая, работающая на разрыв проволока.

Рис.2

Действия автомата в системе местного водоснабжения сводятся к срабатыванию электромагнитного реле К1. Ведь именно оно, получая питание от трансформатора Т1 (через диодный мост VD1 - VD4 и тиристор VS1, который управляется датчиком SL1 уровня воды), включает или отключает электронасос.

Допустим, воды в баке настолько мало, что при переключении тумблера SA2 в положение «Насос» все электроды датчика SL1 оказываются разомкнутыми. Цепь управления тиристором, по сути, бездействует. Значит, ток через VS1 и обмотку реле К1 не течет, а на розетку ХS1 через нормально замкнутые контакты К1.1 подаются сетевые 220 В, заставляя систему пополнять емкость водой. Продолжается это до тех пор, пока уровень последней не дойдет до электрода В датчика SL1. Это максимум, по достижению которого тиристор открывается — и ток, протекающий через VS1 и обмотку К1, вызывает срабатывание реле. Размыкаясь, контакты К1.1 отключают электронасос. Одновременно с этим замыкаются К1.2, вводя в цепь управления тиристором электродную пару А-С датчика SL1 и обеспечивая автоматическое поддержание требуемого уровня воды в баке.

Действительно, с падением уровня воды ниже минимально допустимого разомкнется электродная пара А-С. Это вызовет моментальное закрывание тиристора и обесточивание реле, которое своими нормально замкнутыми контактами подаст напряжение питания электронасосу. Включившись в работу, тот пополнит бак. И вновь система перейдет в режим ожидания очередного понижения уровня воды. Датчиком уровня воды в баке служат три Г-образные металлические пластины, укрепленные на поплавке — изолированном основании.

При переключении тумблера SА2 в положение «Охрана» датчиком служит натянутый тонкий, скрытый от непосвященных провод (шлейф) между клеммами ХТ1 и ХТ2. Неповрежденный провод обеспечивает подачу управляющего напряжения для открывания тиристора VS1 и срабатывания реле, которое удерживает разомкнутыми контакты К1.1 в цепи электропитания нагрузки. В качестве последней выступает уже не насос, а световой или звуковой сигнализатор (например, лампочка, сирена или звонок). То есть, когда на охраняемых объектах все в порядке, напряжение в розетке XS1 отсутствует — и тревожный сигнал не поступает. С обрывом же шлейфа прохождение тока через тиристор и обмотку реле прекращается, и через нормально замкнутые контакты К1.1 включается сигнализатор.

Шлейфом, как уже упоминалось, служит тонкий изолированный или голый провод соответствующей длинны, располагаемый скрытно.

Ю. Кочкин

г. Нижнии Новгород

Схема управления водяным насосом

Цель данной разработки - сконструировать простую, но эффективную схему управления водяным насосом для наполнения или опустошения резервуара с водой, рис.3.

Рис.3

Основа схемы - интегральная микросхема К561ЛЕ5, состоящая из четырех логических элементов 2ИЛИ-НЕ.

В устройстве используются два датчика: короткий стальной прут - является датчиком максимального уровня воды и длинный - датчик минимального уровня. Сама емкость металлическая и подключена к минусу схемы. Если емкость не металлическая, тогда можно применить дополнительный стальной прут длинной, равной глубине емкости. Схема разработана так, что при соприкосновении воды с длинным датчиком, а также с коротким датчиком, логический уровень соответственно на выводах 9 и 1,2 микросхемы DD 1 меняется с высокого на низкий, вызывая изменения в работе насоса.

Когда уровень воды ниже обоих датчиков, на выводе 10 микросхемы DD 1 логический ноль. При постепенном повышении уровня воды, даже когда вода соприкасается с длинным датчиком на выводе 10, также будет логический ноль. Как только уровень воды поднимется до короткого датчика, на выводе 10 появится логическая единица, в результате чего транзистор VT 1включает реле управления насосом, который, в свою очередь, откачивает воду из резервуара.

Теперь уровень воды уменьшается, и короткий датчик больше не будет в контакте с водой, но на выводе 10 все равно будет логическая единица, таким образом, насос продолжает работать. Но когда уровень воды опустится ниже длинного датчика, на выводе 10 появится логический ноль и насос остановится.

Переключатель S 1 обеспечивает обратное действие. Когда резистор R 3 соединен с выводом 11 микросхемы DD 1, насос будет работать, когда емкость пустая, и остановится, когда емкость наполнится, то есть в этом случае насос будет использован для наполнения, а не для опустошения емкости.

«Мир самоделок»

Автомат "Бездонная бочка"

Несложную автоматику можна приспособить к насосу для поддержания заданного уровня воды в резервуаре. Принципиальная схема устройства на рис.4.

Рис.4

Уровень воды задается тремя электродами, один из которых является общим (Е1), два других (Е2) и (Е3) управляющими. При включении тумблера, если уровень воды не достигает датчика Е2, реле обесточено, и через его нормально замкнутые контакты К1.2 включится электродвигатель насоса. Как только уровень воды достигнет датчика Е2, реле сработает и контакт К1.2 разорвет цепь питания насоса. Одновременно контактная пара К1.1 подсоединяет к базе транзистора датчик Е3, обеспечивая открытое состояние полупроводникового прибора до тех пор, пока уровень не опустится ниже датчика Е3 (или Е1) и цикл закачки повторится. При выключении тумблера Q1 регулятор обесточится, насос закачку воды прекратит.

В устройстве применено электромагнитное реле с достаточно мощными контактами и сопротивлением обмотки 90 Ом, ток срабатывания - 90 Ом. Напряжение срабатывания 12 - 15 В.

Транзистор П213 допустимо заменить на П217, КТ814 с любым буквенным индексом. Радиатором для него служит отрезок алюминиевого уголка с шириной полки 40 мм.

Диодный мостик можно использовать типа КЦ402Г, или же собрать выпрямитель по мостовой схеме из диодов серии Д226, КД105.

Подстроечным резистором регулируется четкость срабатывания автомата, поскольку вода в разной местности имеет разную электропроводимость. Вместо подстроечного резистора подойдет и постоянный на 1 - 2 кОм мощностью не менее 0,5 Вт.

Трансформатор Т1 - маломощный, с напряжением вторичной обмотки 12 - 15 В.

Выключатель используется на коммутирующий ток не менее 2 А.

Регулятор монтируют в пластмассовом корпусе и устанавливают в сухом, защищенном от атмосферного воздействия месте, желательно ближе к силовой электропроводке.

Датчики Е1 - Е3 изготовлены из нержавеющих сварочных електродов, диаметром 4 мм. Длина Е2 меньше остальных на 40 - 50 мм. Они закреплены на эпоксидном клее в пластмассовом кронштейне, который крепится к внутренней стенке резервуара. Хвостовую часть датчиков необходимо загерметизировать клеем или герметиком.

Если бак для воды изготовлен из металла, можно обойтись без датчика Е1. В таком случае проводник, идущий от резистора R 1, подключают к корпусу бака с помощью винта с шайбой.

Устройство несложно превратить в сигнализатор уровня воды. Для этого вместо реле включают лампу накаливания на напряжение 12 В или светодиод с гасящим сопротивлением порядка 2 кОм. Индикатор будет светиться, когда уровень воды достигнет датчика Е2. Датчик Е3 в таком случае не нужен.

А. Молчанов,

Бесперебойное водоснабжение частного дома - задача вполне выполнимая. Для этого необходимо автоматизировать процесс восполнения расходуемой воды в резервуарах. Поскольку большинство качественных автоматов довольно дорогие, а доступные по цене не удовлетворяют требованиям качества, то можно сделать самодельное устройство для регулирования подачи воды глубинным насосом из скважины или колодца.

Обычно вода из скважины поступает в накопитель, из которого через подключенные краны она используется по назначению. По мере расходования жидкости автоматически должен включаться насос до наполнения ёмкости и своевременно отключать его, предотвращая переполнение или разрыв.

Для этой цели можно использовать герконы, которые представляют собой герметический контакт, управляемый магнитом. Такие контакты обычно применяются в теле- и радиоаппаратуре. Они надежны и долговечны. Герконы имеют обычно три переключающихся контакта. Но можно использовать и экземпляры с двумя выводами, просто нужно приобретать два различных геркона - имеющими нормально - замкнутые и нормально - разомкнутые контакты.

Пускатель насоса устанавливается в удобном месте помещения. На его вход подводится напряжение от сети, а на выходной контакт подключается электрический насос. Внутри резервуара к его крышке закрепляется пластиковая трубка, внутри которой помещается цилиндрический поплавок с закрепленным на нем магнитиком. В качестве поплавка можно использовать кусок пенопласта. По мере накопления воды в резервуаре, поплавок поднимается вверх, а при понижении уровня воды опускается.

На пластиковой трубке закрепляются герконы - верхний, размыкающий сеть, на максимальном уровне воды, нижний, замыкающий, на минимальном уровне. При наборе воды, магнитик на поплавке поднимается до уровня верхнего геркона. Под влиянием магнитного поля геркон срабатывает, отключая насос от сети - набор воды прекращается. При расходе воды, магнитик опускается до нижнего геркона, и тот замыкает цепь - насос включается и качает воду из скважины до необходимого уровня. Благодаря надежности герконов, система автоматического регулирования работы погружного насоса работает безотказно.

Сборка автомата управления глубинным насосом в помещениях с низким потолком.

Если накопительный резервуар установлен в помещение таким образом, что расстояние от его верней кромки до потолка слишком мало, то установка автомата управления насосом производится другим способом.

Поплавок, опущенный в ёмкость, соединяется шпагатом через систему направляющих шкивов с магнитом. В качестве шкивов можно использовать шпульки от швейной машинки. Пластиковую трубку с магнитиком размещают вне резервуара, в любом удобном месте, но так, чтобы не возникало препятствий для свободного перемещения шпагата. При этом шпагат должен быть слегка натянут, для чего можно добавить маленькие грузики к магниту.

К наружной поверхности трубки прикрепляются герконы на нужной высоте, соответствующей уровню включения и отключения насоса. При этом размыкающий сеть геркон окажется ниже замыкающего.

Управление работой насоса обычным включателем.

В некоторых случаях организация автоматического управления насосом при помощи герконов может оказаться сложной или невозможной. В этом случае существует вариант автоматизации включения и отключения системы с использованием простого настенного выключателя электричества. При своей простоте данный вид управления насосом менее надежен и не долговечен. Многое зависит и от качества самого электровыключателя.

1. В накопительную ёмкость устанавливается поплавок (сантехнический или пенопластовый). К нему прикрепляется неметаллический стержень, который выводится наружу.

2. К внутренним стенкам резервуара крепится направляющая трубка, внутри которой с минимальным сопротивлением будет перемещаться вверх - вниз стержень от поплавка.

3. К стержню прикрепляется магнит, который будет менять положение контактов выключателя на "Вкл." или "Выкл.". При этом магнит должен быть достаточно мощным, чтобы его магнитное поле могло преодолеть силу сопротивления пружины внутри выключателя.

4. На клавише выключателя необходимо надежно закрепить металлическую пластинку или прочную проволоку, концах которой рекомендуется загнуть в виде усов - контактов.

5. Расходная ёмкость и выключатель крепятся на одну стену, причем выключатель располагается выше резервуара.

6. Для подключения насоса к выключателю фазный провод кабеля питания разрезается, и концы подсоединяются к контактам выключателя. Вилка кабеля вставляется в розетку.

Как работает этот тип автомата.

1. При расходовании воды из накопительной ёмкости ее уровень понижается, соответственно, магнит на стержне движется вниз. В тот момент, когда он достигает уровня нижнего контактного усика, тот резко притягивается к магниту, переводя выключатель в положение "Вкл.". Насос включается, начинается набор воды.

В качестве варианта управления насосом в скважине решил придумать что-то на контроллере, а заодно немного освоить, так как была нужна многорежимность. За основу был взят микроконтроллер ATtiy2313 и разработана такая вот схема (для лучшего качества смотрите вложение в формате splan7). Схема управления насосом:

Писалась на ассемблере, скачать можно здесь в архиве. Данная схема позволяет управлять насосом в 3-х режимах (выбираются кнопкой «Режим»):
1) Режим «Баня» - включение насоса от кнопки «Вкл/Выкл» - это для того, чтобы заливать воду напрямую из скважины в баню, ну или машину помыть.
2) Режим «Лето» - поддержание уровня воды в емкости с использование датчиков уровня (при достижении уровня контакты датчика замыкаются)
3) Режим «Зима» - долив воды (кнопка Вкл/Выкл) в емкость до уровня «Max» при уровне ниже «Min». Режим введен для того, что при зимних морозах вода в шланге замерзает и, чтобы включить насос в скважине, шланг надо сначала разморозить горячей водой.

Дисплей прикрутил из соображений удобности, сначала хотел светодиоды, но домашним не объяснишь какой огонек что значит, памяти не хватит). На первой строке дисплея выводится информация с названием режима, на второй – такая информация как «Работает насос», «Насос отключен» и «Уровень минимум» для зимнего режима. В итоге собранное устройство управления насосом выглядит следующим образом:

Для удобности добавил включение подсветки дисплея примерно на 8 секунд при нажатии любой кнопки. Питание 12 вольт и реле-повторители особо здесь не нужны. Установил их из-за большой длины кабелей (почти 15 метров) до датчиков уровня. Автор схемы: skateman.

Обсудить статью УПРАВЛЕНИЕ НАСОСОМ