Przemienniki częstotliwości Astraada w instalacji wody technologicznej

W ostatnich trzech latach zakład został wyposażony w wysokowydajne maszyny: boczkarkę, frezarkę CNC, maszynę do cięcia wodą oraz piły sterowane numerycznie. Poszerzenie parku maszynowego wymusiło zapotrzebowanie na wydajne źródło wody technologicznej. Dotychczasowe rozwiązanie oparte na hydroforze było mało efektywne, kosztowne w utrzymaniu i awaryjne. Aby zapewnić stabilną pracę zakładu i ciągłość produkcji, należało zatem zmodernizować także instalację wodną. Na podstawie zebranych doświadczeń określono osiem warunków, które powinno spełniać nowe rozwiązanie:

• swobodny dostęp do wody technologicznej na poszczególnych stanowiskach obróbki maszynowej i ręcznej,
• odporność instalacji na zanieczyszczenia, zwłaszcza na szlam granitowy, który jest bardzo agresywny dla elementów metalowych,
• jak najmniejsza ilość wody w obiegu,
• zapewnienie wydajności zgodnej z zaleceniami producentów poszczególnych maszyn,
• utrzymywanie stabilnego ciśnienia niezależnie od rozbioru,
• elastyczność polegająca na możliwości rozbudowy systemu,
• prostota obsługi,
• jak najmniejsze zużycie energii elektrycznej.

Spełnienie wymagań zawartych w czterech pierwszych punktach polega na odpowiednim zaprojektowaniu i wykonaniu infrastruktury hydraulicznej. Bazę stanowi sieć rur z tworzywa sztucznego o odpowiednich przekrojach, doprowadzona do poszczególnych stanowisk wyposażonych w szybkozłączki. Zamiast klasycznego zewnętrznego otwartego stawu pod posadzką hali produkcyjnej jest wybetonowany dwukomorowy zbiornik, w którym jedna komora pełni rolę odstojnika, a druga jest komorą czerpną dla pomp. Woda technologiczna krąży w systemie kanałów, spływając do zbiornika głównego.

Wymogi związane z wydajnością zachowane są poprzez zastosowanie dwóch monoblokowych jednostopniowych pomp o odpowiednio dobranej wydajności. Pompy te odznaczają się prostą budową, co pozwala na szybką wymianę elementów zużywających się w wyniku eksploatacji w obecności czynnika agresywnego.

Kolejne cztery punkty wymagań funkcjonalnych są spełnione dzięki zastosowaniu przemiennika częstotliwości Astraada Drive CHV160A, dedykowanego do zastosowań w gospodarce wodno-ściekowej. Zaimplementowany w tym przemienniku algorytm sterowania, współpracujący z regulatorem PID, pozwala na elastyczne sterowanie zainstalowanymi pompami. Praca przemiennika dopasowana jest do konkretnej aplikacji poprzez prawidłowy dobór zestawu parametrów. Obecnie na rynku istnieje kilku producentów przemienników dedykowanych do aplikacji pompowych, lecz produkt firmy ASTOR stanowi ciekawą opcję cenową z jednoczesnym zachowaniem kryteriów dotyczących jakości.

Na kolektorze głównym omawianej instalacji hydraulicznej zamontowany jest czujnik ciśnienia pełniący funkcję źródła sygnału pomiarowego dla regulatora. Częstotliwość wyjściowa przemiennika sterującego obrotami pompy jest generowana na podstawie różnicy pomiędzy wartością zadaną a wartością mierzoną. Jeśli rozbiór wody jest duży i pompa pracuje na częstotliwości maksymalnej przez określony czas, przełączana jest stycznikiem na zasilanie sieciowe, a do pracy załączana jest kolejna pompa o regulowanych obrotach.

Spadek poboru wody powoduje odłączenie pompy zasilanej z sieci. Pompa o regulowanych obrotach pozostaje w pracy do momentu osiągnięcia ciśnienia zadanego. Brak rozbioru oznacza stabilizację ciśnienia na zadanym poziomie, spadek częstotliwości do minimalnej i przejście przemiennika do stanu tzw. „uśpienia” (ang. dormancy). Pompy pozostają wyłączone do momentu, aż ponownie pojawi się rozbiór wody.

Rozwiązanie takie pozwala na precyzyjne dopasowanie wydajności pomp do aktualnego zapotrzebowania na wodę z jednoczesnym minimalnym zużyciem energii elektrycznej. Zamontowana w przemienniku karta pompowa zawiera dziewięć wyjść przekaźnikowych, pozwalając na sterowanie czterema pompami pracującymi w trybie przemiatanym z wędrującą pompą regulowaną, co daje możliwość dalszej rozbudowy systemu. Jeśli użytkownik zdecyduje się na pracę pomp w trybie kaskadowym (tzn. bez przemiatania), konfigurację można rozbudować do dziewięciu pomp.

Czas realizacji układu sterowania był krótki ze względu na fakt, że przemienniki częstotliwości sprzedawane są z magazynu ASTOR-a. Należy zwrócić również uwagę na fakt, że rozmiary szafki sterowniczej nie są duże, ponieważ konfiguracja układu sterowania dla dwóch pomp sprowadza się do przemiennika, czterech styczników oraz dwóch zabezpieczeń silnikowych.

Po zakończonym procesie uruchomienia układ sterowania jest praktycznie bezobsługowy, a wszelkie czynności serwisowe związane są w zasadzie wyłącznie z wymianą uszczelnień w pompach mających bezpośredni kontakt z brudną wodą.

Paweł Zahuta
Multi Stone Sp. z o.o.

źródło: Multi Stone