Bezawaryjne działanie sieci kanalizacyjnej jest niezbędne zarówno z punktu widzenia zakładu, który nią zarządza, jak i jej użytkowników. Pozwala ograniczyć koszty związane z naprawą usterek oraz wyeliminować przestoje. Aby zapewnić najwyższą efektywność oczyszczalniom ścieków, warto wykorzystać rozwiązania ABB. Dowiedz się, w jaki sposób działają i jakie korzyści daje ich zastosowanie w gospodarce wodno-ściekowej.
Czym są rozwiązania ABB?
Rozwiązaniem ABB jest układ łagodnego rozruchu, który w momencie włączenia silnika stopniowo zwiększa napięcie. Jego zadaniem jest zabezpieczenie napędu przed nadmiernymi naprężeniami elektrycznymi, które mogłyby spowodować jego uszkodzenie, a nawet zniszczenie. Dzięki optymalizacji prądu rozruchowego można ograniczyć wartości występujące podczas rozruchu bezpośredniego (DOL), co jest ważne z punktu widzenia wydajności i niezawodności silnika.
Softstart ABB umożliwia nie tylko bezpieczne rozpoczęcie pracy przez silnik, ale również:
- sterowanie momentem obrotowym w celu uzyskania optymalnych parametrów;
- diagnozowanie stanu silnika pod kątem ewentualnych usterek;
- monitorowanie różnych parametrów, jak napięcie, prąd.
Układy łagodnego rozruchu mogą zostać wykorzystane wszędzie tam, gdzie użytkuje się silniki asynchroniczne zasilane 3-fazowym napięciem przemiennym. Przykładem są komory czerpne działające przy oczyszczalniach ścieków.
Softstart ABB w gospodarce wodno-ściekowej. Gdzie może się przydać?
- odwodnienia, opady i wody powierzchniowe;
- ścieki przemysłowe oraz kanalizacyjne.
Jeśli poziom ścieków osiągnie maksymalny poziom, w komorze czerpnej uruchamiają się pompy zatapialne, których zadaniem jest przetransportowanie ścieków do wyżej położonego punktu, czyli kolejnej przepompowni albo oczyszczalni. Odbywa się to za pomocą magistrali kanalizacyjnej lub wznoszącej składającej się z układu rur pod ciśnieniem. W komorach czerpnych może znajdować się zróżnicowana liczba pomp – zależy ona od ilości ścieków i częstotliwości ich napływu, a także konieczności ograniczenia zużycia podzespołów w wyniku minimalizacji rozruchu i zatrzymań napędów.
Komory czerpne mogą znajdować się w pobliżu oczyszczalni ścieków i być bezpośrednio do niej podłączone. Dzięki temu nawet duże ilości ścieków są przepompowywane ze stałym przepływem. Ogranicza to zużycie energii i pozwala wykorzystać tradycyjny napęd bez obaw o uszkodzenie silnika w trakcie rozpoczęcia pracy.
Przepompownie można również konfigurować zdalnie – jest to potrzebne, jeśli nie są one położone obok oczyszczalni ścieków. W takiej sytuacji komora i szafa sterownicza są zwykle mniejsze. Podczas rozruchu silnika wymagana jest maksymalna prędkość, która może powodować przeciążenia. Aby nie doszło do nich, potrzebne są układy łagodnego rozruchu ABB. Można je wykorzystać zarówno w niewielkich, jak i dużych przepompowniach.
W jaki sposób zbudowany jest układ ABB dedykowany dla pomp w komorze czerpnej?
Układ łagodnego rozruchu dla komory czerpnej składa się z wielu komponentów. Dotyczy to transformatora regulacyjnego, który umożliwia sterowanie napięciem, a także różnych przekaźników (poziomu cieczy czy interfejsu pompy), ułatwiających monitorowanie pracy silnika. Niezbędne są ponadto wyłączniki, które pozwalają na przykład na zatrzymanie awaryjne lub obsługę transformatora regulacyjnego, oraz stycznik AF, który ma za zadanie monitorować prąd i napięcie doprowadzane do cewki.
Sednem systemu są softstarty PSR, które chronią silnik przed przeciążeniami. Urządzenia:
- mają wbudowany stycznik obejściowy, który zapewnia sprawną instalację;
- umożliwiają łatwą konfigurację za pomocą 3 potencjometrów;
- pracują w szerokim zakresie znamionowego prądu roboczego (od 3 do 105 A), a także napięcia roboczego (208–600 V dla prądu przemiennego AC) oraz sterowniczego (100–240 V oraz 50/60 Hz);
- usprawniają monitorowanie parametrów pracy pomp zatapialnych dzięki magistrali Fieldbus oraz przekaźnikom Run (Praca) i Top of Ramp (Koniec rozruchu).
Ważne jest też to, że softstarty PSR można połączyć z ręcznymi rozrusznikami silników MMS.
Rodzaje rozwiązań ABB
Rozwiązania ABB dają szerokie możliwości konfiguracji. Można zdecydować się na rozwiązanie:
- ulepszone, które jest dedykowane dla silników o mocy od 7,5 do 200 kW – oferuje szereg dodatkowych funkcji zabezpieczających, jak monitorowanie temperatury czy przekaźniki, w tym nadzoru obniżonego napięcia bądź przepięcia oraz bezpieczeństwa;
- zaawansowane (silniki o mocy od 11 do 1200 kW), w którym do dyspozycji są liczne dane i aplikacje predykcyjne, umożliwiające nie tylko zabezpieczenie i sterowanie silnikiem, ale również diagnozowanie usterek czy konserwację.
Możliwa jest również obsługa zdalna, za pomocą inteligentnego układu, który działa w oparciu o różne protokoły komunikacyjne, na przykład przemysłowe, jak Ethernet/IP™ albo Modbus TCP, czy magistralę komunikacyjną (między innymi DeviceNet™). Dzięki niemu można pozyskiwać w czasie rzeczywistym dane, które dotyczą na przykład zużytej energii, mocy czynnej, biernej i pozornej albo całkowitych zniekształceń harmonicznych (THD). Jest to potrzebne, aby stale monitorować parametry pracy pompy w komorze czerpnej i odpowiednio wcześnie wykrywać awarie.
Taki pakiet łączy się z chmurą, w której gromadzone są wszelkie dane związane z użytkowaniem pomp zatapialnych. Dostęp do niej jest możliwy za pomocą modułu zarządzania energią i zasobami ABB Ability™ (Energy & Asset Manager) i aplikacji internetowych. Może on łączyć się z zewnętrznymi systemami, na przykład programowalnymi sterownikami PLC. Moduł pozwala:
- wizualizować strukturę systemu i weryfikować stan jego zasobów;
- planować przesył danych;
- konfigurować alerty;
- analizować dane w celu podejmowania prawidłowych decyzji;
- zarządzać działaniami konserwacyjnymi.
Wymianę danych między modułem zarządzania energią i zasobami a rozrusznikami silników zapewnia przemysłowa brama komunikacyjna ABB Ability™ (Edge Industrial Gateway). Narzędzie może działać za pomocą chmury bądź lokalnego systemu przy wykorzystaniu Wi-Fi lub sieci komórkowej. Bramę można zintegrować z systemami służącymi do:
- monitorowania i prognozowania stanu technicznego pomp – obejmuje to również monitoring termiczny;
- nadzorowania urządzeń zabezpieczających i kontrolujących, na przykład przekaźników i sterowników silników;
- pomiaru parametrów elektrycznych;
- zapewnienia bezpieczeństwa, jak systemy detekcji łuku elektrycznego.
Softstart ABB to kompleksowe rozwiązanie dla pomp znajdujących się w komorach czerpnych. Dotyczy to zarówno tych, które są położone blisko oczyszczalni ścieków, jak i zarządzanych zdalnie.
Jakie cechy i właściwości ma softstart ABB dla pomp w komorach czerpnych?
Układy łagodnego rozruchu ABB wyróżnia niezawodność i funkcjonalność, o czym decyduje:
- wysoka wydajność – na przykład w styczniku AF znajduje się układ elektroniczny, który zapewnia optymalne parametry pracy i decyduje o tym, że urządzenie działa niemal bezgłośnie;
- kompatybilność z wieloma urządzeniami i systemami – dostępny jest wbudowany interfejs PLC/DCS;
- szeroki zakres napięcia sterowania, co pozwala wykorzystywać pakiety ABB nawet w niestabilnych sieciach zasilających.
Softstarty ABB można stosować w zimnym i wilgotnym środowisku – opcja ogrzewania silnika pozwala usuwać kondensację i zapobiega zamarzaniu pompy zatapialnej.
Kolejny atut to łatwa i bezpieczna obsługa, która usprawnia prace montażowe i konserwacyjne. Do dyspozycji są:
- łączniki pomiędzy wyłącznikiem silnikowym MMS a softstartem – ich zastosowanie skraca czas okablowania, a także pozwala uniknąć błędów podczas podłączania wyłacznika silnikowego i stycznika AF;
- szyny zbiorcze 3-fazowe, które umożliwiają przyłączenie obok siebie nawet 5 wyłączników silnikowych – dodatkowe wolne miejsce można przeznaczyć na styki pomocnicze;
- komfortowa w użytkowaniu odłaczalna klawiatura do sterowania softstartem;
- uchwyt wyłacznika MMS – pozwala odłączyć źródło zasilania silnika bez konieczności otwierania szafy sterowniczej (jest zamontowany na jej drzwiach);
- sygnalizacja wyłączenia termicznego i magnetycznego wyłacznika MMS, która przyspiesza rozwiązywanie problemów;
- rozłacznik bezpieczeństwa z opcją odizolowania silnika podczas czynności konserwacyjnych.
Układ łagodnego rozruchu oferuje również serwisowy tryb pracy. Pozwala on wykonywać planowe zatrzymania bez konieczności wyłączenia zabezpieczeń i głównych funkcji. Dzięki temu komory czerpne nawet w trakcie konserwacji mogą pracować nieprzerwanie.
Softstarty ABB zwiększają żywotność silników elektrycznych poprzez ich ochronę przed przeciążeniami elektrycznymi. Czy istnieją jakieś ograniczenia w stosowaniu tych rozwiązań? Nie, bowiem zostały one wyposażone w wiele wbudowanych funkcji chroniących silnik i inne elementy układu napędowego. Nie ograniczają też ich warunki pogodowe, bowiem pracują w niskich temperaturach otoczenia do -25 °C.
Jakie korzyści daje zastosowanie układu łagodnego rozruchu w komorze czerpnej?
Wykorzystanie rozwiązań ABB w gospodarce wodno-ściekowej przyczynia się do:
- eliminacji przestojów, które mogą wynikać z zatkania pomp zatapialnych w wyniku nagromadzenia się osadów – dostępne są funkcje wykrywania zablokowania wirnika oraz czyszczenia pomp z ruchem wstecznym i do przodu;
- wydłużenia żywotności pomp dzięki łagodnemu rozruchowi, regulacji momentu obrotowego czy stałemu monitorowaniu parametrów pracy – duże znaczenie ma też zabezpieczenie softstartów PSR przed suchobiegiem, a więc pracą bez obciążenia;
- zwiększenia wydajności i bezpieczeństwa systemu – układ ma klasę szczelności IP66, która oznacza pyłoszczelność i ochronę przed silnym deszczem, a powlekane płytki PCB zmniejszają ryzyko niepożądanego zatrzymania silnika.
Istotna jest minimalizacja kosztów, która wynika między innymi z ograniczonego o 80% poboru energii przez cewki stycznika AF. Efektem jest redukcja mocy znamionowej transformatora regulacyjnego oraz większe zagęszczenie instalacji w rozdzielnicy, dzięki czemu zajmuje ona mniejszą powierzchnię.
Softstart ABB pozwala zdalnie zarządzać pompami, jak również zapobiega przysiadom napięcia. Dzięki temu stanowi idealne rozwiązanie dla pracy w trudnym środowisku, jakim jest komora czerpna. Jednocześnie ze względu na niezawodną pracę i szeroki zakres pracy w niskich temperaturach, cieszy się dużą popularnością wśród sektorów gospodarki wodno-ściekowej.
Dzięki softstartom możemy cieszyć się płynnym działaniem maszyn, oszczędzać energię oraz przedłużać żywotność naszego sprzętu. Sprawdź, jak zainwestować w tego typu rozwiązanie na oficjalnej stronie ABB lub u autoryzowanych dystrybutorów.
