Промышленный шкаф управления

Контроллер доступен в конфигурациях для пожарных насосов с приводом от электродвигателя (полное напряжение, схема «звезда-треугольник», автотрансформатор, плавный пуск и запуск с частичной обмоткой) и пожарных насосов с приводом от дизельного двигателя (с двойными зарядными устройствами для аккумуляторов, управлением топливным соленоидом и схемами мониторинга двигателя). Номинальная мощность варьируется от 5 до 400 л.с. при трехфазном напряжении 208–600 В. Автоматический запуск запускается при падении давления в коллекторе системы, которое регистрируется датчиком давления или реле давления, или дистанционными сигналами от дренчерных клапанов, панелей пожарной сигнализации или ручных пусковых станций. После запуска насос работает до тех пор, пока не будут устранены все причины запуска, и насос не будет остановлен вручную или автоматически, при этом таймер минимальной работы предотвращает короткие циклы. Встроенные сигналы тревоги охватывают обрыв фазы, переполюсовку фазы, перегрузку двигателя, невозможность запуска насоса, низкое давление и отсутствие автоматического режима контроллера, с сухими релейными выходами для удаленного управления зданием или подключения системы пожарной сигнализации. Интерфейс оператора на базе микропроцессора отображает давление в системе, трехфазное напряжение и ток, состояние сигнализации и историю событий, а также еженедельный таймер испытаний, который автоматически проверяет насос по запрограммированному графику для проверки готовности системы. Корпус изготовлен из толстостенной стали с красным порошковым покрытием и имеет класс защиты минимум NEMA Type 2 (IEC IP31), с дополнительными классами NEMA 3R, 4, 4X (IP65) для использования вне помещений и в агрессивных средах. Опционально доступен встроенный автоматический переключатель для резервного генератора. Контроллер сертифицирован UL по UL 218, одобрен FM по классу 1321/1323 и имеет маркировку CE, при этом перед отправкой каждого устройства проводятся полные заводские приемочные испытания.

Идеальные приложения

Там, где системы противопожарной защиты требуют гарантированного, соответствующего нормам управления насосом, который работает без сбоев в аварийной ситуации, промышленный шкаф управления обеспечивает сертифицированную основу запуска, мониторинга и защиты.

Коммерческие высотные и офисные здания

Офисные башни, гостиницы и высотные здания смешанного назначения зависят от автоматического промышленного шкафа управления для поддержания давления в спринклерной системе на верхних этажах. Когда открывается спринклерная головка, мгновенно обнаруживается результирующее падение давления в системе, и контроллер пожарного насоса запускает основной насос для поддержания потока воды. Встроенные выходы сигнализации контроллера подключаются к панели пожарной сигнализации здания для централизованного мониторинга, а таймер еженедельного тестирования автоматически запускает насос для проверки механической готовности, не требуя от персонала объекта ручного запуска теста.

Промышленные и производственные предприятия

Заводы, склады, химические заводы и электростанции представляют собой среды с высокой пожарной нагрузкой, где быстрое тушение имеет решающее значение. Контроллеры пожарных насосов на этих объектах часто оснащаются пускателями пониженного напряжения для ограничения пускового тока в электрических системах предприятия. На объектах во взрывоопасных зонах контроллер устанавливается удаленно от классифицированной зоны с искробезопасными входами дистанционного запуска. Корпуса контроллеров подбираются с учетом условий предприятия — от пыленепроницаемых для обработки цемента и древесины до коррозионностойких для химической среды.

Муниципальное водоснабжение и общественная инфраструктура

Аэропорты, конференц-центры, больницы, стадионы и правительственные здания требуют соответствующего нормам управления пожарными насосами, которое соответствует самым высоким стандартам регистрации и одобрения. Контроллеры, предназначенные для этих проектов государственного сектора, обычно требуют включения в список UL и одобрения FM, а также пакетов документации, включая однолинейные схемы, сертификаты испытаний и руководства по установке. Интерфейс датчика давления с безбумажной регистрацией тенденций позволяет начальникам пожарной охраны и страховщикам проверять готовность системы во время проверок.

Нефтяные, газовые и нефтехимические объекты

Нефтеперерабатывающие заводы, нефтебазы и морские платформы требуют промышленных шкафов управления, спроектированных с учетом экстремальных требований надежности в условиях высокой опасности. Контроллеры часто оснащаются тягачами с дизельными двигателями, оснащенными двойной аккумуляторной системой для обеспечения возможности запуска из черного хода. Корпуса соответствуют стандарту NEMA 4X или IP66 по устойчивости к соляному туману, химической коррозии и струйной мойке. Регистратор событий и данных контроллера обеспечивает проверяемые записи на соответствие нормативным требованиям, документируя каждый запуск насоса, событие давления и аварийное состояние.

Складские и логистические центры

Крупномасштабные распределительные центры, холодильные склады и склады стеллажного хранения полагаются на промышленный шкаф управления для поставки автоматических спринклерных систем, защищающих дорогостоящие товары. Учитывая большую площадь крыши, одна насосная станция может защитить несколько пожарных зон. Функция последовательной задержки запуска контроллера предотвращает одновременный запуск нескольких насосов от одного и того же источника питания, избегая падения напряжения.

Резервные системы дизельных двигателей

В тех случаях, когда электроснабжение ненадежно или правила эксплуатации требуют наличия вторичного источника питания, промышленный шкаф управления с дизельным двигателем обеспечивает возможность полного автоматического запуска независимо от сети. Контроллер поддерживает работу двух пусковых батарей с независимыми интеллектуальными зарядными устройствами, которые контролируют состояние батареи и предупреждают операторов о выходе из строя элементов. Еженедельные автоматические тестовые запуски обеих батарей подтверждают готовность двигателя к запуску без вмешательства оператора.

Техническое погружение

Это внесенная в список типов панель управления заводской сборки, предназначенная для обнаружения перепадов давления, запуска привода пожарного насоса, отслеживания неисправностей и подачи сигналов тревоги — и все это в корпусе, соответствующем нормам и предназначенном для помещений с пожарными насосами.

Автоматическая стартовая последовательность

Контроллер постоянно контролирует давление в системе с помощью датчика давления или двойного реле давления, подключенного к противопожарному водопроводу. Когда давление падает ниже регулируемой на месте уставки включения, контроллер инициирует последовательность запуска. В контроллерах с приводом от электродвигателя контактор двигателя замыкается, и насос разгоняется до полной скорости. В контроллерах с приводом от дизельного двигателя схема управления подает питание на топливный соленоид, запускает цикл проворачивания стартера на аккумуляторе 1 и, если двигатель не запускается в течение настраиваемого периода проворачивания, автоматически переключается на аккумулятор 2 для последовательных попыток запуска. Схема обнаружения работы — контролирующая выходную частоту генератора на дизельных агрегатах или ток двигателя на электрических агрегатах — подтверждает успешный запуск и завершает цикл проворачивания.

Множественные исходные причины

Помимо автоматического обнаружения падения давления, контроллер принимает дополнительные пусковые входы для комплексной интеграции системы: удаленный ручной запуск из пожарного командного центра или вытяжной станции, запуск дренчерного клапана из сухой трубы или срабатывания клапана предварительного действия, а также вход запуска реле расхода или тестового таймера с отдельной настраиваемой продолжительностью работы. В установках с несколькими насосами таймер последовательного запуска постепенно задерживает запуск насоса — Насос 1 запускается сразу при падении давления, Насос 2 — через 5–10 секунд, Насос 3 — после дальнейшей задержки — предотвращая одновременный пуск от нескольких больших двигателей, подключенных к одному и тому же источнику.

Защита двигателя и цепей

Для контроллеров с приводом от электродвигателя входная цепь питания изолируется с помощью разъединителя, рассчитанного на двигатель, и комбинации автоматического выключателя, механически блокируется и управляется одной внешней рукояткой. Дверца корпуса вскрывается только инструментом при нахождении ручки в положении ВКЛ, что предотвращает несанкционированный доступ к токоведущим частям. Разъединитель рассчитан на отключение полной нагрузки двигателя. Номинальная устойчивость к короткому замыканию составляет 100 000 А (среднеквадратичное значение), симметрично при напряжении 480 В. Для защиты двигателя от перегрузки используются электронные реле перегрузки с обрывом фазы, реверсом фазы и обнаружением асимметрии тока. В контроллерах дизельных двигателей схемы защиты двигателя контролируют низкое давление масла, высокую температуру охлаждающей жидкости, превышение скорости и невозможность запуска, при этом все условия отображаются на дисплее контроллера и через выходные сигналы удаленной сигнализации.

Микропроцессорное управление и интерфейс оператора

Логика контроллера управляется платой управления на базе микропроцессора, которая выполняет последовательность запуска, контролирует все входы, регистрирует события и управляет выходами сигналов тревоги. Установленный на двери интерфейс оператора — текстовый ЖК-дисплей или цветной сенсорный экран — обеспечивает в режиме реального времени показания давления в системе, трехфазного напряжения и тока, состояние сигнализации с отметками времени и записями журнала регистрации данных, выбор режима (автоматический, ручной, тест, выключение) и программирование таймера еженедельного тестирования. Все регулировки давления и настройки параметров доступны без открытия главной двери корпуса, что сохраняет целостность корпуса и позволяет проводить осмотр, не подвергая находящиеся под напряжением компоненты.

Функции сигнализации и оповещения

Стандартные индикаторы сигнализации сигнализируют о включении питания, сбое системы, обрыве фазы, реверсе фазы, работе насоса, сбое запуска насоса, перегрузке двигателя, низком давлении, блокировке двигателя, локальном запуске, дистанционном запуске и дренчерном запуске. На корпусе установлен звуковой сигнал тревоги. Беспотенциальные релейные контакты, соответствующие каждому сигналу тревоги, предусмотрены для дистанционного оповещения через систему пожарной сигнализации здания или BMS. Если в комплект входит встроенный резервный переключатель, дополнительные индикаторы охватывают нормальный режим резервного переключателя, аварийный режим резервного переключателя и аварийный разъединитель.

Корпус и экологический рейтинг

Корпус контроллера изготовлен из толстостенной стали с порошковым покрытием красного цвета. Минимальный рейтинг согласно NFPA 20 §10.3.3.1 — водонепроницаемость NEMA типа 2 (IEC IP31), подходит для насосных помещений внутри помещений. Для насосных помещений, подверженных воздействию брызг воды из-за протечки уплотнения насоса или выброса пожарных спринклеров, используются водонепроницаемые корпуса NEMA типа 3R (IP51) или NEMA типа 4 (IP65). Для наружной установки или в агрессивных средах доступны корпуса из нержавеющей стали NEMA Type 4X. В стандартной комплектации корпус монтируется на полу, а для контроллеров жокей-насосов доступны конфигурации с настенным креплением.

Встроенный автоматический переключатель резерва

Дополнительный встроенный на заводе автоматический резервный переключатель обеспечивает питание пожарного насоса от двух источников. ATS подключается как к обычному источнику питания (Источник 1), так и к резервному генератору (Источник 2). При потере нормальной мощности или когда напряжение или частота выходят за пределы заданных пороговых значений, АВР автоматически инициирует запуск генератора и переключает нагрузку пожарного насоса на аварийный источник. Когда нормальная мощность восстанавливается, АВР переключается на нормальный источник и инициирует охлаждение и остановку генератора. Механизм резервного переключателя механически заблокирован, чтобы предотвратить одновременное подключение обоих источников. Все состояния АТС и аварийные сигналы отображаются на общем интерфейсе оператора и передаются через релейные выходы.

Еженедельные испытания и регистрация данных

Встроенный таймер еженедельного тестирования автоматически запускает пожарный насос в запрограммированные пользователем день, время и продолжительность работы, что исключает необходимость ручного тестирования на соответствие NFPA 25. Регистратор событий и данных записывает давление в системе с течением времени, а также все пусковые события, возникновение аварийных сигналов и изменения режимов с отметкой времени. Данные можно загрузить на ПК через RS232, RS485 или USB для анализа и отчетности в компетентные органы. Эта безбумажная регистрация давления устраняет проблемы с обслуживанием и надежностью, связанные с механическими самописцами.

Заводские испытания и сертификация

Каждый шкаф управления перед отправкой проходит полную заводскую приемочную проверку: сопротивление изоляции, проверку соединений между точками, функциональное тестирование последовательности автоматического запуска (датчик давления и входы переключателя), всех цепей сигнализации и оповещения, ручного и тестового режимов, еженедельного испытательного таймера и, если установлен, автоматического включения резерва. Контроллер внесен в список UL по UL 218, одобрен FM по классу 1321/1323, сертифицирован CSA, где указано, и имеет маркировку CE. К каждому агрегату прилагается полный пакет документации.

Часто задаваемые вопросы

В1: Каким стандартам соответствует этот промышленный шкаф управления?

Контроллер разработан и внесен в список UL 218 (стандарт для промышленных шкафов управления), одобрен FM для класса 1321/1323 и соответствует последней редакции NFPA 20. Маркировка CE и сертификация CSA доступны в зависимости от целевого рынка. Каждый контроллер собирается на заводе, подключается и тестируется как целостный блок перед отправкой в ​​соответствии с требованиями NFPA 20.

В2: Какими типами пожарных насосов может управлять этот контроллер?

Контроллер доступен в двух основных конфигурациях: контроллеры с приводом от электродвигателя для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором мощностью от 5 до 400 л.с. с трехфазным напряжением 208–600 В и контроллеры с приводом от дизельного двигателя со встроенными двойными зарядными устройствами для аккумуляторов и схемами мониторинга двигателя. Электрические контроллеры поддерживают методы пуска при полном напряжении, звезду-треугольник (открытый и закрытый переход), автотрансформатор, первичный резистор, частичную обмотку и плавный пуск.

В3: Как работает последовательность автоматического запуска?

Контроллер постоянно контролирует давление в системе с помощью датчика давления. Когда давление падает ниже регулируемого на месте порога включения, контроллер инициирует последовательность запуска. Регулируемый таймер работы предотвращает короткие циклы. Насос продолжает работать до тех пор, пока не будут устранены все причины запуска и не будет инициирован ручной или автоматический останов. В случае дизельных контроллеров контроллер запускается от аккумулятора 1, а если двигатель не запускается, переключается на аккумулятор 2 для последовательных попыток.

В4: Может ли контроллер запуститься по сигналам, отличным от перепада давления?

Да. Дистанционный ручной запуск с помощью кнопки или панели пожарной сигнализации, запуск дренчерного клапана из сухой трубы или срабатывания клапана предварительного действия, а также таймер еженедельного тестирования — все это стандартные входы запуска. Для каждого входа можно настроить собственную продолжительность работы и уровень приоритета. В установках с несколькими насосами таймер последовательного запуска регулирует запуск насоса, чтобы избежать одновременного включения двигателя.

Вопрос 5: Какие сигналы тревоги предусмотрены и как они передаются извне?

Стандартные визуальные и звуковые сигналы тревоги включают: включение питания, сбой системы, обрыв фазы, переключение фазы, работу насоса, сбой при запуске насоса, перегрузку двигателя, низкое давление, блокировку двигателя, локальный запуск, дистанционный запуск и затопленный запуск. Каждая сигнализация имеет соответствующий беспотенциальный релейный выход для подключения к системе пожарной сигнализации здания или BMS. На двери шкафа установлен звуковой сигнал тревоги.

Вопрос 6: Каков требуемый минимальный номинал корпуса и какие номиналы доступны?

Согласно NFPA 20, минимальный рейтинг корпуса — водонепроницаемость NEMA Type 2 (IEC IP31). Это стандарт. Для насосных помещений, подверженных воздействию водяных брызг или расположенных на открытом воздухе, в качестве опции доступны корпуса NEMA типа 3R (IP51), типа 4 (IP65) и типа 4X (IP66, нержавеющая сталь).

В7: Включен ли автоматический переключатель?

Опционально доступен встроенный автоматический переключатель, встроенный в корпус контроллера на заводе. Он автоматически переключается на резервный генератор при потере нормальной мощности и повторно переключается при восстановлении. ATS использует общий интерфейс оператора контроллера и выходы реле сигнализации. В качестве альтернативы контроллер может поставляться без АВР, если безобрывный переключатель установлен отдельно на входе.

Вопрос 8: Как настроена функция еженедельного тестирования?

Встроенный таймер еженедельного тестирования позволяет программировать день, время и продолжительность теста. После планирования контроллер автоматически запускает насос в запрограммированное время, запускает его в течение заданного времени, а затем останавливает. Тест можно настроить так, чтобы он проводился еженедельно, раз в две недели или ежемесячно. Все тестовые запуски записываются в журнал событий с указанием даты, времени и продолжительности.

В9: Какова устойчивость к короткому замыканию?

Контроллер имеет номинальную устойчивость к короткому замыканию 100 000 А (среднеквадратичное значение) при 480 В (25 000 А при 600 В). Такая высокая устойчивость гарантирует, что контроллер сможет безопасно управлять неисправными источниками питания без структурных или электрических повреждений, что имеет решающее значение для устройства обеспечения безопасности жизни, которое должно оставаться в рабочем состоянии во время пожара.

Крупное расширение терминала аэропорта

Фон

Крупный международный аэропорт на Ближнем Востоке реализовал крупный проект расширения терминала, добавив новые залы, торговые зоны и помещения для обработки багажа. В проекте противопожарной защиты была предусмотрена выделенная пожарная насосная станция с тремя пожарными насосами с приводом от электродвигателей (дежурный, вспомогательный, резервный) и жокей-насосом, снабжающими автоматические спринклерные и стояковые системы на территории нового терминала. Соответствие требованиям NFPA 20, внесению в список UL и одобрению FM было обязательным.

Вызов

Органы пожарной безопасности аэропорта установили строгие требования к системе управления насосами. Все контроллеры должны были быть внесены в список UL и одобрены FM, без исключений для альтернатив местного производства. Логика последовательного запуска должна была предотвратить одновременный бросок двигателя в систему распределения среднего напряжения в аэропорту, что могло поставить под угрозу другие критические нагрузки. Контроллерам необходимо было передавать состояние насосов, данные о давлении и условия срабатывания сигнализации как на панель пожарной сигнализации терминала, так и в централизованную систему управления зданием аэропорта. Кроме того, насосное отделение должно было располагаться на открытом воздухе, в солнечной среде с высокой влажностью, где дневная температура окружающей среды могла приближаться к 55°C.

Почему стоит выбрать промышленный шкаф управления?

Контроллер заводской сборки, внесенный в список UL, был единственным совместимым решением. Основные технические причины:

●  Контроллеры были сконфигурированы с закрытым переходом «звезда-треугольник», позволяющим минимизировать пусковой ток и одновременно предотвращать провалы напряжения в чувствительной энергосети аэропорта.

●  Таймер последовательного запуска для насоса 2 и насоса 3 был установлен на 10-секундную и 20-секундную задержку соответственно, чтобы гарантировать, что два двигателя не будут потреблять пусковой ток одновременно.

●  Встроенный датчик давления с безбумажной регистрацией данных позволил отказаться от механического самописца, который пожарная служба определила как распространенную точку отказа в предыдущих установках в аэропортах.

● Для наружной насосной станции были предусмотрены защищенные от атмосферных воздействий корпуса NEMA 4 (IP65) с солнцезащитными козырьками и внутренними антиконденсационными нагревателями, а также все оборудование из нержавеющей стали.

● Беспотенциальные релейные выходы сигнализации были подключены к панели пожарной сигнализации терминала и BMS, а RS485 Modbus передавал подробные диагностические данные в систему управления техническим обслуживанием аэропорта.

●  Встроенный на заводе автоматический резервный переключатель в каждом контроллере гарантировал, что при потере нормального электропитания резервный генератор автоматически запустится и будет питать пожарные насосы, не полагаясь на какое-либо внешнее передающее оборудование.

Развертывание

Три шкафа промышленного управления с электроприводом (150 л.с., закрытый переход «звезда-треугольник», корпуса NEMA 4 со встроенным ATS) и один контроллер подкачивающего насоса были изготовлены, испытаны на заводе и отправлены в виде полных сборок. Ввод в эксплуатацию на месте включал подключение входящих питающих сетей и генератора, кабелей двигателя, датчика давления и выходов реле сигнализации. Весь ввод в эксплуатацию был выполнен за пять дней на каждый контроллер. Заводская документация FAT была передана в пожарную службу аэропорта и принята без доработки.

Результаты

●  Все диспетчеры прошли приемочные испытания пожарной службы аэропорта при первой презентации, включая испытания на имитацию сбоя питания и испытания на переключение генератора.

●  Запуск с закрытым переходом «звезда-треугольник» устранил жалобы на провалы напряжения со стороны группы по эксплуатации электрооборудования аэропорта.

●  Безбумажная система регистрации давления и регистрации событий позволила пожарным органам проверять готовность системы во время ежеквартальных проверок без какой-либо замены диаграмм вручную.

●  В первый год эксплуатации таймер еженедельного тестирования постоянно проверял насосы в соответствии с графиком, при этом две незначительные проблемы с утечками уплотнений насоса были выявлены на ранних стадиях регистрации данных тестового запуска, что предотвращало ухудшение состояния до отказа, который мог бы быть обнаружен только во время чрезвычайной ситуации.

● С тех пор администрация аэропорта включила одну и ту же спецификацию контроллера в свои стандартные рекомендации по проектированию всех будущих проектов терминалов и вспомогательных зданий в аэропорту.