Obwód sterownika pompy wodnej przełącznika ciśnienia

Presostat to urządzenie, które może służyć do wykrywania ciśnienia wody w zbiorniku i uruchamiać silnik pompy wodnej, gdy ciśnienie jest zbyt niskie lub woda w zbiorniku spada poniżej pożądanego poziomu minimalnego.

Poniższy post objaśnia obwód regulatora ciśnienia wody do utrzymywania optymalnego ciśnienia wody dla całego mieszkania.

O koncepcję projektową poprosił jeden z zapalonych czytelników tego bloga, pan Jorge Lazcano, Szczegóły można poznać na podstawie następujących danych:

Główne wymaganie: Płytka drukowana do naprzemiennej i łączonej pracy 3 pomp

Instaluję równolegle 3 pompy o jednakowej wydajności, które mają zapewnić ciśnienie w moim budynku. Pompy dostarczą wodę do zbiornika ciśnieniowego, a system będzie sterowany 3 presostatami:

1. presostat: Jest to „sterujący” lub „wiodący” presostat
Ustawienie: WŁ. Przy 30 PSI WYŁ. Przy 50 PSI.

“w jaki sposób sygnały analogowe są konwertowane na cyfrowe? ”

2. wyłącznik ciśnieniowy: wykryje, czy jedna pompa nie jest wystarczająca, a tym samym wskaże płytce drukowanej, aby włączyć drugą pompę.
Ustawienie: WŁ. Przy 28 PSI WYŁ. Przy 48 PSI.

Trzeci wyłącznik ciśnieniowy: Jeśli dwie włączone pompy nie mogą dostarczyć potrzebnej wody, wskaże to płytce drukowanej, że trzecia pompa musi się włączyć.
Ustawienie: WŁ. Przy 26 PSI WYŁ. Przy 46 PSI.

Ponieważ zużycie wody zmienia się w ciągu dnia. Zwykle jedna pompka wystarcza na zaspokojenie zapotrzebowania na wodę przez większość dnia. Ale będą też chwile, kiedy jedna pompa nie wystarczy, a potem trzeba będzie włączyć drugą. A kiedy pojawi się maksymalne zapotrzebowanie, potrzebne są połączone 3 pompy.

Ponadto, aby zapobiec nadmiernemu zużyciu którejkolwiek z pomp, płytka drukowana musi przełączać się naprzemiennie z następną pompą w kolejności.

Więc to byłaby sekwencja operacji:
NISKIE WYMAGANIA:
PS 1: WŁĄCZA Pompa 1: WŁĄCZA (Pompy 2 i 3 w spoczynku)
PS 1: WYŁĄCZA Pompa 1: Wyłącza się (wszystkie pompy w spoczynku)
Następny cykl:
PS 1: WŁĄCZA POMPA 2: WŁĄCZA (Pompy 1 i 3 w spoczynku)
PS 1: wyłącza pompę 2: wyłącza się (wszystkie pompy pozostają w stanie spoczynku)
Następny cykl:
PS 1: WŁĄCZA POMPA 3: WŁĄCZA (Pompy 1 i 2 w spoczynku)
PS 1: wyłącza pompę 3: wyłącza się (wszystkie pompy pozostają w stanie spoczynku)

ŚREDNIE ZAPOTRZEBOWANIE (gdy potrzebne są 2 pompy):
PS 1 pozostaje WŁĄCZONY, PS 2 WŁĄCZA SIĘ: Pompa 1 i 2 WŁĄCZA (Pompa 3 pozostaje)
Następnie cykl powtarza włączanie pompy, która odpoczywała w poprzednim cyklu

MAKSYMALNE ZAPOTRZEBOWANIE (gdy potrzebne są 3 pompy):
PS 1 pozostaje WŁĄCZONY, PS 2 pozostaje WŁĄCZONY, PS 3 WŁĄCZA SIĘ: Pompa 1, 2 i 3 WŁĄCZA SIĘ (żadna pompa nie jest w spoczynku)

Zasilanie na płytce drukowanej może mieć napięcie 115 V lub 230 V (jednofazowe - 60 Hz). Chciałbym więc, aby płytka drukowana miała własny zasilacz wraz z innymi komponentami:

1. Własny zasilacz: Wejście: 85-265VAC Wyjście: 12VDC-1Amp.
2. 3 przekaźniki (do włączania / wyłączania 3 przekaźników mocy, które będą sterować pompami)
3. Wykrywanie przepływu na wylocie układu (aby wyłączyć pompy, jeśli nie ma przepływu w celu ochrony przez przetwornik przepływu)
4. 3 złącza wejściowe (dla presostatów).
5. Konieczna jest możliwość poinstruowania systemu za pomocą zworek, aby używał 2 z 3 pomp podczas odłączania jednej pompy w celu konserwacji.

Czy możesz mi pomóc z projektem płytki drukowanej dla tej aplikacji?
Mam nadzieję, że nie jest to dla ciebie zbyt skomplikowane… w co wątpię

Z góry dziękuję.
Jerzy

Zanim omówimy proponowany schemat obwodu regulatora ciśnienia w zbiorniku wody, warto wiedzieć, jak działa presostat.

Przełącznik ciśnienia

W rzeczywistości jest to proste urządzenie elektromechaniczne, które łączy wewnętrzny styk elektryczny, gdy ciśnienie wody w jego dyszy ciśnieniowej przekracza zadaną wartość. Styki wewnętrzne zwalniają się lub otwierają, gdy ciśnienie spada poniżej innego określonego niższego punktu nastawy.

Optymalizacja ciśnienia w zbiorniku wody za pomocą wyłącznika ciśnieniowego

Powyższy przełącznik ciśnienia może być skutecznie zastosowany do określonego wymagania. Poniższa narracja opisuje całą procedurę.

Wymagany obwód zaopatrzenia w wodę dla mieszkania z utrzymywanym ciśnieniem można zwizualizować na poniższym schemacie:

Spełnia główny wymóg optymalizacji ciśnienia zasilania wodą przy stałym tempie poprzez sekwencyjne włączanie dodatkowych pomp wodnych podczas niskiego ciśnienia wody i odwrotnie.

Odnosząc się do schematu, widzimy 3 identyczne stopnie, w których 3 presostaty są skonfigurowane z 3 skojarzonymi etapy sterownika przekaźnika i styki przekaźnika dołączone do odpowiednich 3 pomp wodnych.

W etapie sterownika przekaźnika użyliśmy a Tranzystor PNP ponieważ reakcja przełącznika ciśnienia jest normalnie wyłączana podczas niskiego ciśnienia i włączana, gdy ciśnienie osiąga maksymalny poziom progowy.

Oznacza to, że gdy ciśnienie jest niskie, wewnętrzny wyłącznik urządzenia ciśnieniowego pozostaje niepodłączony lub wyłączony. Pozwala to na włączenie tranzystora pnp za pośrednictwem rezystora 1k polaryzacji masy. Przekaźnik również włącza się i inicjuje silnik. Ta podstawowa operacja jest taka sama dla wszystkich 3 stopni silnika.

Teraz, zgodnie z wymaganiem, załóżmy, że ciśnienie jest bardzo niskie, co powoduje, że wszystkie 3 presostaty rozłączają swoje wewnętrzne styki.

W rezultacie wszystkie 3 pompy silnikowe włączają się razem. Z tego powodu ciśnienie wody zasilającej szybko rośnie i osiąga pożądany optymalny punkt, co powoduje włączenie przełącznika ciśnienia 3 i ciśnienia 2. To w konsekwencji wyłącza dołączoną pompę silnikową nr 3 i 2.

W tym momencie tylko silnik 1 obsługuje dostawę wody do mieszkania.

W przypadku nagłego wzrostu zapotrzebowania na wodę w budynku, ciśnienie wody spada tak, że sama pompa silnikowa nr 1 staje się niewystarczająca do zaspokojenia potrzeb.

Sytuacja powoduje zadziałanie wyłącznika ciśnieniowego nr 2, który uruchamia pompę silnikową nr 2 w celu wspomagania wymaganego zapotrzebowania na wysokie ciśnienie wody.

Jednak w przypadku, gdy zużycie wody stale rośnie, a zapotrzebowanie nadal nie jest zaspokajane przez pierwsze 2 pompy, wyłącznik ciśnieniowy 3 wykrywa to i uruchamia pompę silnikową nr 3.

Powyższe sekwencyjne włączanie / wyłączanie pomp wodnych w odpowiedzi na zmiany ciśnienia w zbiorniku wody spełnia główne podstawowe wymaganie.

Zamiana pompy silnika

Drugim wymaganiem jest tasowanie pomp wodnych między sobą, tak aby ciśnienie robocze na pompie silnikowej 1, która jest najczęściej włączana, można było od czasu do czasu zmniejszyć, dzieląc obciążenie z silnikiem 2.

Zapewnia to wydłużenie żywotności silników poprzez zmniejszenie ich efektu zużycia.

Powyższy schemat pokazuje, jak można to zrobić za pomocą prostego przełącznego przekaźnika DPDT podłączonego między odpowiednimi wyłącznikami ciśnieniowymi i stopniami sterownika przekaźnika.

W tej koncepcji rozważa się tylko dwa silniki do przełączenia, trzeci silnik nie jest uwzględniony, aby uniknąć złożoności projektu. Co więcej, dwa wspólne silniki wydają się być wystarczające, aby utrzymać ich zużycie poniżej niebezpiecznego poziomu.

Plik przekaźnik przełączny wykonuje jedną podstawową pracę. Naprzemiennie przełącza sterowniki przekaźnika silnika nr 1 i silnika nr 2 między przełącznikami ciśnieniowymi nr 1 i nr 2. Czas, przez który każdy silnik jest włączony do zasilania wodą pod ciśnieniem, jest określony w prosty sposób Zegar IC 4060 jako obwód, jak pokazano poniżej:

Opóźnienie czasowe, po którym nastąpi przełączenie, można ustawić, odpowiednio ustawiając potencjometr 1 M. Stosując metodę prób i błędów, rezystancję naczynia można zastąpić rezystorem o stałej wartości.

Zasilanie wszystkich stopni elektronicznych można uzyskać ze standardowego adaptera 12 V 1 A.

Wszystkie przekaźniki są przekaźnikami 12 V 30 A.