Микросхема к561ла7 и автоматика насосной станции на ней своими руками для частного дома

Список деталей

Транзистор можно применить любой из этих: КТ815А или Б. TIP29A. TIP61A. BD139. BD167. BD815.
ГК1 – геркон нижнего уровня.
ГК2 – геркон верхнего уровня.
ГК3 – геркон аварийного уровня.
D1 – любой красный светодиод.
R1 – резистор 3Ком 0.25 ватт.
R2 – резистор 300 Ом 0.125 ватт.
К1 – любое реле на 12 вольт с двумя парами нормально разомкнутыми контактами.
К2 – любое реле на 12 вольт с одной парой нормально разомкнутых контактов.
В качестве источников сигнала для пополнения воды в ёмкость, я применил поплавковые герконовые контакты. На схеме обозначаются ГК1, ГК2 и ГК3. Китайского производства, но очень приличного качества. Ни одного плохого слова сказать не могу. В ёмкости, где они стоят, у меня происходит обработка воды озоном и за годы работы на них ни малейшего повреждения. Озон является крайне агрессивным химическим элементом и многие пластики он растворяет совершенно без остатка.

Теперь рассмотрим работу схемы в автоматическом режиме. При подаче питания на схему, срабатывает поплавок нижнего уровня ГК1 и через его контакт и резисторы R1и R2 подаётся питание на базу транзистора. Транзистор открывается и тем самым подаёт питание на катушку реле К1. Реле включается и своим контактом К1.1 блокирует ГК1 (нижний уровень), а контактом К1.2 подаёт питание на катушку реле К2, которое является исполнительным и включает своим контактом К2.1 исполнительный механизм. Исполнительным механизмом может быть насос для воды или электрический клапан, которые подают воду в ёмкость. Вода пополняется и когда превысит нижний уровень, выключится ГК1, тем самым подготавливая следующий цикл работы. Достигнув верхнего уровня, вода поднимет поплавок и включит ГК2 (верхний уровень) тем самым замыкая цепочку через R1, К1.1, ГК2. Питание на базу транзистора прервётся, и он закроется, выключив реле К1, которое своими контактами разомкнёт К1.1 и выключит реле К2. Реле, в свою очередь выключит исполнительный механизм. Схема подготовлена к новому циклу работы. ГК3 является поплавком аварийного уровня и служит страховкой, если вдруг не сработает поплавок верхнего уровня. Диод D1 является индикатором работы устройства в режиме наполнения воды. А теперь приступим к изготовлению этого очень полезного устройства.

Размещаем детали на плату.

Все детали размещаем на макетной плате, чтобы не делать печатную. При размещении деталей, нужно учитывать, чтобы паять как можно меньше перемычек. Нужно максимально использовать проводники самих элементов для монтажа.

Окончательный вид.

Схема управления уровнем воды запаяна.

Схема готова к испытаниям.

Подключаем к аккумулятору и имитируем срабатывание поплавков.

Всё работает нормально. Смотрите видео об испытаниях в работе этой системы.

Образцы электронно-технических схем подключения

Сборка оборудования происходит в производственных условиях, там же составляются принципиальные схемы шкафа управления насосами. Наиболее простыми являются схемы подключения одного насоса, хотя комплект дополнительных приборов может усложнить установку.

В качестве образца возьмем ШУН-0.18-15 (компания Рубеж), предназначенный для ручного и автоматического управления электроприводами насосной станции. Схема управления выглядит следующим образом:

На крышке корпуса расположены кнопки включения/выключения, тумблер, отвечающий за выбор режима работы, комплект индикаторов, сигнализирующих об исправности системы (+)

Производитель реализует 19 базовых исполнений, которые отличаются мощностью электродвигателя насосной станции – от 0,18 кВт до 55-110 кВт.

Внутри металлического корпуса находятся следующие элементы:

автоматический включатель;
реле защиты;
контактор;
источник резервного питания;
контроллер.

Для подключения необходим кабель с сечением 0,35-0,4 мм².

Образец подключения модели ШУН-0.18-15 (для дренажного или пожарного насоса) от производителя Рубеж с одним приводом и контроллером, регулирующим работу оборудования (+)

ШУНы Грантор, предназначенные для дренажных работ, управляют асинхронным двигателями и имеют два варианта управления: ручной и автоматический. Ручная регулировка производится с лицевой панели корпуса, автоматическая действует от внешних сигналов реле (электродных или поплавковых).

Тройная схема с изображением работы шкафа на 1, 2 и 3 насоса с поплавковой автоматикой. При наличии 2 и более насосов предлагается распределение нагрузки между рабочим и резервным оборудованием

Принцип работы ШУНа в автоматическом режиме: с критическим понижением уровня воды в водозаборной скважине и срабатыванием поплавка №1 останавливается работа всех насосов. При нормальном состоянии уровня жидкости срабатывает поплавок №2 и запускается один из насосов. При срабатывании других поплавков, находящихся на более высоких уровнях, вводятся остальные агрегаты.

Применение микропроцессорных электронных блоков

последовательность чередования фаз;
фазовая асимметрия;
уровень температуры двигателя;
показатель сопротивления изоляции;
защита от «сухого» хода;
защита от скачков напряжения в сети.

Эти устройства требуют вмешательства специалистов при их настройке и вводе в эксплуатацию. Они оптимальны для насосов, имеющих большую мощность. Блоки обеспечивают ведение учета времени работы насосов и потребление ими электроэнергии. С внедрением микропроцессорных электронных блоков появилась возможность осуществлять контроль работы насоса за счет компьютерного интерфейса.

Монтаж устройств обеспечивает возможность отключения насоса в условиях отсутствия водяного потока, то есть защиту от «сухого хода». Современная автоматическая адаптивная станция «Акробат» стабильно работает от сети до 120В при падении напряжения. Она способна автоматически выключаться в тех случаях, когда:

отсутствует вода в системе водоснабжения;
заклинивает рабочее колесо насосного оборудования;
отсутствует давление воздуха в гидроаккумуляторе;
происходит утечка воды из системы;
насосная станция неправильно подключена к источнику водоснабжения.

Работа автоматики «Акробат» в условиях пониженного напряжения электросети осуществляется при скорости водного потока больше 2 л/мин. Критический уровень глубины всасывания при этом составляет 8 м. Установка этой системы позволяет увеличить срок эксплуатации насосного оборудования в условиях адаптивной поддержки давления в системе водоснабжения.

Необходимость использования автоматики

Чтобы система водоснабжения загородного дома была автоматической и работала без вашего вмешательства, необходим автомат (система автоматики), которая будет поддерживать определённое давление в системе и управлять запуском и остановкой насосного оборудования. Чтобы управление насосом было простым и надёжным, помимо стандартной аппаратуры общего назначения (контакторов, магнитных пускателей, переключателей и промежуточных реле) используются специальные устройства контроля и управления. К ним можно отнести следующие изделия:

струйные реле;
датчики контроля давления и уровня жидкости;
электродные реле;
ёмкостные датчики;
манометры;
поплавковые датчики уровня.

Схема подключения

В зависимости от вида насоса схема подключения может различаться.

Установка и подключение погружного насоса и автоматики

Для каждого поколения автоматики схема подключения к насосной системе имеет свои отличия, зачастую ее особенности описаны в инструкции по эксплуатации.

Рассмотрим схему подключения на примере оснащения погружного насоса автоматикой 1-го поколения с гидроаккумулятором.

Сначала производится обвязка гидроаккумулятора. По схеме последовательно подключаются узлы. Для уплотнения резьбовых соединений используется фум-лента.
Первая на резьбу садится «американка», с ее помощью в процессе эксплуатации будет проводиться обслуживание гидроаккумулятора с целью замены мембраны.
Со второй стороны к «американке» прикручивается бронзовый переходник с резьбовыми ответвлениями.
К ним прикручиваются два узла: манометр и реле давления.
Следующей устанавливается ПВХ-труба посредством фитингового переходника на торец бронзового переходника гидроаккумулятора.
С другой стороны труба крепится при помощи фитинга к насосу.
Подающая труба и насос укладываются на ровном участке.

На петли его корпуса крепится страховочный трос с запасной длиной в 3 метра.
На трубу с интервалом в 1.5 метра хомутами крепится трос и кабель. Второй конец страховочного троса закрепляется рядом с обсадной трубой.
После чего насос спускается в скважину, и натягивается страховочный трос.
Далее обсадная труба накрывается защитным оголовком, предохраняющим скважину от засорения.
Кабель подключается к реле и ведется к управляющему электрошкафу.
Сразу после подключения начинается накачка воды в гидроаккумулятор. В этот момент необходимо спустить воздух, открыв кран.
После того как потечет вода без воздуха, кран закрывается, и проверяются показания манометра. Стандартно реле имеет настройки по верхнему пределу давления – 2.8 атм, а по нижнему – 1.5.

Установка и подключение поверхностного насоса с автоматикой

При таком типе насоса подключение автоматики имеет ряд отличий, хотя последовательность ее подключения такая же, как у погружного типа. Различия заключаются в следующем:

ко входу насоса присоединяется ПВХ-труба для забора воды с диаметров от 25 до 35 мм;
на второй конец посредством фитинга прикрепляется обратный клапан и опускается в скважину, при этом труба должна иметь длину, достаточную чтобы ее конец погрузился в воду примерно на метр, иначе будет захватываться воздух;
перед началом работы двигатель через заливное отверстие и заборная труба заполняются водой;
при правильном герметичном подсоединении всех узлов включение насоса будет сопровождаться накачкой воды.

Шкаф управления

Наиболее совершенный автомат для контроля над работой насосного оборудования – это шкаф управления. В это устройство встроены все необходимые узлы и предохранительные блоки для управления погружным насосом.

С помощью такого шкафа можно решить множество задач:

Оборудование обеспечивает безопасный плавный запуск двигателя.
Осуществляется регулировка работы частотного преобразователя.
Устройство отслеживает эксплуатационные параметры системы автономного водоснабжения, а именно давление, температуру жидкости, уровень воды в скважине.
Автомат выравнивает характеристики тока, подающегося на клеммы двигателя, а также регулирует частоту вращения вала насосного оборудования.

Также есть шкафы управления, которые могут обслуживать несколько насосов. Эти изделия могут решать ещё больше задач:

Они будут контролировать периодичность работы насосов, что позволит увеличить срок службы агрегатов, поскольку благодаря блоку управления может обеспечиваться равномерный износ механических частей.
Специальные реле будут отслеживать непрерывную работу насосных изделий. При выходе из строя одного агрегата, работа будет перекладываться на второе изделие.
Также система автоматики может самостоятельно контролировать исправность насосного оборудования. Во время длительного бездействия насосов будет предотвращаться их заиливание.

В стандартную комплектацию шкафа управления входят следующие узлы и элементы:

Автоматика для насосов системы водоснабжения

Корпус в виде стальной коробки с дверками.
На основе крышки корпуса изготавливается лицевая панель. В неё встроены кнопки пуска и остановки. На панели устанавливаются индикаторы работы насоса и датчиков, а также реле для выбора автоматического и ручного режима работы.
Возле входа в аппаратный отсек шкафа устанавливается устройство контроля фаз, которое состоит из 3-х датчиков. Этот блок отслеживает нагрузку по фазам.
Контактор – это изделие для подачи электрического тока на клеммы насоса и отключения агрегата от сети.
Предохранительное реле для защиты от короткого замыкания. В случае замыкания будет повреждён плавкий предохранитель, а не обмотка электродвигателя насоса или узлы и детали шкафа.
Для контроля над работой агрегата в шкафу стоит блок управления. Здесь есть датчики переполнения, запуска и остановки насоса. При этом клеммы этих датчиков выводятся в скважину или гидробак.
Для управления вращением вала электродвигателя используется частотный преобразователь. Он позволяет плавно сбрасывать и наращивать частоту вращения двигателя при запуске и остановке насосного оборудования.
Датчики температуры и давления присоединяются к контактору и предотвращают запуск насоса в неподходящих условиях.

Критерии выбора скважинного насоса

При выборе данного прибора стоит учесть следующее:

Рабочая точка агрегата Этот показатель определяет пересечение параметров прибора свойств скважины. Известно, что вода в скважинах не имеет постоянного уровня. Эти показатели указываются в паспорте источника воды. Если такого документа нет, замеры можно выполнить самостоятельно. Измерений рекомендуется выполнить несколько, чтобы получить среднее значения уровня воды

Важно, чтобы средний их показатель совпадал с паспортными характеристиками приобретаемого оборудования, которое работает в диапазоне от 70 до 120% своих номинальных параметров.

Типы скважинных насосов Зная глубину источника воды, можно определить, какой тип агрегата нужен — поверхностный или погружной.

Принципиальные отличия типов насосов:

Самовсасывающий поверхностный прибор позволит поднять воду с глубины до 9 м. Этот вариант подойдёт для мелких колодцев. Плюс его — в возможности наружного крепления и лёгкой доступности в случае необходимости ремонта или демонтажа. Отрицательно то, что этот агрегат замерзает на морозе и требует перед началом работы заполнения всасывающего канала водой. Делятся данные устройства на: — центробежные без эжектора, — самовсасывающие с эжектором.
Погружной агрегат позволит работать на любых глубинах. Такой тип самый подходящий в любой ситуации. Его сложнее устанавливать, но работает такой насос круглый год.

Подробнее о выборе скважинного насоса по ключевым техническим характеристикам и условиям монтажа.

Составные части насосной станции на основе погружного насоса

Как и в случае с поверхностным насосом, для сборки станции нам будут необходимы:

Погружной насос — самая важная часть станции, как ее выбрать читайте в этой статье
Гидроаккумулятор — в случае с использованием погружного насоса лучше использовать гидроаккумуляторы объемом от 35 литров, но можно использовать и 24-литровый, если нет лишних денег.
Пятивыводной штуцер — нужен как связующий узел для соединения реле давления и гидроаккумулятора. На него приходит труба от насоса и от него уходит труба к точкам разбора
Реле давления — подробно рассматривалась здесь.
Манометр — лучше выбрать аксиальный, на радиальном не удобно будет смотреть
Муфта с накидной гайкой диаметром 1 дюйм — нужна для подсоединения пятивыводного штуцера к гидроаккумулятору.
Фитинги для подключения труб — тут вариантов много и надо исходить из ваших пожеланий. Для загородного дома я рекомендую ПНД трубу диаметром 32 или 40 мм. Можно использовать и дешевую трубу диаметром 25 мм, но при этом у насоса упадет расход.
Блок защиты от «сухого хода» — это может быть любой блок управления насосом с функцией защиты от «сухого хода». Например, я имел дело с простым китайским блоком под названием Brio 2000.
Фильтр грубой очистки — может применяться обычный грязевик или колба

Если собрать все вышеперечисленное в один узел, то получится следующее:

Это конечно же не единственный вариант для сборки насосной станции и здесь нет блока защиты от «сухого хода».

Он устанавливается на напорной магистрали до первой точки разбора.

В наших магазинах вы можете приобрести самые разные устройства, которые будут заменять те или иные узлы описанные выше.

Для примера рассмотрите модель реле давления Italtecnica PM5-3W.

Italtecnica PM5-3W

Данная модель заменяет объединяет в себе пятивыводной штуцер, манометр и реле давления.

Но надежность такого узла ниже, чем у вышеописанной сборки.

К изображенному выше реле необходимо добавить пару муфт с накидной гайкой (или как их называют в народе «американок») для подключения его к гидроаккумулятору и напорной магистрали.

Достоинства частотных преобразователей в системе водоснабжения

Плюсов несколько:

Не нужен большой гидроаккумулятор. Это экономия пространства и денежных средств.
Частотный преобразователь делает водоснабжение комфортным. Вы получаете постоянное давление в системе независимо от того, сколько кранов вы открыли. Бывает так, что на первом этаже открыли душ, на втором срабатывает стиральная машина. При этом человека обдает кипятком, либо холодной водой, так как разность горячей и холодной воды обуславливается разностью давления в 0,5 атмосферы. Это чувствительно при приеме душа. В нашем случае это не зависимо, сколько человек пользуется водой, давление в системе остается постоянным.
Экономия электроэнергии

Это также очень важно. Преобразователь частоты стоит не дешево, но экономия от его использования окупается через два года.
Преобразователь защищает насос

Если в системе закончится вода, то преобразователь отключится, тем самым предотвратит сгорание насоса. Если в насосе заклинят рабочие колеса, он также выключится. Если в системе есть утечки, он будет несколько раз перезапускаться, потом отключится, так как наличие утечек может повредить насос. В частотнике предусмотрена защита от перенапряжения. Если напряжение высокое, он просто не запустится. При очень низком напряжении преобразователь тоже не запустит насос, так как двигатель может выйти из строя. Также частотник имеет защиту по току. Часто бывает, что на вал двигателя могут намотаться посторонние предметы, или попасть песок, который будет подклинивать рабочие колеса. В этом случае ток в обмотке двигателя будет расти, но тепловая защита еще не сработает, частотник также отключит насос, чтобы можно было провести чистку насоса. Обычные средства защиты не спасают от повышенного тока, потому что тепловая защита рассчитана на максимальный ток. А когда номинальный ток повышается на 20%, это незаметно, но происходит медленное убивание мотора насоса. Повышенный ток приводит к расслоению обмоток двигателя, лака на них, постепенно обмотка сгорает. Потребитель заметит этот процесс только через 2-3 месяца.

Частотник обладает большим комфортом. Его использование в частном доме позволяет получить полноценный водопровод с постоянным давлением. Занимает малые габариты, экономит электроэнергию

Это немаловажно, так как насосы обычно имеют большую мощность, 1,5 – 2 кВт. На преобразователи дается гарантия от 1 до 2-х лет заводом производителем

Обзор популярных моделей

Реле давления бывают двух видов: механические и электронные, последние намного дороже и редко применяются. На рынке представлен широкий ассортимент приборов от отечественного и зарубежного производителя, облегчающий выбор необходимой модели.

РДМ-5 Джилекс (15 у. е.) — наиболее популярная качественная модель от отечественного производителя.

РДМ-5

Характеристики

диапазон: 1,0 — 4,6 атм.;
минимальный перепад: 1 атм.;
рабочий ток: максимум 10 А.;
класс защиты: IP 44;
заводские настройки: 1,4 атм. и 2,8 атм.

Genebre 3781 1/4″ (10 у.е.) — бюджетная модель испанского производства.

Genebre 3781 1/4″

Характеристики

материал корпуса: пластик;
давление: верхнее 10 атм.;
соединение: резьбовое 1.4дюйма;
вес: 0,4 кг.

Italtecnica PM/5-3W (13 у.е.) — недорогое устройство итальянского производителя со встроенным манометром.

Italtecnica PM/5-3W

Характеристики

максимальный ток: 12А;
рабочее давление: максимум 5 атм.;
нижнее: диапазон регулировки 1 — 2,5 атм.;
верхнее: диапазон 1,8 — 4,5 атм.

Монтирование автоматики

Для монтажа автоматики на насос требуется знать, как правильно подключать узлы. Для разных блоков схема может отличаться, а её особенности чаще всего находятся в сопроводительной документации к блоку. Для примера можно рассмотреть установку системы первого поколения, так как она самая простая.

Вначале следует надеть на резьбу гидроаккумулятора «американку» (специальный фитинг), чтобы потом подключить к ней тройник. Также она пригодится для удобной замены составляющих, так как фитинг легко снимается. В резьбу тройника нужно установить датчик регулировки и измерения давления.

Все соединения следует уплотнить фум-лентой для предотвращения протечки и падения давления. Далее один конец трубы нужно закрепить на гидроаккумуляторе, а другой – на насосе.

Трубу с насосом следует уложить на ровной поверхности. В петли на корпусе устройства нужно продеть трос для страховки от падения длинной в 3 м, после чего прикрепить его и кабель питания на трубе с промежутками в 150 см. Вторую часть троса нужно зацепить рядом со скважиной.

После проверки крепления можно опускать насос в воду и натягивать страховку. Отверстие скважины следует закрыть сверху колпаком или крышкой, чтобы внутрь не попадал мусор. Кабель вначале нужно вставить в регулятор давления, а потом в шкаф управления.

Если все подключено можно начать подачу воды, но перед этим требуется открыть клапан на гидроаккумуляторе, чтобы выпустить воздух. После того, как из отверстия для выхода воздуха пойдёт вода можно закрывать клапан и начинать настройку регулятора давления. Стандартный показатель нижнего предела – 1.5 атм., а верхнего – 3 атм. Если показатели отличаются, то можно отрегулировать их с помощью винтов на манометре.

Подключение наружного насоса практически не отличается от погружного, но небольшие различия есть. К насосу требуется прикрепить трубу, с шириной от 20 до 40 мм, на конце которой нужно поместить обратный клапан, чтобы вода из труб не вытекала обратно.

Установка поверхностного электронасоса

Насосное оборудование с автоматикой устанавливают в помещении или кессоне. Использование последнего варианта обходится дороже, но в некоторых случаях он предпочтительнее. Поверхностным аппаратам трудно или невозможно поднять воду с глубины более 8 м.

Кессон позволит опустить агрегат ниже поверхности на 1 м, повышается давление. На станции установлено все необходимое, подсоединяют только патрубки.

Диаметр входного элемента – 25 или 35 мм. На другой конец через фитинг устанавливают обратный клапан. Опускают трубу в скважину, чтобы она на 1 м погрузилась в жидкость. Через заливное отверстие станцию и приемный патрубок заполняют водой. Включают агрегат – если соединения герметичные, будет закачиваться вода.

Установка погружной помпы и ее подключение

Возможны 2 варианта монтажа – через оголовок в кессоне, где находится все оборудование, или посредством адаптера. Тогда автоматика размещается в здании. Ее выбирают исходя из модели насоса для воды. К недорогой отечественной или китайской покупают такую же систему управления – с этими помпами возможности продвинутой автоматической системы полностью не реализуются. Для фирменных моделей необходимы соответствующие автоматические модули.

Подключение производится по линейной схеме обвязки. Начинают с гидроаккумулятора, если он используется:

подматывают на резьбу фум-ленту, устанавливают «американку»;
к ней подсоединяют переходник;
к нему – манометр и реле;
через фитинг трубу крепят одной стороной к переходнику гидроаккумулятора, другой – к насосу.

Дальше приступают к подготовке помпы:

присоединяют подающий шланг;
закрепляют на корпусе страховочный трос;
его и кабель хомутами фиксируют на шланге;
опускают в скважину.

Электрокабель через реле подключают к сети. Включают насос, начинается закачка воды в гидроаккумулятор. Открывают кран, спускают воздух, затем закрывают. Смотрят на показания манометра. Когда вода закачана, стандартное давление 2,8 атм. Включаться помпа должна при падении давления до 1,5 атм.