ست کنترل

ست کنترل (کلید اتوماتیک دیجیتال پمپ آب) چیست؟

ست کنترل (Set Control) ، کلید اتوماتیک دیجیتال یا کنترلر پمپ یک وسیله‌ی الکترونیکی است که عملکرد پمپ را مدیریت می‌کند. درواقع ست کنترل با روشن و خاموش کردن به‌موقع پمپ، دبی و فشار خروجی را در رنج مناسب نگه داشته و کارکرد پمپ را بهینه می‌کند. استفاده از آن، باعث افزایش طول عمر پمپ شده و نقطه‌ی عملکرد پمپ را نزدیک به بهترین نقطه‌ی عملکرد نگه می‌دارد.

(نمونه ای از ست کنترل بارلی مدل PC-10)

نحوه کار ست کنترل:

ست کنترل از قطعات الکترونیکی برای کنترل توان ورودی به الکتروموتور، سنسورهایی برای محافظت از پمپ، قطعاتی برای عملکرد درست کنترلر و سنسورهای دیگر برای بررسی شرایط کاری پمپ تشکیل شده است. برخی از آن ها ساده بوده و همراه با پمپ توسط سازنده ارائه می‌شوند اما سایر ست کنترل‌ها، عملکرد تخصصی‌تری داشته و برای کاربردهای خاص کاربر، طراحی شده‌اند.

به دلیل اینکه خرابی پمپ می‌تواند کاربر را دچار مشکلات زیادی کند، محافظت از پمپ و الکتروموتور از اولویت‌های سیستم‌های پمپاژ است. حداقل کار برای جلوگیری از خرابی پمپ، اطمینان از عدم داغ شدن پمپ و الکتروموتور و وجود سیال در پمپ هنگام کار کردن است. کلید اتوماتیک دیجیتال می‌تواند این وظایف را به‌خوبی انجام دهد.

کنترلر پمپ باید وضعیت متغیرهای پمپ را که برای محافظت و کنترل، موردنیاز هستند، بداند. این بدین معنی است که کنترلر باید به سیستمی که وضعیت عملکرد را پایش می‌کند، متصل باشد. پایش عملکرد پمپ شامل موارد زیر است:

• اضافه‌بار الکتروموتور: محافظت از پمپ زمانی که جریان الکتروموتور بالاتر از جریان نامی آن باشد.
• سنسورهای دما: محافظت از پمپ زمانی که دمای پمپ و الکتروموتور بیشتر از حد مجاز باشد.
• سنسورهای سطح: کنترل و محافظت از پمپ برای اطمینان از خاموش ماندن پمپ درصورت عدم وجود سیال
• سنسور جریان: برای بررسی حرکت سیال
• سنسور فشار: برای تنظیم سرعت توسط کنترلر

بیشتر بخوانید: انواع پمپ آب خانگی

یک ست کنترل می‌تواند برای کنترل یک یا چند پمپ طراحی شود. وقتی درباره‌ی کنترل پمپ بحث می‌شود، منظور کنترل موارد زیر است:

1. روشن و خاموش کردن پمپ بر اساس اطلاعات دریافتی از سنسورهای زیر:

• سنسور سطح
• سنسور فشار
• سنسور جریان

2. کنترل پمپ با استفاده از:

• سرعت ثابت (پایین) – با استفاده از سافت استارتر
• سرعت ثابت (بالا) – با استفاده از استارتر حالت جامد برای جلوگیری از به‌وجود آمدن ضربه قوچ در آب
• سرعت متغیر – استفاده از محرک با فرکانس متغیر (کنترل فشار یا جریان)

یک کلید اتوماتیک دیجیتال باید توانایی روشن و خاموش کردن پمپ را برای کاربر فراهم کرده، فرایند را کنترل کند و شرایط را بر اساس وضعیت هشدارها، پایش کند. پایش عملکرد هشدارها شامل موارد زیر است:

1. توان اصلی: زمانی که اتصال به برق قطع باشد.
2. کنترل پمپ:

• انتخاب‌گر وضعیت روشن و خاموش پمپ
• انتخاب حالت خاموش به‌صورت دستی
• نقطه‌ی تنظیم سطح مایع و فشار
• سرعت

3. پایش:

• چراغ کار کردن پمپ
• چراغ وضعیت هشدار
• سطح مایع و فشار
• سرعت

معمولاً در سیستم‌هایی که از آب استفاده می‌کنند، ست کنترل اهداف زیر را دنبال می‌کند:

• تأمین حداقل فشار psi30 در خطوط توزیع
• اطمینان از وجود مقدار کافی سیال در مخزن
• محافظت از پمپ و تجهیزات الکتریکی در مواقع اضطراری مانند قطع برق، قطع آب، نوسان ولتاژ و ایراد در قطعات و تجهیزات

در ادامه، عملکرد یک سیستم دارای ست کنترل به همراه سایر تجهیزات متداول را بررسی می‌کنیم. مخزن حبابی (bladder tank) که در شکل زیر با شماره‌ی 11 نشان داده شده است، حاوی هوای فشرده و آب است که توسط یک لایه از هم جدا شده‌اند. با تغییر فشار آب، حجم هوا نیز تغییر می‌کند. اگر فشار آب از حد مجاز پایین‌تر بیاید، هوای فشرده حجیم‌تر شده و کلید فشار که در شکل زیر با شماره‌ی 4 نشان داده‌شده را فعال می‌کند.

در این حالت، کنترلر، پمپ را فعال کرده و فشار آب، افزایش می‌یابد. با افزایش فشار آب، حجم هوا کمتر شده و با رسیدن به حد معینی، کلید فشار قطع شده و کنترلر، پمپ را خاموش می‌کند. با مصرف آب در سیستم، فشار به حالت اولیه‌ی فرایند رسیده و این چرخه، تکرار می‌شود. با تنظیم کلید فشار در رنج مناسب، تعداد دفعات روشن و خاموش شدن پمپ، کاهش یافته و همچنین از ضربه‌ی قوچ آب، جلوگیری می‌شود.

انواع کلید اتوماتیک دیجیتال:

کلید اتوماتیک دیجیتال برای دو نوع سیستم حلقه باز و حلقه بسته به کار می‌رود. در سیستم‌های حلقه باز، سیال تنها یک بار از پمپ گذشته و در سایر بخش‌ها مصرف می‌شود اما در سیستم‌های حلقه بسته، سیال به‌صورت مکرر توسط پمپ، منتقل شده و نقش واسط برای انتقال انرژی یا گرما را دارد. نحوه‌ی کنترل در این سیستم‌ها، متفاوت از هم بوده و مهم‌ترین وجه تمایز نیز کمیت کنترل شونده است که در سیستم‌های مختلف، متفاوت است. در ادامه، چند سیستم مختلف و کمیت کنترل‌شونده در آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

1- سیستم‌های حلقه‌ بسته:

• کنترل بر اساس اختلاف فشار:

اگر در سیستمی دبی حجمی سیال، متغیر باشد، کنترل بر اساس اختلاف فشار، بهترین شیوه‌ی ممکن برای کنترل است. اختلاف فشار در لوله‌ها با سرعت حدود 1000 متر بر ثانیه منتشر می‌شود و به همین دلیل، بدون تأخیر می‌توان در تمام نقاط سیستم از آن مطلع شد. درنتیجه در صورت استفاده از اختلاف فشار به‌عنوان کمیت کنترل‌شونده، پمپ به‌سرعت به شرایط جدید سیستم واکنش نشان می‌دهد.

در سیستم‌های بسته، پمپ تنها به تلفات سیال داخل چرخه غلبه می‌کند و نیاز نیست که مقدار انرژی بیشتری به سیال منتقل شود. شکل زیر نمونه‌ای از این سیستم‌ها را نشان می‌دهد. پمپ زیر، تنها زمانی روشن می‌شود که اختلاف فشار سیال پس از عبور از اجزای مختلف که در این سیستم شامل شیر خفانش و مبدل حرارتی است، بیشتر از حد تعیین‌شده باشد. این عملکرد، بازده سیستم را در حداکثر نگه داشته و پمپ تنها در صورت نیاز، فعال خواهد شد.

بیشتر بخوانید: راهنمای انتخاب بوستر پمپ

این روش کنترل برای کاربردهایی همچون سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی دو لوله‌ای با شیرهای ترموستاتی و سیستم‌های تهویه به کار می‌رود.

• کنترل بر اساس اختلاف دما:

این روش کنترل، وابسته به نیاز سیستم است و هیچ ارتباطی با نقطه‌ی عملکرد پمپ ندارد. کاربرد کنترل با اختلاف دما در سیستم‌هایی است که منحنی مشخصه‌ی لوله‌کشی، متغیر نیست. به‌عبارت‌دیگر نرخ دبی سیال در قسمت‌های مختلف سیستم، ثابت است. در شکل زیر یک سیستم با کنترل به‌وسیله‌ی اختلاف دما را مشاهده می‌کنید که دمای بین ورودی و خروجی منبع انتقال گرما به سیال T به‌عنوان کمیت‌های کنترلی انتخاب شده‌اند.

کاربرد کنترل با اختلاف دما برای مواردی همچون مدارهای تزریق، منیفولدها با اختلاف فشار پایین و مدارهای اختلاط است.

• کنترل بر اساس دمای بازگشتی:

این روش بیشتر در سیستم‌های سرمایش و گرمایش با مبدل‌های حرارتی که از خفانش استفاده نمی‌کنند، کاربرد دارد. پیش‌نیاز این روش، وجود دمای متغیر و وابسته به بار سیستم است. در سیستم‌های سرمایش، باید جهت ست کنترل تعویض گردد؛ بدین معنی که هر زمان دمای بازگشتی سیال پایین آمد، پمپ نیز خاموش شود یا با سرعت پایین‌تر کار کند و برعکس.

هدف این سیستم، ثابت نگه‌داشتن دمای بازگشتی است. این نوع کنترل، باعث کاهش میزان دبی موردنیاز برای گردش در چرخه می‌شود؛ به‌ویژه زمانی که تنها درصد کمی از ظرفیت سیستم موردنیاز است. با استفاده از این روش کنترل، میزان تلفات گرمایی در خط بازگشت، حداقل می‌شوند. به‌این‌ترتیب، این روش برای ژنراتورهای گرما با چگالنده‌ها‌ی مدرن، بهترین شرایط را فراهم می‌کند.

• کنترل بر اساس دمای تغذیه:

این روش کنترلی برای سیستم‌های حلقه بسته و حلقه باز استفاده می‌شود. کاربرد اصلی کنترل بر اساس دمای تغذیه برای سیستم‌های گرمایش با دبی سیال ثابت است و می‌توان در تمام سیستم‌های مشابه، از آن استفاده کرد. پیش‌شرط استفاده از این روش، دمای سیال تغذیه وابسته به شرایط خارج از حلقه است؛ بنابراین در این شرایط، دمای سیال با بار سیستم، تطابق داده شده و سرعت پمپ یا خاموش و روشن شدن آن و درنتیجه دبی سیال با دمای سیال تغذیه، تنظیم می‌شود.

به‌غیراز شرایط توضیح داده‌شده که برای سیستم‌های حلقه باز است، این روش کنترل برای سیستم‌های حلقه بسته نیز به کار می‌رود. در سیستم‌های حلقه بسته، باید دمای تغذیه ثابت نگه داشته شود. به‌عنوان‌مثال، سیستم‌های بازیافت گرما از این شیوه استفاده می‌کنند. در چنین سیستم‌هایی، هدف غلبه کردن بر تغییرات دمای سیال به دلیل تغییر بار گرمایی است. برای کارکرد مؤثر این روش، وجود جریان حداقلی همیشگی برای ادامه‌ی کار ضروری است.

2- سیستم‌های حلقه‌باز:

• کنترل بر اساس فشار:

این روش برای سیستم‌های حلقه باز با دبی سیال متغیر، مناسب است. هدف پمپ با سرعت متغیر، ایجاد فشار کافی برای دبی‌های مختلف و در نقاط عملکرد متفاوت است. در چنین سیستم‌هایی به دلیل دبی متغیر، تلفات سیستم نیز ثابت نخواهد بود. اگر نقطه‌ای که فشار در آن اندازه‌گیری می‌شود در پمپ قرار داشته باشد، مطابق شکل زیر (نمودار A) نمودار کنترلی یک خط ثابت افقی خواهد بود.

این نوع کنترلر درصورت استفاده‌ی صحیح، تنها فشار موردنیاز در حالتی که سیستم تحت بار است را ایجاد می‌کند. این هدف با انتخاب نقطه‌ی مناسب برای اندازه‌گیری فشار دور از پمپ یا استفاده از یک سیستم هوشمند، به دست می‌آید. نمودار این سیستم با حرف B در شکل زیر نشان داده شده است.

سیستم‌های کنترل بر اساس فشار، تنوع زیادی داشته و در کاربردهای خانگی، افزایش فشار سیالات، سیستم‌های اطفای حریق، فرایندهای صنعتی و سیستم‌های سرمایشی استفاده می‌شوند. برای طراحی کنترلر بر اساس فشار، باید اثر تغییرات فشار ورودی و تغییر هد سیال به دلیل ارتفاع در نظر گرفته شوند.

H_FL: فشار جریان (فشار موردنیاز در نقطه‌ی مصرف)

H_GEO: هد آب به دلیل ارتفاع

H_dyn: هد دینامیک (تلفات لوله‌کشی)

H_stat: هد استاتیک (بخشی از هد سیستم که مستقل از دبی است.)

• کنترل بر اساس سطح مایع:

اگر سطح ثابتی از یک مایع در کاربردی موردنیاز باشد، کنترل بر اساس سطح مایع، راه‌حل مناسبی است. هرگونه تغییر در خروجی و ورودی پمپ، باعث تغییر در سطح مایع شده و کنترلر بر اساس ارتفاع لحظه‌ای مایع، سرعت پمپ را تنظیم کرده و یا آن را روشن و خاموش می‌کند. این روش کنترل در مدیریت پساب و سیستم‌های سرمایش استفاده می‌شود.

در طراحی کنترلر بر اساس سطح مایع، باید کمیت‌های دبی ورودی و خروجی، اندازه‌ی پمپ و سرعت کنترلی در نظر گرفته شوند. همچنین علاوه بر ست کنترل، باید سایر تجهیزات اطمینان نیز نصب شده و این تجهیزات حتماً باید مستقل از سیستم کنترلی اصلی و سنسورهای آن باشند.

• كنترل بر اساس دبي سيال:

هدف در اين نوع كنترل،‌ نگه‌داشتن دبي در يك مقدار ثابت است و بايد عوامل دخيل در دبي مانند نوسان فشار ورودي يا مقاومت نسبت به حركت سيال (مانند رسوب در يك فيلتر)، جبران شوند. منحني نمودار هد نسبت به دبي براي اين سيستم‌ها، يك خط عمودي خواهد بود. كنترل بر اساس دبي، كاربردهايي مانند مديريت پساب، فرایندهای سرمایشی و تجهیزات اختلاط دارد.

بیشتر بخوانید: کاربرد پمپ طبقاتی

اجزاء کلید اتوماتیک دیجیتال:

اجزاء تشکیل دهنده ست کنترل عبارتند از:

1. محفظه کنترل

2. دیافراگم تشخیص فشار

3. پلاگ ورودی برق

5. مجموعۀ اتصال

6. اورینگ آب بند ورودی سیال

7. خروجی به همراه ساپورت

8. برد کنترل فشار الکترونیکی

نصب ست کنترل:

نکات زیر برای کنترلرهایی است که مستقیماً در خط لوله‌ی سیال قرار می‌گیرند و عملکرد پمپ با عبور سیال از داخل کلید اتوماتیک دیجیتال مشخص می‌شود.

• کنترلر می‌تواند مستقیماً روی پمپ یا بین پمپ و اولین شیر نصب شود.
• اگر فشار آب بیشتر از 10 بار است، باید یک شیر کاهش فشار در ورودی کنترلر نصب شود.
• هیچ شیری نباید بین کنترلر و پمپ نصب شود.
• نصب کنترلر باید در جهت فلش‌های نشان داده شده در بدنه‌ی آن باشد.
• یک شیر اطمینان باید داخل کنترلر نصب شود تا زمانی که دیافراگم پاره می‌شود، از نشت آب جلوگیری شود.
• ورودی پمپ را بررسی کرده و قبل از روشن کردن کنترلر، مطمئن شوید ورودی و داخل پمپ، پر از آب است.
• به‌طورمعمول فشار ایجادشده توسط پمپ باید یک اتمسفر بالاتر از فشار تعیین‌شده در کنترلر باشد.
• در تنظیمات کنترلر می‌توان مشخص کرد زمانی که فشار ورودی کمتر از فشار حداقل است، پمپ کار کند یا خاموش شود. در مقابل، زمانی که فشار خروجی بیشتر از حد تعیین‌شده شود، پمپ کار نخواهد کرد.

• همانند شکل بالا، توصیه می‌شود خروجی کنترلر با یک لوله‌ی انعطاف‌پذیر به سیستم متصل شود.
• اگر ستون آب بین پمپ و بالاترین شیر، بیشتر از 15 متر باشد، کنترلر نباید مستقیماً روی پمپ نصب شود. برای نصب در چنین شرایطی، کنترلر باید در ارتفاع بالاتری نصب شود؛ به‌گونه‌ای که اختلاف ارتفاع آن و بالاترین شیر، حداکثر 15 متر باشد.

اگر سیال از داخل کنترلر عبور نکند و اطلاعات موردنیاز از طریق سنسورهای خارجی به کنترلر منتقل شوند، دستورات زیر را برای نصب کنترلر دنبال کنید. در ادامه فرض می‌شود روشن و خاموش شدن پمپ توسط کلید شناور انجام می‌شود.

• از خاموش بودن خطوط اصلی برق مطمئن باشید. در غیر این صورت ممکن است به تجهیزات الکتریکی صدمه وارد شود. برای راحتی، این کار را از جعبه‌ی فیوز اصلی انجام دهید.
• ابتدا کلید شناور را در مخزن ثابت کنید و مطمئن شوید که آب با سنسور سطح پایین مشخص‌شده تماس مستقیم دارد. سپس سنسور سطح بالا را تعیین کرده و همین روند را برای آن تکرار کنید.
• کابل‌های تغذیه‌ی کنترل را به منبع برق متصل کنید. معمولاً سیم قرمز به فاز یا مثبت و سیم آبی یا سیاه به نول یا زمین متصل می‌شود.
• ست کنترل با کلید شناور معمولاً دارای یک کنتاکتور است که سنسورها به آن متصل شده و اطلاعات را به جعبه‌ی کنترل اصلی ارسال می‌کند؛ بنابراین سنسورها را به کنتاکتور وصل کرده و خروجی آن را به کنترلر متصل کنید. همچنین ورودی پمپ نیز به خروجی جعبه‌ی کنترلر اصلی متصل می‌شود.

استفاده و تنظیم کلید اتوماتیک دیجیتال:

برای شروع به کار، ابتدا بررسی کنید تا پمپ پر از آب باشد. سپس یک شیر یا وسیله‌ی متصل به خط لوله را در وضعیت نیمه‌باز قرار دهید.

ست کنترل را روشن کرده و وضعیت آن را توسط چراغ‌ها بررسی کنید. زمانی که پمپ کار کند، چراغ نمایشگر روشن بودن پمپ، فعال خواهد شد. شیر یا وسیله‌ی بازشده را ببندید. پمپ باید پس از حدود 10 ثانیه خاموش شود اما چراغ ذکرشده، روشن باقی می‌ماند. اگر پمپ یا خط مکش پر از آب نباشد، عملکرد پمپ دچار خطا خواهد شد.

فشار شروع، فشاری است که پمپ در زمان خاموش بودن، از آن نقطه شروع به کار خواهد کرد. این نقطه توسط کنترلر تنظیم می‌شود و معمولاً با فشار شروع حدود 2 اتمسفر توسط سازنده به‌صورت پیش‌فرض تنظیم شده است. کاربر می‌تواند به‌سادگی این فشار را با چرخاندن پیچی که در کنترلر قرار دارد، تغییر دهد.

برای تغییر فشار شروع ست کنترل:

1- فشاری که در هنگام شروع به کار پمپ توسط فشارسنج نمایش داده می‌شود را بخوانید.

2- منبع تغذیه‌ی الکتریکی را قطع کنید.

3- یک شیر یا وسیله را پس از خروجی پمپ باز کنید تا فشار آب پایین بیاید.

4- پیچ تنظیم را در جهت موردنظر بچرخانید تا به فشار شروع دلخواه برسید.

5- کنترلر را مجدداً به برق وصل کنید. اگر از تنظیمات جدید راضی نبودید، این فرایند را دوباره تکرار کنید.

(نمونه ای از ست کنترل هایتون سری PC-59)

نسبت مقادیر حداقلی و حداکثری فشار پمپ باید در محدوده‌ی مجازی قرار گیرند. تغییر بازه‌ی فشاری که توسط سازنده توصیه می‌شود، باعث کاهش کارایی و بازده پمپ خواهد شد. همچنین بیشترین ارتفاع پمپ که همان فاصله‌ی عمودی پمپ تا بالاترین نقطه‌ی سیستم است، باید متناسب با فشار شروع پمپ باشد. برای یک پمپ خاص، مقادیر ذکرشده در جدول زیر آورده شده‌اند.

در صورت بروز ایراد در پمپ، سنسورها، ست کنترل یا هر نقطه‌ی دیگر در سیستم، کنترلرها دارای برنامه‌ی از پیش تعیین‌شده برای ادامه‌ی کار هستند. به‌عنوان‌مثال برخی از کلید اتوماتیک دیجیتال ها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که در این شرایط، مدت کوتاهی پمپ را روشن کرده و سپس خاموش کنند و این روند را تا برطرف شدن مشکل، ادامه دهند.

عیب یابی ست کنترل:

برخی از مشکلات به وجود آمده در سیستم، ناشی از خرابی یا عدم تنظیم صحیح ست کنترل است. در این بخش، شایع‌ترین مشکلات را بررسی می‌کنیم.

• عدم شروع به کار پمپ: یک بار کلید تنظیم مجدد را فشار دهید. همچنین منبع تغذیه را بررسی کرده و از اتصال صحیح آن اطمینان حاصل کنید. چراغ مربوط به تغذیه حتماً باید روشن باشد. در صورت اطمینان از موارد قبل، برد الکترونیکی کلید اتوماتیک دیجیتال را بررسی کنید. برای این کار، اتصال پمپ و الکتروموتور را قطع کرده و پمپ را روشن کنید. اگر پمپ به‌درستی کار کرد، برد کنترلر نیاز به تعویض یا تعمیر دارد.
• پمپ مکرراً روشن و خاموش می‌شود: وجود نشتی در خط مکش، می‌تواند باعث این مشکل شود. همچنین وجود نشتی از تمام وسایل مصرف‌کننده‌ی آب را نیز بررسی کنید. در صورت اطمینان از موارد قبل، افزایش حداکثر و کاهش فشار شروع می‌تواند دفعات روشن و خاموش شدن پمپ را کاهش دهد اما باید دقت کنید که مقادیر فشارهای تنظیم‌شده در رنج قابل قبولی باشند.
• پمپ خاموش نمی‌شود: اگر نشتی سیال بیشتر از حد معینی باشد، پمپ به‌طور مداوم کار خواهد کرد. همچنین اتصالات الکتریکی نادرست منجر به این مشکل خواهند شد. در صورت بررسی تمام موارد فوق، مدار الکتریکی ست کنترل را نیز تست کنید.

قیمت ست کنترل:

شما عزیزان می توانید با تماس با کارشناسان شرکت آتور صنعت ضمن دریافت مشاوره رایگان قبل از خرید ست کنترل و راهنمایی جهت انتخاب بهترین کلید اتوماتیک مورد نیازتان، از قیمت آن هم مطلع شوید.جهت انجام این کار با شماره تلفن 32004-031 تماس حاصل فرمایید.