Circuito controlador de bomba de água com interruptor de pressão

Um interruptor de pressão é um dispositivo que pode ser usado para detectar a pressão da água em um tanque e operar um motor de bomba d'água quando a pressão ficar muito baixa ou a água no tanque ficar abaixo de um nível mínimo desejado.

A postagem a seguir explica um circuito controlador de pressão de água para manter o abastecimento de água em uma pressão ideal para um apartamento inteiro.

O conceito de design foi solicitado por um dos leitores ávidos deste blog Sr. Jorge Lazcano, Os detalhes podem ser estudados a partir dos seguintes dados:

Requisito principal: Placa de circuito para alternar e combinar a operação de 3 bombas

Estou instalando 3 bombas de igual capacidade em paralelo destinadas a fornecer pressão ao meu edifício. As bombas fornecerão água para um tanque de pressão e haverá 3 interruptores de pressão para controlar o sistema:

1ª chave de pressão: Esta é a chave de pressão de 'controle' ou 'principal'
Configuração: LIGADO a 30 PSI DESLIGADO a 50 PSI.

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2ª chave de pressão: Isto irá detectar se uma bomba não é suficiente e, portanto, irá indicar a placa de circuito para ligar a 2ª bomba.
Configuração: ON em 28 PSI OFF em 48 PSI.

3ª chave de pressão: Se duas bombas ligadas não puderem fornecer a água necessária, isso indicará a placa de circuito que a 3ª bomba precisa ligar.
Configuração: ON em 26 PSI OFF em 46 PSI.

Já o consumo de água varia ao longo do dia. Normalmente, uma bomba ligada será suficiente para satisfazer as necessidades de água na maior parte do dia. Mas também haverá momentos em que uma bomba não é suficiente e, em seguida, uma segunda bomba precisa ser ligada. E, quando a demanda máxima surge, as 3 bombas combinadas são necessárias.

Além disso, para evitar desgaste excessivo em qualquer uma das bombas, a placa de circuito precisa alternar para a próxima bomba na sequência.

Portanto, esta seria a sequência de operação:
DEMANDA FRACA:
PS 1: Liga a Bomba 1: Liga (Bombas 2 e 3 em repouso)
PS 1: desliga a bomba 1: desliga (todas as bombas em repouso)
Próximo ciclo:
PS 1: Liga a Bomba 2: Liga (as bombas 1 e 3 descansam)
PS 1: desliga a bomba 2: desliga (todas as bombas descansam)
Próximo ciclo:
PS 1: Liga a Bomba 3: Liga (as bombas 1 e 2 descansam)
PS 1: desliga a bomba 3: desliga (todas as bombas estão em repouso)

DEMANDA MÉDIA (quando 2 bombas são necessárias):
PS 1 permanece LIGADO, PS 2 LIGA: Bomba 1 e 2 LIGA (Bomba 3 descansa)
Em seguida, o ciclo se repete ligando a bomba que descansou no ciclo anterior

DEMANDA MÁXIMA (quando 3 bombas são necessárias):
PS 1 permanece LIGADO, PS 2 permanece LIGADO, PS 3 LIGA: Bomba 1, 2 e 3 LIGA (sem bomba em repouso)

A alimentação para a placa de circuito pode vir em 115 V ou 230 V (fase única - 60 Hz). Então, eu gostaria que a placa de circuito tivesse sua própria fonte de alimentação, junto com outros componentes:

1. Sua própria fonte de alimentação: Entrada: 85-265VAC Saída: 12VDC-1Amp.
2. 3 relés (para ativar / desativar 3 relés de energia que irão controlar as bombas)
3. Detecção de fluxo na descarga do sistema (para desligar as bombas se nenhum fluxo estiver saindo para proteção via transdutor de fluxo)
4. 3 conectores de entrada (para os pressostatos).
5. Capacidade por meio de jumpers para instruir o sistema a usar 2 das 3 bombas quando for necessário desligar uma bomba para manutenção.

Você pode gentilmente me ajudar com um design de placa de circuito para esta aplicação?
Espero que não seja muito complicado para você ... o que eu duvido

Desde já, obrigado.
George

Antes de discutirmos o diagrama do circuito do controlador de pressão do tanque de água proposto, seria importante saber como funciona um interruptor de pressão.

Interruptor de pressão

Na verdade, é um dispositivo eletromecânico simples que conecta um contato elétrico interno quando a pressão da água em seu bico de pressão excede um ponto predefinido. Os contatos internos são liberados ou abertos quando a pressão diminui abaixo de outro ponto predefinido inferior especificado.

Otimizando a pressão do tanque de água usando interruptor de pressão

O interruptor de pressão acima pode ser aplicado de forma eficaz para o requisito especificado. A narração a seguir descreve todo o procedimento.

O circuito de abastecimento de água necessário para um apartamento com pressão sustentada pode ser visualizado no seguinte diagrama:

Ele atende ao requisito principal de otimizar a pressão do fornecimento de água a uma taxa sustentada, ligando sequencialmente as bombas de água adicionais durante a baixa pressão da água e vice-versa.

Referindo-se ao diagrama, podemos ver 3 estágios idênticos em que 3 interruptores de pressão são configurados com 3 estágios de driver de relé , e os contatos de relé anexados às respectivas 3 bombas de água.

No estágio de driver de relé, usamos um Transistor PNP porque a resposta do pressostato é normalmente DESLIGADA durante baixa pressão e LIGADA quando a pressão atinge o nível de limite máximo.

Isso significa que, quando a pressão está baixa, o interruptor interno do dispositivo de pressão permanece desconectado ou DESLIGADO. Isso permite que o transistor pnp seja ligado através do resistor de polarização de terra de 1 k. O relé também liga e inicia o motor. Esta operação básica é a mesma para todos os 3 estágios da bomba motorizada.

Agora, de acordo com o requisito, vamos assumir que a pressão está muito baixa, o que faz com que todos os 3 pressostatos desconectem seus contatos internos.

Como resultado, todas as 3 bombas motorizadas ligam juntas. Devido a isso, a pressão do abastecimento de água sobe rapidamente e atinge o ponto ideal desejado, o que faz com que o interruptor de pressão 3 e a pressão 2 sejam ligados. Isso consequentemente DESLIGA a bomba motorizada número 3 e 2 conectada.

Neste ponto, apenas o motor 1 faz o abastecimento de água ao apartamento.

No caso de a demanda de água no edifício aumentar repentinamente, faz com que a pressão da água caia de forma que a bomba motorizada nº 1 sozinha se torna insuficiente para atender à necessidade.

A situação aciona o interruptor de pressão nº 2, que inicia a bomba motorizada nº 2 para atender à demanda de alta pressão de água necessária.

No entanto, caso o consumo de água continue aumentando e a demanda ainda não seja atendida pelas 2 primeiras bombas, o interruptor de pressão 3 detecta isso e aciona a bomba motorizada # 3.

O interruptor sequencial LIGADO / DESLIGADO acima das bombas de água em resposta às variações da pressão do tanque de água satisfaz o principal requisito básico.

Mudança da bomba do motor

O segundo requisito é embaralhar as bombas de água umas com as outras de modo que a pressão de trabalho na bomba motorizada 1, que está principalmente LIGADA, possa ser aliviada de tempos em tempos, compartilhando a carga com o motor 2.

Isso garante que a vida útil dos motores seja aprimorada, reduzindo seu efeito de desgaste.

O diagrama acima demonstra como isso pode ser feito por meio de um relé DPDT de comutação simples conectado entre os interruptores de pressão relevantes e os estágios do acionador do relé.

Neste conceito, apenas dois motores são considerados para a mudança, o terceiro motor não está incluído para evitar a complexidade do projeto. Além disso, o compartilhamento de dois motores parece ser suficiente para manter seu desgaste abaixo do nível inseguro.

O relé de mudança faz um trabalho básico. Alternadamente, alterna os acionadores do relé do motor nº 1 e do motor nº 2 nos interruptores de pressão nº 1 e nº 2. O tempo durante o qual cada motor é mantido engatado para o abastecimento de água pressurizada é determinado por um simples Temporizador IC 4060 como circuito conforme apresentado abaixo:

O atraso de tempo após o qual a mudança é iniciada pode ser definido ajustando o potenciômetro de 1 M apropriadamente. Com algumas tentativas e erros, a resistência do potenciômetro pode ser substituída por um resistor de valor fixo.

A fonte de alimentação para todos os estágios eletrônicos pode ser obtida de um adaptador 12 V 1 amp padrão.

Todos os relés são relés de 12 V 30 A.