Armoire de commande pour pompes : types, schémas de raccordement, aperçu des modèles populaires

L'entretien d'un système d'alimentation en eau autonome comprend le contrôle de l'équipement de pompage et de l'état des canalisations, la mise en conservation du réseau en cas d'absence prolongée, et une gestion automatique rationnelle.

L'automatisation est facile à mettre en œuvre en installant à un endroit dédié une armoire de commande pour pompes – une station de distribution compacte fonctionnant selon plusieurs modes. Nous vous expliquerons en détail comment réaliser correctement son assemblage et son installation. En suivant nos conseils, vous pourrez effectuer correctement le raccordement de l'équipement.

Nous avons présenté la configuration typique de l'armoire de commande. Nous avons décrit les fonctions supplémentaires qui peuvent être installées et utilisées. Les informations proposées ont été complétées par des illustrations et des vidéos utiles.

Fonction et composition de l'armoire de commande de pompes

Le contenu technique des différents modèles varie, car les points de contrôle ont une orientation fonctionnelle individuelle.

Les fabricants proposent des schémas standard prêts à l'emploi, mais ils ne répondent pas toujours aux exigences spécifiques. C'est pourquoi il existe un service de fabrication d'une unité de commande sur mesure. Pour commencer, nous allons examiner les points communs à tous les modèles.

Fonctions de l'armoire de commande

La fonction principale de toute station de distribution est d'organiser le fonctionnement de l'équipement qui lui est connecté, en l'occurrence les pompes. À partir d'un seul poste de commande (ce qui est pratique si la distance entre les installations est grande), le contrôle des moteurs des pompes de drainage, de surface et de puits est effectué efficacement.

Le nombre d'unités connectées peut varier. La connexion minimale est celle d'une pompe de forage ou d'une pompe submersible qui assure l'alimentation en eau et fournit de l'eau à l'ensemble du système d'alimentation en eau (chauffage, lutte contre l'incendie). En plus, on connecte une pompe de drainage nécessaire pour évacuer l'eau dans les situations domestiques et d'urgence.

La mise en marche/arrêt automatique des moteurs de pompe facilite la vie des propriétaires de maison privée, leur permettant de passer leur temps libre en famille plutôt qu'à actionner manuellement des interrupteurs.

Plusieurs autres fonctions pratiques que l'on peut « confier » à l'automatisme :

• le contrôle de la tension du réseau nécessaire au fonctionnement ininterrompu des équipements ;
• la protection des mécanismes contre les coupures d'alimentation et les courts-circuits ;
• le contrôle du niveau d'eau dans le puits (ou autre réservoir) et la réaction en cas d'insuffisance ;
• la détection des variations de pression et le réglage des paramètres optimaux (arrêt du moteur en cas d'atteinte d'un seuil critique, redémarrage lors du rétablissement des valeurs) ;
• le contrôle à distance des pompes de puits, auxquelles l'accès direct est impossible ;
• la répartition de la charge entre plusieurs groupes ou le raccordement d'urgence d'une solution de repli.

Grâce à la gestion automatisée centralisée, le fonctionnement des stations de pompage devient plus productif et la durée de vie des équipements électriques augmente considérablement. Les systèmes électroniques modernes permettent de programmer les mécanismes et de les activer selon un mode pratique (par exemple, uniquement pendant la journée).

Image du boîtier et schéma de l'armoire de commande avec appareillage de protection et de démarrage et carte de redémarrage automatique de la charge de secours, sans précision de la modification spécifique (+)

Tous les défauts sont enregistrés et, en cas de situation d'urgence, l'alarme se déclenche. Du point de vue matériel, cela permet des économies d'énergie et, par conséquent, une réduction de la facture d'électricité.

Exemple de schéma structurel d'automatisation d'une station de pompage avec deux pompes connectées (380 V), utilisant un variateur de fréquence électrique (+)

Brève description de la configuration standard

La présence de certains éléments dépend du nombre et de la catégorie des pompes, des capacités techniques plus ou moins étendues, et de la présence de fonctions supplémentaires.

Commande de la pompe Napor 3.3 : schéma fonctionnel de l'appareil. L'arrêt automatique et la signalisation d'un état d'urgence sont effectués en cas de surcharge, de marche à sec ou de variation du niveau d'eau dans le réservoir (+)

La configuration de base de la plupart des modèles mis en vente est la suivante :

• Boîtier métallique rectangulaire avec un panneau de commande situé sur la face avant. La conception du panneau peut varier, mais il comporte obligatoirement des voyants et des boutons de type « Marche » ou « Arrêt ».
• Un ou plusieurs commutateurs permettant d'activer/désactiver la pompe en mode manuel.
• Fusibles et éléments de protection.
• Unité de contrôle régulant la tension triphasée.
• Variateur de fréquence nécessaire au contrôle du moteur asynchrone.
• Bloc de réglage automatique responsable de l'arrêt programmé et d'urgence de l'équipement.
• Ensemble de capteurs indiquant la pression et la température de l'eau.
• Relais thermique.
• Jeu de voyants – signalisation lumineuse.

Les fonctions principales intégrées dans le bloc de commande dépendent de plusieurs facteurs. Par exemple, en présence de deux pompes, principale et secondaire (de secours), un programme est installé qui permet d'activer les deux mécanismes en alternance.

Panneau de commande de deux pompes fonctionnant en mode de secours. L'avantage de la mise en marche par intervalles est une répartition uniforme de la charge et une augmentation de la durée de vie prévue.

Le capteur de température protège l'équipement contre la surchauffe et le fonctionnement à sec (cette situation se produit souvent dans les puits à débit insuffisant). L'automatisme arrête le fonctionnement de l'équipement et, lorsque les conditions de captage d'eau redeviennent favorables, il redémarre le moteur de la pompe connectée.

Les dispositifs de protection contre les surtensions, la perte de phases et les mauvais branchements protègent les mécanismes et les empêchent de fonctionner en mode dégradé. Ils corrigent les paramètres du réseau et ne reconnectent l'équipement automatiquement qu'après le rééquilibrage des indicateurs.

La protection contre les surcharges fonctionne à peu près de la même manière. Par exemple, il est interdit d'activer simultanément deux pompes, ce qui entraîne des dépenses inutiles et une utilisation irrationnelle de l'équipement.

Pratiquement tous les systèmes bien réglés offrent la possibilité de passer d'une commande entièrement automatisée à une commande manuelle. Ceci est nécessaire pour la maintenance, les travaux de réparation, le remplacement de pièces usées ou grillées.

Supposons que si une pompe tombe en panne, il est possible de la retirer sans difficulté et de l'envoyer en réparation, en désactivant l'automatisme et en utilisant la commande manuelle.

Options et fonctionnalités supplémentaires

Divers fabricants incluent dans le kit de base des fonctions supplémentaires qui étendent les capacités de commande. Par exemple, la société Alta Group propose le système AVR – l'activation de l'alimentation de secours en mode automatique. La nécessité de cette fonction s'explique par le fait que le fonctionnement de la station de pompage fait partie du système de survie de la maison ; par conséquent, le réseau doit fonctionner en mode continu.

Le principe de fonctionnement de l'AVR est le suivant : dès que l'alimentation électrique principale s'arrête, le réseau de secours est automatiquement mis en service. Il agit jusqu'à la reprise du fonctionnement de la source principale.

Lorsqu'il est reconnecté, le système intelligent vérifie l'optimalité des paramètres et ne rebranche le réseau principal qu'en cas de réponse positive. Si l'analyse des tests est insatisfaisante, le système continue de fonctionner à partir de la source de secours.

Les basses températures et une humidité élevée sont les ennemis des composants électroniques de l'armoire, c'est pourquoi les fabricants proposent un service d'isolation supplémentaire. Celui-ci est pertinent pour les régions du nord et pour toutes les régions où l'équipement se trouve à l'extérieur.

Ce que l'on appelle le « pack chaud » – c'est une couche d'isolant placée à l'intérieur. Les CHOUN isolés thermiquement fonctionnent dans une plage de températures assez large – de -40°C à +55°C.

Un ajout assez courant pour protéger les moteurs des pompes contre les surcharges est le système de démarrage progressif. Il consiste en un mode d'alimentation en tension soigneusement et progressivement croissant, grâce auquel le moteur est protégé d'un démarrage brusque, et est mis en service lentement et en douceur.

La fonction moderne de télégestion permet de contrôler les stations de pompage à distance. Les systèmes d'alerte à distance sont constamment connectés à GPRS, à un modem radio ou à Internet, grâce à quoi, en cas d'urgence, le système de verrouillage s'active immédiatement et le signal est transmis à un dispositif récepteur (téléphone ou ordinateur portable).

Une option pratique permettant de définir un programme spécifique est possible grâce à l'utilisation d'un contrôleur. En mode automatique, il peut influencer indépendamment le fonctionnement des pompes, connecter des appareils supplémentaires et optimiser le fonctionnement du système dans son ensemble.

L'indication implique la présence sur le couvercle de l'armoire d'un panneau électronique affichant la tension et l'intensité du courant, ainsi que des données statistiques : nombre de démarrages, heures de fonctionnement des moteurs, volume d'eau.

Une autre option réussie pour obtenir des informations sur l'arrêt du système ou la survenue d'une situation d'urgence est l'installation d'une alarme lumineuse et d'une sirène. En cas de force majeure, le feu clignotant s'allume vivement et un dispositif sonore spécial émet un signal sonore fort et répété.

Exemples de schémas de raccordement électriques et techniques

L'assemblage de l'équipement a lieu en conditions de production, où sont également établis les schémas de principe de l'armoire de commande des pompes. Les schémas de câblage d'une seule pompe sont les plus simples, bien que l'ensemble des appareils supplémentaires puisse compliquer l'installation.

Prenons comme exemple le modèle SHUN-0.18-15 (société Rubej), conçu pour la commande manuelle et automatique des entraînements électriques d'une station de pompage. Le schéma de commande se présente comme suit :

Sur le couvercle du boîtier se trouvent les boutons marche/arrêt, un interrupteur pour la sélection du mode de fonctionnement, un ensemble d'indicateurs signalant le bon état du système (+)

Le fabricant propose 19 exécutions de base qui diffèrent par la puissance du moteur électrique de la station de pompage – de 0,18 kW à 55-110 kW.

À l'intérieur du boîtier métallique se trouvent les éléments suivants :

• un disjoncteur automatique ;
• un relais de protection ;
• un contacteur ;
• une source d'alimentation de secours ;
• un contrôleur.

Pour le raccordement, un câble d'une section de 0,35-0,4 mm² est nécessaire.

Exemple de raccordement du modèle SHUN-0.18-15 (pour pompe de drainage ou d'incendie) du fabricant Rubej avec un seul entraînement et un contrôleur régulant le fonctionnement de l'équipement (+)

Les ShUN Grantor, destinés aux travaux de drainage, contrôlent les moteurs asynchrones et disposent de deux modes de commande : manuel et automatique. Le réglage manuel s'effectue depuis le panneau avant du boîtier, le réglage automatique agit à partir de signaux externes de relais (électrodes ou flotteurs).

Triple schéma illustrant le fonctionnement de l'armoire pour 1, 2 et 3 pompes avec automatisme à flotteur. En présence de 2 pompes ou plus, une répartition de la charge entre l'équipement de travail et de réserve est proposée.

Principe de fonctionnement de l'armoire de commande des pompes en mode automatique : en cas de baisse critique du niveau d'eau dans le puits de captage et d'activation du flotteur n°1, le fonctionnement de toutes les pompes s'arrête. Lorsque le niveau de liquide est normal, le flotteur n°2 s'active et l'une des pompes démarre. Lorsque d'autres flotteurs situés à des niveaux plus élevés s'activent, les autres unités sont mises en service.

Particularités de l'installation des stations de contrôle

Toutes les versions des ShUN, sans exception, sont des dispositifs complexes fonctionnant sur le réseau électrique, ce qui signifie que l'installation, la mise en service, l'entretien et la réparation de l'équipement doivent être effectués conformément aux instructions du fabricant. Les règles énoncées dans les instructions des différents modèles peuvent différer, car les conceptions des mécanismes et les caractéristiques techniques sont également différentes.

Schéma des connexions électriques de l'armoire de commande de l'équipement de pompage OVEN ShUN 1. Grâce à l'utilisation de convertisseurs de fréquence de la marque OVEN, les économies d'énergie atteignent 35%.

Plusieurs règles générales importantes :

• L'installation s'effectue dans une zone protégée contre les explosions.
• La température et l'humidité dans le local doivent correspondre aux paramètres indiqués par le fabricant (par exemple, température de 0°C à +30°C).
• Le raccordement de l'équipement électrique doit être effectué par une personne disposant d'une autorisation spéciale.
• Les paramètres du ShUN doivent correspondre aux paramètres de tout l'équipement raccordé.
• L'installation est réalisée conformément aux schémas de principe fournis en annexe de la notice.
• La section du câble doit correspondre aux données indiquées dans la notice.

Les stations de commande domestiques situées dans le secteur privé sont soumises aux mêmes exigences que les points de contrôle industriels. Elles doivent être installées dans un endroit sec et chaud, facile d'accès pour l'entretien. Il peut s'agir d'un sous-sol, d'une pièce spécialement dédiée, d'une extension de la maison ou d'un débarras protégé.

Contrairement aux grandes armoires industrielles, les modèles domestiques sont compacts et légers, c'est pourquoi ils sont le plus souvent proposés en version murale.

Le raccordement doit être effectué après que le système d'alimentation en eau a été entièrement installé, que la conduite de refoulement a été amenée, que les câbles ont été posés, que les composants ont été assemblés et que l'isolation de tous les éléments électriques a été réalisée. Après avoir branché l'armoire de commande des pompes, il faut vérifier son fonctionnement à la fois en mode manuel et en mode automatique.

Assistance technique et service après-vente

Certaines entreprises fabricant des armoires de commande affirment qu'aucune maintenance n'est nécessaire. C'est effectivement le cas, mais une vérification régulière du boîtier de commande par l'organisme exploitant est nécessaire. Il existe une périodicité établie par le fabricant, et pour le bon fonctionnement de tous les appareils, il est impératif de la respecter.

Avant l'inspection ou le remplacement de pièces, il est nécessaire de couper l'alimentation électrique et de verrouiller l'équipement pour éviter tout réenclenchement. Vous pouvez vérifier vous-même la fiabilité des connexions. La liste des pannes potentielles, ainsi que les moyens possibles de les éliminer, est généralement également fournie par le fabricant.

Armoire de commande pour pompe de forage ou pompe immergée avec variateur de fréquence, destinée à une utilisation dans les chaufferies industrielles, les services publics ou les maisons individuelles, réalisée sur mesure selon un cahier des charges individuel.

Par exemple, un défaut très simple : le voyant indiquant que le système est connecté au câble électrique ne s'allume pas. Trois causes possibles : absence de tension dans le réseau, disjoncteur automatique défectueux ou lampe grillée. En conséquence, la solution au problème sera de rétablir la tension, de remplacer le disjoncteur ou la lampe.

Si un défaut ne peut pas être résolu par vous-même, vous devez contacter des spécialistes du centre de service.

Aperçu des modèles populaires

Bien qu'il soit possible de fabriquer des CHOUNE sur mesure, de nombreuses entreprises proposent des modèles de base. Leur assemblage est réalisé en fonction de la demande des consommateurs. Nous vous proposons une brève description des armoires que vous pouvez acheter ou commander sur les sites officiels des entreprises ou dans les boutiques en ligne.

Armoire de commande Grundfos Control MP204

Les armoires de commande Grundfos Control MP204 sont conçues pour le fonctionnement automatique et la protection d'une seule pompe.

Les paramètres de Grundfos Control MP204 peuvent être réglés en mode manuel et automatique, et il existe deux valeurs de seuil : la première est un avertissement, la seconde un déclenchement d'urgence. Le journal des déclenchements avec énumération des causes de réaction est stocké en mémoire.

Caractéristiques techniques :

• Tension – 380 V, 50 Hz
• Puissance des moteurs de l'équipement raccordé – de 1,1 à 110 kW
• Plage de température – de -30°C à +40°C
• Degré de protection : IP54

L'avantage est la possibilité de transmission de données CIU et le réglage des paramètres via Grundfos GO.

Armoire de commande NPO STOIK

Stations de contrôle des groupes de pompage (SCGP) de la société NPO STOIK. Elles sont conçues pour le contrôle automatique des pompes submersibles de captage et de drainage, et peuvent prendre en charge de 1 à 8 connexions.

Exemple de réalisation d'une SCGP de 30 kW dans un boîtier métallique suspendu avec un démarreur progressif Aucom et un variateur de fréquence Delta

Caractéristiques techniques :

• Tension – 380 V, 50 Hz
• Puissance des moteurs de l'équipement connecté – de 0,75 à 220 kW
• Plage de température – de -10°C à +35 °C
• Degré de protection : IP54

Parmi les fonctions de base – la mise en marche automatique de la ventilation si la température à l'intérieur de l'armoire dépasse la normale.

Armoires de la marque Grantor

Les armoires multifonctionnelles de la marque Grantor sont conçues pour l'entretien des systèmes de circulation et des systèmes de drainage.

Modes de fonctionnement possibles : circulation et drainage par capteur analogique ou par pressostat. Deux variantes d'algorithme de fonctionnement permettent la mise en marche simultanée ou alternée des pompes.

Caractéristiques techniques :

• Tension – 1x220 V ou 3x380 V, 50 Hz
• Puissance des moteurs de l'équipement connecté – jusqu'à 7,5 kW par moteur
• Plage de température – de 0°C à +40 °C
• Indice de protection : IP65

En cas de situation d'urgence et de panne du moteur électrique de la pompe (due à un court-circuit, une surcharge, une surchauffe), l'équipement s'arrête automatiquement et une option de secours est activée.

Armoires Wilo SK

Les gammes SK-712, SK-FC, SK-FFS de la marque Wilo sont conçues pour contrôler plusieurs pompes – de 1 à 6 pièces.

Plusieurs schémas automatiques de l'armoire Wilo SK-712 simplifient grandement le fonctionnement des stations de pompage.

Caractéristiques techniques :

• Tension – 380 V, 50 Hz
• Puissance des moteurs de l'équipement connecté – de 0,37 à 450 kW
• Plage de température – de +1°C à +40 °C
• Degré de protection : IP54

Pendant l'exploitation, tous les paramètres techniques sont affichés sur l'écran. En cas de situation d'urgence, un code d'erreur s'affiche.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vous pouvez en savoir plus sur le fonctionnement des armoires de contrôle des pompes en consultant les vidéos suivantes.

Comment fabriquer une armoire de contrôle de pompage (ACP) simple soi-même :

Exemple de fonctionnement d'une ACP typique sur un banc d'essai :

L'utilisation des armoires de contrôle des pompes permet d'utiliser efficacement les ressources des équipements de puits ou de drainage et d'économiser de l'énergie. En connaissant les caractéristiques techniques de votre station de pompage, vous pouvez acheter un modèle de base d'ACP ou passer une commande selon un schéma personnalisé.

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