靜壓投入式液位變送器與PLC組態在蓄水池液位測量中的應用

本文概述：
本文的案例非常具有代表性，本文所提到的原料分廠1# 料場的露天水除塵系統蓄水池，是一種我們在工農業生產中非常常見的設施，比如在建筑工地，消防區域，灌溉地塊，都會　普遍性地建造這種蓄水池，由于蓄水池內的水時長期是處于動態的使用過程中，因此蓄水池內必須要長期保持一個安全水位狀態。在沒有自動化控制系統問世的早期時候，這些蓄水池都是采用人工開關閥門蓄水，因為人工操作的不穩定和疏忽，經常有有水位過低導致水泵燒損的事故。為了保證蓄水池供水與用水系統的正常工作，蓄水池水位需要采取自動方式控制。水位自動控制中的關鍵點就是液位變送器，為了能夠使蓄水池持續保持在安全水位，本文將詳細介紹靜壓投入式液位變送器在PLC 自動控制中的應用。RZ-JY500系列靜壓投入式液位變送器產品就是其中典型的代表。



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方案背景：
原料分廠作為八鋼鋼材生產工藝流程的源頭起著至關重要的作用，尤其是1# 料場它承擔著新區3 座高爐的原材料供給，主要有燒結礦，生礦，球團礦等。現場粉塵顆粒非常大，對空氣污染很嚴重，為了減小粉塵對空氣環境的污染，使工作人員的環境得以改善，在210000 平方米的料場上安裝了26 臺高壓噴霧水槍。為保證水除塵系統正常工作，下面將介紹液位變送器如何應用到自動控制系統中。
 
1 電動供水閥的控制電路

控制電路圖如圖1，現場操作人員檢控水位情況進行補水：當轉換開關撥到手動位置時，操作人員監控水位未達到安全水位2.5 米時，按下開水閥啟動按鈕SB2 時，電動閥打開接觸器KM1吸合，KM1 輔助觸電自保，電動閥打開，開始補水，當電動閥門已在完全打開狀態后，SQ1 限位開關閉合，接通中繼KA1,KA1 中繼輔助常閉點斷開，使電動閥打開接觸器KM1 斷開，使電動閥電機停止運行；當工作人員監控達到規定水位3 米后，按下SB3 關水閥啟動按鈕時，電動閥關閉接觸器KM2 吸合，KM2 輔助觸電自保，電動閥關閉，停止補水，當電動閥門已完全關閉狀態時，SQ2 限位開關閉合，接通中繼KA2,KA2 中繼輔助常閉點斷開，使電動閥關閉接觸器KM2 斷開。使電動閥電機停止運行。
 
　　2 液位變送器的選擇
　　液位變送器，可稱為液位計的顯示儀表，可簡稱為液位計，不包含其液位傳感器的部件。液位變送器液位測量通常指對工業生產過程中封閉式或敞開容器中液位的高度進行檢測；我們選用投入式液位變送器（液體靜壓式，用于普通液體）采用高性能的擴散硅壓阻式壓力傳感器作為測量元件，經過高可靠性的放大處理電路及精密溫度補償，將被測介質的表壓或絕壓轉換為標準的電壓或電流信號。體積小巧，使用安裝方便，直接投入水中即可測量出變送器末端到液面的液位高度。選擇液位計時應考慮以下因素：
　　(1) 測量對象，如被測介質的物理和化學性質，以及工作壓力和溫度、安裝條件、液位變化的速度等；
　　(2) 測量和控制要求，如測量范圍、測量( 或控制) 精確度、顯示方式、現場指示、遠距離指示、與計算機的接口、安全防腐、可靠性及施工方便性。
因此根據現場情況：蓄水池的高度為3 米，及液體介質為：水。因此采用康宇測控儀器儀表工程有限公司的投入式液位表送器（量程：0-6m，供電：24VDV，輸出：4-20mADC 兩線制)。
 
3 系統框圖

圖2 為整個供水系統框圖。由液位變送器、PLC 和電動供水閥組成。安裝在蓄水池內的投入式液位變送器將水位轉換成4-20mADC 電信號，電信號傳達到PLC，控制供水管路上的電動水閥的開與關。
 
4 液位變送器的標定

 
　　5 液位變送器的自動控制
當圖1 中轉換開關轉到自動狀態后，（圖1）集中自動中繼KA3 吸合，（圖3）KA3 常開輔助點將信號傳送至PLC，PLC 將通過液位變送器采集4-20Am 電流模擬量信號通過功能塊FC105轉換后得到與蓄水池液位相符的讀值MD90，此讀值在通過PLC程序（圖4）進行邏輯判斷：

MD90 值小于2 米時, 則PLC 輸出模塊( 圖3)Q10.1 發出信號，K1 中繼吸合，（圖1）K1 輔助常開點閉合，電動閥打開接觸器KM1 吸合，電動閥開始給蓄水池供水，當電動閥門已在完全打開狀態時，（圖1）SQ1 限位開關閉合，接通中繼KA1,（圖3）KA1 中繼輔助常閉點斷開，使電動閥打開接觸器KM1 斷開，使電動閥電機停止運行；
MD90 值大于等于2.5 米時, 則PLC 輸出模塊( 圖3)Q10.2 發出信號，K2 中繼吸合，（圖1）K2 輔助常開點閉合，電動閥打開接觸器KM2 吸合，電動閥開始關閉，當電動閥關到位時，（圖1）SQ2 限位開關閉合，接通中繼KA2,（圖3）KA2 中繼輔助常閉點斷開，使電動閥關閉接觸器KM2 斷開，使電動閥電機停止運行。
 
　　5本文結論:
　　通過對1# 料場露天水除塵系統蓄水池的自動供水技術改造，成功的運用靜壓投入式液位變送器，實現了蓄水池水位的自動補給功能，有效的避免因為人工補給帶來的設備事故隱患，節約了人力資源，供水系統更加穩定準確，提高了工作效率，使得料場水除塵系統能夠穩定運行。


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