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技術(shù)文章
超聲波液位計(jì)和浮球液位開關(guān)在控制程序那個(gè)更簡化
閱讀次數(shù)：805 發(fā)布時(shí)間：2019/11/25 9:59:43
超聲波液位計(jì)和浮球液位開關(guān)在控制程序那個(gè)更簡化
在一般的污水處理廠、水處理廠及泵站等，均設(shè)有進(jìn)水口和進(jìn)水泵。在進(jìn)水泵的設(shè)計(jì)中，為了簡便可靠，大多采用浮球液位開關(guān)控制進(jìn)水泵的自動(dòng)開停，目前隨著超聲波液位計(jì)產(chǎn)品的普及，采用超聲波液位計(jì)進(jìn)行液位控制的現(xiàn)場方案也越來越多。并且許多采用浮球液位開關(guān)的控制系統(tǒng)也同時(shí)增加一套超聲波液位計(jì)作為冗余方案，以對于整個(gè)系統(tǒng)的控制增加安全保障，即使其中一個(gè)出現(xiàn)問題，也確保另一套系統(tǒng)能夠?qū)τ诂F(xiàn)場的液位變化做出正確及時(shí)的反應(yīng)。下文對這浮球液位開關(guān)和超聲波液位計(jì)這兩種方案分別作出說明。
浮球液位開關(guān)是～種靠液體的浮力改變自身狀態(tài)來達(dá)到控制目的的設(shè)備。它用一根電纜線連接．置于液面之上，內(nèi)部裝有一個(gè)開關(guān)，當(dāng)液位達(dá)到或降至某一高度時(shí)，浮球液位開關(guān)改變原來直立或傾斜的狀態(tài)，內(nèi)部開關(guān)狀態(tài)隨之改變．信號傳至控制機(jī)構(gòu)。
一、浮球液位開關(guān)控制原理
污水處理廠設(shè)計(jì)日處理能力40萬噸．最大50萬噸，使用了260千瓦，容量1．32一1．54立方米／秒，揚(yáng)程1．32一11．0米．電壓6千伏的進(jìn)水泵6臺(tái)(其中一臺(tái)備用)。進(jìn)水泵前的污水池設(shè)有6個(gè)浮球液位開關(guān)．分成兩組，信號送至可編程序邏輯控制器(工業(yè)常用的一種能按一定順序完成自動(dòng)控稠功能的設(shè)備，以下簡稱PLC。浮球液位開關(guān)的位置如圖1所示：
開泵的控鉬過程為：
當(dāng)液位低于1#浮球液位開關(guān)時(shí)，將發(fā)出低液位報(bào)警信號；
當(dāng)液位高于2#浮球液位開關(guān)時(shí)．開一臺(tái)進(jìn)水泵；
當(dāng)液位高于3#浮球液位開關(guān)對，開兩臺(tái)進(jìn)水泵；
當(dāng)液位高于4#浮球液位開關(guān)時(shí)，開三臺(tái)進(jìn)水泵：
當(dāng)液位高于5#浮球液位開關(guān)時(shí)，開四臺(tái)進(jìn)水泵：
當(dāng)液位高于6#浮球液位開關(guān)時(shí)，開五臺(tái)迸水泵，并發(fā)出高液位報(bào)警信號。
二、超聲波液位計(jì)控制
我廠進(jìn)水污水池口距池底8．7米的池壁上為監(jiān)視水位而裝了一塊超聲波液位計(jì)．其他象配水、回流污泥、出水等處共設(shè)有超聲波測量儀共計(jì)20塊，在7年的正式運(yùn)行中一直處于良好的狀態(tài)，且精度較高．維護(hù)、校驗(yàn)也很方便。為增進(jìn)可靠度，也可以考慮再增加一個(gè)超聲波液位計(jì)．以防因液位計(jì)的故障導(dǎo)致進(jìn)水泵的誤操作。
(1)根據(jù)原設(shè)計(jì)思路和圖1所示尺寸．可以將原PLC程序控制順序改為：
沒兩個(gè)液位計(jì)測量值為X。、X2．儀表的精度為0．2％，表頭至池底的高度為8．7米，可能偏差0．034米，取為o．04米。當(dāng)Xl—X 2)o．04米時(shí)．取消進(jìn)水泵控制的自動(dòng)。
開泵的順序?yàn)椋?/span>
當(dāng)液位上升至2．9 O米時(shí)，發(fā)出低液位報(bào)警；
當(dāng)液位上升至3．12米時(shí)，開一臺(tái)泵；
當(dāng)液位上升至3．34米時(shí)，開兩臺(tái)泵；
當(dāng)液位上升至3．5 6米對，開三臺(tái)泵：
當(dāng)液位上升至3．7 8米時(shí)，開四臺(tái)泵；
當(dāng)液位上升至3．9 0米時(shí)．開五臺(tái)泵，并發(fā)出高液位報(bào)警，
停泵的順序?yàn)椋?/span>
當(dāng)液位下降至3．7 8米以下時(shí)，關(guān)一臺(tái)泵(開四臺(tái))：
當(dāng)液位下降至3．5 6米以下時(shí)，關(guān)一臺(tái)泵(開三臺(tái))；
當(dāng)液位下降至3．34米以下時(shí)．關(guān)一臺(tái)泵(開兩臺(tái))；
當(dāng)液位下降至3．12米以下時(shí)，關(guān)一臺(tái)泵(開一臺(tái))；
當(dāng)液位下降至2．9 0米以下時(shí)，進(jìn)水泵全關(guān)，并發(fā)出低液位報(bào)警；
每臺(tái)泵的開停順序同浮球液位開關(guān)。具體流程見圖3。
(2)除上述方法外，也可以充分PLC的計(jì)算和判斷功能，用新的思路重新設(shè)計(jì)．使程序簡化。
根據(jù)原工藝設(shè)計(jì)．最下部的浮球液位開關(guān)與池底高度為2．9 o米，每相鄰兩個(gè)的距離為0．22米，液位上升時(shí)，將所測值減去最底浮球液位開關(guān)的高度除以o．22米后取整，即為將要開啟的泵的臺(tái)數(shù)；液位下降時(shí)，將所測值減去最底浮球液位開關(guān)的高度除以o．22米后取整加一．即為將要開啟的泵的臺(tái)數(shù)。液位高于3．96米時(shí)高液位報(bào)警。液位低于2．90米時(shí)低液位報(bào)警。新的流程如圖4所示。
X’, N’分別為上一周期進(jìn)水液位的測量值和進(jìn)水泵應(yīng)開的臺(tái)數(shù)
三、實(shí)現(xiàn)的可能性
在我廠包含進(jìn)水泵控制部分的PLC中，有模擬量輸人模塊2個(gè)，可輸入模擬量16個(gè)。現(xiàn)使用了14個(gè)，有空余輸人點(diǎn)2個(gè)．允許增加一個(gè)超聲波液位計(jì)的模擬量輸入。將浮球液位開關(guān)控制進(jìn)水泵改為超聲波藏位計(jì)除增加一塊超聲波液位計(jì)外．不需其他投資，對計(jì)算機(jī)的監(jiān)控也沒有任何影響。改造后．既減少了浮球液位開關(guān)、繼電器、PLC模塊及多條纜線的費(fèi)用及PLC字節(jié)的占用，又可以充分體現(xiàn)原設(shè)計(jì)的思路，對已廢棄的自動(dòng)控制進(jìn)行充分的利用。對泵的開停時(shí)問、臺(tái)次進(jìn)行科學(xué)合理的安排，避免人為失誤，增加了控制的可靠性、安全性和穩(wěn)定性。
在一般的污水處理廠、水處理廠及泵站等，均設(shè)有進(jìn)水口和進(jìn)水泵。在進(jìn)水泵的設(shè)計(jì)中，為了簡便可靠，大多采用浮球液位開關(guān)控制進(jìn)水泵的自動(dòng)開停，目前隨著超聲波液位計(jì)產(chǎn)品的普及，采用超聲波液位計(jì)進(jìn)行液位控制的現(xiàn)場方案也越來越多。并且許多采用浮球液位開關(guān)的控制系統(tǒng)也同時(shí)增加一套超聲波液位計(jì)作為冗余方案，以對于整個(gè)系統(tǒng)的控制增加安全保障，即使其中一個(gè)出現(xiàn)問題，也確保另一套系統(tǒng)能夠?qū)τ诂F(xiàn)場的液位變化做出正確及時(shí)的反應(yīng)。下文對這浮球液位開關(guān)和超聲波液位計(jì)這兩種方案分別作出說明。
浮球液位開關(guān)是～種靠液體的浮力改變自身狀態(tài)來達(dá)到控制目的的設(shè)備。它用一根電纜線連接．置于液面之上，內(nèi)部裝有一個(gè)開關(guān)，當(dāng)液位達(dá)到或降至某一高度時(shí)，浮球液位開關(guān)改變原來直立或傾斜的狀態(tài)，內(nèi)部開關(guān)狀態(tài)隨之改變．信號傳至控制機(jī)構(gòu)。
一、浮球液位開關(guān)控制原理
污水處理廠設(shè)計(jì)日處理能力40萬噸．最大50萬噸，使用了260千瓦，容量1．32一1．54立方米／秒，揚(yáng)程1．32一11．0米．電壓6千伏的進(jìn)水泵6臺(tái)(其中一臺(tái)備用)。進(jìn)水泵前的污水池設(shè)有6個(gè)浮球液位開關(guān)．分成兩組，信號送至可編程序邏輯控制器(工業(yè)常用的一種能按一定順序完成自動(dòng)控稠功能的設(shè)備，以下簡稱PLC。浮球液位開關(guān)的位置如圖1所示：
開泵的控鉬過程為：
當(dāng)液位低于1#浮球液位開關(guān)時(shí)，將發(fā)出低液位報(bào)警信號；
當(dāng)液位高于2#浮球液位開關(guān)時(shí)．開一臺(tái)進(jìn)水泵；
當(dāng)液位高于3#浮球液位開關(guān)對，開兩臺(tái)進(jìn)水泵；
當(dāng)液位高于4#浮球液位開關(guān)時(shí)，開三臺(tái)進(jìn)水泵：
當(dāng)液位高于5#浮球液位開關(guān)時(shí)，開四臺(tái)進(jìn)水泵：
當(dāng)液位高于6#浮球液位開關(guān)時(shí)，開五臺(tái)迸水泵，并發(fā)出高液位報(bào)警信號。
二、超聲波液位計(jì)控制
我廠進(jìn)水污水池口距池底8．7米的池壁上為監(jiān)視水位而裝了一塊超聲波液位計(jì)．其他象配水、回流污泥、出水等處共設(shè)有超聲波測量儀共計(jì)20塊，在7年的正式運(yùn)行中一直處于良好的狀態(tài)，且精度較高．維護(hù)、校驗(yàn)也很方便。為增進(jìn)可靠度，也可以考慮再增加一個(gè)超聲波液位計(jì)．以防因液位計(jì)的故障導(dǎo)致進(jìn)水泵的誤操作。
(1)根據(jù)原設(shè)計(jì)思路和圖1所示尺寸．可以將原PLC程序控制順序改為：
沒兩個(gè)液位計(jì)測量值為X。、X2．儀表的精度為0．2％，表頭至池底的高度為8．7米，可能偏差0．034米，取為o．04米。當(dāng)Xl—X 2)o．04米時(shí)．取消進(jìn)水泵控制的自動(dòng)。
開泵的順序?yàn)椋?/span>
當(dāng)液位上升至2．9 O米時(shí)，發(fā)出低液位報(bào)警；
當(dāng)液位上升至3．12米時(shí)，開一臺(tái)泵；
當(dāng)液位上升至3．34米時(shí)，開兩臺(tái)泵；
當(dāng)液位上升至3．5 6米對，開三臺(tái)泵：
當(dāng)液位上升至3．7 8米時(shí)，開四臺(tái)泵；
當(dāng)液位上升至3．9 0米時(shí)．開五臺(tái)泵，并發(fā)出高液位報(bào)警，
停泵的順序?yàn)椋?/span>
當(dāng)液位下降至3．7 8米以下時(shí)，關(guān)一臺(tái)泵(開四臺(tái))：
當(dāng)液位下降至3．5 6米以下時(shí)，關(guān)一臺(tái)泵(開三臺(tái))；
當(dāng)液位下降至3．34米以下時(shí)．關(guān)一臺(tái)泵(開兩臺(tái))；
當(dāng)液位下降至3．12米以下時(shí)，關(guān)一臺(tái)泵(開一臺(tái))；
當(dāng)液位下降至2．9 0米以下時(shí)，進(jìn)水泵全關(guān)，并發(fā)出低液位報(bào)警；
每臺(tái)泵的開停順序同浮球液位開關(guān)。具體流程見圖3。
(2)除上述方法外，也可以充分PLC的計(jì)算和判斷功能，用新的思路重新設(shè)計(jì)．使程序簡化。
根據(jù)原工藝設(shè)計(jì)．最下部的浮球液位開關(guān)與池底高度為2．9 o米，每相鄰兩個(gè)的距離為0．22米，液位上升時(shí)，將所測值減去最底浮球液位開關(guān)的高度除以o．22米后取整，即為將要開啟的泵的臺(tái)數(shù)；液位下降時(shí)，將所測值減去最底浮球液位開關(guān)的高度除以o．22米后取整加一．即為將要開啟的泵的臺(tái)數(shù)。液位高于3．96米時(shí)高液位報(bào)警。液位低于2．90米時(shí)低液位報(bào)警。新的流程如圖4所示。
X’, N’分別為上一周期進(jìn)水液位的測量值和進(jìn)水泵應(yīng)開的臺(tái)數(shù)
三、實(shí)現(xiàn)的可能性
在我廠包含進(jìn)水泵控制部分的PLC中，有模擬量輸人模塊2個(gè)，可輸入模擬量16個(gè)。現(xiàn)使用了14個(gè)，有空余輸人點(diǎn)2個(gè)．允許增加一個(gè)超聲波液位計(jì)的模擬量輸入。將浮球液位開關(guān)控制進(jìn)水泵改為超聲波藏位計(jì)除增加一塊超聲波液位計(jì)外．不需其他投資，對計(jì)算機(jī)的監(jiān)控也沒有任何影響。改造后．既減少了浮球液位開關(guān)、繼電器、PLC模塊及多條纜線的費(fèi)用及PLC字節(jié)的占用，又可以充分體現(xiàn)原設(shè)計(jì)的思路，對已廢棄的自動(dòng)控制進(jìn)行充分的利用。對泵的開停時(shí)問、臺(tái)次進(jìn)行科學(xué)合理的安排，避免人為失誤，增加了控制的可靠性、安全性和穩(wěn)定性。
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