过程控制综合训练 课程报告 16 —17 学年第二学期课题名称基于PLC和组态王的 系统 姓名 学号 班级 成绩
水箱液位控制系统 [摘要] 在工业生产过程中，液位贮槽如进料罐、成品罐、中间缓冲器、水箱等设备应用十分普遍，为了保证生产正常进行，物料进出需均衡，以保证过程的物料平衡。因此，工艺要求贮槽的液位需维持在给定值上下，或在某一小围变化，并保证物料不产生溢出。例如，锅炉系统汽包的液位控制，自流水生产系统过滤池、澄清池水位的控制等等。根据课题要求，设计一个单容水箱的液位过程控制系统，该系统能对一个单容水箱液位的进行恒高度控制。 关键词：过程控制液位控制PID控制 Abstract: In the process of industrial production, liquid storage tank such as product cans, buffer, tanks and other equipments are widely used. In order to ensure the normal production,material supply and demand must be balanced to guarantee the process of the production. So, the process requires that the liquid level in the tank should be maintained at a given value, or change in a small range,and ensure that the material does not overflow,for instance,system of boiler drum level control, level control of filter pool and clarification pool of self-flowing water production
开关 液位设备概要 选择机型的标准故障检查 液位设备Q&A关于施工资料参考 电极式液位开关（61F）作为电气性液位检测方式，被广泛用于以大厦、集中住宅的上下水道为主及钢铁、食品、化学、药品、半导体等各种工业、农业水、净水场、污水处理等的液面控制。一旦电极接触到液体，通过液体可以闭合电路（电气流通的道路），根据流过的电流检知液位控制的动作原理，是以所谓的导电性液体为控制对象的液位开关。进行检测时，直接检测液体的电极间电阻，根据大于或小于已设定的电阻值，来判断有无液面。 ■基本原理 以一般接收上水道供水的情况为例来进行说明。 通常，在大厦、集中住宅区等中，一旦接水槽接收供水后，就会将水送到设置在屋顶上的高架水槽内，然后再分配到各楼层。在高架水槽内，如果因水的消耗而导致水槽内的水位下降，通过泵从接水槽中再进行补充。达到一定的水位后，即可停止泵了。（参照图1）在高架水槽内，可以进行水位的控制，以保持上限和下限间的水位。 可以根据下列工作原理来进行这一水位控制。 图1. 水槽的供水控制 ●根据水位对泵进行ON、OFF控制（2根电极式） ①如图2，电极E1未接触到液面时，电流流通的电路（E1-E3间）为开路，没有电流通过。因此，继电器「X」不动作，继电器「X」
的接点仍为“b侧”。 ②如图3，电极E1接触到液面时，为电路闭合状态（液体将E1-E3间闭合），因此，继电器「X」动作，接点移动到“a侧”。若将该继电器接点连接到接触器，则可根据液面的位置对泵进行ON、OFF控制。但是，如图2、图3，如果仅有2根电极，电极E1附近会发生波动，导致继电器抖动。为此，电极式液位开关有自我保持电路。（图2、图3用于水位的报警等方面） 图2 水位低时 图3 水位高时 ●带自我保持电路的实用性水位控制（3根电极式） 如图4所示，使用E1、E3电极以外的E2电极，通过a2接点连接E2、E1。此时（前页的②）液面接触电极E1、继电器「X」动作，如果接点变为“a侧”，即使接下来液面低于E1，E2-E3间的电路也可以保持闭合状态。这种E2电极和接点构成的电路称为自我保持电路。如果液面低于E2，为使电路再次打开、继电器「X」复位到“b侧”，可以在E1-E2间对继电器[X]进行ON、OFF控制。 图5表示该动作的时间图。 由于这种动作方式简单，除了液位控制，电极式液位开关还应用于接触开关、漏水检测器、进行大小判别的传感器等。
音叉液位开关的安装及应用（附安装图） 音叉液位开关虽然用途广泛，种类繁多，但安装方式差别并不大。那么，音叉液位开关有哪些特点？主要应用在哪里？安装的方式方法和注意事项都有哪些呢？下面，就以计为计为音叉液位开关为例，针对上述问题为大家分别介绍如下： 一、音叉液位开关的特点与应用 计为音叉液位开关现有计为Ring-11音叉液位开关和计为Ring-21紧凑型音叉液位开关两个系列的产品。具有不同的特点和用途，分别如下： 二、音叉液位开关的安装 1、计为Ring-11音叉液位开关安装图和安装注意事项： 安装方向：安装Ring-11音叉液位开关时，应使叉体面和液体升降或流动保持方向一致，可以避免由于介质对叉体的阻力而产生的测量误差，如图1所示。 图1 介质流动方向
①螺纹连接的标志点②介质流动方向 避免入料口：如图2，在选择Ring-11音叉液位开关安装位置时，应避免由于安装在入料口位置而造成的测量误差，甚至损坏仪表。 图2 避免入料口的安装示意图 2、计为Ring-21紧凑型音叉液位开关安装图和安装注意事项： 在安装之前，请再次确认仪表型号是否满足现场的环境要求，如：过程压力、过程温度、介质的化学性能等，确保仪表在安装后能够正常使用。一般地，Ring-21紧凑型音叉液位开关可以根据需要安装在任何位置，可以水平安装、也可以垂直安装或倾斜安装。当被测介质具有粘稠性时，为了减少或避免出现挂料现象，请将仪表垂直安装。 安装方向：安装Ring-21紧凑型音叉液位开关时，应使叉体面和液体升降或流动保持方向一致，可以避免由于介质对叉体的阻力而产生的测量误差，如图3所示。 ① ② 图3 介质流动方向 ①螺纹连接的标志点②介质流动方向 避开入料口：在选择Ring-21紧凑型音叉液位开关的安装位置时，应避免由于安装在入料口位置而造成的测量误差，甚至损坏仪表，如图4所示。
液位控制系统演示工程操作说明 一、创建工程 1、双击桌面中的图标，进入MCGS组态环境工作台，如图1所示。 2、点击图1中的“新建窗口”，出现“窗口0”图标。 3、点击“窗口0”鼠标右键，选择“属性”，按照图2进行设置，则窗口名称变为“水位控 制系统”，如图2右图所示。。 图2
二、画面设计 1、在“水位控制”窗口点击菜单中的【工具箱】图标，单击插入元件按钮，打开 【对象元件管理】中的【储藏罐】，选择罐17，点击确定。如图3所示，则所选中的罐出现在桌面的左上角，用鼠标改变其大小及位置。 图3 2、按照同样的方法，【储藏罐】选中2个罐（罐17，罐53），【阀】选中2个阀（阀58，阀 44），1个泵（泵40）。按图4放置。 图4 3、选中工具箱中的【流动快】按钮，单击鼠标并移动光标放置流动快。如图5所示设置
流动快。 图5 4、选中流动块，点击鼠标右键【属性】，按图6设置属性。 图6 5、添加文字，选中工具箱中的【标签】按钮，鼠标的光标变为“十字”形，在窗口任 意位置拖曳鼠标，拉出一个一定大小的矩形。建立矩形框后，鼠标在其内闪烁，可直接输入“水位控制系统演示工程”文字。选中文字，鼠标右键【属性】，按图7设置。
图7 6、点击菜单中的，可变更字体大小。按图5添加其他文字。 三、MCGS数据对象设置 2、单击工作台【实时数据库】按钮，进入【实时数据库】窗口。单击窗口右边的【新增对 象】按钮，在窗口的数据对象列表中，就会增加新的数据对象。双击选中对象，按图8设置数据对象属性。 图8 3、按照图9设置其他数据对象属性。
图9 4、双击【液位组】，存盘属性按图10设置，组对象成员按图11设置。 图10
具体型号尺寸及参数: 产品说明: 小型浮球液位开关的工作原理直接，简单。通常将密封的非磁性金属或塑胶管内根据需要设置一点或多点磁簧开关，再将中空而内部有环形永久磁铁的的浮球固定在本体杆内磁簧开关相关位置上，使浮球在一定范围内上下浮动，利用浮球内的磁铁去吸引磁簧开关的闭合，产生开关动作，以控制液位。常开和常闭是没有注入液体时的开关状态，用户可以指定，通常情况下开关状态是可以转换的。小型浮球液位开关由于其低廉的价格、可靠的性能、灵活的安装方式、多样的材质选择得以广泛用于机械、电子、化工、家用电器等小型容器上的液位控制及报警。 产品图片: 型号:MF-21 接点容量:DC50（W ） AC70（VA ） 最高电压:DC200 AC240推荐使用DC24 起动电流:0.7最大电流:1A 最大压力:0.5Mpa 比重:0.7 出线长度：600±10mm 工作温度:-20～80℃材 质:聚丙烯PP 安装方式：水平安装 型号:MF-21S 接点容量:DC50（W ） AC70（VA ） 最高电压:DC200 AC240推荐使用DC24 起动电流:0.7最大电流:1A 最大压力:1.5Mpa 比重:0.7 出线长度：600±10mm 工作温度:-20～160℃材 质:SUS 304或SUS316L 安装方式：水平安装
型号:MF-31 接点容量:DC50（W ） AC70（VA ） 最高电压:DC200 AC240推荐使用DC24 起动电流:0.7最大电流:1A 最大压力:0.5Mpa 比重:0.7 出线长度：600±10mm 工作温度:-20～80℃材 质:聚丙烯PP 安装方式：水平安装 型号:MF-31S 接点容量:DC50（W ） AC70（VA ） 最高电压:DC200 AC240推荐使用DC24 起动电流:0.7最大电流:1A 最大压力:1.5Mpa 比重:0.7 出线长度：600±10mm 工作温度:-20～160℃材 质:SUS 304或SUS316L 安装方式：水平安装 型号:MF-31SH 接点容量:DC50（W ） AC70（VA ） 最高电压:DC200 AC240推荐使用DC24 起动电流:0.7最大电流:1A 最大压力:1.5Mpa 比重:0.7 出线方式：德国Hirschmann 接头工作温度:-20～110℃材 质:SUS 304或SUS316L 安装方式：水平安装 型号:MF-22 接点容量:DC50（W ） AC70（VA ） 最高电压:DC200 AC240推荐使用DC24 起动电流:0.7最大电流:1A 最大压力:1.5Mpa 比重:0.7 出线长度：600±10mm 工作温度:-20～160℃材 质:SUS 304或SUS316L 安装方式：水平安装
正面
侧面背面
上面
功能和用途 本产品采用集成电路，并结合高层楼宇上、下水池（水塔）的水位分级提升进行设计，具有下下水池联合控制、水池排水及缺水保护等功能，可自动实现水箱补水、排水，并有效防止水池水位水高溢出或水泵空转损坏，是一种工业、家庭均适用的产品。非常适合城镇、农村、学校、式矿企事业单位及家庭用水的水井——水井供水工程，广泛应用于印染、化工、食品、饮料、酿酒、制糖等行业。 性能特征
（一）单控上水池控头安装说明安装图如图一所示：
D（绿线）、E（黄线）点并接到C。 （二）单控下水池（即排水池）探头安装说明安装图如图二所示： E—为下水池上限液位控制点，水们上升达到E点水位，水与探头接触，水位控制器自动开泵，水池排水；若不排水，则E点不接； D—为下水池下限液位控制点，水位下降到D点水位，水与控头脱离接触，水位控制器自动关泵，水池停止排水； C—为水池地线，放地水池的最低点与水底部接触； A、B点不接。 （三）缺水保护探头安装说明安装图如图三所示： C、D点为水池下限水位控制点，水位下降到下限水位，C、D探头之一与水面脱离接触，水位控制器继电器立即动作，切断输出，水泵停止工作； E点与C点短接； A、B点不接。 （四）上下水池联合控制探头安装说明安装图如图三所示： A—为上水池（水塔）上限液位控制点，水位上升达到A点水位，水与控头接触，水们控制器自动关泵； B—为上水池（水塔）下限液们控制点，水位下降到B点水位以下，水与探头脱离接触，水位控制自动开泵，水池充水； C—为上、下不池（水塔）公用在线，放在上、下水池的最低点与水池底部接触； D—为下水池下限液位控制点，水位下降到D点水位，水与探头脱离接触，水位控制器自动关泵，水池停止排水； E—为下水池上限液位控制点，水位上升到E点水位，水与探头接触，水位控制器自动开泵，水池排头；若不排水，则E点不接。 安装尺寸
UQD.Z型 智能浮球液位变送器 辽制00000252号
1 前言 非常感谢您选择丹东通博电器（集团）有限公司的产品。 本产品已通过国家级防爆认证，认证标志：本安型ExiaⅡCT1～T6；隔爆型ExdⅡCT1～T6。 使用前请仔细阅读使用说明书，特别是与防爆相关的环境温度等各项要求。 2 概述 a) 本产品执行标准代号：Q/AMM 001-2010浮球液位变送器； b) UQD.Z型智能浮球液位变送器是模拟、数字与微处理器相结合的产品。该变送器将模拟电压信号转换成4～20mA两线制电流输出信号，并且加载了HART协议通讯。由于采用了HART总线技术，具有高精度，低漂移，抗干扰能力强等特点，可以实现对仪表的远程组态、监测、维护、及校准等功能，并可构成生产过程测量、监督管理系统。 c) 可广泛适用于粘稠、脏污、易燃易爆及腐蚀性介质以及其它介质液位的测量及液位信号的变送，是石油、化工、冶金、电力及轻工等工业部门生产过程控制中用于液位测量的理想仪表。 d) 型号的组成及其代表意义： 3 结构特征与工作原理 a）总体结构及工作原理、工作特性：UQD.Z智能浮球液位变送器主要由测量传感机构和智能变送器两大部分组成。测量传感元件为圆球型浮球。而变送器则采用平衡杆和平衡锤与浮球构成的力矩平衡机构，因此浮球可以自由地随液位的变化而升降。根据不同的结构特点分为UQD.Z-90小转角型、UQD.Z-91大转角型、UQD.Z-92外浮球型三种结构，三种规格的电器性能和防爆级别均相同。变送器具有现代流行壳体设计，造型美观且各工作腔室隔离等特点。
b）主要部件作用及其工作原理：当液位改变时，浮球的位置发生相应的变化，带动主轴转动，主轴与表头（发讯器）角位移传感器输出轴相连接，角位移传感器将浮球随液位的变化转换成相应的电信号，再由浮球控制器内部的电路将此信号转换为与液面变化成正比的标准电流信号。 c）单元结构的联系及工作原理： 图 1 4 主要规格及技术参数 4.1 主要参数 ·电源电压：24V DC； ·输出：4～20mA叠加HART通信； ·负载电阻：230～1100Ω； ·阻尼时间选择：0～32秒； ·测量范围：400～1200mm (小转角型)；550～1600mm (大转角型) ； ·公称压力：≤6.3MPa； ·公称通径：DN250 ·精度等级：1.0级；1.5级 ·介质密度：≥0.55/cm3； ·环境温度：-30℃～70℃； ·工作温度：-30℃≤T≤225℃(无散热片)；225℃＜T≤450℃(带散热片)； ·法兰标准：HG/T20592-2009、HG/T20615-2009或按用户要求； ·电源引入口：M20X1.5(内)或按用户要求； ·防护等级：IP67； ·诊断功能：仪表故障时，输出报警电流； ·组态功能：工程单位、量程、显示、测量类型、介质密度、浮筒高度、报警等组态； ·报警功能：可以设置报警上下限。低于下限输出3.8mA；高于上限输出22mA； ·监测动态变量功能：液位/界位/密度、百分比、输出电流、温度、传感器值等； ·电流校准功能：可对模拟输出电流进行校准； ·上下限校准：两点校准功能，实现零点和满度的微调； ·定点微调：进行任意点迁移，实现平移功能；
音叉液位开关工作原理 音叉液位开关的工作原理是通过安装在音叉基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动。当音叉液位开关的音叉与被测介质相接触时，音叉的频率和振幅将改变，音叉液位开关的这些变化由智能电路来进行检测， 处理并将之转换为一个开关信号。 雷达液位计的测量原理 雷达液位计采用发射—反射—接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。 超声波物位计测量原理 超声波物位计的工作原理是由换能器（探头）发出高频超声波脉冲遇到被测介质表面被反射回来，部分反射回波被同一换能器接收，转换成电信号。超声波脉冲以声波速度传播，从发射到接收到超声波脉冲所需时间间隔与换能器到被测介质表面的距离成正比。此距离值S与声速C和传输时间T之间的关系可以用公式表示：S=CxT/2。 由于发射的超声波脉冲有一定的宽度，使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波重迭，无法识别，不能测量其距离值。这个区域称为测量盲区。盲区的大小与超声波物位计的型号有关。 双转子流量计工作原理 双转子流量计的计量室由内壳体和一对螺旋转子及上下盖板等组成，它们之间形成若干个已知体积的空腔作为流量计的计量单元。流量计的转子靠其进、出口处的微小压差推动旋转，并不断地将进口的液体经空腔计量后送到出口，转子将转动次数经密封联轴器及传动系统传递给计数机构，直接指示出流经流量计的 液体总量。 LTD-通用电子流量计 非常适用于水、污水、热水、高压水的计量，结构简单、适应性强，产品广泛应用于油田掺水、注水及石化、热电、市政、矿山、食品等行业。原理：当被测介质流过流量计时，冲击叶轮旋转，在一定的流量范围内，叶轮转速与流量成正比，而当叶轮转动时，叶轮由导磁的不锈钢的叶片，依次接近处于壳体的传感器，周期性地改变传感器磁电回路的磁阻，使通过传感器的磁通量发生变化而产生与流量成比例的脉冲电信号，此信号经过数据处理后分别显示出累计流量值和瞬时
吉林隆华电力仪器仪表有限公司 电接点液位计说明书 一、用途： LHDJ-1.6-32型系列电接点式液位计主要用于各种锅炉汽包、储集器、除氧器、加 热器及水箱的水位测量。其二次仪表具有触点报警输出和 4?20mA 模拟量输出。可直接 参与闭环控制系统和连锁控制系统。 二、结构及工作原理： 1、液位计构成 电接点式液位计主要由测量筒体、陶瓷电极、二次仪表等几部分构成，见图 1。 图1结构原理图 2、二次仪表 二次仪表显示为双色光柱形式， 以区分水与汽，其中 液相部分为绿色，汽相部分为红色，同时具备数码显示功 能，直观显示水位。二次仪表操作采用功能菜单方式，水 位设定最大指示为24点，7路可在线编程的任意高低位 报警输出（面板有报警指示灯），全部参数均可在线设定， 并具有掉电记忆功能。 由于二次仪表是通用型设计，故可适应国内不大于 被测容器 水 位 显 示 k 控制系统 I DC 4-20 mA /保护连锁系统 j 节点输出 h 简 虚线椎内为我厂供货范圜
24点水位、输出不多于7路开关量的各种电接点测量筒及各种地域的水阻值。增强型二次仪表可提供4-20mA模拟信号输出，适用于就地控制或与DCS系统连接。同时，二次仪表利用CMOS高输入阻抗的特点，信号输入回路仅有微电流通过电极，可以使被测液体对电极的化学腐蚀减少到最低限度，以延长电极的使用寿命。 3、测量筒结构： 测量筒是液位计取得水位信号的重要设备，长度及测 量点数按用户要求而定。 图2压入式电极结构 图3旋入式电极结构
图4测量筒结构图 三、主要技术参数： 1、测量筒 1.1公称压力：1.6?32MPa 1.2工作压力：1.0?21.5MPa 1.3工作温度：饱和温度 1.4接口方式：法兰连接或焊接 1.5连通管规格：C 385 1.6排污管规格：C 284 1.7筒体直径：1.6?10MPa（公称压力）,8813 10?32MPa （公称压力）C 10222 1.8电极点数分布 2、二次仪表 2.1工作环境条件 环境温度：-10 C—50 C
UQD.Z 型 智 能 浮 球 液 位 变 送 器 辽制00000252号
1 前言 非常感谢您选择丹东通博电器（集团）有限公司的产品。 本产品已通过国家级防爆认证，认证标志：本安型ExiaⅡCT1～T6；隔爆型ExdⅡCT1～T6。 使用前请仔细阅读使用说明书，特别是与防爆相关的环境温度等各项要求。 2 概述 a) 本产品执行标准代号：Q/AMM 001-2010浮球液位变送器； b) UQD.Z型智能浮球液位变送器是模拟、数字与微处理器相结合的产品。该变送器将模拟电压信号转换成4～20mA两线制电流输出信号，并且加载了HART协议通讯。由于采用了HART总线技术，具有高精度，低漂移，抗干扰能力强等特点，可以实现对仪表的远程组态、监测、维护、及校准等功能，并可构成生产过程测量、监督管理系统。 c) 可广泛适用于粘稠、脏污、易燃易爆及腐蚀性介质以及其它介质液位的测量及液位信号的变送，是石油、化工、冶金、电力及轻工等工业部门生产过程控制中用于液位测量的理想仪表。 d) 型号的组成及其代表意义： 3 结构特征与工作原理 a）总体结构及工作原理、工作特性：UQD.Z智能浮球液位变送器主要由测量传感机构和智能变送器两大部分组成。测量传感元件为圆球型浮球。而变送器则采用平衡杆和平衡锤与浮球构成的力矩平衡机构，因此浮球可以自由地随液位的变化而升降。根据不同的结构特点分为UQD.Z—90小转角型、UQD.Z—91大转角型、UQD.Z—92外浮球型三种结构，三种规格的电器性能和防爆级别均相同。变送器具有现代流行壳体设计，造型美观且各工作腔室隔离等特点。
b）主要部件作用及其工作原理：当液位改变时，浮球的位置发生相应的变化，带动主轴转动，主轴与表头（发讯器）角位移传感器输出轴相连接，角位移传感器将浮球随液位的变化转换成相应的电信号，再由浮球控制器内部的电路将此信号转换为与液面变化成正比的标准电流信号。 c）单元结构的联系及工作原理： 图 1 4 主要规格及技术参数 4.1 主要参数 ·电源电压：24V DC； ·输出：4～20mA叠加HART通信； ·负载电阻：230～1100Ω； ·阻尼时间选择：0～32秒； ·测量范围：400～1200mm (小转角型)；550～1600mm (大转角型) ； ·公称压力：≤6.3MPa； ·公称通径：DN250 ·精度等级：1.0级；1.5级 ·介质密度：≥0.55/cm3； ·环境温度：－30℃～70℃； ·工作温度：-30℃≤T≤225℃(无散热片)；225℃＜T≤450℃(带散热片)； ·法兰标准：HG/T20592-2009、HG/T20615-2009或按用户要求； ·电源引入口：M20X1.5(内)或按用户要求； ·防护等级：IP67； ·诊断功能：仪表故障时，输出报警电流； ·组态功能：工程单位、量程、显示、测量类型、介质密度、浮筒高度、报警等组态； ·报警功能：可以设置报警上下限。低于下限输出3.8mA；高于上限输出22mA； ·监测动态变量功能：液位/界位/密度、百分比、输出电流、温度、传感器值等； ·电流校准功能：可对模拟输出电流进行校准； ·上下限校准：两点校准功能，实现零点和满度的微调； ·定点微调：进行任意点迁移，实现平移功能；
液位开关种类及原理 1浮球液位开关 浮球液位开关结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，产生开关信号。 2音叉液位开关 音叉液位开关的工作原理是通过安装在基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动。当音叉液位开关的音叉与被测介质相接触时，音叉的频率和振幅将改变，音叉液位开关的这些变化由智能电路来进行检测，处理并将之转换为一个开关信号，达到液位报警或控制的目的。为了让音叉伸到罐内，通常使用法兰或者带螺纹的工艺接头将音叉开关安装到罐体的侧面或者顶部。 3电容式液位开关 电容式液位开关的测量原理是：固体物料的物位高低变化导致探头被覆盖区域大小发生变化，从而导致电容值发生变化。探头与罐壁（导电材料制成）构成一个电容。探头处于空气中时，测量到的是一个小数值的初始电容值。当罐体中有物料注入时，电容值将随探头被物料所覆盖区域面积的增加而相应地增大，开关状态发生变化。 4外测液位开关 外测液位开关是一种利用“变频超声波技术”实现的非接触式液位开关，广泛使用于各种液体的液体检测。其测量探头安装在容器外壁上，属于一种从罐外检测液位的完全非接触检测仪表。仪表测量探头发射超声波，并检测其在容器壁中的余振信号，当液体漫过探头时，此余振信号的幅值会变小，这个改变被仪表检测到后输出一个开关信号，达到液位报警的目的。 万联芯城-电子元器件采购网https://www.doczj.com/doc/827740432.html,一直秉承着以良心做好良芯的服务理念，为广大客户提供一站式的电子元器件配单服务，客户行业涉及电子电工，智能工控，自动化，医疗安防等多个相关研发生产领域，所售电子元器件均为原厂渠道进货的原装现货库存。只需提交BOM表，即可为您报价。万联芯城同时为长电，顺络，先科ST等知名原厂的指定授权代理商，采购代理品牌电子元器件价格更有优势，欢迎广大客户咨询，点击进入万联芯城。
XCK-Y25-xxx智能型非接触式 （2016-04-12） 液 位 传 感 器 使 用 说 明 书 深圳市星科创科技有限公司 Shenzhen XingKeChuang Technology Co., Ltd. 电话：86-0755-******** 传真：86-0755-********
一、产品概述 智能型非接触式液位感应器（以下简称液位感应器）采用了先进的信号处理技术及高速信号处理芯片，突破了容器壁厚的影响，实现了对密闭容器内液位高度的真正非接触检测。液位传感器（探头）安装于被测容器外壁的上下方（液位的高位与低位），非金属容器无需对其开孔、安装简易、不影响生产。可实现对高压密闭容器内的各种有毒物质﹑强酸﹑强碱及各种液体的液位进行检测。液位感应器对液体介质和容器的材质无特殊要求，可广泛使用。 智能型非接触式液位感应器分四种信号输出接口，分别为高低电平输出接口、NPN输出接口、PNP输出接口和RS485通信接口；分别对应四种型号： 高低电平输出接口——型号：XKC-Y25-V NPN输出接口——型号：XKC-Y25-NPN PNP输出接口——型号：XKC-Y25-PNP RS485通信接口——型号：XKC-Y25-RS485 二、产品特性 ?非接触式液位传感器，适用于非金属容器外壁而无需与液体直接接触，不会受到强酸强 碱等腐蚀性液体的腐蚀，不受水垢或其他杂物影响。 ?智能化液位基准调整及液位记忆功能，液位状态显示方式，可实现多点串联接线；可支 持高低电平输出、NPN、PNP信号输出和RS485通信接口输出（选型时与厂家说明即可）。 ?检测准确稳定，可检测沸水液面。 ?纯电子电路结构，非机械工作方式，性能稳定寿命耐久。 ?高稳定性，高灵敏度，刚干扰能力强，不受外界电磁干扰，针对工频干扰及共模干扰有 做特殊处理，以兼容市面上所有的5~24V电源适配器。 ?强大兼容性，穿透各种非金属材质的容器，如塑料、玻璃、陶瓷等容器，感应距离可达 20mm；液体、粉末、颗粒物均可检测。 ?开集电极输出方式，电压范围宽（5~24V），适合连接各种电路及产品应用。 三、工作原理 智能型非接触式液位感应器是利用水的感应电容来检测是否有液体存在，在没有液体接近感应器时，感应器上由于分布电容的存在，因此感应器对地存在一定的静态电容，当液面慢慢升高接近感应器时，液体的寄生电容将耦合到这个静态电容上，使感应器的最终电容值变大，该变化的电容信号再输入到控制IC进行信号转换，将变化的电容量转换成某种电信号的变化量，再由一定的算法来检测和判断这个变化量的程度，当这个变化量超过一定的阈值时就认为液位到达感应点。 电话：86-0755-******** 传真：86-0755-********
音叉液位开关安装图和安装注意事项 市场上的音叉液位开关虽然种类繁多，但是安装方式却大同小异。本文以计为音叉液位开关为例，结合音叉液位开关的安装图，就音叉液位开关的安装方法和注意事项为大家做一介绍和分析，希望对大家正确安装和使用音叉液位开关有所帮助。 １、计为Ring-11音叉液位开关安装图和安装注意事项： Ring-11音叉液位开关是一种高可靠性紧凑型的专用于液位测量的控制开关。音叉长度仅有40mm，不仅适用于容器、储罐、槽罐中的液位测量，而且适用于导管的液位测量。同时，基于检测叉体浸泡于介质时振动频率变化的设计原理，产品可测量介质密度低至0.5g/cm3，不仅适用于盐酸、硫酸、 硝酸、碱液、工业废水、糖浆、药液等液位测量，而且特别适用于有泡沫、气泡、粘稠液体以及振动干扰的复杂测量场合。其安装方法和注意事项如下： 安装方向： 安装Ring-11音叉液位开关时，应使叉体面和液体升降或流动保持方向一致，可以避免由于介质对叉体的阻力而产生的测量误差，如下图1所示： 图1 介质流动方向 ①螺纹连接的标志点②介质流动方向 避开入料口： 在选择Ring-11音叉液位开关安装位置时，应避免由于安装在入料口位置而造成的测量误差，甚至损坏仪表。如下图2所示： 图2 避免入料口的安装示意图
2、计为Ring-21紧凑型音叉液位开关安装图和安装注意事项： Ring-21紧凑型音叉液位开关是专用于液位测量的经济型限位控制开关。整体结构小巧轻便，产品总长度160.5mm，最大直径31.5mm，其中音叉长度仅有38mm。该产品不仅适用于容器、储罐、槽罐中有泡沫、气泡、粘稠液体和有振动干扰的液位测量，更适用于小型容器和罐体周围空间狭小场合的液位测量。同样基于检测叉体浸泡于介质时振动频率变化的设计原理，产品可测量介质密度低至0.7g/cm3。 安装方法和注意事项： 在安装之前，应再次确认仪表型号是否满足现场的环境要求（如：过程压力、过程温度、介质的化学性能等），确保仪表在安装后能够正常使用。一般地，Ring-21紧凑型音叉液位开关可以根据需要安装在任何位置，通过或水平或垂直或倾斜的方式进行安装。但当被测介质较为粘稠时，为减少或避免挂料现象的出现，应将仪表垂直安装。 安装方向： 在安装Ring-21紧凑型音叉液位开关时，应使叉体面和液体升降或流动保持方向一致，这样即可避免由于介质对叉体的阻力而产生的测量误差，如下图3所示。 ① ② 图3 介质流动方向 ①螺纹连接的标志点②介质流动方向 避免入料口： 在选择Ring-21紧凑型音叉液位开关的安装位置时，应避免由于安装在入料口位置而造成的测量误差，甚至损坏仪表，如下图4所示。
液位开关，顾名思义，就是用来控制液位的开关。从形式上主要分为接触式和非接触式。非接触式的如电容式液位开关,接触式的例如:浮球式液位开关、电极式液位开关、电子式液位开关。电容式液位开关也可以采用接触式方法实现。 1、浮球液位开关 浮球液位开关结构主要基于浮力和静磁场原理设计生产的。带有磁体的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，产生开关信号。 2、音叉液位开关
音叉液位开关的工作原理是通过安装在基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动。当音叉液位开关的音叉与被测介质相接触时，音叉的频率和振幅将改变，音叉液位开关的这些变化由智能电路来进行检测，处理并将之转换为一个开关信号，达到液位报警或控制的目的。为了让音叉伸到罐内，通常使用法兰或者带螺纹的工艺接头将音叉开关安装到罐体的侧面或者顶部。3、电容式液位开关 电容式液位开关的测量原理是：固体物料的物位高低变化导致探头被覆盖区域大小发生变化，从而导致电容值发生变化。探头与罐壁（导电材料制成）构成一个电容。探头处于空气中时，测量到的是一个小数值的初始电容值。当罐体中有物料注入时，电容值将随探头被物料所覆盖区域面积的增加而相应地增大，开关状
态发生变化。 4、外测液位开关 外测液位开关是一种利用“变频超声波技术”实现的非接触式液位开关，广泛使用于各种液体的液体检测。其测量探头安装在容器外壁上，属于一种从罐外检测液位的完全非接触检测仪表。仪表测量探头发射超声波，并检测其在容器壁中的余振信号，当液体漫过探头时，此余振信号的幅值会变小，这个改变被仪表检测到后输出一个开关信号，达到液位报警的目的。 5、射频导纳液位开关 射频导纳物位控制技术是一种从电容式物位控制技术发展起来的，防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的物位控制技术，“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻性
目录 第１章绪论............................................................................................... - 1 - 第2章设计方案........................................................................................ - 2 - 2.1 方案举例......................................................................................... - 2 - 2.2 方案比较......................................................................................... - 3 - 2.3 方案确定......................................................................................... - 3 - 第3章硬件设计........................................................................................ - 4 - 3.1 控制系统......................................................................................... - 4 - 3.1.1 AT89C51单片机 ..................................................................... - 4 - 3.1.2 AT89C51的信号引脚............................................................... - 6 - 3.1.3 单片机最小系统 ....................................................................... - 7 - 3.2 感应系统......................................................................................... - 8 - 3.3 指示系统......................................................................................... - 9 - 3.4 液位控制系统................................................................................. - 10 - 3.5 电机与报警系统.............................................................................. - 11 - 第4章软件设计...................................................................................... - 14 - 4.1 延时子程序.................................................................................... - 14 - 4.2 感应系统程序................................................................................. - 14 - 4.3 指示系统程序................................................................................. - 15 - 4.4 电机和警报系统程序 ....................................................................... - 16 - 4.5 液位预选系统程序 .......................................................................... - 16 - 4.6 系统主流程图................................................................................. - 19 - 第5章系统测试...................................................................................... - 21 - 5.1 仿真测试过程................................................................................. - 22 - 5.2 仿真结果....................................................................................... - 24 -总结...................................................................................................... - 25 - 致谢...................................................................................................... - 26 - 参考文献................................................................................................... - 25 -附录1 系统仿真电路 ................................................................................ - 28 - 附录2 源程序.......................................................................................... - 29 -
1、水位传感器组成及工作原理 水位传感器是一种测量液位的压力传感器．静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为4～20mA／１～５ＶＤＣ）。分为两类：一类为接触式，包括单法兰静压/双法兰差压液位变送器，浮球式液位变送器，磁性液位变送器，投入式液位变送器，电动内浮球液位变送器，电动浮筒液位变送器，电容式液位变送器，磁致伸缩液位变送器，侍服液位变送器等。第二类为非接触式，分为超声波液位变送器，雷达液位变送器等。 静压投入式液位变送器（液位计）适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。精巧的结构，简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。4～20mA、 0～5v、 0～10mA等标准信号输出方式由用户根据需要任选。 利用流体静力学原理测量液位，是压力传感器的一项重要应用。采用特种的中间带有通气导管的电缆及专门的密封技术，既保证了传感器的水密性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 是针对化工工业中强腐蚀性的酸性液体而特制，壳体采用聚四氟乙烯材料制成，采用特种氟胶电缆及专门的密封技术进行电气连接，既保证了传感器的水密性、耐腐蚀性，又使得参考压力腔与环境压力相通，从而保证了测量的高精度和高稳定性。 工作原理： 用静压测量原理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：Ρ = ρ . + Po式中： P ：变送器迎液面所受压力 ρ：被测液体密度 g ：当地重力加速度 Po ：液面上大气压 H ：变送器投入液体的深度 同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的 Po ， 使传感器测得压力为：ρ . ，显然 , 通过测取压力 P ，可以得到液位深度。 功能特点：
西安祥天和电子科技有限公司详情咨询官网https://www.doczj.com/doc/827740432.html, 主营产品：液位传感器水泵控制箱报警器GKY仪表液位控制系统，液位控制器，无线传输收发器等 液位控制器工作原理 液位控制器是简单的液位控制系统，接线简单、使用灵活。常见的有GKY通用液位控制器和水位报警器，可以接入GKY液位传感器、电极探头（如GKYC-DJ）、UQK01等液位传感器。以下，以GKY传感器为例来说明其工作原理。 一、GKY通用液位控制器工作原理 通用液位控制器外形尺寸长150宽90高70mm，继电器输出I、输出II同步工作，在低水位吸合高水位断开，继电器触点负荷均为220V10A。用于供水时选择4端接入控制回路，用于排水时选择5端接入控制回路。以下为UGKY典型的电气控制接线方案，其中KA为中间继电器或交流接触器： 供水接线方案排水接线方案 二、GKY液位报警器工作原理
水位报警器外形尺寸长150宽90高70mm，可以配一个或两个液位传感器。配一个传感器时，报警器为水满报警：即在这个传感器有水时发出声光报警，同时上限继电器吸合。如果将报警器设置1（7、8端子）用一段导线连接（即短路），则报警器为缺水报警：即在这个传感器无水时发出声光报警，同时下限继电器吸合。如果配两个传感器时，则报警器在下限无水或上限有水时发出声光报警，同时相应的继电器吸合。继电器触点负荷均为220V10A。如果不需要声音报警则把设置2（9、10端子）用一段导线连接即可。以下为GKY-BJ典型的电气控制接线方案，其中KA为中间继电器或交流接触器： 以上是最简单电气控制方案，复杂的控制功能可以通过电气控制的设计来实现。具体可在https://www.doczj.com/doc/827740432.html,的“资料免费下载”栏目中下载所需的电气控制柜设计方案。