G液位自动控制装置

液位控制开关原理图
液位控制开关是一种常用的自动控制装置，通过感应液体的液位高低来控制相关设备的启停。

其原理图如下：
[液位控制开关原理图]
原理说明：
1. [传感器部分] 传感器部分由液位传感器和相关电路组成。

液位传感器通常采用浮子式或电极式传感器。

当液体液位高于或低于设定值时，传感器将会发出相应的电信号。

2. [比较部分] 比较部分由比较器等电路元件组成。

该部分接收传感器发出的电信号，并与预设的液位阈值进行比较。

如果液位高于设定值，则会输出高电平信号；如果液位低于设定值，则会输出低电平信号。

3. [控制部分] 控制部分由继电器或其他输出设备组成。

根据比较部分输出的电平信号，控制部分会对相关设备进行启停控制。

例如，当比较部分输出高电平信号时，控制部分可以通过继电器使相关设备启动；当比较部分输出低电平信号时，控制部分可以通过继电器使相关设备停止。

整个液位控制开关原理图中没有标题相同的文字，保证了图文清晰明了。

GSK干簧管液位控制原理及使用液位传感器的发展从最早的电极式、UQK/GSK、到现在的光电式和GKY液位传感器，形成了多种液位控制方式。

电极式便宜简单，但在水中会吸附杂质，使用寿命短。

传统浮子有相对滑动轨道，容易被脏东西卡住，可靠性较低。

另外，传统浮子触点直接220V交流电，水位波动触点频繁吸合，使用寿命较低。

所以液位控制的系统设计应该根据具体使用环境慎重选择传感器，但多数人却忽略了这一点，因为液位传感器太小了，在工程中常常微不足道。

其实，液位传感器是液位控制系统的关键，它决定了控制系统的可靠性、稳定性及使用寿命。

如果选择不当，将会导致控制系统故障频发，甚至瘫痪，这是导致现有很多液位自动控制系统使用不到一年就失灵的重要原因。

GSK将干簧管固定在管壁内固定的位置。

浮子随着浮力沿着管壁上下滑动，见图3.1。

浮子内有磁铁，经过干簧管时，触点吸合。

干簧管触点可以直接串接交流接触器，控制水泵启动，其控制回路见图3.2。

GSK上下限位置精确，但管壁不能有脏东西，安装不能倾斜（小于30°），否则会影响浮子的上下移动。

所以GSK不能用于污水，不如GKY液位传感器应用广泛。

GSK的选型应注意的几个问题:第一就是GSK所使用的材质。

有些GSK管壁和浮子采用塑料制造，容易变形影响浮子上下移动，使用寿命短。

如果采用不锈钢材质，质量则好一些。

第二，就是要看所使用干簧管的功率。

功率越低越便宜，所以市场上多数干簧管功率较低。

如果用它直接控制交流接触器，水位波动，触点频繁吸合，使用寿命就比较低。

所以，干簧管可以配合GKY仪表来使用，既增加了很多功能又可以延长使用寿命。

常用GSK型号见下表:规格型号干簧管结构性能用途GSK-1A一只常开一只常闭高位开泵低位停泵用于排水系统GSK-2A三只常开一只常闭高位开泵低位停泵和超高低报警GSK-1B一只常闭一只常开低位开泵高位停泵用于供水系统GSK-2B一只常闭三只常开低位开泵高位停泵和超高低报警GSK-1C二只常开发出二个液位信号可以配合仪表显示液位，并用于较复杂液位自动控制系统GSK-2C四只常开发出四个液位信号GSK-3多个干簧管可根据需要定做。

水泵自动控制箱主要由液位传感器和水泵控制箱两部分组成。

因为液位传感器的种类很多，原理也不同，导致水泵控制箱的设计方案也不同。

在实际的使用中，经常出现传感器和控制箱不配套的问题。

所以在液位自动控制系统中，应该首先选择合适的液位传感器，再设计控制箱。

因为控制箱的主回路基本都差不多，比较繁琐的是和传感器有关的二次回路设计。

然而在现实中，人们经常不重视液位传感器的选择，导致多数液位自动控制系统使用很短时间就失灵。

所以我们先简单总结一下液位传感器的种类和特点，这是决定自动控制系统寿命的关键因素。

液位（水位）传感器种类繁多，从最早的玻璃管液位计、电极式、UQK/GSK干簧管浮子、到现在的压力式、光电式、超声波和GKY液位传感器等，形成了多种液位控制方式。

这些液位控制方式各有特点，如电极式结构简单，价格便宜。

但在水中会吸附杂质，使用寿命仅几个月。

干簧管浮子与相对滑动轨道之间只有1mm左右的细缝，很容易被脏东西卡住，可靠性较低。

投入式压力传感器约2mm的小孔也很容易堵住。

光电式不能用于污水，因为玻璃反射面脏了就会出现误判断。

超声波液位计的耐污性也比较差。

这些传感器绝大部分是不能于污水和热水。

GKY液位传感器可以在污水、清水和温度不高的热水中使用。

但在80、90度高温的热水中还是建议采用传统玻璃管液位计加装光电检测的方式比较好。

不同液位传感器检测液位的原理是不同的，这里只是简单总结一下，详细的分析可参见本文附录中“各类液位传感器检测原理和性能分析”。

下面，我们再看看水泵控制箱部分的设计，这主要和水泵的功率有关。

一般功率小一点的，如18KW以下，直接启动就可以了。

功率较大的可以通过软启方式或变频方式启动。

直接启动控制箱的主回路设计很简单，二次回路需要根据选择的液位传感器来设计。

下面我们以GKY 液位传感器为例介绍几种控制箱设计方案。

为什么选择GKY液位传感器？因为GKY液位/水位传感器目前液位传感器市场唯一敢于承诺三年内包换的液位传感器。

一、用途HHY11PG型液位继电器采用集成电路，结合高层楼宇上、下水池（水塔）水位分级提升的特点进行设计，具有上、下水池联合控制自动排水和给水控制等功能，能有效防止水池水位过高溢出或水泵因空转于损坏，是一种工矿企业、学校及家庭用水的水塔—水井液位自动控制的产品。

二、主要技术数据1、工作电源：AC24V、36V、48V、110V、220V、380V 50/60Hz,允许电压波动范围（85%～110%）Ue；2、功耗：≤1.5W；3、触头容量：AC220V 5A(阻性)；4、机械寿命：1×106次；5、电寿命：1×105次；6、触点容量：一组常开转换触点；7、安装方式：装置式、挂壁式；三、接线图四、外形安装尺寸五、安装使用说明1、给水型探头（电极）安装说明：A（电极）—为水池上限液位控制点，水位上升到A点水位，水与探头(电极)接触，液位继电器常开触点断开，自动关泵，停止给水池加水。

B（电极）—为水池下限液位控制点，水位下降至B点水位以下，水与探头（电极）脱离接触，液位继电器常开触点接通，自动开泵，给水池加水。

C（电极）—为水池地线，放在水池的最低点与水池底部接触。

D（电极）、E（电极）并接到C（电极）。

2、排水型探头（电极）安装说明：E（电极）—为水池上限液位控制点，水位上升到E点水位。

水与探头接触，液位继电器常开触点接通，自动开泵，水池排水。

D（电极）—为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，液位继电器常开触点断开，自动关泵，水池停止排水。

C（电极）为水池地线，放在水池的最低点与水池底部接触，A、B电极不接。

3、给水排水型探头（电极）安装说明：A（电极）—为上水池上限液位控制点，水位上升到A点水位，水与探头接触，液位继电器常开触点断开，自动关泵，停止给上水池加水。

B（电极）—为上水池下限液位控制点，水位下降到B点水位以下，水与探头脱离接触，液位继电器常开触点接通，自动开泵，给上水池加水。

液位控制器原理
液位控制器是一种常用的自动化控制设备，用于实时监测和调节容器内液位的高度。

其原理基于浮子式液位传感器和控制回路，通常包括以下几个部分：
1.液位传感器：液位传感器是液位控制器的核心部件，用于测量液位高度并将其转换为电信号。

传感器通常采用浮子式液位传感器，其中浮子跟随液位的变化，通过机械装置将运动转换成电信号输出。

浮子式液位传感器的工作原理类似于浴室里的水龙头，水龙头的水位随着水流的变化而变化，由于水位变化会带动浮子的升降，从而改变电信号输出的数值。

2.控制回路：液位控制器的控制回路是用来控制液位的高度，通常由比例控制、积分控制和微分控制三个部分组成。

比例控制通过调整阀门的开度来控制液位的高度，积分控制用于消除系统误差，微分控制用于消除系统的震荡。

3.电路板和显示屏：液位控制器通常配有电路板和显示屏，用于控制回路的计算和液位高度的显示。

电路板通过接收传感器输出的电信号，计算出液位高度和控制回路需要的参数，并控制阀门的开度。

显示屏则用于实时显示液位高度和控制回路的状态。

液位控制器的主要作用是自动控制容器内的液位高度，避免因液位过高或过低而引起的安全隐患和生产事故。

其应用范围广泛，涵盖了化工、石油、医药、食品等各个行业和领域。

GKY液位远程监控物联网的实现工业控制现在已经从简单的自动控制发展到全面联网、全程监控的物联网时代。

全面联网就是说各种工业监控设备，如液位、温度、压力等等，互相连接形成一个网络整体，统一进行管理。

全程监控是指系统的运行过程可以被监管、记录、保存，并能够进行有效的分析。

这种工业监控系统的物联网可以有多种组网方式，目前常用的基本方式有两种：在易于布线的区域采用MODBUS总线将设备联成一体；在不易于布线的地区采用GPRS-DTU，通过移动无线网络将设备联成一体。

二种方式也可以同时使用，形成一个统一监管的网络。

如下图所示：接入这种网络的设备需具备RS485接口，并支持MODBUS通信协议。

MODBUS通信协议采用差分信号传输、主从控制总线形式，要求入网的所有设备必须支持MODBUS-RTU协议，在某些场合也可以采用ASCII传输。

在液位控制领域，GYK-R系列液位控制仪表支持MODBUS-RTU协议，同时也支持ASCII传输协议。

下面以GKY-4TR为例，对其组网原理做一说明。

一、GKY-4TR仪表原理配备RS485接口的GKY-R系列仪表，具有普通GKY仪表所有的功能（如液位显示、手动自动、供水排水选择和故障报警等功能），并可以将液位信号、液位监控MODBUS总线故障报警温度监控水压监控GKY液位仪水泵控制箱监控中心管理员液位控制系统运行状态传给远程控制中心，达到远程监控的目的。

该系列仪表支持MODBUS-RTU通信协议，可以通过GPRS-DTU实现移动网络组网，支持2.4、4.8、9.6、19.2Kb/s等传输速率。

每台GKY-R系列仪表在总线控制系统中作为从机使用，出厂时具有唯一的身份标识码ID，可以作为查询和写入的地址码。

下面是GKY-4TR系统原理图：二、传输数据格式GKY-4TR数据传输方式采用11位UART，不采用奇偶校验位，其格式为：1个起始位，8个数据位，2个停止位。

三、传输数据帧格式GKY-4TR采用16位CRC校验（逐位与0xa001异或），支持读、写、广播等通信功能。

浮选机液位自动控制系统安装说明书北京矿冶研究总院目录1系统组成............................................................................................................1-1 2安装条件............................................................................................................2-2 2.1供电要求.....................................................................................................2-2 2.2供气要求.....................................................................................................2-2 2.3供水要求.....................................................................................................2-2 3安装步骤及要求................................................................................................3-2 3.1液位测量装置安装.....................................................................................3-2 3.2气动调节阀的安装.....................................................................................3-3 3.3仪表箱安装.................................................................................................3-5 3.4系统电气接线要求及注意事项.................................................................3-6 3.5系统气源、水源安装注意事项.................................................................3-61 系统组成浮选机液位自动控制系统如图1所示,由液位测量装置、液位控制器和气动调节阀组成,液位控制器以液位测量装置传入的液位测量值与操作人员的液位设定值为依据,对液位气动调节阀进行控制,从而实现液位的自动调节;电动调节阀控制系统由电动执行机构、锥阀、控制部分组成,该系统为液位自动控制系统的辅助系统,当液位自动控制系统进行维护或出现故障时,可使用电动调节阀控制系统进行手动控制中(尾矿箱的排矿量。

几种自动液位（水位）控制的方法介绍在工农业生产以及日常生活应用中，常常会需要对容器中的液位（水位）进行自动控制。

比如自动控制水箱、水池、水槽、锅炉等容器中的蓄水量，生活中抽水马桶的自动补水控制、自动电热水器、电开水机的自动进水控制等。

虽然各种水位控制的技术要求不同，精度不同，但基本的控制原理都可以归纳为一般的反馈控制方式，如下图所示，它们的主要区别在于检测液位的方式、反馈形式，以及控制器上的区别。

500)this.style.width=500;”>1、机电控制式水位控制下图是这种控制方式的结构示意。

500)this.style.width=500;”>漂浮在水面上的浮球与控制器中的“检测机构”通过连杆机构相连，当水位发生变化时，浮球上下运动带动“检测机构”产生位移，这个位移可以直接用来驱动阀门动作，关闭或者开启进水口，调节水位。

如果需要控制的水筏较大，浮球的浮力不足以驱动控制水阀动作时，可以在“检测机构”与“阀门控制”之间增加一套机电控制驱动装置，具体控制过程为：①“检测机构”的位移先去带动一个位移开关动作；②位移开关控制电机的转动；③电机驱动水阀门。

这种控制方式结构比较复杂，但可以对大型蓄水装置进行控制，因此常常应用于工农业生产中。

2、全机械结构的水位控制方式家用抽水马桶是典型的全机械结构水位控制，以下是原理示意图：500)this.style.width=500;”>当用户进行冲水操作之后，蓄水箱的水被排空，浮球下降，这个信号通过连杆机构传递给进水阀门，使进水阀门开启，对蓄水箱补水；随着水量的增加，浮球逐步上移，直至达到设定的某个水位时，正好能够关闭进水阀，停止进水。

由此可见，在这种水位控制系统中，浮球=水位检测器（传感器），连杆机构=控制器，水位的“给定量”通过进水阀门与连杆机构的相对位置来设定。

3、古老的水位控制山区坡地种植水稻与平原不同，需要依山修筑层叠而上的梯田。

水位控制开关原理详解及水位自动控制装置原理图水位控制开关是反馈液面位置信号，通知值班室中控台，水位是否到达指定水位，并可联动控制相关设备启动或关闭（如，水泵）。

信号电压常为12V或24V安全电压。

水位控制开关--应用领域广泛应用于工业锅炉、民用建筑用水池、水塔、水箱，以及石油化工、造纸、食品、污水处理等行业内开口或密闭储罐，地下池槽中各种液体的液位测量，被检测的介质可分水、油、酸、碱、工业污水等各种导电及非导电液体。

与电动阀组成一套先进的液位显控设备，自动开、关电动阀。

水位控制开关原理--电容式电容式水位开关原理：是采用侦测水位变化时所引起的微小电容量（通常为PF）差值变化，由专用的ADA电容检测芯片进行信号处理，可以输出多种信号通讯协议，如：IO，BCD，PWM，UART，IIC，电容式水位检测的最大优势在于可以隔着任何介质检测到容器内的水位或液体的变化，大大扩展了实际应用，同时有效避免了传统水位检测方式的稳定性、可靠性差的弊端，甚至在某些特殊领域不能检测的问题。

该专用ADA电容检测芯片由于内置MCU双核处理，就可以实现很多特殊控制功能，甚至实现更多的集成化、智能化水位检测功能，诸如太阳能热水器、咖啡壶等应用中掉电后的水位变化也能可靠检测当前水位，电容式水位检测是目前水位开关中最有优势的检测方法。

水位控制开关原理--电子式电子式水位开关原理：（并不是电极式，不是靠通过水的导电性去判断水位，常规尺寸为15020mm）通过内置电子探头对水位进行检测，再由芯片对检测到的信号进行处理，当判断到有水时，芯片输出高电平24V或5V等，当判断到无水时，芯片输出0V。

高低电平的信号通过PLC或其它控制电路板来读取，并驱动水泵等用电器工作。

产品可以任意方向安装，当横向安装时，水位到达蓝线就动作，且精度较高。

产品竖向安装时，水位到达红线就动作，有一定的防波浪功能。

图中的BZ2401为普通型电子式水位开关，适用常温水体环境。