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技術(shù)文章
超聲波液位計和浮球液位開關(guān)在控制程序那個更簡化
閱讀次數(shù)：782 發(fā)布時間：2019/11/25 9:59:43
超聲波液位計和浮球液位開關(guān)在控制程序那個更簡化
在一般的污水處理廠、水處理廠及泵站等，均設(shè)有進水口和進水泵。在進水泵的設(shè)計中，為了簡便可靠，大多采用浮球液位開關(guān)控制進水泵的自動開停，目前隨著超聲波液位計產(chǎn)品的普及，采用超聲波液位計進行液位控制的現(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)也同時增加一套超聲波液位計作為冗余方案，以對于整個系統(tǒng)的控制增加安全保障，即使其中一個出現(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的反應(yīng)。下文對這浮球液位開關(guān)和超聲波液位計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)部裝有一個開關(guān)，當液位達到或降至某一高度時，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．信號傳至控制機構(gòu)。
一、浮球液位開關(guān)控制原理
污水處理廠設(shè)計日處理能力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，揚程1．32一11．0米．電壓6千伏的進水泵6臺(其中一臺備用)。進水泵前的污水池設(shè)有6個浮球液位開關(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：
當液位低于1#浮球液位開關(guān)時，將發(fā)出低液位報警信號；
當液位高于2#浮球液位開關(guān)時．開一臺進水泵；
當液位高于3#浮球液位開關(guān)對，開兩臺進水泵；
當液位高于4#浮球液位開關(guān)時，開三臺進水泵：
當液位高于5#浮球液位開關(guān)時，開四臺進水泵：
當液位高于6#浮球液位開關(guān)時，開五臺迸水泵，并發(fā)出高液位報警信號。
二、超聲波液位計控制
我廠進水污水池口距池底8．7米的池壁上為監(jiān)視水位而裝了一塊超聲波液位計．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20塊，在7年的正式運行中一直處于良好的狀態(tài)，且精度較高．維護、校驗也很方便。為增進可靠度，也可以考慮再增加一個超聲波液位計．以防因液位計的故障導(dǎo)致進水泵的誤操作。
(1)根據(jù)原設(shè)計思路和圖1所示尺寸．可以將原PLC程序控制順序改為：
沒兩個液位計測量值為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Xl—X 2)o．04米時．取消進水泵控制的自動。
開泵的順序為：
當液位上升至2．9 O米時，發(fā)出低液位報警；
當液位上升至3．12米時，開一臺泵；
當液位上升至3．34米時，開兩臺泵；
當液位上升至3．5 6米對，開三臺泵：
當液位上升至3．7 8米時，開四臺泵；
當液位上升至3．9 0米時．開五臺泵，并發(fā)出高液位報警，
停泵的順序為：
當液位下降至3．7 8米以下時，關(guān)一臺泵(開四臺)：
當液位下降至3．5 6米以下時，關(guān)一臺泵(開三臺)；
當液位下降至3．34米以下時．關(guān)一臺泵(開兩臺)；
當液位下降至3．12米以下時，關(guān)一臺泵(開一臺)；
當液位下降至2．9 0米以下時，進水泵全關(guān)，并發(fā)出低液位報警；
每臺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的計算和判斷功能，用新的思路重新設(shè)計．使程序簡化。
根據(jù)原工藝設(shè)計．最下部的浮球液位開關(guān)與池底高度為2．9 o米，每相鄰兩個的距離為0．22米，液位上升時，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數(shù)；液位下降時，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數(shù)。液位高于3．96米時高液位報警。液位低于2．90米時低液位報警。新的流程如圖4所示。
X’, N’分別為上一周期進水液位的測量值和進水泵應(yīng)開的臺數(shù)
三、實現(xiàn)的可能性
在我廠包含進水泵控制部分的PLC中，有模擬量輸人模塊2個，可輸入模擬量16個�，F(xiàn)使用了14個，有空余輸人點2個．允許增加一個超聲波液位計的模擬量輸入。將浮球液位開關(guān)控制進水泵改為超聲波藏位計除增加一塊超聲波液位計外．不需其他投資，對計算機的監(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用及PLC字節(jié)的占用，又可以充分體現(xiàn)原設(shè)計的思路，對已廢棄的自動控制進行充分的利用。對泵的開停時問、臺次進行科學合理的安排，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)有進水口和進水泵。在進水泵的設(shè)計中，為了簡便可靠，大多采用浮球液位開關(guān)控制進水泵的自動開停，目前隨著超聲波液位計產(chǎn)品的普及，采用超聲波液位計進行液位控制的現(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)也同時增加一套超聲波液位計作為冗余方案，以對于整個系統(tǒng)的控制增加安全保障，即使其中一個出現(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的反應(yīng)。下文對這浮球液位開關(guān)和超聲波液位計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)部裝有一個開關(guān)，當液位達到或降至某一高度時，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．信號傳至控制機構(gòu)。
一、浮球液位開關(guān)控制原理
污水處理廠設(shè)計日處理能力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，揚程1．32一11．0米．電壓6千伏的進水泵6臺(其中一臺備用)。進水泵前的污水池設(shè)有6個浮球液位開關(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：
當液位低于1#浮球液位開關(guān)時，將發(fā)出低液位報警信號；
當液位高于2#浮球液位開關(guān)時．開一臺進水泵；
當液位高于3#浮球液位開關(guān)對，開兩臺進水泵；
當液位高于4#浮球液位開關(guān)時，開三臺進水泵：
當液位高于5#浮球液位開關(guān)時，開四臺進水泵：
當液位高于6#浮球液位開關(guān)時，開五臺迸水泵，并發(fā)出高液位報警信號。
二、超聲波液位計控制
我廠進水污水池口距池底8．7米的池壁上為監(jiān)視水位而裝了一塊超聲波液位計．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20塊，在7年的正式運行中一直處于良好的狀態(tài)，且精度較高．維護、校驗也很方便。為增進可靠度，也可以考慮再增加一個超聲波液位計．以防因液位計的故障導(dǎo)致進水泵的誤操作。
(1)根據(jù)原設(shè)計思路和圖1所示尺寸．可以將原PLC程序控制順序改為：
沒兩個液位計測量值為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Xl—X 2)o．04米時．取消進水泵控制的自動。
開泵的順序為：
當液位上升至2．9 O米時，發(fā)出低液位報警；
當液位上升至3．12米時，開一臺泵；
當液位上升至3．34米時，開兩臺泵；
當液位上升至3．5 6米對，開三臺泵：
當液位上升至3．7 8米時，開四臺泵；
當液位上升至3．9 0米時．開五臺泵，并發(fā)出高液位報警，
停泵的順序為：
當液位下降至3．7 8米以下時，關(guān)一臺泵(開四臺)：
當液位下降至3．5 6米以下時，關(guān)一臺泵(開三臺)；
當液位下降至3．34米以下時．關(guān)一臺泵(開兩臺)；
當液位下降至3．12米以下時，關(guān)一臺泵(開一臺)；
當液位下降至2．9 0米以下時，進水泵全關(guān)，并發(fā)出低液位報警；
每臺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的計算和判斷功能，用新的思路重新設(shè)計．使程序簡化。
根據(jù)原工藝設(shè)計．最下部的浮球液位開關(guān)與池底高度為2．9 o米，每相鄰兩個的距離為0．22米，液位上升時，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數(shù)；液位下降時，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數(shù)。液位高于3．96米時高液位報警。液位低于2．90米時低液位報警。新的流程如圖4所示。
X’, N’分別為上一周期進水液位的測量值和進水泵應(yīng)開的臺數(shù)
三、實現(xiàn)的可能性
在我廠包含進水泵控制部分的PLC中，有模擬量輸人模塊2個，可輸入模擬量16個�，F(xiàn)使用了14個，有空余輸人點2個．允許增加一個超聲波液位計的模擬量輸入。將浮球液位開關(guān)控制進水泵改為超聲波藏位計除增加一塊超聲波液位計外．不需其他投資，對計算機的監(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用及PLC字節(jié)的占用，又可以充分體現(xiàn)原設(shè)計的思路，對已廢棄的自動控制進行充分的利用。對泵的開停時問、臺次進行科學合理的安排，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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