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摘要：針對(duì)目前工業(yè)上的液位控制，如水箱，反應(yīng)槽等的控制系統(tǒng)，提出了一套用武漢輝達(dá)工控技術(shù)有限公司XMB-6000系列儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)液位控制的實(shí)施方案，能有效，簡(jiǎn)便，精準(zhǔn)的達(dá)到液位控制的要求。

關(guān)鍵詞：液位控制；模擬量采集；AD轉(zhuǎn)換

1  引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，工廠企業(yè)用液位控制系統(tǒng)的相當(dāng)多。液位控制器是通過(guò)機(jī)械式或者電子式的方法來(lái)對(duì)高低液位進(jìn)行控制，電磁閥，水泵都可以控制。液位控制的用途十分廣泛，適用于對(duì)任何水塔，水箱，水槽，蓄水池等進(jìn)行全自動(dòng)液位控制，能有效的防止由于人為原因造成的缺水或者漫水的后果，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

2  系統(tǒng)的工作原理

2.1      系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

 整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成如圖1，根據(jù)系統(tǒng)要完成的功能，系統(tǒng)的硬件分為以下幾個(gè)部分：傳感器，主控板，水泵，水箱組成。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2.2    傳感器工作原理

液位控制器（傳感器）監(jiān)測(cè)水箱的水位，不同的水位對(duì)應(yīng)不同的液體壓力，液體的壓差直接作用于變送器傳感器雙側(cè)隔離膜片上，通過(guò)膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測(cè)量元件上，測(cè)量元件將測(cè)得的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過(guò)放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出（如4-20mA）。

2.3    主控板硬件組成（以輝達(dá)工控XMB-6000系列儀表為例）

圖2 主控板硬件結(jié)構(gòu)框圖

2.3.1     模擬量采集電路

圖3 模擬量采集電路圖

4-20mA的電流信號(hào)通過(guò)I1和GND進(jìn)入，然后通過(guò)250Ω的電阻轉(zhuǎn)換成1-5V的電壓信號(hào)。V1處的電壓值如下表所示：

2.3.2    AD轉(zhuǎn)換電路

圖4 AD轉(zhuǎn)換電路圖

V1處的電壓經(jīng)過(guò)4051到353運(yùn)放，放大倍數(shù)為：Af=47K/2K+1=24.5,經(jīng)過(guò)7135AD采集轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的內(nèi)碼值，如下表所示：

表2

傳感器輸出的電信號(hào)最終轉(zhuǎn)換成內(nèi)碼值，與單片機(jī)里面存儲(chǔ)的內(nèi)碼值相比較，就可以在儀表上顯示出水箱當(dāng)前的水位。

2.4    儀表控制水泵的原理

水泵是通過(guò)儀表的驅(qū)動(dòng)電路控制的，電路圖如下圖所示：

圖5 控制電路原理圖

儀表提供一組常開觸點(diǎn)AL1，當(dāng)水位低于水位下限時(shí)，AL1觸點(diǎn)閉合，接觸器線圈有電，KMI常開點(diǎn)閉合，電機(jī)有電，水泵抽水；當(dāng)水位高于水位上限時(shí)，AL1觸點(diǎn)斷開，接觸器線圈沒有電，KMI常開點(diǎn)斷開，電機(jī)沒有電，水泵不工作。

3  儀表參數(shù)的設(shè)置

水泵的動(dòng)作是通過(guò)AL1觸點(diǎn)的通斷來(lái)控制的，AL1觸點(diǎn)的通斷是通過(guò)儀表里面的報(bào)警值來(lái)控制的，所以，能否保證水箱里面的水位一直保持在正常水位，報(bào)警參數(shù)的設(shè)置尤為重要，現(xiàn)在我就講講如何設(shè)置報(bào)警參數(shù)，用一個(gè)公式可以表達(dá)。

報(bào)警值A(chǔ)LR.1=（水位下限+水位上限）/2

回差值HY.1 =（水位上限-水位下限）/2

由于接觸器一般用的都是常開點(diǎn)，所以報(bào)警一般設(shè)為低報(bào)（Lo.AL），若接觸器用的是常閉點(diǎn)，則報(bào)警設(shè)為高報(bào)（HI.AL）。

4  結(jié)束語(yǔ)

本文是以輝達(dá)工控XMB-6000系列儀表為例討論的液位控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)是以我們儀表上的AL1觸點(diǎn)來(lái)控制水泵的啟停，操作起來(lái)非常簡(jiǎn)便，實(shí)用，而且控制精度相當(dāng)高，得到了廣大用戶的一致好評(píng)。

  武漢輝達(dá)工控技術(shù)有限公司

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