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技術(shù)知識

靜磁柵尺液位計量表在武漢卷煙廠的應(yīng)用

作者: admin來源: 本站時間:2020-01-13共3611字站內(nèi)編號:612
摘要:本文列舉了一些常用液位計,在分析各種液位計的原理、特點和局限性的基礎(chǔ)上,選擇并改進(jìn)了適用于我廠的新型液位計<; br/>; 靜磁格標(biāo)準(zhǔn)液位計。 用較新穎的方法很好地解決了液位監(jiān)測和控制問題。 液體水平的檢測和控制是各企業(yè)監(jiān)測生產(chǎn)過程、安全、順利運行和環(huán)境改善的重要手段。 現(xiàn)代企業(yè)對流量計量的要求越來越高,主要反映在準(zhǔn)確性、可靠性、及時性和自動化水平等方面。 1、常用的幾種液位測量方法簡要說明:1.1玻璃管液位計是歧管的原理,玻璃管液位計的上下閥與容器連接構(gòu)成歧管,可通過玻璃管直接讀取容器內(nèi)介質(zhì)液位的高度。 儀表兩端有針閥,針閥中有鋼球,玻璃管因事故破裂時,鋼球會在容器內(nèi)液體的壓力下自動關(guān)閉液流通道,以免容器內(nèi)的介質(zhì)流出。 玻璃管液位計是現(xiàn)場直讀式儀表,主要用于直接指示各工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)容器、塔、槽、箱等容器內(nèi)介質(zhì)的高度。 玻璃管液位計沒有電信號,不能實現(xiàn)數(shù)值遠(yuǎn)傳功能。 1.2靜電電容式液位計靜電電容式液位計是根據(jù)被測物的介電常數(shù)的不同來檢測水平的儀器,很多微小的電極分布在絕緣檢測棒的測量方向上,微小電容檢測電路構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),在水平變化時計算其高度。 電容式液位計采用浸漬檢測法,液體流動引起的顯著誤差,微電容檢測網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字處理電路也受外界條件的影響非常顯著。 1.3超聲波液位計1.3.1超聲波水平發(fā)射器利用換能器中的壓電晶體發(fā)射超聲波,接收水平表面反射的回波,通過測量超聲波發(fā)射和接收的時間間隔計算超聲波的發(fā)射距離,完成水平的正確測量。 超聲波液位計1.3.1.1非接觸式測定,具有能夠測定普通液體、漿料、固體等介質(zhì)和腐蝕性液體特征的1.3.1.2測定范圍廣,通常能夠測定0.25~60m的范圍,達(dá)到125m的產(chǎn)品也有1.3.1.3測定不受介質(zhì)密度、介電常數(shù)、導(dǎo)電性的影響, 一定范圍的內(nèi)容器中的壓力也不影響測量的1.3.1.4測量精度高,大約在0.1~0.25%之間,可以利用1.3.1.5雙線式傳輸系統(tǒng)的DC24V電源,可以具有HART、PROFIBUS-PA等類型的現(xiàn)場總線。 1.3.2但超聲液位計在實際應(yīng)用中也存在問題,如泡沫、粉塵、霧、多層時不能準(zhǔn)確測量。 此外,實現(xiàn)一致性的要求也特別高,一般不能。 1.4 WNA靜磁柵尺是由磁性鋼構(gòu)成的磁柵代碼陣列和由霍爾開關(guān)元件構(gòu)成的霍爾代碼陣列協(xié)調(diào)動作。 磁柵編碼陣列和空穴編碼陣列形成了這個傳感器的兩個必要單元。 其中磁柵編碼陣列單元為“ 靜磁柵源” 霍爾編碼陣列單元為“ 靜磁柵尺” “ 靜磁柵源” 保持一定的差距“ 靜磁柵尺” 如果軸線表面移動,“ 靜磁柵尺” 實時分析毫米級顯示值誤差的位移量數(shù)字信號。 機(jī)制是“ 游標(biāo)卡尺” 游標(biāo)卡尺1毫米的刻度可以分辨出0.02毫米,分辨率提高了50倍。 磁柵碼的排列間距和霍爾碼的排列間距不同,在游標(biāo)卡尺上下的差動滑動尺度那樣的不同尺度下,經(jīng)過反復(fù)的算法,靜柵碼的分辨率在0.25以下。 請注意,霍爾編碼陣列元件只有開和關(guān)兩種狀態(tài)。 由于物理位置不同,每個霍爾開關(guān)元件包含不同的位置信息,通過計算機(jī)的高速掃描識別,“ 空間直線位置代碼” 無論范圍的長度如何,只要保證安裝精度,即可獲得非常小的顯示值誤差。 幾乎不受外部溫度、濕度、雜散磁場、電磁干擾等影響。 綜合以上描述和使用經(jīng)驗,我們總結(jié)了以上4種傳感器的比較清單: 2、現(xiàn)場液位計的現(xiàn)狀:進(jìn)料工序是制絲生產(chǎn)的重要工序,進(jìn)料精度直接影響煙草的吸味和口感。 長期以來,作業(yè)人員在進(jìn)行生產(chǎn)時通過手工調(diào)查加料罐內(nèi)液位的變化來進(jìn)行判斷,但是流量計的計量存在問題,無法保持加料精度,影響了香煙的吸味和口感。 由于現(xiàn)場液位計存在偏差,無法比較和控制這些原因?qū)е氯藶殄e誤和流量計的計量不容許,因此加料不合格的概率大幅增加。 現(xiàn)場液位測量和控制中,基本上是罐內(nèi)液位的精密檢查。 這種液位控制度高,溫度高,有攪拌現(xiàn)象,有揮發(fā)性,有泡沫。 由于這樣的理由,現(xiàn)場以前曾嘗試過靜電電容式和超聲波液位計等液位計,但由于存在檢查不正確的問題,所以不涉及控制。 另外,在現(xiàn)場加入材料、加入香味的配管,由于與裂谷直接相連,因此可能會因閥的誤動作而導(dǎo)致材料泄漏,或者因為以前閥沒有位置,材料液體進(jìn)入裂谷或泄漏。 但是,以前由于現(xiàn)場液位計不參與控制,發(fā)生這種情況時,不能及時發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致質(zhì)量事故的發(fā)生。 針對現(xiàn)場現(xiàn)狀,總結(jié)了以往液位測量設(shè)備的使用經(jīng)驗,分析了當(dāng)前液位測量領(lǐng)域各測量儀器的性能,改進(jìn)了Wnt靜磁柵液位計,然后在莖供給和葉供給處進(jìn)行了試驗。 3.1 WNA靜磁柵尺的改進(jìn)Wnt靜磁柵尺改進(jìn)后的安裝對象如下: Wnt靜磁柵以前用于運動物體的位置檢測,Wnt靜磁柵源只要固定在被測物體上即可。 根據(jù)被測量物的移動來檢測移動位置。 為了用液位進(jìn)行檢測,在液體罐外安裝玻璃管與液體罐連通。 這就是旁路玻璃管,將Wnt靜磁柵源變成浮子式靜磁柵源(我們簡稱浮子)放入旁路玻璃管中。 我們設(shè)計浮子,兩端粗中間細(xì)形狀,粗端不規(guī)則,只有三點與玻璃管接觸,減小浮子在旁通玻璃管上的阻力,液位變化時“ 靜磁柵源” 即“ 浮動” 可根據(jù)液位的變化在旁通管內(nèi)自由移動,因此測量誤差變小。 靜磁柵尺可支持輸出4-20 (或0-29ma、1-5v、0-5v、1-10v等)毫安的模擬信號,也可連接Devicenet、Profobus等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 3.2靜磁柵液位計的優(yōu)點:靜磁柵液位計是一種新型的液位傳感器。 采用靜磁柵原理工作,直接輸出液位數(shù)據(jù),無需振蕩器單元。 具有量程長、分辨率適度、無接觸等特點,停電后可長時間保存液位數(shù)據(jù)。 耐沖擊、防水、耐油、粉塵、防污染、不怕泡沫、閱讀直觀、具有多種輸出信號,與現(xiàn)場現(xiàn)有控制網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系方便、易于維護(hù)更換等性能成為液位檢測和控制的設(shè)備。 靜磁柵源和靜磁柵均以非接觸方式工作,分辨率為1mm,使用環(huán)境溫度為-20℃~100℃,耐沖擊性約為50g。 實現(xiàn)優(yōu)點更加突出,體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,測量和信號轉(zhuǎn)換一體化,無需外接信號轉(zhuǎn)換,功率和信號采用三線或四線布線方式,特別是與PLC控制系統(tǒng)的連接方便,機(jī)柜直接供電24V,為實現(xiàn)提供了非常方便的條件。 3.3靜磁柵液位計的應(yīng)用:靜磁柵液位計的輸出信號可以直接發(fā)送給現(xiàn)場的PLC,在進(jìn)給和進(jìn)給過程中應(yīng)用。 槽形狀為u字,zui底部無法測量8KG的液體,上面是均勻的圓柱,在此范圍內(nèi)靜磁柵的刻度不變1mm,槽水平變化1.1KG。 在進(jìn)給過程中,△L=LL-LC-K L%=(△L/LL)*100% LL=理論上輸送至容器的液體重量/1.1 K= (底部不可測液體重量8KG進(jìn)給管路的液體重量)/1.1注:靜磁柵規(guī)的讀取值每變化1mm,容器內(nèi)的液體重量變化1.1kg。 在此,LL是理論液位,LC是測定液位即靜磁柵規(guī)的讀取值,k是校正系數(shù)(一定值)。 由于輸送流量大到1800KG/H,無法測量輸送管路和罐底部的材料液體,因此在輸送開始30S后,PLC程序每5秒讀取罐的液位,開始計算、比較。 對某時刻讀入PLC的數(shù)值進(jìn)行運算比較,發(fā)現(xiàn)L%>; ±; 0.5%時,系統(tǒng)在發(fā)出精度低的警報信號的同時,在收集的計算機(jī)和現(xiàn)場的計算機(jī)上顯示警報信息。 L%>; ±; 1%系統(tǒng)發(fā)出低精度停車信號,停止設(shè)備,同時在收集計算機(jī)和現(xiàn)場計算機(jī)上顯示警報信息,通知維護(hù)人員檢查。 進(jìn)給全過程的數(shù)據(jù)變化也保存在收集數(shù)據(jù)庫中,隨時可以調(diào)用進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。 輸送控制信息框圖在輸送過程中,△L=實際材料量-(LC0-LC1-K)*1.1 L%=(△L/實際材料量) *100%注:1.靜止標(biāo)尺的讀取值每次變化1mm,罐內(nèi)的材料液的重量變化為1.1kg. 3.4實際材料量為質(zhì)量流量計所示的重量, LC0是輸送前的靜止標(biāo)度的讀取值,LC1是輸送過程中某時刻的靜止標(biāo)度的讀取值,k是作為校正系數(shù)的輸送管路的材料液體的重量(值)。 剛開始運轉(zhuǎn)時,因為煙葉的流量少,材料量也少,達(dá)不到靜磁格子液位計的檢測精度,無法與讀取進(jìn)行比較。 煙葉流量達(dá)到設(shè)定值后,PLC程序每60秒開始讀取、計算、比較罐內(nèi)的液位。 對某時刻讀入PLC的數(shù)值進(jìn)行運算比較,發(fā)現(xiàn)L%>; ±; 1%時,系統(tǒng)在發(fā)出精度低的警報信號的同時,在收集的計算機(jī)和現(xiàn)場的計算機(jī)上顯示警報信息。 L%>; ±; 2%,經(jīng)過10S的延遲后,系統(tǒng)發(fā)出低精度停車信號,停止設(shè)備,同時向集中管理計算機(jī)和現(xiàn)場計算機(jī)顯示警報信息,通知維護(hù)人員檢查。 進(jìn)給全過程的數(shù)據(jù)變化也保存在收集數(shù)據(jù)庫中,隨時進(jìn)行逐批充要狀況的數(shù)據(jù)分析,可以判斷充要系統(tǒng)是否健全。 充電控制信息框圖4,結(jié)論靜磁柵液位計允許監(jiān)測和控制罐中的材料液體和充電設(shè)備。 有故障立即發(fā)出警報和停止,減少質(zhì)量事故的發(fā)生,提高供應(yīng)質(zhì)量。 蕞近3個月的運行,靜磁柵液位計能夠滿足生產(chǎn)中的計量和控制要求,達(dá)到了我們這次改造的目的,但部分細(xì)節(jié)還需要進(jìn)一步完善。

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