Контроллер уровня жидкости ЕвроАвтоматика ФиФ PZ-818

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта Power Coup Electric. В сегодняшней статье мы расскажем вам про реле контроля уровня жидкости.

Как следует из самого названия прибора, реле контроля уровня предназначены для регулировки и поддержания заданного уровня жидкости в каком-либо резервуаре. Получая сигнал от датчиков контроля уровня, расположенных в самом резервуаре, реле управляет работой исполнительных механизмов — электродвигателей насосов, электромагнитных клапанов и т.д.

С его помощью можно осуществить работу в автоматическом режиме насосов, защиту насоса от сухого хода, контроль протечки жидкости, найти различное применение в схемах автоматики и защиты.

Автомат контроля уровня жидкости PZ-818. Внешний вид

Чтобы читатель сразу понял, о чем идет речь, предлагаю обратиться к фото в начале статьи. Вот ещё фото, которые я сделал при распаковке данного девайса.

Упаковка:

Автомат контроля уровня F&F PZ-818

Комплектность – сам автомат контроля, три датчика (электрода) и руководство по эксплуатации:

Комплект автомата контроля уровня ФиФ

Датчики конструктивно исполнены таким образом, чтобы успокаивать возможные колебания уровня жидкости:

Устройство датчиков уровня

Фактически, это не датчики (датчик имеет на выходе какую-то информацию), это электроды или щупы.

Зачем нужен контроль уровня?

Никакая теория не обходится без терминологии, поэтому начнем с названий и определений.

Названия у нашего прибора могут такие:

Автомат контроля уровня,
Реле контроля уровня,
Реле уровня жидкости,
Контроллер уровня воды
Регулятор уровня жидкости

Даже производитель путается (видимо, недоработка маркетологов) – на сайте написано одно название, в инструкции – другое, на упаковке – третье.

Но главное – не название, а те функции, которое наше устройство выполняет. Если коротко, у него две основные функции – контроль наполнения и контроль опорожнения емкости с жидкостью. Всё остальное – лишь варианты. Иначе говоря, реле уровня срабатывает либо при пересечении некоего верхнего уровня, либо нижнего.

Эти два режима могут называться по разному. Контроль наполнения могут называть контролем верхнего уровня, а контроль опорожнения – режимом откачивания или дренажа.

Электрические уровнемеры и сигнализаторы

К электрическим методам измерения уровня (электрическим уровнемерам) относят: электроконтактные, кондуктометрические и емкостные. В общем случае изменение уровня преобразуется с помощью первичного измерительного преобразователя в электрический сигнал, измерение которого осуществляется приборами общепромышленного назначения.

Электроконтактные сигнализаторы уровня работают по принципу определения места замыкания контактов (чувствительного элемента) электрической электропроводной цепи — жидкостью при изменении ее уровня. Вследствие простоты конструкции и высокой точности электроконтактные сигнализаторы уровня получили самое широкое распространение.

Схемы простейших электроконтактных сигнализаторов и реле контроля уровня воды приведены на (рис. 2). Применяемость таких сигнализаторов обусловливается величиной тока в их цепи и значением переходного сопротивления контролируемой жидкости в цепи: сигнальный электрод Э1 — жидкость — стенка емкости (электрод Э2).

В производственных условиях применение электроконтактных сигнализаторов уровня ограничивается вследствие одного их существенного недостатка: в связи с загрязнением изолятора 1 электрода (вызванным выпадением осадка на нем, смачиваемостью, коррозией электрода и другими причинами) возникает ток утечки, который приводит к появлению «паразитной» проводимости от сигнального электрода Э1 на постоянный электрод Э2 по загрязненному изолятору, т.е. параллельно сопротивлению жидкости (см. рис. 2,а) подключается сопротивление цепи тока утечки Ry. При достаточно малом значении Ry в цепи возникает ток, вызывающий ложное срабатывание реле уровня воды или его ложный невозврат при понижении уровня.

Одним из эффективных методов уменьшения тока утечки является установка на изоляторе I (см. рис. 2,б) электрода, так называемого «охранного кольца» — кольцевого металлического электрода 2, к которому подводится напряжение той же полярности, что и на обмотку реле уровня жидкости, т.е. противоположный по отношению к сигнальному электроду. В этом случае сопротивление цепи утечки Ry замыкается практически все через ветвь Rd, т.е. ложные срабатывания исключаются. Сигнализаторы по такой схеме особенно незаменимы при контроле уровня пенящихся жидкостей, когда слой пены над уровнем жидкостей неуправляем и может достигать любого значения.

Рис. 1. Схемы электроконтактных сигнализаторов уровня: а — прямого включения; б — с «охранным кольцом»; в — с «обрывом базы» транзистора

Рис. 2. Принципиальная схема сигнализатора (один канал)

С целью уменьшения рабочего тока срабатывания сигнализатора (и повышения уровня безопасности) довольно часто применяют схему, показанную на рис. 2.в, где используется эффект «обрыва» базы транзистора. Применение таких схем (несмотря на откровенно подкупающую простоту) вызывает серьезные возражения, так как при понижении уровня ниже электрода Э1 транзистор чаще всего выходит из строя из-за неуправляемости происходящих в нем процессов при обрыве базы.

Сигнализатор состоит из релейного блока и трех датчиков, выполненных из нержавеющей стали.

Электрическая схема блока (рис. 3) состоит из трех транзисторных релейных каскадов и единого блока питания.

Для обеспечения сопротивления срабатывания 5000 Ом (первый диапазон) контактный датчик подключают к контакту Ia. С целью уменьшения ложных срабатываний при загрязнении датчика предусмотрена возможность подключения датчиков через контакты 2а, при которой сопротивление срабатывания снижается до 700 Ом. Принципиальная схема особых пояснений не требует. Погрешность сигнализации уровня ±5 ММ, при этом напряжении переменного тока на электродах не более 7B. Датчики могут быть установлены и вертикально, и горизонтально.

Принципиально новых решений у других типов электроконтактных сигнализаторов практически нет, в основном различия касаются конструктивного характера или применяется микроэлементной базы.

Как работает контроль уровня?

Как я уже говорил, при пересечении установленного уровня (верхнего либо нижнего, зависит от режима работы) включается реле внутри устройства. То есть, фактически устройство контроля уровня является дискретным датчиком, сигнализирующем о том, что жидкостью был пересечён определенный уровень.

Определение реального уровня жидкости основано на кондуктометрическом принципе работы (на измерении проводимости). То есть, фактически используются операционные усилители, на один вход который подается опорное напряжение, на второй – напряжение, зависящее от сопротивления датчиков. Эти напряжения непрерывно сравниваются, и операционный усилитель, включенный по схеме компаратора, формирует на своем выходе дискретный сигнал (включено / выключено). Это очень упрощенно, в реле уровня ФиФ PZ-818 используется микроконтроллер, поэтому там не всё так просто.

Реле включает, как правило, насос, который работает на подачу воды (заполнение) либо на откачку (дренаж). Обычно для включения насоса применяется контактор, устройство плавного пуска или более сложная схема на основе преобразователя частоты.

Само собой, имеются множество тонкостей работы и настроек, о которых я буду говорить по ходу повествования.

Параметры автомата контроля уровня Евроавтоматика F&F PZ-818

Рассмотрим технические характеристики реле уровня, приведенные в инструкции по эксплуатации.

Инструкция будет приведена в конце статьи.

Технические характеристики

Напряжение питания, В – 50 – 264 АС/DС. Довольно широкий диапазон напряжения, это может быть полезным при питании в промышленных цепях управления напряжением 110 В.
Макс. коммутируемый ток, А – 8 АС1. Это ток для идеальной (активной) нагрузки, типа ТЭНа. Если подключать контактор или более мощное реле, выходной ток должен быть в 3-5 раз меньше, для сохранения коммутационной износостойкости (иначе – для сохранения ресурса работы).
Контакт: Тип – 1Р (1 переключающий). Выходное реле, используемое внутри нашего прибора, имеет один переключающий контакт, выводы которого подключены на три выходные клеммы.
Количество контролируемых уровней – 2. Это означает, что переключение (смена состояния внутреннего реле) может происходить на двух уровнях, в зависимости от положения двух соответствующих датчиков.
Напряжение питания датчика, не более, В – 6. Это говорит о безопасности. Важно, что датчики гальванически полностью развязаны от питающей сети. И можно спокойно их касаться и настраивать, когда устройство подключено к сети.
Ток потребления датчика, не более, мА – 2. Понятно, что ток датчика маленький. Не понятно, зачем этот параметр здесь? Ведь не для выбора сечения провода?
Регулировка времени задержки вкл/откл, с – 0,5 -10. Это важный параметр, который влияет на время реакции автомата уровня, а значит на частоту запуска насоса. От него зависит такой важный параметр, как гистерезис. Например, при почти нулевом гистерезисе, высокой производительности насоса и скорости подачи воды насос может включаться/выключаться по нескольку раз в минуту. Это нехорошо и вредно и для гидравлической системы, и для насоса, и для питающей сети. Если же увеличить параметр времени задержки, гистерезис по уровню может достигать нескольких десятков сантиметров, что может быть вполне приемлемым для некоторых применений.
Чувствительность по нижнему и верхнему уровням, регулируемая, кОм – 5-150. А этот параметр влияет на широту спектра применений данного автомата контроля уровня. Недаром в инструкции сказано – «Автоматы не используются для контроля дистиллированной воды, бензина, масла, керосина, этиленгликоля, сжиженного газа». Дело в том, что сопротивление этих жидкостей очень высоко (некоторые с натяжкой можно назвать изоляторами). И чувствительности нашего PZ-818 не хватит, чтобы применить, например, на котельной, где используется химически очищенная вода. Её сопротивление может достигать 500 кОм. Практически сопротивление очень зависит от того, какая часть электрода (датчика) погружена в жидкость. Бесспорно, что датчики, опущенные в воду на 1 мм и на 10 см, будут давать значительно различающиеся показания сопротивления.
Диапазон рабочих температур, °С – – 25 – +50. При отрицательной температуре я бы не рекомендовал использовать никакое оборудование.
Степень защиты IР20. Открыто устанавливать наш регулятор уровня нельзя, нужна установка только в электрощит.
Коммутационная износостойкость – >105 циклов. Как я писал выше, этот параметр сильно зависит от тока через контакты реле. Однако, даже если ток будет в 10 раз меньше максимального, при неправильной настройке задержки данный ресурс может закончиться через год!
Потребляемая мощность, Вт – 1. Пренебрежимо мало, по сравнению с потреблением всей системы контроля уровня. Подключение – винтовые зажимы 2,5 мм2. Больше и не надо. Оптимально – от 0,75 до 1,5 мм2
Габариты (ШхВхГ), мм – 18 х 90 х 65. Тип корпуса – 1S. Реле контроля уровня PZ-818 занимает место одного однополюсного автомата, что очень удобно при монтаже.

САУ-М7Е Устройство контроля уровня. Руководство по эксплуатации

Транскрипт

1 САУ-М7Е Устройство контроля уровня Руководство по эксплуатации

2 Содержание Указания по безопасному применению… 4 Введение Назначение и функции Технические характеристики и условия эксплуатации Технические характеристики Условия эксплуатации Меры безопасности Монтаж Установка прибора настенного крепления H Установка прибора щитового крепления Щ Подключение Рекомендации по подключению Порядок подключения Назначение клеммника Подключение датчиков Общие сведения Общая схема подключения Подключение кондуктометрических датчиков Подключение емкостных переключателей Подключение активных датчиков Эксплуатация Принцип работы Управление исполнительными механизмами

3 6.3 Алгоритмы работы Управление и индикация Режимы Настройка Общие сведения Настройка алгоритма Техническое обслуживание Общие указания Маркировка Упаковка Транспортирование и хранение Комплектность Гарантийные обязательства

4 Указания по безопасному применению В данном руководстве применяются следующие предупреждения: ОПАСНОСТЬ Ключевое слово ОПАСНОСТЬ используется для предупреждения о непосредственной угрозе здоровью. Возможные последствия могут включать в себя смерть, постоянную или длительную нетрудоспособность. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ Ключевое слово ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ используется, чтобы предупредить о повреждении имущества и устройств. Возможные последствия могут включать в себя повреждения имущества, например, прибора или подключенных к нему устройств. ВНИМАНИЕ Ключевое слово ВНИМАНИЕ используется, чтобы предупредить о потенциально опасной ситуации. Возможные последствия могут включать в себя незначительные травмы. ПРИМЕЧАНИЕ Ключевое слово ПРИМЕЧАНИЕ используется для дополнения, уточнения, толкования основного текста раздела/подраздела и/или пояснения специфических аспектов работы с прибором. 4

5 Введение Настоящее Руководство по эксплуатации предназначено для ознакомления обслуживающего персонала с устройством, принципом действия, конструкцией, технической эксплуатацией и обслуживанием устройства контроля уровня САУ-М7Е, в дальнейшем по тексту именуемого «прибор» или «САУ-М7Е». ПРИМЕЧАНИЕ По выполняемым функциям САУ-М7Е полностью заменяет снятые с производства приборы САУ-М4, САУ-М5 и САУ-М7, отличаясь от них дополнительной возможностью работы с активными ключевыми датчиками. Подключение, регулировка и техобслуживание прибора должны производиться только квалифицированными специалистами после прочтения настоящего руководства по эксплуатации. Прибор изготавливается в различных модификациях, зашифрованных в коде полного условного обозначения: Пример полного названия прибора при заказе: САУ-М7Е-Н 5

6 1 Назначение и функции Прибор предназначен для создания систем автоматизации технологических процессов, связанных с контролем и поддержанием заданного уровня жидких или сыпучих веществ в различного рода резервуарах, емкостях, контейнерах и т.п. Прибор используется для контроля и поддержания уровня жидких и сыпучих сред при помощи трех датчиков, подключаемых к входам прибора, а также двух встроенных выходных реле. Прибор выпускается согласно ТУ Прибор позволяет выполнять следующие функции: автоматическое заполнение резервуара до заданного уровня; автоматическое осушение резервуара до заданного уровня; ручное или автоматическое управление электроприводом исполнительного механизма (насоса, транспортера, электромагнитного клапана и т. п.); сигнализация об аварийном переполнении или осушении резервуара; работа с различными по электропроводности жидкостями: водопроводной, загрязненной водой, молоком и пищевыми продуктами (слабокислотными, щелочными и пр.). 2 Технические характеристики и условия эксплуатации 2.1 Технические характеристики Таблица 2.1 Характеристики прибора Наименование Напряжение питания: напряжение Значение 220 (± 10 %) В 6

7 Продолжение таблицы 2.1 Наименование Значение частота 50 Гц Потребляемая мощность не более 6 ВА Количество каналов контроля уровня 3 Типы датчиков Источник питания активных датчиков: напряжение максимальный ток нагрузки кондуктометрические; поплавковые; активные с выходными ключами n p n-типа; механические контактные устройства 12 ± 1,2 В 50 ма Количество встроенных выходных реле 2 Максимально допустимый ток нагрузки, 8 А при 230 В 50 Гц ( cos φ > 0,4) коммутируемый контактами встроенного реле Сопротивление контролируемой среды для не более 500 ком кондуктометрического датчика Габаритные размеры корпуса (степень защиты со стороны лицевой панели): настенного Н 105х130х60 мм (IP44) щитового Щ1 96x96x65 мм (IP54) Масса прибора не более 0,7 кг Средний срок службы 8 лет 7

8 2.2 Условия эксплуатации Прибор предназначен для эксплуатации при следующих условиях: закрытые взрывобезопасные помещения без агрессивных паров и газов; температура окружающего воздуха от +1 до +50 С; верхний предел относительной влажности воздуха: не более 80 % при +35 С и более низких температурах без конденсации влаги; атмосферное давление от 84 до 106,7 кпа. ПРИМЕЧАНИЕ Требования в части внешних воздействующих факторов являются обязательными, т.к. относятся к требованиям безопасности. 3 Меры безопасности ВНИМАНИЕ На клеммнике присутствует опасное для жизни напряжение величиной до 250 В. Любые подключения к прибору и работы по его техническому обслуживанию следует производить только при отключенном питании прибора. По способу защиты от поражения электрическим током прибор соответствует классу II по ГОСТ При эксплуатации, техническом обслуживании и поверке необходимо соблюдать требования ГОСТ , Правил эксплуатации электроустановок потребителей и Правил охраны труда при эксплуатации электроустановок потребителей. 8

9 Не допускается попадание влаги на контакты выходного разъема и внутренние электроэлементы прибора. Запрещено использовать прибор в агрессивных средах с содержанием в атмосфере кислот, щелочей, масел и т. п. 9

10 4 Монтаж 4.1 Установка прибора настенного крепления H Для установки прибора следует выполнить действия: 1. Закрепить кронштейн тремя винтами М4 20 на поверхности, предназначенной для установки прибора (см. рисунок 4.2). ПРИМЕЧАНИЕ Винты для крепления кронштейна не входят в комплект поставки. 2. Зацепить крепежный уголок на задней стенке прибора за верхнюю кромку кронштейна. 3. Прикрепить прибор к кронштейну винтом из комплекта поставки. Демонтаж прибора следует производить в обратном порядке. ПРИМЕЧАНИЕ Подключение проводов производится при снятой крышке прибора. Для удобства подключения следует зафиксировать основание прибора на кронштейне крепежным винтом. Рисунок 4.1 Монтаж прибора настенного крепления 10

11 Рисунок 4.2 Габаритные размеры корпуса Н ПРИМЕЧАНИЕ Втулки необходимо подрезать в соответствии с диаметром вводного кабеля. 11

12 4.2 Установка прибора щитового крепления Щ1 Для установки прибора следует выполнить действия: 1. Подготовить на щите управления место для установки прибора (см. рисунок 4.4). 2. Установить прокладку на рамку прибора для обеспечения степени защиты IP Вставить прибор в специально подготовленное отверстие на лицевой панели щита. 4. Вставить фиксаторы из комплекта поставки в отверстия на боковых стенках прибора. 5. С усилием завернуть винты М4 х 35 из комплекта поставки в отверстиях каждого фиксатора так, чтобы прибор был плотно прижат к лицевой панели щита. Демонтаж прибора следует производить в обратном порядке. Рисунок 4.3 Монтаж прибора щитового крепления 12

13 Рисунок 4.4 Габаритные размеры корпуса Щ1 13

14 Рисунок 4.5 Прибор в корпусе Щ1, установленный в щит толщиной 3 мм 5 Подключение 5.1 Рекомендации по подключению Для обеспечения надежности электрических соединений рекомендуется использовать медные многожильные кабели, концы которых перед подключением следует тщательно зачистить, залудить или использовать кабельные наконечники. Зачистку жил кабелей необходимо выполнять с таким расчетом, чтобы их оголенные концы после подключения к прибору не выступали за пределы клеммника. Сечение жил кабелей должно быть не более 1 мм 2. 14

15 Общие требования к линиям соединений: При прокладке кабелей следует выделить линии связи, соединяющие прибор с датчиком, в самостоятельную трассу (или несколько трасс), располагая ее (или их) отдельно от силовых кабелей, а также от кабелей, создающих высокочастотные и импульсные помехи. Для защиты входов прибора от влияния промышленных электромагнитных помех линии связи прибора с датчиком следует экранировать. В качестве экранов могут быть использованы как специальные кабели с экранирующими оплетками, так и заземленные стальные трубы подходящего диаметра. Экраны кабелей с экранирующими оплетками следует подключить к контакту функционального заземления (FE) в щите управления. Следует устанавливать фильтры сетевых помех в линиях питания прибора. Следует устанавливать искрогасящие фильтры в линиях коммутации силового оборудования. При монтаже системы, в которой работает прибор, следует учитывать правила организации эффективного заземления: все заземляющие линии прокладывать по схеме «звезда», обеспечивая хороший контакт с заземляемым элементом; все заземляющие цепи должны быть выполнены проводами как можно большего сечения; запрещается объединять клемму прибора с маркировкой «Общая» и заземляющие линии. 5.2 Порядок подключения ОПАСНОСТЬ После распаковки прибора следует убедиться, что при транспортировке прибор не был поврежден. 15

16 Если прибор находился длительное время при температуре ниже минус 20 С, то перед включением и началом работ необходимо выдержать его в помещении с температурой, соответствующей рабочему диапазону, в течение не менее 30 мин. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ Для нормальной эксплуатации насоса, используемого в системе, прибор следует подключать к сети 230 В 50 Гц через промежуточный автоматический выключатель с токовой защитой. Для подключения прибора следует выполнить действия: 1. Подключить прибор к источнику питания. ВНИМАНИЕ Перед подачей питания на прибор следует проверить правильность подключения напряжения питания и его уровень. 2. Подключить линии связи «прибор датчики» к первичным преобразователям и входам прибора. 3. Подключить линии связи выходных реле к исполнительным устройствам. 4. Подать питание на прибор. 5. Выполнить настройку прибора. 6. Снять питание. 16

17 5.3 Назначение клеммника 5.4 Подключение датчиков Общие сведения Рисунок 5.1 ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ Для защиты входных цепей прибора от возможного пробоя зарядами статического электричества, накопленного на линиях связи «прибор датчик», перед подключением к клеммнику прибора их жилы следует на 1 2 секунды соединить с винтом функционального заземления (FE) щита. При проверке исправности датчика и линии связи необходимо отключить прибор от сети питания. Во избежание выхода прибора из строя при «прозвонке» связей следует использовать измерительные устройства с напряжением питания не более 4,5 В. При более высоких напряжениях питания этих устройств отключение датчика от прибора обязательно. 17

18 ВНИМАНИЕ Не допускается прокладка линий связи датчиков уровня с прибором в одной трассе совместно с силовыми проводами, а также с проводами, несущими высокочастотные или импульсные токи. При монтаже внешних соединений следует обеспечить их надежный контакт с клеммником, для чего рекомендуется зачистить и облудить их концы. Кабельные вводы прибора рассчитаны на подключение кабелей с наружным диаметром 6 12 мм. При установке датчиков использовать следующие рекомендации: Установить датчики уровня жидкости в баке и скважине таким образом, чтобы электроды не касались металлических стенок. Концы двух длинных электродов каждого датчика соответствуют нижним уровням воды в баке и скважине, а концы коротких электродов верхним уровням. Регулирование уровней производится изменением общей высоты установки датчика и перемещением концов электродов относительно друг друга. Допускается механическое укорачивание (подрезание) электродов. При установке активных датчиков необходимо соблюдать минимальное расстояние между ними (25-30 см) как по вертикали, так и по горизонтали, чтобы избежать взаимного влияния сигналов. 18

19 5.4.2 Общая схема подключения Рисунок 5.2 Общая схема подключения САУ-М7Е 19

20 5.4.3 Подключение кондуктометрических датчиков Рисунок 5.3 Схема подключения кондуктометрических датчиков уровня Подключение емкостных переключателей Рисунок 5.4 Схема подключения емкостных переключателей 20

21 5.4.5 Подключение активных датчиков Питание активных датчиков осуществляется от встроенного в прибор источника постоянного тока напряжением 12 В или от внешнего блока питания. Рисунок 5.5 Схема подключения активных датчиков Д1 Д3 при питании их от внешнего источника Для нормальной работы прибора выходные ключи датчиков должны (при достижении веществом контролируемого уровня) переключаться из закрытого состояния в открытое. 6 Эксплуатация 6.1 Принцип работы Принцип действия прибора основан на использовании токопроводящих свойств жидкости. При соприкосновении жидкости с соответствующими электродами датчика уровня на вход прибора поступают электрические сигналы. Прибор обрабатывает их по заданному алгоритму и формирует команды управления исполнительным электромагнитным реле. 21

22 ВНИМАНИЕ Кондуктометрический способ контроля неэффективен, если вместо жидкости используется суспензия или эмульсия. При эксплуатации из суспензии или эмульсии на электроды датчиков осаждаются частицы, приводящие к их изоляции. Функциональная схема прибора приведена на рисунке 6.1. Рисунок 6.1 Функциональная схема прибора В состав прибора входят: входные устройства ОУ1… ОУ3, предназначенные для обработки сигналов датчиков уровня; 22

23 блок логики, предназначенный для формирования сигналов управления выходным реле «Работа»; выходные электромагнитные реле «Верх» и «Работа», предназначенные для управления исполнительными механизмами; блок питания, служащий для обеспечения схемы стабилизированным напряжением 12 В постоянного тока; К1 К4 коммутаторы электрических сигналов. Для обработки сигналов датчиков в схеме предусмотрены три входных пороговых устройства (компаратора), выполненные на операционных усилителях ОУ1… ОУЗ. Каждый из компараторов сравнивает напряжение сигнала поступающего на его вход (Uвх.) с напряжением опорного источника (Uопор.) и при выполнении условия Uвх. < Uопор. переключается в состояние соответствующее достижению заданного уровня. Изменение входного сигнала, обеспечивающее выполнение условия Uвх. < Uопор., происходит при срабатывании соответствующего датчика уровня, который замыкает вход компаратора (напрямую или через сопротивление элементов датчика) с общей точкой схемы. В приборе предусмотрена ступенчатая регулировка напряжения Uопор., которая позволяет изменять чувствительность компараторов и при использовании для контроля уровня кондуктометрических датчиков настраивать прибор на работу с различными по степени электропроводности жидкостями. Изменение напряжения Uопор. производится при помощи коммутатора К3. Контроль уровня осуществляется при помощи трех датчиков, которые устанавливаются в резервуаре на заданных по условиям технологического процесса отметках (нижней, промежуточной, верхней) и подключаются соответственно к сигнальным входам прибора Вх.1, Вх.2, Вх3. 23

24 Один из электродов является общим для всей схемы контроля. Он устанавливается в резервуаре так, чтобы рабочая часть электрода находилась в постоянном контакте с жидкостью во всем диапазоне контроля (от нижнего уровня до верхнего включительно). Подключается этот электрод к контакту «Общий» (см. рисунок 6.2). Рисунок 6.2 Установка электродов ПРИМЕЧАНИЕ При контроле уровней жидкости в металлическом резервуаре в качестве общего электрода следует использовать корпус резервуара (см. рисунок 6.2). 24

25 6.2 Управление исполнительными механизмами Для управления технологическим оборудованием прибор оснащен двумя встроенными электромагнитными реле. Первое реле («Верх») служит для формирования аварийного сигнала в случае превышения контролируемым веществом предельного верхнего уровня. Это реле управляется по сигналам компаратора ОУ3 и включается при замыкании датчика верхнего уровня. Контакты реле могут быть использованы как для включения внешней сигнализации, так и для ввода в действие дополнительных технических средств, предотвращающих развитие аварии. Второе реле («Работа») предназначено для управления электроприводом исполнительного механизма (электрического насоса, электромагнитного клапана и т.п.), выполняющего в системе функции регулятора уровня. Работой этого реле управляет блок логики по сигналам компараторов ОУ1 и ОУ2 (от датчиков нижнего и промежуточного уровней) или по командам от кнопок ручного управления. Управление осуществляется как в ручном, так и в автоматическом режиме. В ручном режиме управление реле «Работа» производится по командам от кнопок и независимо от состояния датчиков. При необходимости действие кнопок ручного управления следует заблокировать при помощи коммутатора К4. В автоматическом режиме управление реле «Работа» осуществляется по сигналам датчиков уровней в соответствии с заданным пользователем алгоритмом работы регулятора. Алгоритм работы задается при помощи коммутатора К2, исходя из способа, которым регулятор должен осуществлять поддержание уровня: заполнение резервуара или его опорожнение. 25

26 6.3 Алгоритмы работы Прибор работает по следующим алгоритмам: Заполнение резервуара по гистерезисному закону. Режим используется в случаях, когда регулятор должен поддерживать заданный уровень в резервуаре путем подпитки его от внешнего источника. В этом режиме реле «Работа», управляющее регулятором, включается после размыкания датчика нижнего уровня, а выключается только при замыкании датчика промежуточного уровня. Наличие зоны гистерезиса между точками включения и выключения регулятора обеспечивает уверенное (без «дребезга») срабатывание пусковых коммутационных устройств и экономичный режим работы регулятора. Временная диаграмма работы выходных реле прибора в этом режиме представлена на рисунке 6.3. Опорожнение резервуара по гистерезисному закону. Данный режим работы используется в случаях, когда регулятор должен поддерживать заданный уровень посредством отбора рабочего вещества из резервуара. В этом режиме реле «Работа» включается после замыкания датчика промежуточного уровня, а выключается только при размыкании датчика нижнего уровня. Временная диаграмма работы выходных реле прибора в этом режиме представлена на рисунке 6.4. Заполнение резервуара без гистерезиса. Данный режим работы используется в случаях, когда регулятор должен поддерживать заданный уровень путем подпитки резервуара, но гистерезиса между точками его включения и выключения по каким либо причинам не требуется. В этом режиме реле «Работа» включается после размыкания датчика нижнего уровня, а выключается при его замыкании. Опорожнение резервуара без гистерезиса. Данный режим работы используется в случаях, когда регулятор должен поддерживать заданный уровень посредством отбора 26

27 рабочего вещества из резервуара, но гистерезиса между точками его включения и выключения по каким либо причинам не требуется. В этом режиме реле «Работа» включается после замыкания датчика нижнего уровня, а выключается при его размыкании. Рисунок 6.3 Заполнение резервуара по гистерезисному закону 27

28 Рисунок 6.4 Опорожнение резервуара по гистерезисному закону 6.4 Управление и индикация На лицевой панели прибора расположены элементы индикации и управления (см. рисунок 6.5): семь светодиодов; три кнопки. 28

29 Рисунок 6.5 Лицевая панель прибора Таблица 6.1 Назначение светодиодов Светодиод Состояние Значение СЕТЬ Светится Подано питающее напряжение УРОВЕНЬ Светится Уровень жидкости достиг соответствующего датчика РАБОТА Светится Управляющее регулятором реле включено АВТ. Светится Регулятор работает в автоматическом режиме АВАРИЯ Мигает Аварийная ситуация: размыкание датчика нижнего уровня; замыкание датчика верхнего уровня. 29

30 Таблица 6.2 Назначение кнопок Кнопка Режим эксплуатации прибора Работа Работа Работа Значение Переключение регулятора на автоматический режим работы Запуск регулятора в ручном режиме Остановка регулятора в ручном режиме 6.5 Режимы После подачи питания прибор самостоятельно переходит в режим автоматического управление регулятором, поддерживающим уровень в резервуаре, и выполняет свои функции в соответствии с выбранным при настройке алгоритмом. При выполнении технологического процесса уровень в резервуаре визуально контролируется по состоянию светодиодов «УРОВЕНЬ», а включение регулятора по засветке светодиода «РАБОТА». Перевод регулятора в режим ручного управления (если этот режим не заблокирован на коммутаторе К4) осуществляется кратковременным нажатием одной из кнопок или и контролируется по отключению светодиода «АВТ», а также по состоянию светодиода «РАБОТА», которое должно соответствовать поданной команде. 30

31 ВНИМАНИЕ При работе в режиме ручного управления следует помнить, что любая поданная команда исполняется регулятором независимо от состояния датчиков уровня и действует вплоть до ее отмены. Отмена поданной команды осуществляется кратковременным нажатием на противоположную по назначению кнопку. Для перевода регулятора в режим автоматического управления следует нажать кнопку. Светодиод «АВТ.» должен начать светиться. 7 Настройка 7.1 Общие сведения ОПАСНОСТЬ На клеммнике САУ-М7Е и отдельных элементах его схемы присутствует напряжение, опасное для жизни. Изменение положения перемычек на коммутаторе следует производить при полностью обесточенном приборе. Настройка прибора сводится к регулировке чувствительности входных компараторов (при работе с кондуктометрическими зондами) или чувствительности активных датчиков (при использовании их для контроля уровня). Для настройки прибора следует выполнить действия: 1. Подать на прибор питание и убедиться, что на его лицевой панели засветился светодиод «СЕТЬ». 2. Постепенно заполнить резервуар, контролируя по мере замыкания датчиков нижнего, промежуточного и верхнего уровней засветку соответствующих светодиодов «УРОВЕНЬ» на лицевой панели прибора. Если хотя бы один светодиод не засветился, следует 31

32 увеличить чувствительность входных компараторов прибора (при работе с кондуктометрическими датчиками) или соответствующих датчиков уровня (при работе с активными датчиками). 3. Изменение чувствительности компараторов осуществляется при помощи коммутатора К3 для всех каналов контроля уровня одновременно. Чувствительность возрастает при увеличении порядкового номера положения перемычки на коммутаторе и снижается при его уменьшении. 4. Изменение чувствительности активных датчиков производится либо уточнением места их установки в резервуаре, либо с помощью регулировочных элементов (при их наличии), расположенных на корпусах датчиков. 5. Постепенно опорожнить резервуар. Светодиоды, показывающие верхний, промежуточный и нижний уровень жидкости, должны последовательно перестать светиться. Если какойлибо из светодиодов продолжает светиться, следует уменьшить чувствительность тракта контроля уровня в соответствии с указаниями пп Для проверки качества настройки повторно заполнить и опорожнить резервуар, контролируя работу входных датчиков по светодиодам «УРОВЕНЬ». Прибор готов к эксплуатации. 7.2 Настройка алгоритма Перед установкой прибора на объект следует проверить состояние перемычек на коммутаторах К1…К4 и привести их в соответствие с требованиями выполняемого технологического процесса по данным, изложенным в таблицах далее. Схема расположения коммутаторов в приборе приведена на рисунке

33 Рисунок 7.1 Схема расположения коммутаторов Таблица 7.1 Режим работы сигнализации АВАРИЯ Положение перемычки на коммутаторе К1 Выполняемая функция «1» Сигнализация отключена «2» Сигнализация включается при замыкании датчика верхнего уровня «3» Сигнализация включается при размыкании датчика нижнего уровня 33

34 Таблица 7.2 Режим работы регулятора уровня Положение перемычек на коммутаторе К2 Выполняемая функция «1» и «3» Заполнение резервуара по гистерезисному закону «1» и «5» Заполнение резервуара без гистерезиса «2» и «4» Опорожнение резервуара по гистерезисному закону «2» и «6» Опорожнение резервуара без гистерезиса Таблица 7.3 Чувствительность входных компараторов при работе с кондуктометрическими датчиками Сопротивление датчика уровня, погруженного в жидкость Положение перемычки на коммутаторе К3 Примеры рабочих жидкостей < 1 ком «1» Кислоты, щелочи, расплавленные металлы < 10 ком «2» Вода техническая, молоко, пищевые продукты < 100 ком «3» Вода водопроводная, слабые растворы солей < 500 ком «4» Вода очищенная Примечание * Приведенные в таблице значения сопротивлений являются ориентировочными. Отклонение данного параметра в ту или иную сторону достигает 20 %. ВНИМАНИЕ При работе с активными датчиками перемычка на коммутаторе К3 должна быть установлена в положение «3», а при работе с контактными устройствами — в положение «1». 34

35 Таблица 7.4 Режим работы клавиатуры Положение перемычки на коммутаторе К4 Выполняемая функция «1» Кнопки «ПУСК», «СТОП» отключены «2» Кнопки «ПУСК», «СТОП» включены Если требуется использовать САУ-М7Е для выполнения функций прибора САУ-М4, необходимо установить перемычки на коммутаторах в следующие положения: К1 «1» ; К2 по таблице Режим работы регулятора уровня; К3 по таблице Чувствительность входных компараторов при работе с кондуктометрическими датчиками; К4 «1». Если требуется использовать САУ-М7Е для выполнения функций прибора САУ-М5, необходимо установить перемычки на коммутаторах в следующие положения: К1 «3» ; К2 «1» и «5»; К3 по таблице Чувствительность входных компараторов при работе с кондуктометрическими датчиками; К4 «1». Если требуется использовать САУ-М7Е для выполнения функций прибора САУ-М7, необходимо установить перемычки на коммутаторах в следующие положения: К1 «1»; К2 по таблице Режим работы регулятора уровня; 35

36 К3 по таблице Чувствительность входных компараторов при работе с кондуктометрическими датчиками; К4 «2». 8 Техническое обслуживание 8.1 Общие указания При выполнении работ по техническому обслуживанию прибора следует соблюдать требования безопасности, изложенные в разделе 3. Техническое обслуживание прибора проводится не реже одного раза в 6 месяцев и включает следующие процедуры: проверка крепления прибора; проверка винтовых соединений; удаление пыли и грязи с клеммника прибора. Следует регулярно производить осмотр кондуктометрических зондов, используемых в качестве датчиков уровня, и при необходимости осуществлять очистку рабочих частей их электродов от налета, оказывающего изолирующее действие. Периодичность осмотра зависит от состава рабочей жидкости и содержания в ней нерастворимых примесей. При работе с активными датчиками периодически, но не реже одного раза в 6 месяцев следует производить их осмотр, проверку качества крепления, а также очистку рабочих поверхностей от пыли и грязи. 36

37 9 Маркировка На корпус прибора нанесены: наименование прибора; степень защиты корпуса по ГОСТ 14254; напряжение и частота питания; потребляемая мощность; класс защиты от поражения электрическим током по ГОСТ ; единый знак обращения продукции на рынке государств-членов Таможенного союза (ЕАС); страна-изготовитель; заводской номер прибора и год выпуска. На потребительскую тару нанесены: наименование прибора; единый знак обращения продукции на рынке государств-членов Таможенного союза (ЕАС); страна-изготовитель; заводской номер прибора и год выпуска. 10 Упаковка Упаковка прибора производится в соответствии с ГОСТ в потребительскую тару, выполненную из коробочного картона по ГОСТ Упаковка прибора при пересылке почтой производится по ГОСТ

38 11 Транспортирование и хранение Прибор транспортируется в закрытом транспорте любого вида. Крепление тары в транспортных средствах следует производить согласно правилам, действующим на соответствующих видах транспорта. Транспортирование и хранение приборов может осуществляться в транспортной таре при температуре окружающего воздуха от минус 25 до плюс 75 С, с соблюдением мер защиты от ударов и вибраций. Перевозку следует осуществлять в транспортной таре поштучно или в контейнерах. Условия хранения в таре на складе изготовителя и потребителя должны соответствовать условиям 1 по ГОСТ В воздухе не должны присутствовать агрессивные примеси. Прибор следует хранить на стеллажах. 12 Комплектность Наименование Прибор Паспорт и Гарантийный талон Руководство по эксплуатации Комплект крепежных элементов Количество 1 шт. 1 экз. 1 экз. 1 к-т. ПРИМЕЧАНИЕ Изготовитель оставляет за собой право внесения дополнений в комплектность изделия. 38

39 13 Гарантийные обязательства Изготовитель гарантирует соответствие прибора требованиям ТУ при соблюдении условий эксплуатации, транспортирования, хранения и монтажа. Гарантийный срок эксплуатации 24 месяца со дня продажи. В случае выхода прибора из строя в течение гарантийного срока при соблюдении условий эксплуатации, транспортирования, хранения и монтажа предприятие-изготовитель обязуется осуществить его бесплатный ремонт или замену. Порядок передачи прибора в ремонт содержится в паспорте и в гарантийном талоне. 39

40 Центральный офис: , Москва, 2-я ул. Энтузиастов, д. 5, корп. 5 Тел.: (495) (многоканальный) Факс: (495) Отдел сбыта: Группа тех. поддержки: Рег. 2678

Автомат контроля уровня – органы управления

Рассмотрим переднюю панель прибора.

Панель управления реле контроля уровня

Мы видим два индикатора и три регулятора:

Индикатор L (Level – Уровень) зеленого цвета включается тогда, когда уровень жидкости в норме. Для режима наполнения нормальный уровень – выше уровня датчика максимума, для режима дренажа – когда уровень ниже уровня датчика минимума.
Индикатор R (Нагрузка) красного цвета говорит о том, что реле находится в активной фазе, и насос в данный момент включен. Когда идет время задержки, индикатор мигает.
Регулятор времени задержки. Чем больше выставить задержку, тем реже будет включаться насос, и изменения уровня могут быть значительными. Чем меньше установить задержку – тем точнее будет поддерживаться уровень, но тогда и насосу придётся потрудиться.
Регуляторы чувствительности верхнего и нижнего уровня. Служат для подстройки чувствительности в зависимости от проводимости жидкости. Также иногда этими регуляторами можно в небольших пределах (не более длины датчика) изменить уровни срабатывания.

При большом расстоянии между датчиками (большая по диаметру ёмкость) и малой электропроводности жидкости раздельная регулировка чувствительности позволяет оптимально настроить работу реле PZ-818. В реле уровня с одним регулятором чувствительности при работе в таких условиях трудно добиться стабильной работы.

Передняя панель регулятора и органы управления

Зеленый и красный индикаторы горят во время работы поочередно (а иногда и одновременно), поэтому в индикаторе питания необходимости нет.

Виды датчиков уровня

В зависимости от принципа действия, сигнализаторы принято делить на следующие виды:

поплавочного типа;
использующие ультразвуковые волны;
устройства с емкостным принципом определения уровня;
электродные;
радарного типа;
работающие по гидростатическому принципу.

Поскольку эти типы наиболее распространены, рассмотрим каждый из них в отдельности.

Поплавковый

Это наиболее простой, но, тем не менее, действенный и надежный способ измерения жидкости в баке или другой емкости. С примером реализации можно ознакомиться на рисунке 2.

Рис. 2. Поплавковый датчик для управления насосом

Конструкция состоит из поплавка с магнитом и двух герконов, установленных в контрольных точках. Кратко опишем принцип действия:

Емкость опустошается до критического минимума (А на рис. 2), при этом поплавок опускается до уровня, где расположен геркон 2, он включает реле, подающее питание на насос, закачивающий воду из скважины.
Вода доходит до максимальной отметки, поплавок поднимается до места расположения геркона 1, он срабатывает и реле отключается, соответственно, двигатель насоса прекращает работать.

Такой герконовый сигнализатор сделать самостоятельно довольно просто, а его настройка сводится к установке уровней включения-выключения.

Заметим, что если правильно выбрать материал для поплавка, датчик уровня воды будет работать, даже при наличии слоя пены в резервуаре.

Ультразвуковой

Этот тип измерителей может использоваться как для жидкой, так и сухой среды, при этом у него может быть аналоговый или дискретный выход. То есть, датчик может ограничивать заполнение по достижению определенной точки или отслеживать его постоянно. Устройство включает в себя ультразвуковой излучатель, приемник и контроллер обработки сигнала. Принцип работы сигнализатора продемонстрирован на рисунке 3.

Рис. 3. Принцип работы ультразвукового датчика уровня

Работает система следующим образом:

излучается ультразвуковой импульс;
принимается отраженный сигнал;
анализируется длительность затухания сигнала. Если бак полный, она будет короткой (А рис. 3), а по мере опустошения начнет увеличиваться (В рис. 3).

Ультразвуковой сигнализатор бесконтактный и беспроводной, поэтому он может использоваться даже в агрессивных и взрывоопасных средах. После первичной настройки, такой датчик не требует никакого специализированного обслуживания, а отсутствие подвижных частей существенно продлевает срок эксплуатации.

Электродный

Электродные (кондуктометрические) сигнализаторы позволяют контролировать один или несколько уровней электропроводящей среды (то есть, для измерения наполнения бака дистиллированной водой они не подходят). Пример использования устройства приведен на рисунке 4.

Рисунок 4. Измерение уровня жидкости кондуктометрическими датчиками

В приведенном примере задействован трехуровневый сигнализатор, в котором два электрода контролируют заполнение емкости, а третий является аварийным, для включения режима интенсивной откачки.

Емкостной

При помощи этих сигнализаторов можно определять максимальное заполнение емкости, причем, в качестве технологической среды могут выступать как жидкость, так и сыпучие вещества смешанного состава (см. рис. 5).

Рис. 5. Емкостной датчик уровня

Принцип работы сигнализатора такой же, как у конденсатора: проводится измерение емкости между пластинами чувствительного элемента. Когда она достигнет порогового значения, подается сигнал на контроллер. В некоторых случаях задействовано исполнение «сухой контакт», то есть уровнемер работает через стенку бака в изоляции от технологической среды.

Данные устройства могут функционировать в широком температурном диапазоне, на них не влияют электромагнитные поля, а срабатывание возможно на большом расстоянии. Такие характеристики существенно расширяют сферу применения вплоть до тяжелых условий эксплуатации.

Радарный

Этот вид сигнализаторов можно действительно назвать универсальным, поскольку он может работать с любой технологической средой, включая агрессивную и взрывоопасную, причем, давление и температура не будут влиять на показания. Пример работы устройства приведен на рисунке ниже.

Измерение уровня радарным датчиком

Устройство излучает радиоволны в узком диапазоне (несколько гигагерц), приемник ловит отраженный сигнал и по времени его задержки определяет наполняемость емкости. На измеряющий датчик не влияет давление, температура или характер технологической среды. Запыленность также не отражается на показаниях, чего не скажешь о лазерных сигнализаторах. Также необходимо отметить высокую точность приборов данного типа, их погрешность составляет не более одного миллиметра.

Гидростатический

Эти сигнализаторы могут измерять как предельное, так и текущее заполнение резервуаров. Их принцип действия продемонстрирован на рисунке 7.

Рисунок 7. Измерение заполнения гиростатическим датчиком

Устройство построено по принципу измерения уровня давления, произведенного столбом жидкости. Приемлемая точность и небольшая стоимость сделали данный вид довольно популярным.

В рамках статьи мы не можем осмотреть все типы сигнализаторов, например, ротационно-флажковых, для определения сыпучих веществ (идет сигнал, когда лепесток вентилятора застрянет в сыпучей среде, предварительно вырыв приямок). Так же нет смысла рассматривать принцип действия радиоизотопных измерителей, тем более рекомендовать их для проверки уровня питьевой воды.

Временные диаграммы работы в режимах наполнения и откачивания

В зависимости от выбранного режима работы, возможны две диаграммы.

Диаграмма при работе на наполнение емкости:

Диаграмма работы реле уровня в режиме наполнения

Кривая на диаграмме – уровень жидкости, Мах и Min – уровни, на которых установлены датчики. На графике К показана работа выходного реле (фактически, работа насоса). Графики R и К почти совпадают, за исключением индикации времени задержки. График L показывает достижение и потеря нужного уровня, и если не учитывать индикацию задержки, является инверсией графика R.

В режиме откачивания график будет таким:

Диаграмма работы в режиме дренажа (откачки)

Присмотревшись к обоим графикам, можно заметить, что они во многом схожи. И если бы не времена задержки (а без них никак!), можно было бы использовать один режим для всех применений, просто перекидывая клемму реле с нормально открытой на нормально закрытую. В автомате контроля уровня переход с режима на режим реализован по другому, об этом чуть ниже.

По времени задержки Тз у меня сомнение – во всех случаях оно должно быть одинаковым, хотя на графиках это не так. Что ж, при установке и исследовании на практике данного регулятора уровня уточним этот момент.

Поплавковые уровнемеры и сигнализаторы, поплавковое реле уровня

Поплавковые средства измерений уровня получили широкое распространение в связи с простотой их конструкции и достаточно высокой точностью.
Основными элементами поплавковых средств измерения уровня являются поплавок, передаточный механизм и отсчетное или регистрирующее устройство. При изменении уровня жидкости поплавок перемещается вместе с ней на всем диапазоне измерения.

Существует много конструктивных решений преобразователей. В основном это сигнализаторы уровня с механической связью поплавка и измерительной схемы, причем связь может быть как гибкой (нить, трос, лента), так и жесткой (рычаг, рейка). При использовании поплавковых уровнемеров с гибкой связью чрезвычайно затруднено измерение уровня в сосудах, работающих под давлением или требующих герметичности, так как при выводе гибкого элемента через сальниковый узел возникают значительные сопротивления, ведущие к погрешностям измерения уровня. В этих случаях предпочтительней применение уровнемеров с магнитной связью поплавка и измерительной схемы.

Для измерения уровня однородных, не выпадающих в осадок, не кристаллизующихся жидкостей в различных технологических резервуарах предназначено поплавковое реле уровня и электрические сигнализаторы уровня.

Принцип действия сигнализатора уровня (рис. 1) основан на зависимости положения поплавка, находящегося в измеряемой среде от ее уровня. При изменении уровня жидкости изменяется положение поплавка 5, связанного с постоянным магнитом 4. Аналогичный постоянный магнит 3 размещен в герметичном алюминиевом корпусе. Благодаря магнитной связи магнитов, ориентированных одноименными полюсами относительно друг друга, это перемещение управляет контактным устройством 2 через герметичную стенку. При достижении жидкостью верхнего предельного положения нормально закрытый контакт размыкается, а нормально открытый замыкается.

Конструктивно сигнализатор состоит из поплавка 5 с магнитом 4 закрепленным на оси кронштейна 6, размещенного в литом корпусе 1. У сигнализатора уровня (см. рис. 1,б) магнит 4 и поплавок 5 взаимодействуют друг с другом при помощи упоров 7 (магнит и поплавок независимо крепятся на оси 8, но магнит жестко связан с кронштейнами 9). У сигнализатора уровня (см. рис. 1,в) поплавок 5 взаимодействует с магнитом 4 при помощи регулируемых по высоте планок 10, расположенных на гибком тросе, натянутом противовесами 11. Погрешность срабатывания не превышает ±3 мм.

Схемы подключения реле контроля уровня PZ-818

Подбираемся к практической стороне вопроса.

Вот схема, приведенная на боковой стенке реле:

Схема реле на корпусе устройства

Как обычно, у меня несколько каверзных вопросов к тому, кто её рисовал:

Почему все клеммы хаотично разбросаны по схеме? Неужели нельзя было схематично изобразить корпус прибора и немного приблизиться к реальности?
Кто-нибудь объяснит мне, почему мощность резистора между клеммами 1 и 2 обозначена как 0,25 Вт, хотя в характеристиках указана потребляемая мощность прибора 1 Вт? Хотя, возможно, это не мощность – так схематично обозначена катушка условного реле. И куда дальше вниз уходят питающие провода?

Хватит придираться, рассмотрим объемную схему подключения:

Схема подключения реле уровня

Из этой схемы всё ясно-понятно. Были бы ещё номера клемм! Но они указаны на обычных принципиальных схемах. Вот схема для контроля наполнения:

Схема включения контроллера уровня для контроля процесса наполнения емкости

Распишу работу схемы.

Питание подается на клеммы 1 и 3. Причем, фазировка и полярность (если это будет постоянное напряжение) особой роли не играют. Но соблюдать их для порядка надо!

Клемма 7 – общая (входная) для внутреннего переключающего реле. Когда реле срабатывает (в данном случае – когда пришло время «наполнить бокалы»)), замыкается его нормально открытый контакт, и через клемму 9 фаза подается на катушку контактора. Контактор включается, и подает питание на насос.

К клеммам 10, 11, 12 подключены датчики соответственно минимального, максимального уровня, и датчик опорного уровня (общий). Их подключение хорошо показано на предыдущей схеме.

А вот схема для откачки (или дренажа, или опорожнения емкости):

Схема включения контроллера уровня для контроля процесса опустошения емкости

Найдите отличия! Оно всего одно – установлена перемычка между клеммами 4 и 6. Именно таким образом переключаются режимы заполнения / откачки. Необязательно для этого использовать перемычку – для оперативного переключения режимов может использоваться переключатель, контакт реле или даже выход контроллера.

Клеммы 2 и 5 не используются (их нет физически – зачем они тогда приведены на схеме?), а клемму 8 можно использовать для внешнего индикатора «Насос выключен».

Схемы с работой по одному уровню

В инструкции также приведены схемы наполнения и откачивания с работой по одному уровню. Там замкнуты входы датчиков Min и Max, а вместо трех датчиков используются два.

«Одноуровневая» схема наполнения работает «топорно» – чуть только датчик оголился – через время задержки включается насос, пока вода опять не коснется обоих датчиков.

Схема при работе на откачку та же, с установкой перемычки. Только датчики установлены около дна резервуара.

И напоследок –

Конструкция и внутреннее устройство контроллера уровня F&F PZ-818

Вид лицевой панели управления я уже приводил, а вот вид сзади, со стороны крепления на ДИН-рейку:

Крепление корпуса на ДИН-рейку

Верхние клеммы:

Контакты реле контроля уровня сверху

1, 3 – питание, 4, 6 – входы управления режимом работы. Видно, что клемм 2 и 5 нет, но номера приведены…

Нижние клеммы:

Контакты реле контроля уровня снизу

7, 8, 9 – выводы внутреннего реле, 10, 11, 12 – клеммы для подключения датчиков.

Чтобы посмотреть устройство, вскрываем корпус прибора.

Внутреннее устройство реле контроля уровня

Он на защелках, поэтому разбирается с помощью маленькой шлицевой отвертки.

Вот как выглядит передняя панель в разобранном виде:

Реле уровня, вскрытая передняя панель

Видим три потенциометра по 100 кОм, и два прямоугольных светодиода (кстати, их тяжело засунуть обратно при сборке). Выходное реле имеет катушку на 12 В. Ток – до 8 А, как и было указано в характеристиках на PZ-818.

Эта же плата – со стороны пайки:

Внутренности автомата уровня – вид на силовые клеммы и пайку реле

Видны усиленные дорожки от реле к клеммам.

Смотрим на нижнюю плату. Клеммы датчиков (слева):

Клеммы для подключения датчиков уровня (щупов)

Сигнал, проходя входные делители, уходит на операционный усилитель, расположенный на главной плате. Кстати, изменив сопротивление этих резисторов, можно увеличить чувствительность устройства. Только неизвестно, что будет со стабильностью работы.

Теперь – цепи питания:

Схема питания, вид со стороны пайки

Справа – клеммы 1 и 3, далее гасящие цепи на RC-цепи, диодный мостик, и микросхема-преобразователь питания (конвертер с широким диапазоном входного напряжения) LNK306GN.

Далее – фототранзистор Cosmo KPC357NT, необходимый для гальванической развязки первичной и вторичной цепей питания.

Центральная плата:

Центральная плата, с двумя основными микросхемами

Вверху – операционный усилитель LM2902, на котором собран компаратор, работающий от датчиков. Внизу – контроллер PIC16F684, на котором работает программа автомата контроля уровня.

Вид с другой точки:

Вид на центральную плату и на клеммы

А теперь – обещанная

Набор для сборки датчика уровня

Всем привет. Сегодня речь пойдет об очень простом наборе для самостоятельной сборки прибора, для контроля уровень воды. Данный набор может с успехом распаять школьник 5-7 класса за один вечер. Можно конечно сделать и полностью самостоятельно, включая плату, но я решил сэкономить время, поэтому был заказан набор. Набор был приобретен с целью хоть как то автоматизировать набор воды в бочку на даче. При чем это не совсем бочка, а скорее труба, уходящая вниз на 2.5-3 метра, поэтому запасы воды там приличные (для простоты пусть будет бочка). Задумка была простая, пока нет регулярного водоснабжения электроклапан открывается и набирает в бочку воды по заданный уровень. Расход воды ведрами по необходимости и автоматический долив в бочку. Для того что бы клапан часто не срабатывал от колебаний воды, задумано несколько уровней. Нижний при котором включается клапан и верхний при котором выключается. Т.е. есть определенная мертвая зона при которой расход воды есть, а подача воды в бочку пока отсутствует. Кстати, эта мертвая зона и есть фактически такое понятие, как гистерезис

. В прошлом году эту функцию выполняло такое пардон устройство, как поплавковый механизм из бачка унитаза. Работало исправно, изредка засорялось, поскольку вода поступает по трубам прямиком из реки. Но в итоге зиму не пережило, поскольку было выполнено из пластмассы и развалилось от мороза. Данный набор был призван заменить вышедший из строя механизм. По мере хранения собранной платы и ожидании дачного сезона, была произведена попытка применить собранную плату на производстве, вот на такой установке.

Это просто большая кастрюля с нагревателем типа ТЭНов мощностью 27 КВт. Продукцию достают из холодильника целыми поддонами и закладывают в кострюлю. Надо все это нагреть до 90 С. Представляете сколько электроэнергии тратится ежесуточно?!
Для оценки объемов приложу пару фото:

Продукция между прочим представляет из себя свиные желудки и кудрявку (часть кишков). Насколько я знаю желудки чем то набивают и употребляют в пищу, с кишками примерно то же самое — в том числе и колбасы с сосисками.
Это дело варится и повторно замораживается. Далее отправляется в Китай. Вот так вот, круговорот товара в природе. Мы им натуральные субпродукты, а в ответ электронику…

Назрел вопрос перевести нагрев кастрюли на пар. Так экономнее и мощность выше. Производительность вырастает в разы. Вот тут и потребовался датчик уровня, что бы никого паром не обварило и пар подавался только тогда, когда в емкости присутствует хотя бы минимальное количество воды.

Однако я вовремя спохватился и отказался от окончательной установки, хотя испытания показали работоспособность платы. Применять на производстве самоделки противопоказано. Поэтому нашли менее оперативно нужный прибор, который выполняет те же функции, но имеет еще и сертификат. Принцип работы заводского прибора практически соответствует набору с интернет магазина и в конкретном случае выполняет те же функции. Этот прибор отечественного производства Овен САУ-М7.

Доставка и упаковка:

Бангуд весьма стабилен, малый пакет и несколько слоев вспененного полиэтилена.

В небольшом пакетике «кучка» деталей, плата и провода.

По номиналам я не сортировал, просто разложил для наглядности.

Схема не простая, а очень простая. Используется 4 элемента 2И-НЕ, при чем два из них выполняют функцию триггера. Он нужен для формирования петли гистерезиса. Контакты 1 и 2 разъема J3 дают сигнал о нижнем уровне и включают реле. Контакты J4 1 и 2 — верхний уровень и аварийный, при срабатывании любого из них реле выключается. Срабатывание реле дублируется зажиганием светодиода. Схема уверенно срабатывает на водопроводную воду и так же уверенно на воду после водоподготовки, в которой солей меньше. Я собирал плату практически не глядя в схему, разве что номинал резисторов посмотрел. Перепутать выводы маловероятно и даже установить такие детали, как разъемы или транзисторы неправильно помешает нанесенная шелкография. Единственный минус при монтаже — я перепутал местами светодиоды. Но это так, мелочи, на работоспособность не влияют.

В качестве датчиков были применены самодельные датчики уровня кондуктометрического типа. Примерно вот так они выглядят в сборе:

На плате со стороны установки деталей нанесена шелкография, вполне качественная.

Процесс распайки деталей вам не будет интересен, поскольку я не являюсь сборщиком и не владею особенностями тех процесса по сборке плат. Что в руку попалось с краю, то и запаивал. Печатная плата со стороны пайки покрыта защитной маской. Металлизации нет. Плата односторонняя.

Использовал припой типа ПОС 61 с канифолью. Насвинячил немного.

Провода питания зафиксировал герметиком, что бы не обломались на выходе из отверстий. Провода, что шли в комплекте, мне показались слишком короткими.

Плату помыл растворителем со спиртом и покрыл слоем Plastik 70. Сразу заметил разницу между моими прежними платами и этой. Поверхность блестит и контакты покрыты слоем пленки. Выявился некоторое неудобство, которое на самом деле является плюсом. Хотел снять видео о работе платы с использованием мультиметра, а получил проблему в виде того, что цупы, банально не продавливают покрытие защитное. Поэтому в видео отсутствует мультиметр.

Видео демонстрации работы платы:

Upd:

пока писал обзор, на страницу с товаром даже не обращал внимание, как обычно. И только после написания обзора обратил внимание на товар. Плата не совпадает с той, что мне прислали и судя по комментариям многим высылают два разных варианта платы. На функционале это не сказывается. Обе платы работоспособны.

Итоги:

Простейший набор, доступен для школьников, так же имеет практическое применение. К покупке рекомендую. Осадок небольшой остался из за того, что плата пришла не та, которая в описании.

В моем случае оказались лишними провода. Вероятно они планировались для вывода из платы светодиодов на переднюю панель и подключения источника питания.

Инструкция (руководство по эксплуатации) на реле контроля уровня PZ-818

Инструкция к реле контроля уровня, стр.1

Инструкция к реле контроля уровня, стр.2

Инструкция к реле контроля уровня, стр.3

Руководство в виде файла PDF можно скачать на сайте производителя.

Немного позже выложу информацию по установке данного реле контроля уровня в реальную систему.

Спасибо за внимание, буду рад вопросам в комментариях!