YEH-HK型超聲波液位計在循環(huán)水自動化控制中的應用
來源： 燁立工控作者： 小楊點擊數(shù)： 次時間：2025-02-14
湖北三環(huán)車橋有限公司是目前國內獨具特色、規(guī)模最大、品種最全的汽車前軸專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè)，中國機械工業(yè)500強、中國汽車零部件100強企業(yè)，主導產(chǎn)品為汽車前軸等長桿類鍛件和汽車車橋總成等。該公司擁有國內領先水平的鍛造、熱處理、機加、前后橋總成裝配等專業(yè)化生產(chǎn)線30余條，高精尖生產(chǎn)檢測設備400余臺套。
該公司中頻爐、推桿式淬火爐、空壓機等設備生產(chǎn)過程中需要使用大量的工藝冷卻水，同時對供水的壓力、溫度、流量等參數(shù)要求嚴格，-旦出現(xiàn)斷水或超溫，極有可能造成設備燒毀等重大損失，因此對于循環(huán)水自控系統(tǒng)要求極為嚴格。該公司共有10多套循環(huán)水系統(tǒng)與各生產(chǎn)車間配套使用，循環(huán)水工藝如下:
每套獨立的循環(huán)水系統(tǒng)基本是由1個供水池、1個回水池、2臺供水泵、3臺潛水泵，1臺冷卻塔、1臺冷卻風機組成。控制系統(tǒng)由S7-200PLC、壓力傳感器、溫度傳感器、電纜浮球開關等組成。在我公司承接改造前，循環(huán)水系統(tǒng)主要存在以下問題: 1、安裝在地下回水池控制潛水泵抽水的電纜浮球故障率極高，易造成回水池漫水、進而造成供水池缺水，2、回水池3臺潛水泵不能循環(huán)運行，水泵長時間不運行生銹卡死。
二、改造方案
針對該公司循環(huán)水系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，我公司決定采用我公司生產(chǎn)的YEH-HK型一體式超聲波液位計替換原來有電纜浮球開關，通過對PLC重新編程，實現(xiàn)對回水池水位的自動控制及3臺潛水泵定時循環(huán)切換。
超聲波液位計是一種非接觸式的測量液體水位的裝置，主要由超聲波換能器、檢測單元、輸出單元等組成。其工作時主要是測量一個超聲波脈沖從發(fā)出到返回整個過程所需的時間。超聲波液位計須垂直安裝在液體的表面，它向液面發(fā)出一個超聲波脈沖，經(jīng)過一段時間，超聲波液位計的傳感器接收到從液面反射回的信號，信號經(jīng)過變送器電路的選擇和處理，根據(jù)超聲波液位計發(fā)出和接收超聲波的時間差，計算出液面到傳感器的距離。因為非接觸式測量，超聲波液位計非常適合用于測量有腐蝕（酸、堿）的介質、有污染的場合（下水道），或易產(chǎn)生粘附物的物質，適合于那些無法用物理方式接觸的液體。
我公司的YEH-HK一體化超聲波液位計采用ABS工程鑄鋁外殼，防護等級為IP65，非常適合安裝在壞境惡劣的場合。可采用二線制、三線制或四線制接線，供電電壓可選擇DC24V或AC220供電，輸出信號可選4~20mA、0-10V。因該項目是改造工程，PLC、DC24V開關電源已有，為了節(jié)省投資和減小工作量，我們選擇了量程為4米，四線制接線、供電電壓DC24V、輸出信號為4～20mA的型號。原循環(huán)水系統(tǒng)PLC只有一塊四通道EM231模擬量模塊，四個通道均已被溫度監(jiān)測信號、壓力監(jiān)測信號占用，因此，在系統(tǒng)改造時，我們又增加了一塊EM231模擬量采集模塊用來接受超聲波液位計信號。
系統(tǒng)工作原理如下：PLC通過超聲波液位計采集回水池水位，在PLC程序中設定了下限水位、低水位、中水位、高水位三個數(shù)據(jù)與回水池水位進行比較，當回水池水位高于低水位時，系統(tǒng)自動啟動1#泵抽水，當水位低于下限水位時，1#潛水泵自動停機，當1#泵運行時間滿一小時后，自動切換到2#泵運行，當2#泵運行滿一小時后，自動切換到3#泵運行，當3#泵運行滿一小時后，自動切換到1#泵運行。當車間用水量較大，1#泵滿足不了要求時，回水池水位會上升到中水位，當回水池水位高于中水位時，2#泵也自動投入運行，同時3臺泵定時循環(huán)切換模式被終止，如回水池水位繼續(xù)上升越過高水位，3泵也投入運行。直至回水池水位降低到下限水位時自動停止運行。
該系統(tǒng)不但滿足了3臺潛水泵定時循環(huán)運行的要求，在車間用水量較大時任何一臺泵發(fā)生故障時均不影響設備正常運行。
三、總結
湖北三環(huán)車橋循環(huán)水回水池水位自控系統(tǒng)自使用我公司YEH-HK型一體式超聲波液位計改造以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、從未發(fā)生過一起回水池漫水事故。3臺潛水泵定時循環(huán)運行，再也沒有出現(xiàn)水泵銹死不能運行的現(xiàn)象。
此次改造，不但提高了該公司生產(chǎn)過程中的中頻爐、淬火爐冷卻水的可靠性，也大大降低了設備的故障率、減小了冷卻水的流失，為企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益和社會效益。
