西門子超聲波水位計(jì)在自動(dòng)排水中的應(yīng)用

1、.西門子超聲波水位計(jì)在自動(dòng)排水中的應(yīng)用摘要：本文介紹西門子妙聲力超聲波水位測(cè)量裝置，控制潛水泵自動(dòng)啟、停的應(yīng)用，以及水位測(cè)量。關(guān)鍵詞：水位傳感器、潛水泵、PLC、西門子沙灣泵站是深圳市引水工程中的一個(gè)重要的泵站，她位于深圳水庫(kù)庫(kù)尾是東深供水與東江水源工程唯一交匯點(diǎn)。隸屬于深圳市東江水源工程管理處。裝機(jī)總?cè)萘?000kW，設(shè)計(jì)揚(yáng)程16.4米，日供水量50萬(wàn)方，共設(shè)3臺(tái)630kW的三相鼠籠式異步電機(jī)；水泵采用臥式，單極雙吸離心泵，設(shè)計(jì)流量為2.9立方米/秒，采用水冷卻方式?？刂葡到y(tǒng)采用施耐德TSX premium系列PLC。冷卻水的回水以及泵站前池的滲漏水匯流到集水井中，沙灣泵站集水井使用兩臺(tái)軸功

2、率為2.2kW的潛水泵負(fù)責(zé)將集水井中的水抽入前池；使用西門子MultiRanger100(妙聲力)測(cè)量裝置和XRS-5超聲波探頭組成水位測(cè)量裝置。抽水工作過程：由水位計(jì)讀取當(dāng)前集水井的水位信號(hào)傳到監(jiān)控中心，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定的最高水位時(shí)，運(yùn)行值班人員就去水泵層啟動(dòng)潛水泵抽水。如果在泵站水泵正常運(yùn)行的情況下，每班抽水約為34次，對(duì)運(yùn)行人員帶來(lái)很大不便。本著經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排水功能。現(xiàn)有使用的設(shè)備主要包括：此 MultiRanger 測(cè)量系統(tǒng)和潛水泵電氣控制系統(tǒng)等。MultiRanger 測(cè)量系統(tǒng)包括：MultiRanger100超聲波物位檢測(cè)控制器、Echomax

3、 XRS-5超聲波傳感器和紅外手持編程器。西門子MultiRanger 有兩種類型可選，MultiRanger 100和MultiRanger 200，它們經(jīng)過設(shè)計(jì)能滿足各種應(yīng)用要求，例如：水和廢水，貯藏罐，用以測(cè)量液體，泥漿和固體，漏斗，礦石倉(cāng)，浮選等等。沙灣泵站采用MultiRanger 100，它是一個(gè)能進(jìn)行單點(diǎn)或雙點(diǎn)測(cè)量，具有三個(gè)或六個(gè)繼電器的測(cè)量裝置。它裝有數(shù)字通信部件，并采用最新的回波處理技術(shù)和診斷功能。Echomax XRS-5 系列傳感器與西門子妙聲力超聲物位監(jiān)測(cè)產(chǎn)品一起使用。傳感器將收發(fā)器發(fā)射的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲能。然后再將返回的聲能轉(zhuǎn)換成適應(yīng)控制器的電能。傳感器表面發(fā)射的聲

4、能向外輻射，能量幅值會(huì)隨離開傳感器表面的距離增大而減小。最大聲能垂直于傳感器表面并沿傳輸軸線輻射。聲能下降到一半（3dB）時(shí)，圓錐邊界線會(huì)集中的環(huán)繞傳輸軸線一圈，稱為聲束。波束的直徑稱為波束角。XRS-5 系列傳感器集成有溫度傳感器，該傳感器用來(lái)測(cè)量從傳感器到控制器的空氣溫度。手操器給您提供到MultiRanger 的直接通道。它是按編程健。使手操器對(duì)準(zhǔn)顯示上面的紅外線接口，然后按鍵。具體的操作說(shuō)明詳見西門子使用 MultiRanger 多功能物位計(jì)簡(jiǎn)介一書。潛水泵電氣控制系統(tǒng)（略）為了完成自動(dòng)排水功能計(jì)劃分以下幾步進(jìn)行：第一步：對(duì)MultiRanger100使用手操器進(jìn)行設(shè)置，對(duì)一般的應(yīng)用來(lái)

5、講，設(shè)置一般分為三部分。 測(cè)量條件設(shè)置：P001=1 表示物位P002=1 表示測(cè)量液體或平坦光滑的表面P003=2 表示響應(yīng)速度為中等P004=104 表示超聲波傳感器為XPS-15P005=1 表示測(cè)量單位為：米P006=1.8 表示傳感器到罐底P007=1.47 表示量程為1.47米 電流輸出設(shè)置：P200=2 表示電流輸出為4-20mAP201=1 表示電流輸出對(duì)應(yīng)物位值P2021 表示電流輸出分配到第一路上，對(duì)應(yīng)接線端子就是24和25P2100.000米 表示4mA對(duì)應(yīng)的物位值為0米P21190% 表示20mA對(duì)應(yīng)的電流值為1.32米（1.47米×90） 繼電器設(shè)置：P11

6、0=1 表示物位來(lái)自1#探頭，并且激活繼電器01。P111=50 表示固定規(guī)則的任務(wù)協(xié)助模式P112=LH 繼電器ON的設(shè)定點(diǎn)（沙灣泵站設(shè)定高水位為：1.470）P113=LL 繼電器OFF的設(shè)定點(diǎn)（沙灣泵站設(shè)定低水位為：0.450）所有繼電器都是5A ，250 V AC, 非電感性。通過以上的設(shè)置，可以保證水位計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確以及繼電器01的動(dòng)作正常。第二步：電氣連接圖一SA：手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)；ST：?jiǎn)⒈冒粹o；KH：電機(jī)保護(hù)TB2：MultiRanger100 TB2接線塊；HG運(yùn)行指示燈；KM：接觸器按照上圖完成接線。第三步：調(diào)試. 測(cè)試水位計(jì)輸出繼電器的正確性。斷開所有接線，手動(dòng)啟、停水泵使水位達(dá)到啟泵的設(shè)定水位，測(cè)量繼電器輸出的變化情況，觀察是否符合要求.連接所有的接線觀察水泵的運(yùn)行情況。經(jīng)過調(diào)試，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，當(dāng)中控室上位機(jī)的集水井水位顯示為1.470米時(shí)2臺(tái)潛水泵同時(shí)啟動(dòng)，當(dāng)水位到達(dá)0.45米時(shí)，2臺(tái)潛水泵同時(shí)停止。如果水泵的啟動(dòng)電流比較大，啟動(dòng)水泵時(shí)采用延時(shí)的方式，可以參照下面的方式實(shí)現(xiàn)。在泵組控制程序中加上上面的梯形圖，I4.24：來(lái)MultiRanger 100自繼電器01，表示水位的高低，Q101.7：去啟動(dòng)1#潛水泵繼電器，Q101.8：去啟動(dòng)2#潛水泵繼電器。1#與2#潛水