Kontrol level dalam sistem otomasi industri

Banyak sistem otomasi memerlukan pengukuran level. Dan ada banyak industri yang membutuhkan pengukuran level. Saat ini ada banyak sensor level yang memungkinkan Anda mengukur banyak besaran fisik yang terkait dengan jumlah bahan tertentu di dalam tangki.

Sensor level satu pertama hanya bekerja dengan cairan, tetapi sekarang, berkat kemajuan, ada sensor untuk material curah. Pengukur level dan sakelar level memungkinkan Anda untuk terus memantau level dan mengontrol apakah material mencapai level yang ditentukan. Pada artikel ini kita akan fokus pada jenis pengukur level modern.

Saat ini, sensor level dapat bekerja dengan cairan dan material curah dan bahkan gas, dan material tersebut dapat ditempatkan baik di dalam wadah maupun di dalam pipa. Sensor dibagi menjadi kontak dan non-kontak, dan menurut metode pemasangannya, mereka dapat dirancang untuk dipasang baik di badan pipa atau wadah dengan bahan yang diukur, atau di atas bahan yang diukur.

Sensor tingkat pertama bekerja dengan prinsip pelampung sederhana dan menggunakan metode untuk menutup kontak dengan material. Sekarang sensor telah mengalami peningkatan, dalam desainnya terdapat sirkuit yang menyediakan sejumlah fungsi tambahan, seperti mengukur volume, laju aliran, memberi sinyal ketika batas tercapai, dll. Hasil pengukuran dapat diproses dan disimpan.

Apakah industri menangani bahan cair, kental, gas, mengalir bebas, lengket, pucat, selalu ada sensor level yang tepat untuk lingkungan yang tepat. Air, larutan, alkali, asam, oli, oli, bahan bakar dan pelumas, butiran plastik — cakupan aplikasinya sangat luas, dan sensor berdasarkan prinsip fisik yang berbeda memungkinkan Anda memilih yang cocok untuk kondisi tertentu dan untuk hampir semua tugas.

Perangkat keras sensor terdiri dari dua bagian: sensor itu sendiri dan alat visualisasi data. Sensor kontak dan non-kontak, perubahan konstan, dan pelacakan batas — jangkauan kemampuan sensor saat ini cukup kaya.

Jenis sensor yang Anda pilih ditentukan oleh spesifikasi proses industri dan lingkungan tempat sensor akan beroperasi. Dengan alat visualisasi, proses pengukuran dapat menghasilkan grafik untuk menganalisis informasi tingkat produk, yang sangat memudahkan otomatisasi.

Pengukur level digunakan untuk pemantauan terus menerus terhadap level bahan curah atau cairan di reservoir alami dan buatan. Mereka mengukur level dengan resolusi beberapa milidetik hingga puluhan detik.

Mereka digunakan untuk memantau tingkat larutan berair, asam, basa, alkohol, dll., Serta bahan curah.Mereka adalah kontak dan non-kontak, dan menurut prinsip fisik mereka sangat beragam. Mari kita lihat masing-masing jenis lebih terinci.

Pengukur level radar gelombang mikro

Mereka digunakan untuk memantau level secara terus menerus, bersifat universal. Karya tersebut menggunakan fenomena pantulan gelombang elektromagnetik dari antarmuka antara dua media. Frekuensi gelombang adalah dari 6 hingga 95 GHz, dan semakin tinggi, semakin rendah konstanta dielektrik bahan yang diukur, misalnya untuk produk minyak bumi, frekuensi gelombang harus maksimum. Tetapi konstanta dielektrik tidak boleh lebih tinggi dari 1,6.

Karena sensor bekerja seperti radar, ia tidak takut akan gangguan, dan frekuensi gelombang yang tinggi meminimalkan pengaruh parasit dari tekanan dan suhu di dalam kapal. Sensor radar dengan frekuensi operasi setinggi itu kebal terhadap debu, uap, dan busa.

Tergantung pada jenis dan ukuran antena sensor, keakuratan perangkat dapat bervariasi. Semakin besar dan lebar antena, semakin kuat dan akurat sinyalnya, semakin tinggi jangkauannya, semakin baik resolusinya. Keakuratan sensor radar gelombang mikro berada dalam jarak 1 mm, mereka dapat bekerja pada suhu hingga +250 ºС dan mengukur level hingga 50 m.

Pengukur level radar digunakan di banyak industri di mana bahan curah ditangani: dalam konstruksi, pengerjaan kayu, industri kimia, industri makanan, produksi plastik, kaca, dan keramik. Mereka juga berlaku untuk mengukur tingkat cairan.

Alat ukur akustik

Gelombang akustik digunakan, yang ketika dipantulkan oleh zat yang diamati, diterima dan diproses.Perangkat lunak menyaring sinyal yang diinginkan dengan mendeteksi gema palsu.

Sinyal ditransmisikan dengan pulsa yang kuat, sehingga kerugian dan pelemahan minimal. Bergantung pada suhu, sinyal dikompensasi dan akurasinya tetap tinggi, dalam seperempat persen. Sensor dipasang secara vertikal atau miring. Tingkat perubahan bisa sampai 60 meter. Temperatur pengoperasian hingga +150 ºС. Tahan ledakan.

Manometer akustik digunakan di banyak industri, mulai dari sistem otomasi pemuatan derek dan sistem pemantauan tingkat limbah di tangki septik, hingga manufaktur cokelat.

Pengukur level ultrasonik

Getaran ultrasonik yang dipantulkan dari antarmuka antara dua media diterima dan interval waktu antara saat sinyal dikirim dan diterima diukur. Perbedaannya adalah beberapa detik, hal ini disebabkan oleh kecepatan suara yang terbatas di udara. Tingkat pengukuran maksimum mencapai 25 meter.

Perangkat lunak ini memungkinkan Anda untuk melakukan pra-konfigurasi sensor agar mati selama periode ketika beberapa mekanisme lewat di bawahnya, misalnya bilah pengaduk. Dimungkinkan untuk mengontrol sensor dari komputer. Dipasang secara vertikal di atas material atau miring. Akurasi dalam seperempat persen. Temperatur pengoperasian hingga +90 ºС. Tahan ledakan.

Pengukur level ultrasonik digunakan untuk memantau level material curah di banyak area, mulai dari pabrik semen hingga industri kimia dan makanan.

Pengukur tingkat hidrostatik

Ukur tekanan cairan di bagian bawah wadah. Deformasi elemen sensitif diubah menjadi sinyal listrik. Saat mengukur tekanan diferensial, koneksi ke atmosfer diperlukan.Cocok untuk bekerja dengan air dan cairan non-agresif lainnya, untuk pasta, dll. Dapat bekerja baik di ruangan terbuka maupun tertutup, di kolam, sumur, dll.

Jumlah tekanan tergantung pada kerapatan cairan dan volumenya di dalam tangki, pada ketinggian kolom cairan. Pengukur level bisa submersible atau biasa - baik tabung kapiler dilepas untuk kontak dengan atmosfer, atau pemancar dipotong langsung ke bagian bawah tangki.

Selama pemasangan, perlu untuk mengecualikan fiksasi palsu dari tekanan aliran cairan saat dipompa ke dalam tangki. Akurasi dalam seperempat persen. Temperatur pengoperasian hingga +125 ºС.

Pengukur level hidrostatik banyak digunakan di industri kimia dalam tangki, di perumahan dan layanan komunal di sumur, di industri makanan mereka dilengkapi dengan wadah dengan produk cair, di metalurgi, di industri farmasi, di industri perminyakan, dll.

Pengukur level kapasitif

Probe sensor dan dinding tangki konduktif membentuk a pelat kapasitor… Alih-alih dinding konduktif, pipa khusus dapat digunakan untuk dipasang pada probe probe atau probe ground kedua yang terpisah. Substansi di antara pelat berfungsi sebagai dielektrik kapasitor — udara atau bahan yang levelnya dipantau.

Tentunya saat tangki terisi, kapasitas listrik kapasitor akan berangsur-angsur berubah. Dengan tangki kosong, kapasitas listrik akan memiliki nilai tertentu, dan dalam proses perpindahan udara akan berubah. Meningkatkan produk dalam tangki mengubah kapasitansi kapasitor yang dibentuk oleh sensor dan tangki.

Elektronik sensor mengubah perubahan kapasitansi menjadi perubahan level.Jika bentuk tangki tidak biasa, maka probe kedua digunakan, karena pelat kapasitor yang dibentuk harus ditempatkan secara vertikal. Tingkat maksimum mencapai 30 meter. Akurasinya tidak kurang dari sepertiga persen. Temperatur pengoperasian hingga +800 ºС, tergantung modelnya. Waktu tunda dapat disesuaikan.

Sensor tingkat kapasitif terutama digunakan untuk memantau tingkat cairan di banyak area di mana diperlukan untuk mempertahankan tingkat produk tertentu: dalam produksi minuman, bahan kimia rumah tangga, di pabrik produksi air, pertanian, dll. .

Pengukur level magnetik

Ada pelampung magnet permanen pada pengemudi. Sakelar yang sensitif secara magnetis dipasang di dalam driver. Pengoperasian berurutan dari sakelar saat mengisi atau mengosongkan tangki menyebabkan arus berubah di masing-masing bagian.

Prinsipnya sangat sederhana sehingga pengukur level ini tidak memerlukan penyesuaian dan oleh karena itu murah dan populer. Kendala diperkenalkan hanya dengan kepadatan cairan. Temperatur pengoperasian hingga +120 ºС. Batas pergeseran adalah 6 meter.

Manometer magnetik adalah solusi hemat biaya untuk pengukuran ketinggian cairan di banyak industri.

Pengukur refleks gelombang mikro

Berbeda dengan alat pengukur radar, di sini gelombang merambat bukan di udara terbuka, melainkan di sepanjang probe alat, yang bisa berupa tali atau tongkat. Pulsa gelombang mengalami refleksi dari antarmuka antara dua media dengan konstanta dielektrik yang berbeda dan kembali, dan waktu antara saat transmisi dan saat penerimaan ditetapkan oleh elektronik dan diubah menjadi nilai level.

Penggunaan pandu gelombang menghindari efek parasit debu, busa, mendidih, serta pengaruh suhu sekitar. Konstanta dielektrik dari media yang diukur tidak boleh lebih rendah dari 1,3e.

Pengukur tingkat reflektor dapat digunakan di mana radar tidak dapat bekerja karena pola radiasi, misalnya di tangki tinggi yang sempit. Batas pengukuran 30 meter. Temperatur pengoperasian hingga +200 ºС. Akurasi dalam 5 mm.

Pemancar tingkat gelombang mikro refleks dapat digunakan untuk terus memantau tingkat cairan dan padatan non-konduktif dan konduktif, serta untuk mengukur massa dan volumenya. Berlaku di banyak industri.

Lewati pemancar level

Kolom pengukur terletak di sisi bejana. Cairan mengisi tabung dan levelnya diukur. Prinsip komunikasi kapal. Magnet mengapung di permukaan cairan di dalam tabung, dan di dekat tabung mengapung sensor magnetostriktif yang mengubah jarak ke magnet menjadi sinyal arus.

Tabung tersebut memiliki pelat indikator dengan warna berbeda yang mengubah posisinya di bawah pengaruh medan magnet magnet. Karena fakta bahwa tidak ada kontak cairan dengan lingkungan luar, pemancar bypass dapat digunakan dalam industri makanan dan farmasi. Batasan level pengukuran hingga 3,5 meter. Akurasi dalam 0,5 mm. Temperatur pengoperasian hingga +250 ºС.

Alat pengukur bypass berlaku ketika kontrol visual dari tingkat cairan diperlukan: di industri tenaga panas, di industri kimia, di sektor perumahan, di industri listrik, di industri makanan dan di industri minyak dan gas.

Pemancar tingkat magnetostriktif

Panduan fleksibel atau kaku berisi pelampung dengan magnet bawaan. Sebuah pandu gelombang terletak di sepanjang konduktor, di mana medan magnet radial dieksitasi oleh pulsa arus melalui koil. Ketika medan magnet ini bertabrakan dengan medan magnet magnet permanen pelampung, pandu gelombang magnetostriktif mengalami deformasi plastis yang sangat dinamis.

Akibat deformasi ini, gelombang ultrasonik merambat sepanjang pandu gelombang dan dipasang oleh transduser elektronik di salah satu ujungnya. Perbandingan saat pulsa pemicu dan waktu terjadinya pulsa deformasi menentukan lokasi pelampung. Batas level pengukuran mencapai 15 meter. Akurasi dalam 1 mm. Temperatur pengoperasian hingga +200 ºС.

Manometer magnetostriktif digunakan dalam industri kimia untuk memantau tingkat cairan berbusa, dalam industri makanan dan metalurgi untuk memantau tingkat bahan makanan cair dan bahan bakar.

Banyak pengukur level

Beban terpasang ke kabel atau pita luka pada drum. Saat memasang sensor pada penutup tangki, dimungkinkan untuk mengurangi beban di dalam tangki. Motor listrik memutar drum dan beban turun ke kabel. Saat berat menyentuh permukaan bahan yang akan diukur, tegangan pada tali dilepaskan dan ini menandakan tingkat bahan. Tali itu melilit drum lagi, mengangkat beban kembali.

Elektronik menghitung level berdasarkan jumlah putaran drum. Untuk mendeteksi zat dengan kepadatan 20 kg per m3, sensor seperti itu cocok. Batasan level pengukuran hingga 40 meter.Akurasi dari 1 sampai 10 cm, tergantung modifikasinya. Interval pengukuran diatur oleh pengguna dan bisa dari 6 menit hingga 100 jam. Temperatur pengoperasian hingga +250 ºС.

Multi-batch meter digunakan di berbagai industri untuk mengontrol level material curah dalam sistem otomatis.