Как минимизировать затраты при контроле нескольких уровней жидкости

Автор: Дмитрий Слесарев Время прочтения: 9 мин.

При проектировании систем с несколькими контрольными уровнями (например: сухой ход, рабочий диапазон, перелив) часто применяются решения с непрерывным измерением. В этом случае формируется аналоговый выходной сигнал (например, 4–20 мА), который требует последующей обработки. Это увеличивает состав оборудования и усложняет систему.

Если задача сводится к фиксации конкретных отметок уровня, рациональнее применять устройства с дискретной логикой, в которых точки срабатывания заданы на уровне конструкции прибора.

Где возникает избыточность при контроле уровней

При использовании непрерывных уровнемеров – таких как емкостные и ультразвуковые – в задачах дискретного контроля возникает несоответствие между принципом работы прибора и требуемым результатом.

Уровнемеры этого типа выполняют непрерывное измерение уровня и формируют аналоговый сигнал (например, 4–20 мА), пропорциональный текущему значению. При этом в большинстве задач требуется не значение уровня, а фиксация достижения заданных отметок.

Для получения таких сигналов в систему добавляется обработка: аналоговый сигнал преобразуется в дискретные состояния с помощью ПЛК или индикаторов аналоговых сигналов с настраиваемыми порогами. Фактически формируется дополнительный уровень, образуется цепочка: «датчик → аналоговый сигнал → обработка → дискретные выходы». Это приводит к следующим последствиям:

• увеличивается состав оборудования;
• усложняется схема подключения;
• требуется настройка пороговых значений;
• увеличивается количество точек отказа.

Магнитные (байпасные) указатели уровня с сигнализаторами применяются в случаях, когда использование погружных датчиков ограничено условиями эксплуатации (высокая температура, давление, низкая плотность среды, наличие мешалок или невозможность изменения конструкции резервуара). В таких системах используется внешняя камера, поплавок и система передачи положения, к которой добавляются сигнализаторы уровня.

В результате в задаче контроля нескольких фиксированных уровней применяется либо непрерывное измерение с последующей обработкой, либо более сложная механическая система, предпочтительная при ограничениях по условиям эксплуатации.

Контроль нескольких уровней без усложнения схемы

В задачах, где требуется не измерение, а фиксация нескольких уровней, используют сигнализаторы уровня с дискретными выходами. В таких устройствах точки срабатывания заданы конструкцией и не требуют дополнительной обработки сигнала.

К этому классу относятся поплавковые сигнализаторы, в которых переключение происходит при достижении заданного уровня жидкости, например, серии SLL-FG от «РусАвтоматизация».

Что дает применение SLL-FG в системе контроля

Поплавковый сигнализатор SLL-FG производства компании «РусАвтоматизация» реализует многоточечный контроль уровня в одном устройстве. В датчике может быть реализовано от 1 до 5 точек контроля. Каждая из них имеет отдельный дискретный выход, соответствующий заданному уровню.

Расположение точек срабатывания задается при изготовлении и не требует дополнительной настройки. Это позволяет сразу получить готовое решение без использования аналогового сигнала и его последующей обработки.

Практический эффект применения:

• сокращается количество приборов;
• уменьшается объем монтажных работ;
• упрощается схема подключения;
• снижается нагрузка на систему управления;
• исключается настройка пороговых значений.

Принцип работы сигнализатора SLL-FG

Работа сигнализатора основана на взаимодействии магнитного поплавка и герконов, установленных внутри направляющей трубки. При повышении уровня жидкости поплавок перемещается вдоль трубки и при прохождении заданной отметки активирует соответствующий геркон, изменяя состояние выходного сигнала. Состояние геркона сохраняется до тех пор, пока уровень не изменится в обратную сторону и поплавок не пройдет ту же точку повторно. Такая логика обеспечивает устойчивую работу без ложных срабатываний при колебаниях уровня.

Каждая точка контроля работает независимо и имеет отдельный дискретный выход. Режим работы каждого контакта (NO или NC) задается при заказе и не изменяется в процессе эксплуатации.

Работу сигнализатора можно посмотреть на видео:

Параметры и особенности SLL-FG

Устройство сигнализатора уровня SLL-FG

Сигнализатор SLL-FG изготавливается по индивидуальному проекту под конкретный резервуар и условия эксплуатации.

Точки срабатывания задаются на этапе изготовления и фиксированы по высоте. Изменение их положения в процессе эксплуатации не предусмотрено.

Доступные параметры:

• количество точек контроля – от 1 до 5;
• расстояние между точками – от 95 мм;
• длина погружной части: стандарт – до 3 м, по запросу – до 6 м;
• типы присоединения – резьбовое, фланцевое.

Сигнализатор применяется для жидкостей с плотностью не менее 600 кг/м³.

Ввод в эксплуатацию сводится к подключению дискретных выходов к системе управления. Настройка уровней или калибровка не требуется.

Дополнительные преимущества

• Производство в России – срок изготовления около 10 дней, что позволяет сократить сроки поставки и быстрее закрывать задачи проекта.
• Простая конструкция без сложных измерительных узлов – снижает вероятность отказов и упрощает эксплуатацию.
• Наличие Декларации соответствия ТР ТС 032 – возможность применения в оборудовании, работающем под избыточным давлением.

Сравнение решений для контроля нескольких уровней

Ниже приведено сравнение типовых решений, применяемых для контроля нескольких уровней жидкости, с точки зрения состава системы, принципа работы и требований к реализации.

При контроле нескольких фиксированных уровней применение непрерывных уровнемеров требует дополнительной обработки сигнала или увеличивает состав системы.
Использование поплавкового сигнализатора SLL-FG позволяет реализовать до 5 точек контроля в одном приборе без дополнительных устройств. Это упрощает схему, снижает количество оборудования и уменьшает общую стоимость реализации.

FAQ: ответы на частые вопросы

Сколько уровней можно контролировать одним сигнализатором?
От 1 до 5 точек в одном приборе.

Можно ли изменить уровни после установки?
Нет, точки срабатывания задаются при изготовлении и не изменяются в эксплуатации.

Как выбирается режим работы контактов (NO/NC)?
Задается при заказе в зависимости от логики системы управления.

Нужна ли настройка на объекте?
Нет, устройство не требует калибровки или задания порогов.

Как подключается сигнализатор?
Каждая точка имеет отдельный дискретный выход, подключаемый к реле, ПЛК или другой системе управления.

Какие ограничения по рабочей среде?
Жидкости с плотностью не менее 600 кг/м³.

Какая максимальная длина?
Стандартно до 3 м, по запросу – до 6 м.

Сколько времени занимает поставка?
Около 10 дней, так как производство расположено в России.

Итог

Для задач контроля нескольких фиксированных уровней применение непрерывных уровнемеров и схем с обработкой аналогового сигнала приводит к усложнению системы и увеличению затрат.

Поплавковый сигнализатор SLL-FG позволяет реализовать до 5 точек контроля в одном приборе без дополнительной обработки сигнала. В результате снижается состав оборудования, упрощается схема и уменьшается стоимость реализации. За счет индивидуального исполнения и коротких сроков изготовления решение подходит для проектов, где важны простота и скорость внедрения.

Для подбора исполнения под конкретные условия эксплуатации обратитесь к инженерам «РусАвтоматизации» или заполните опросный лист для получения технического решения под вашу задачу.

Скачать статью в формате PDF