YEH-HK型超声波液位计在循环水自动化控制中的应用
来源： 烨立工控作者： 小杨点击数： 次时间：2023-06-26
湖北三环车桥有限公司是目前国内独具特色、规模最大、品种最全的汽车前轴专业化生产企业，中国机械工业500强、中国汽车零部件100强企业，主导产品为汽车前轴等长杆类锻件和汽车车桥总成等。该公司拥有国内领先水平的锻造、热处理、机加、前后桥总成装配等专业化生产线30余条，高精尖生产检测设备400余台套。
该公司中频炉、推杆式淬火炉、空压机等设备生产过程中需要使用大量的工艺冷却水，同时对供水的压力、温度、流量等参数要求严格，-旦出现断水或超温，极有可能造成设备烧毁等重大损失，因此对于循环水自控系统要求极为严格。该公司共有10多套循环水系统与各生产车间配套使用，循环水工艺如下:
每套独立的循环水系统基本是由1个供水池、1个回水池、2台供水泵、3台潜水泵，1台冷却塔、1台冷却风机组成。控制系统由S7-200PLC、压力传感器、温度传感器、电缆浮球开关等组成。在我公司承接改造前，循环水系统主要存在以下问题: 1、安装在地下回水池控制潜水泵抽水的电缆浮球故障率极高，易造成回水池漫水、进而造成供水池缺水，2、回水池3台潜水泵不能循环运行，水泵长时间不运行生锈卡死。
二、改造方案
针对该公司循环水系统出现的问题，我公司决定采用我公司生产的YEH-HK型一体式超声波液位计替换原来有电缆浮球开关，通过对PLC重新编程，实现对回水池水位的自动控制及3台潜水泵定时循环切换。
超声波液位计是一种非接触式的测量液体水位的装置，主要由超声波换能器、检测单元、输出单元等组成。其工作时主要是测量一个超声波脉冲从发出到返回整个过程所需的时间。超声波液位计须垂直安装在液体的表面，它向液面发出一个超声波脉冲，经过一段时间，超声波液位计的传感器接收到从液面反射回的信号，信号经过变送器电路的选择和处理，根据超声波液位计发出和接收超声波的时间差，计算出液面到传感器的距离。因为非接触式测量，超声波液位计非常适合用于测量有腐蚀（酸、碱）的介质、有污染的场合（下水道），或易产生粘附物的物质，适合于那些无法用物理方式接触的液体。
我公司的YEH-HK一体化超声波液位计采用ABS工程铸铝外壳，防护等级为IP65，非常适合安装在坏境恶劣的场合。可采用二线制、三线制或四线制接线，供电电压可选择DC24V或AC220供电，输出信号可选4~20mA、0-10V。因该项目是改造工程，PLC、DC24V开关电源已有，为了节省投资和减小工作量，我们选择了量程为4米，四线制接线、供电电压DC24V、输出信号为4～20mA的型号。原循环水系统PLC只有一块四通道EM231模拟量模块，四个通道均已被温度监测信号、压力监测信号占用，因此，在系统改造时，我们又增加了一块EM231模拟量采集模块用来接受超声波液位计信号。
系统工作原理如下：PLC通过超声波液位计采集回水池水位，在PLC程序中设定了下限水位、低水位、中水位、高水位三个数据与回水池水位进行比较，当回水池水位高于低水位时，系统自动启动1#泵抽水，当水位低于下限水位时，1#潜水泵自动停机，当1#泵运行时间满一小时后，自动切换到2#泵运行，当2#泵运行满一小时后，自动切换到3#泵运行，当3#泵运行满一小时后，自动切换到1#泵运行。当车间用水量较大，1#泵满足不了要求时，回水池水位会上升到中水位，当回水池水位高于中水位时，2#泵也自动投入运行，同时3台泵定时循环切换模式被终止，如回水池水位继续上升越过高水位，3泵也投入运行。直至回水池水位降低到下限水位时自动停止运行。
该系统不但满足了3台潜水泵定时循环运行的要求，在车间用水量较大时任何一台泵发生故障时均不影响设备正常运行。
三、总结
湖北三环车桥循环水回水池水位自控系统自使用我公司YEH-HK型一体式超声波液位计改造以来，系统运行稳定、从未发生过一起回水池漫水事故。3台潜水泵定时循环运行，再也没有出现水泵锈死不能运行的现象。
此次改造，不但提高了该公司生产过程中的中频炉、淬火炉冷却水的可靠性，也大大降低了设备的故障率、减小了冷却水的流失，为企业创造了一定的经济效益和社会效益。
