Датчик уровня КИПАРИС-ПГ на 4 уставки

Датчики уровня предназначены для непрерывного измерения уровня жидких сред. Они применяются в различных про­мышленных отраслях, при управлении и регулировании технологических процессов.

Приборы для измерения уровня можно разделить по конструкции на датчики с индикацией и без нее. Кроме того, по принципу измерения приборы различаются:

1. Поплавковые, у которых чувствительным элементом является плавающий в измеряемой жидкости поплавок;
2. Мембранные, у которых чувствительным элементом является мембрана и давление столба измеряемой жидкости уравновешивается упругой деформацией мембраны;
3. Ёмкостные, у которых используется изменение электрической емкости датчика при изменении уровня измеряемой среды;

Рассмотрев разные типы датчиков уровня, и учитывая первый признак классификации. Рассмотрим датчик уровня поплавковый с индикацией. Данный датчик предназначен для использования в составе систем автоматизации. Может использоваться совместно с системами блокировки подачи воды путем прямого подключения к перекрывающим клапанам, в системах речевого оповещения, блоками охранно-пожарной сигнализации, системами контроля уровня воды в емкости и прочее.

Датчик состоит из первичного и вторичного преобразователей, которые можно располагать в любых местах. Датчик осуществляет непрерывный, автоматический контроль уровня измеряемой среды. Изменение этого уровня приводит к перемещению поплавка вдоль штока с чувствительными элементами (герконами), что приводит к включение светодиода состояния уровня и исполнительной релейной цепи. Так же в датчике имеется аварийная блокировка, которая отключает все релейные цепи при обрыве провода идущего от первичного преобразователя или его коротком замыкании. Датчик имеет полную гальваническую развязку релейного выхода и цепей питания.

Пришло время рассмотреть схемотехнику датчика уровня "КИПАРИС-ПГ" на 4 уставки. Датчик выполнен на 3-х платах (1-плата первичного преобразователя, 2,3-платы вторичного преобразователя).

Плата первичного преобразователя представляет собой задатчик тока с несколькими значениями тока 6мА, 10мА, 14мА, 18мА, которые устанавливаются с помощью подстроечных резисторов (R2-R5), а с помощью резистора (R1) устанавливается ток инициализации около 3мА.

Платы вторичного преобразователя представляют собой силовую и управляющую части.

Силовая часть состоит из трансформаторного блока питания, разъемов и исполнительных реле. Трансформаторный блок питания обеспечивает напряжения постоянного тока +24В, +12В, +5В. Установленный трансформатор блока питания имеет две обмотки с напряжением 20В и 6В переменного тока. Исполнительные реле рассчитаны на напряжение 24В и имеют как NO так NC контакты.

Управляющая часть состоит из микроконтроллера, устройства индикации, драйвера управляющего исполнительными реле.

На микроконтроллере реализован алгоритм работы датчика КИПАРИС-ПГ и он обеспечивает отрабатывание сигнализации: 

1. аварийно низкий уровень (ток 4-8мА),
2. низкий уровень (ток 8-12мА),
3. высокий уровень (ток 12-16мА),
4. аварийный уровень (ток 16-20мА),
5. авария первичного преобразователя (ток меньше 2,5мА и больше 22мА).

Устройства индикации предназначено для визуального отображения:

1. наличие питания (СЕТЬ),
2. уставки уровня (АВАРИЙНО НИЗКИЙ, НИЗКИЙ, ВЫСОКИЙ, АВАРИЙНЫЙ),
3. сигнала об аварии первичного преобразователя (АВАРИЯ).

Драйвер выполняет роль согласующего устройства между микроконтроллером и исполнительными реле по току и напряжению.

Наладка датчика уровня начинается с первичного преобразователя, а именно с установки тока инициализации (не меньше 2,5мА с помощью R1) и токов уставок (6мА, 10мА, 14мА, 18мА с помощью R2-R5). Для этого первичный преобразователь подключают к вторичному преобразователю соблюдая полярность. Затем запитывают датчик уровня от сети 220В и производят установку токов с помощью милиамперметра. Наладка вторичного преобразователя заключается в установки напряжения подаваемого на микроконтроллер с помощью подстроечного резистора (R7), при этом при срабатывании уставок 6мА, 10мА, 14мА, 18мА напряжение на 3 ножке микроконтроллера должно быть соответственно около 1,248В, 2,08В, 2,912В, 3,744В.

Фото устройства:

Прошивка микроконтроллера разработана в (CVAVR), печатная плата разработана в (EAGLE), модель создана в (PROTEUS) и находятся в архиве.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Eagle
• Proteus
• Микроконтроллер
• AVR