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:

  • Поплавковые, у которых чувствительным элементом является плавающий в измеряемой жидкости поплавок;
  • Мембранные, у которых чувствительным элементом является мембрана и давление столба измеряемой жидкости уравновешивается упругой деформацией мембраны;
  • 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: 

  • аварийно низкий уровень (ток 4-8мА),
  • низкий уровень (ток 8-12мА),
  • высокий уровень (ток 12-16мА),
  • аварийный уровень (ток 16-20мА),
  • авария первичного преобразователя (ток меньше 2,5мА и больше 22мА).
  • Устройства индикации предназначено для визуального отображения:

  • наличие питания (СЕТЬ),
  • уставки уровня (АВАРИЙНО НИЗКИЙ, НИЗКИЙ, ВЫСОКИЙ, АВАРИЙНЫЙ),
  • 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 радиоэлементовОбозначение
    Тип
    Номинал
    Количество
    ПримечаниеМагазинМой блокнот

    Задатчик тока первичного преобразователяIC1
    Линейный регуляторLM3171
    R1
    Резистор430 Ом1
    R2
    Подстроечный резистор330 Ом1
    R3
    Подстроечный резистор200 Ом1
    R4
    Подстроечный резистор150 Ом1
    R5
    Подстроечный резистор100 Ом1
     Силова частьТ1
    Трансформатор220В/20В/6В1
    IC1
    Линейный регуляторLM78121
    R1 необходим в случае если установлен другой линейный регулятор напряженияVD1-VD4
    Выпрямительный диод1N40044
    Диодный мостС1
    Конденсатор1000 мкФ1
    35вС2
    Конденсатор470 мкФ1
    25вК1-К4
    РелеSMI-S-212L1
    24вИсполнительная частьVD1-VD4
    Выпрямительный диод1N40044
    Диодный мостIC1
    Операционный усилительLM3241
    IC2
    Линейный регуляторLM78051
    IC3
    МК AVR 8-битATtiny131
    IC4
    ДрайверUNL2003L1
    С1,С2
    Конденсатор0.1 мкФ2
    С3
    Конденсатор470 мкФ1
    10вR1
    Резистор470 Ом1
    R2, R4, R10
    Резистор1 кОм3
    R3
    Резистор5.1 кОм1
    R5
    Резистор130 Ом2
    R6
    Резистор1.2 кОм1
    R7
    Подстроечный резистор3.3 кОм1
    R8, R9
    Резистор200 Ом2
    R11-R14
    Резистор2.7 кОм4
    LED1
    СветодиодАЛ336В1
    LED2-LED5
    СветодиодАЛ336А4
     Добавить все

    Скачать список элементов (PDF)

    Прикрепленные файлы:

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.