摘要：针对目前工业上的液位控制，如水箱，反应槽等的控制系统，提出了一套用武汉辉达工控技术有限公司XMB-6000系列仪表来实现液位控制的实施方案，能有效，简便，精准的达到液位控制的要求。

关键词：液位控制；模拟量采集；AD转换

1  引言

随着社会的发展，科技的进步，工厂企业用液位控制系统的相当多。液位控制器是通过机械式或者电子式的方法来对高低液位进行控制，电磁阀，水泵都可以控制。液位控制的用途十分广泛，适用于对任何水塔，水箱，水槽，蓄水池等进行全自动液位控制，能有效的防止由于人为原因造成的缺水或者漫水的后果，实现节能降耗。

2  系统的工作原理

2.1      系统结构

 整个系统的结构组成如图1，根据系统要完成的功能，系统的硬件分为以下几个部分：传感器，主控板，水泵，水箱组成。

图1 系统结构框图

 

2.2    传感器工作原理

液位控制器（传感器）监测水箱的水位，不同的水位对应不同的液体压力，液体的压差直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出（如4-20mA）。

2.3    主控板硬件组成（以辉达工控XMB-6000系列仪表为例）

 

图2 主控板硬件结构框图

2.3.1     模拟量采集电路

 

图3 模拟量采集电路图

 

4-20mA的电流信号通过I1和GND进入，然后通过250Ω的电阻转换成1-5V的电压信号。V1处的电压值如下表所示：

电流信号值	V1处模拟电压值
4mA	0.009V
12mA	0.033V
20mA	0.057V

 

2.3.2    AD转换电路

 

图4 AD转换电路图

 

V1处的电压经过4051到353运放，放大倍数为：Af=47K/2K+1=24.5,经过7135AD采集转化为相应的内码值，如下表所示：

 

电压信号	AD输入电压	AD内码值	备注
1V	12.11mV	2969	12.11*24.5=296.7
2.5V	35.26 mV	8639	35.26*24.5=863.87
5V	59.68 mV	14638	59.68*24.5=14621

表2

传感器输出的电信号最终转换成内码值，与单片机里面存储的内码值相比较，就可以在仪表上显示出水箱当前的水位。

 

2.4    仪表控制水泵的原理

 

水泵是通过仪表的驱动电路控制的，电路图如下图所示：

 

图5 控制电路原理图

 

仪表提供一组常开触点AL1，当水位低于水位下限时，AL1触点闭合，接触器线圈有电，KMI常开点闭合，电机有电，水泵抽水；当水位高于水位上限时，AL1触点断开，接触器线圈没有电，KMI常开点断开，电机没有电，水泵不工作。

3  仪表参数的设置

水泵的动作是通过AL1触点的通断来控制的，AL1触点的通断是通过仪表里面的报警值来控制的，所以，能否保证水箱里面的水位一直保持在正常水位，报警参数的设置尤为重要，现在我就讲讲如何设置报警参数，用一个公式可以表达。

报警值ALR.1=（水位下限+水位上限）/2

回差值HY.1 =（水位上限-水位下限）/2

由于接触器一般用的都是常开点，所以报警一般设为低报（Lo.AL），若接触器用的是常闭点，则报警设为高报（HI.AL）。

 

4  结束语

本文是以辉达工控XMB-6000系列仪表为例讨论的液位控制系统，该系统是以我们仪表上的AL1触点来控制水泵的启停，操作起来非常简便，实用，而且控制精度相当高，得到了广大用户的一致好评。

 

 

 

  武汉辉达工控技术有限公司

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