Сигнализатор уровня в системах автоматики

При автоматизации различных процессов довольно часто возникает задача управления уровнем жидкости в резервуаре. Как правило, необходимо поддерживать уровень в заданных пределах, управляя включением/выключением насоса или открытием/закрытием клапана подачи или слива. Во всех этих случаях возникает необходимость регистрировать достижение жидкостью заданного уровня. Для этой задачи как нельзя лучше подходит поплавковый датчик уровня.

Поплавковый выключатель (или «реле уровня»)

Поплавковый датчик часто называют «реле уровня». Действительно, принцип действия поплавкового выключателя очень похож на принцип действия электромагнитного реле.

Реле уровня, как и обычное реле, имеет нормально-открытый (НО) и нормально-закрытый(НЗ) контакты, которые меняют свои состояния на противоположные при срабатывании устройства.  Однако, в отличие от электромагнитного реле, срабатывание поплавкового датчика происходит при его «всплывании» (при достижении жидкостью уровня, на котором расположен поплавок).

Основные параметры поплавковых датчиков

При выборе поплавкового датчика для конкретного применения, необходимо ориентироваться на следующие основные параметры:

1. Метод установки датчика

Датчик может устанавливаться на вертикальную (а) или горизонтальную (б) поверхность.

При проектировании места установки необходимо также учитывать длину погружаемой части: она должна быть достаточной для регистрации требуемого уровня жидкости.

2. Для работы в каких средах предназначен датчик

Необходимо также учитывать материал, из которого изготовлен датчик. Он должен быть совместим с рабочей средой. Для работы в бытовых системах в водной среде подойдёт любой датчик, в том числе и пластмассовый. Для агрессивных по химическому составу сред и работы при высоких температурах применяют корозионно- и термо-устойчивые датчики.

3. Длина погружной части

Длинна погружной части определяет, какой максимальный уровень может быть измерен. Этот параметр должен рассматриваться относительно места предполагаемой установки.

4. Максимально коммутируемый ток

Необходимо учитывать, что при использовании поплавкового датчика для включения/выключения силового оборудования (например насоса), через контакты датчика проходит весь питающий ток. Превышение максимально-допустимого уровня коммутируемого тока приведёт к перегреву и выходу из строя электрической части датчика. Поэтому при выборе реле уровня, необходимо выяснить номинальный ток коммутируемого оборудования.

5. Количество регистрируемых уровней

Один датчик может регистрировать сразу несколько уровней. По сути, это несколько датчиков в одном конструктивном исполнении.

Поплавковый датчик  — выключатель насоса

Классическим применением реле уровня — является управление включением и выключением насосов. На следующем рисунке показаны два способа включения датчика уровня в цепь насоса: для работы на наполнение резервуара и на откачку.

Как уже было сказано, реле уровня имеет НО и НЗ — контакт. На рисунке коричневый и синий провод образуют нормально-открытый контакт, а чёрный и синий — нормально-закрытый.

В первом случае (режим откачки воды) насос запитан через НО-контакт (не замкнут в нижнем положении датчика). Когда уровень жидкости достигнет заданной отметки (датчик всплывёт), его НО-контакт замкнётся, включит насос в работу, и начнётся откачка жидкости. Насос будет работать до тех пор, пока датчик снова не опустится

В случае работы насосы на заполнение — ситуация обратная. Насос запитан через НЗ-контакт датчика. Это означает, что когда датчик находится в нижнем положении, этот контакт замкнут и насос работает, происходит заполнение резервуара жидкостью. Как только датчик всплывёт, его НЗ-контакт разомкнётся и отключит насос.

Регистрация уровня воды в закрытом резервуаре (сигнализатор уровня)

Поплавковые датчики часто используют для сигнализации уровня жидкости в закрытом резервуаре. Контакты датчиков коммутируют сигнальные лампы на шкафу управления. Для этих целей также может быть использован специализированный прибор — сигнализатор уровня. В этом случае сигналы от датчиков заводят на входы прибора. На рисунке приведён пример регистрации уровня воды с помощью сигнализатора уровней САУ-М6 компании «ОВЕН».