YEH-HK型超聲波液位計在循環水自動化控制中的應用
來源： 燁立工控作者： 小楊點擊數： 次時間：2025-02-14
湖北三環車橋有限公司是目前國內獨具特色、規模最大、品種最全的汽車前軸專業化生產企業，中國機械工業500強、中國汽車零部件100強企業，主導產品為汽車前軸等長桿類鍛件和汽車車橋總成等。該公司擁有國內領先水平的鍛造、熱處理、機加、前后橋總成裝配等專業化生產線30余條，高精尖生產檢測設備400余臺套。
該公司中頻爐、推桿式淬火爐、空壓機等設備生產過程中需要使用大量的工藝冷卻水，同時對供水的壓力、溫度、流量等參數要求嚴格，-旦出現斷水或超溫，極有可能造成設備燒毀等重大損失，因此對于循環水自控系統要求極為嚴格。該公司共有10多套循環水系統與各生產車間配套使用，循環水工藝如下:
每套獨立的循環水系統基本是由1個供水池、1個回水池、2臺供水泵、3臺潛水泵，1臺冷卻塔、1臺冷卻風機組成。控制系統由S7-200PLC、壓力傳感器、溫度傳感器、電纜浮球開關等組成。在我公司承接改造前，循環水系統主要存在以下問題: 1、安裝在地下回水池控制潛水泵抽水的電纜浮球故障率極高，易造成回水池漫水、進而造成供水池缺水，2、回水池3臺潛水泵不能循環運行，水泵長時間不運行生銹卡死。
二、改造方案
針對該公司循環水系統出現的問題，我公司決定采用我公司生產的YEH-HK型一體式超聲波液位計替換原來有電纜浮球開關，通過對PLC重新編程，實現對回水池水位的自動控制及3臺潛水泵定時循環切換。
超聲波液位計是一種非接觸式的測量液體水位的裝置，主要由超聲波換能器、檢測單元、輸出單元等組成。其工作時主要是測量一個超聲波脈沖從發出到返回整個過程所需的時間。超聲波液位計須垂直安裝在液體的表面，它向液面發出一個超聲波脈沖，經過一段時間，超聲波液位計的傳感器接收到從液面反射回的信號，信號經過變送器電路的選擇和處理，根據超聲波液位計發出和接收超聲波的時間差，計算出液面到傳感器的距離。因為非接觸式測量，超聲波液位計非常適合用于測量有腐蝕（酸、堿）的介質、有污染的場合（下水道），或易產生粘附物的物質，適合于那些無法用物理方式接觸的液體。
我公司的YEH-HK一體化超聲波液位計采用ABS工程鑄鋁外殼，防護等級為IP65，非常適合安裝在壞境惡劣的場合。可采用二線制、三線制或四線制接線，供電電壓可選擇DC24V或AC220供電，輸出信號可選4~20mA、0-10V。因該項目是改造工程，PLC、DC24V開關電源已有，為了節省投資和減小工作量，我們選擇了量程為4米，四線制接線、供電電壓DC24V、輸出信號為4～20mA的型號。原循環水系統PLC只有一塊四通道EM231模擬量模塊，四個通道均已被溫度監測信號、壓力監測信號占用，因此，在系統改造時，我們又增加了一塊EM231模擬量采集模塊用來接受超聲波液位計信號。
系統工作原理如下：PLC通過超聲波液位計采集回水池水位，在PLC程序中設定了下限水位、低水位、中水位、高水位三個數據與回水池水位進行比較，當回水池水位高于低水位時，系統自動啟動1#泵抽水，當水位低于下限水位時，1#潛水泵自動停機，當1#泵運行時間滿一小時后，自動切換到2#泵運行，當2#泵運行滿一小時后，自動切換到3#泵運行，當3#泵運行滿一小時后，自動切換到1#泵運行。當車間用水量較大，1#泵滿足不了要求時，回水池水位會上升到中水位，當回水池水位高于中水位時，2#泵也自動投入運行，同時3臺泵定時循環切換模式被終止，如回水池水位繼續上升越過高水位，3泵也投入運行。直至回水池水位降低到下限水位時自動停止運行。
該系統不但滿足了3臺潛水泵定時循環運行的要求，在車間用水量較大時任何一臺泵發生故障時均不影響設備正常運行。
三、總結
湖北三環車橋循環水回水池水位自控系統自使用我公司YEH-HK型一體式超聲波液位計改造以來，系統運行穩定、從未發生過一起回水池漫水事故。3臺潛水泵定時循環運行，再也沒有出現水泵銹死不能運行的現象。
此次改造，不但提高了該公司生產過程中的中頻爐、淬火爐冷卻水的可靠性，也大大降低了設備的故障率、減小了冷卻水的流失，為企業創造了一定的經濟效益和社會效益。
