西门子超声波水位计在自动排水中的应用

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1、西门子超声波水位计在自动排水中的应用摘要：本文介绍西门子妙声力超声波水位测量装置，控制潜水泵自动启、停的应用，以及水位测量。关键词：水位传感器、潜水泵、PLC、西门子沙湾泵站是深圳市引水工程中的一个重要的泵站，她位于深圳水库库尾是东深供水与东江水源工程唯一交汇点。隶属于深圳市东江水源工程管理处。装机总容量2000kW，设计扬程16.4米，日供水量50万方，共设3台630kW的三相鼠笼式异步电机；水泵采用卧式，单极双吸离心泵，设计流量为2.9立方米/秒，采用水冷却方式。控制系统采用施耐德TSXpremium系列PLC。冷

2、却水的回水以及泵站前池的渗漏水汇流到集水井中，沙湾泵站集水井使用两台轴功率为2.2kW的潜水泵负责将集水井中的水抽入前池；使用西门子MultiRanger100(妙声力)测量装置和XRS-5超声波探头组成水位测量装置。抽水工作过程：由水位计读取当前集水井的水位信号传到监控中心，当水位达到设定的最高水位时，运行值班人员就去水泵层启动潜水泵抽水。如果在泵站水泵正常运行的情况下，每班抽水约为3~4次，对运行人员带来很大不便。本着经济实用的原则，对现有的设备进行简单的改造来实现自动排水功能。现有使用的设备主要包括：此Multi

3、Ranger测量系统和潜水泵电气控制系统等。MultiRanger测量系统包括：MultiRanger100超声波物位检测控制器、EchomaxXRS-5超声波传感器和红外手持编程器。西门子MultiRanger有两种类型可选，MultiRanger100和MultiRanger200，它们经过设计能满足各种应用要求，例如：水和废水，贮藏罐，用以测量液体，泥浆和固体，漏斗，矿石仓，浮选等等。沙湾泵站采用MultiRanger100，它是一个能进行单点或双点测量，具有三个或六个继电器的测量装置。它装有数字通信部件，并采用

4、最新的回波处理技术和诊断功能。EchomaxXRS-5系列传感器与西门子妙声力超声物位监测产品一起使用。传感器将收发器发射的电脉冲信号转换成声能。然后再将返回的声能转换成适应控制器的电能。传感器表面发射的声能向外辐射，能量幅值会随离开传感器表面的距离增大而减小。最大声能垂直于传感器表面并沿传输轴线辐射。声能下降到一半（－3dB）时，圆锥边界线会集中的环绕传输轴线一圈，称为声束。波束的直径称为波束角。XRS-5系列传感器集成有温度传感器，该传感器用来测量从传感器到控制器的空气温度。手操器给您提供到MultiRanger的

5、直接通道。它是按编程健。使手操器对准显示上面的红外线接口，然后按键。具体的操作说明详见西门子《使用MultiRanger多功能物位计简介》一书。潜水泵电气控制系统（略）为了完成自动排水功能计划分以下几步进行：第一步：对MultiRanger100使用手操器进行设置，对一般的应用来讲，设置一般分为三部分。①．测量条件设置：P001=1表示物位P002=1表示测量液体或平坦光滑的表面P003=2表示响应速度为中等P004=104表示超声波传感器为XPS-15P005=1表示测量单位为：米P006=1.8表示传感器到罐底P0

6、07=1.47表示量程为1.47米②．电流输出设置：P200=2表示电流输出为4-20mAP201=1表示电流输出对应物位值P202＝1表示电流输出分配到第一路上，对应接线端子就是24和25P210＝0.000米表示4mA对应的物位值为0米P211＝90%表示20mA对应的电流值为1.32米（1.47米×90％）③．继电器设置：P110=1表示物位来自1#探头，并且激活继电器01。P111=50表示固定规则的任务协助模式P112=LH继电器ON的设定点（沙湾泵站设定高水位为：1.470）P113=LL继电器OFF的设定

7、点（沙湾泵站设定低水位为：0.450）所有继电器都是5A，250VAC,非电感性。通过以上的设置，可以保证水位计测量的准确以及继电器01的动作正常。第二步：电气连接图一SA：手动/自动转换开关；ST：启泵按钮；KH：电机保护TB2：MultiRanger100TB2接线块；HG运行指示灯；KM：接触器按照上图完成接线。第三步：调试①.测试水位计输出继电器的正确性。断开所有接线，手动启、停水泵使水位达到启泵的设定水位，测量继电器输出的变化情况，观察是否符合要求.②.连接所有的接线观察水泵的运行情况。经过调试，能够达到设计

8、要求，当中控室上位机的集水井水位显示为1.470米时2台潜水泵同时启动，当水位到达0.45米时，2台潜水泵同时停止。如果水泵的启动电流比较大，启动水泵时采用延时的方式，可以参照下面的方式实现。在泵组控制程序中加上上面的梯形图，I4.24：来MultiRanger100自继电器01，表示水位的高低，Q101.7：去启动1#潜水泵继电