enraf伺服液位计的测量原理及应用

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1、Ｅｎｒａｆ伺服液位计的测量原理及应用黄红星（洛阳三隆安装检修有限公司，河南洛阳４７１０１２）摘要：介绍了Ｅｎｒａｆ（恩拉福）伺服液位计的结构特点，分析了其工作原理和液位测量过程，通过总结十年来在洛阳石化油品储罐上的应用情况和维护经验，提出了在设计、安装和维护等方面需要注意的事项。关键词：测量过程；结构特点；力传感器；导向管；浮子中图分类号：ＴＥ９７文献标识码：Ａ文章编号：１００３－３４６７（２０１１）１５－００５８－０３并利用线鼓罩将线鼓室和电子部分室完全隔开，从结构上保证了隔爆安全。线鼓室包含由浮子、测量钢丝、测量磁鼓组成的测量机构，浮子通过缠绕在精密加工过的线鼓上

2、的测量钢丝被悬挂在仪表外壳内，线鼓室密切接触介质。电子部分室包含液位计的电源板、力传感器和伺服机构及控制单元，必须完全隔离易燃、易爆的被测介质。线鼓与伺服电机的传动突破了传统的轴连接或齿轮连接等直接连接方式，创新地利用磁耦合来实现间接连接，将一对环型强磁铁分别安装在两室内，外磁子嵌在线鼓内组成测量磁鼓，内磁子固定在伺服电机的转动轴上。这样的结构不仅保证了伺服电机对浮子的精确控制，而且使电气部件和易燃、易爆的被测介质完好隔离，达到了使用中的隔爆安全。前言１液位是油品储罐最重要的仪表参数之一，通过对液位的测量和监控，可以掌握物料进出情况，科学、合理的进行储运生产调度和管理

3、，并避免作业中将罐抽空或冒罐等事故的发生，保证安全生产。随着油品罐区自动化管理系统的实施，大型油品储罐必须使用具有较高精度和远程通讯功能的液位测量仪表，实现液位的不间断的实时集中监控。Ｅｎｒａｆ（恩拉福）公司是世界上历史最悠久的专门制造液位计的著名公司，其伺服液位计的精度能达到±０．７ｍｍ，取得了国际和中国的防爆认证及计量认证，被誉为“油罐计量领域的专家”，在世界各地有许多成功的应用，洛阳石化选用的８５４ＡＴＧ／ＸＴＧ型伺服液位计是其成熟产品，目前为止，已经在３６座储罐上得到了应用，占储罐液位计总数的四分之一，本文旨在介绍其结构特点和液位测量的工作原理，结合实际应用情

4、况，总结使用和维护经验，提出在设计、安装和维护等方面的注意事项，以便充分发挥Ｅｎｒａｆ伺服液位计安全可靠、测量准确的优点，确保安全生产。工作原理２．２基本原理２．２．１Ｅｎｒａｆ伺服液位计的液位测量基于阿基米德浮力原理、力平衡原理和力矩平衡原理，是通过伺服电机带动浮子自动跟踪液面变化进行的。测量浮子漂浮在液体介质的表面，其底部通常沉入液面１～２ｍｍ，此时浮子受到测量钢丝的拉力（Ｆ）、重力（Ｇ）和液体介质的浮力（ｆ）三个力的作用。测量钢丝始终是绷紧的，当拉力、重力和浮力构成力平衡，即Ｆ＝Ｇ－ｆ时，浮子稳定的漂浮在液面上，能够藉此确定液面的位置。同时，钢丝的张力、测量磁鼓

5、和内磁子及伺服机构构成力矩平衡，伺服电机不转动。已知浮子的质量为２２３ｇ，浮子漂浮在液面上所受浮力Ｅｎｒａｆ伺服液位计的结构特点和工作原理２结构特点Ｅｎｒａｆ伺服液位计是由微处理器控制的智能化仪表，属于接触型浮子液位计。在结构上由线鼓室、电子部分室和接线端子室三个相互独立的腔体组成，２．１收稿日期：２０１１－０６－２１作者简介：黄红星（１９６８－），男，工程师，主要从事罐区仪表及计算机系统维护工作，电话：１５８３８８１１４２５。约为１５ｇ，则浮子平衡在液面上受到的拉力，等于测量钢丝上的张力Ｆ为２０８ｇ，将平衡张力Ｆ＝２０８ｇ作为伺服控制单元的设定值Ｓ１。伺服液位计的核

6、心是一个精密的力传感器，这个装置会不停顿地连续测量钢丝的张力，当液位上升或下降时，浮子受到的浮力发生变化，使测量钢丝上的张力随之变化，控制单元将力传感器检测到的张力数值与设定值（Ｓ１＝２０８ｇ）进行比较，比较的结果驱动伺服电机带动内磁子转动，通过磁耦合作用，外磁子带动线鼓同步转动，测量钢丝拉上或放下浮子，实现伺服电机对浮子的精确控制。留在某处了，形成“浮子卡”故障。这种故障均发生在有导向管的浮顶罐应用上，由于导向管不是液位计厂家配套供货，多由用户根据厂家建议设计、预制和安装，因此发生了Ｇ１５０３、Ｇ１５０５、Ｇ１５０７等罐的浮子与导向管内壁的间距过小，导向管内有焊渣、

7、有变径或开孔时留有毛刺等情况，容易造成“浮子卡”故障。故障处理３．１．２对于多次发生“浮子卡”故障的Ｅｎｒａｆ伺服液位计，在用便携操作器ＰＥＴ进行故障处理时，不能仅仅命令伺服电机提升或下降浮子，使其脱离被卡处，而要执行提升和下降两种过程，并保证浮子不被卡在另一处。具体操作如下：第一步，发出ＬＴ命令提升浮子，用１Ａ观察液位值增加约２０ｃｍ后，发出ＦＲ命令停住浮子，再用ＵＮ命令浮子寻找液面，出现ＩＮＮ标记后记录示值Ｌ１。第二步，发出Ｉ２命令使浮子下沉，用１Ａ观察示值减少约２０ｃｍ后，用Ｉ１命令浮子寻找液面。出现ＩＮＮ标记后记录示值Ｌ２。只有当Ｌ１＝Ｌ２时