Архив / 2000 / №1(18) / О новых приборах

САУ-М7Е – универсальное устройство контроля уровня

Производственное объединение ОВЕН закончило разработку и приступило к производству модернизированного прибора контроля уровня САУ-М7Е.

Прибор САУ-М7Е предназначен для автоматизации технологических процессов, связанных с контролем и поддержанием заданного уровня рабочей среды в различных производственных емкостях, резервуарах, водяных котлах, контейнерах и т.п. В зависимости от примененного способа контроля прибор может работать как с электропроводящими жидкостями, так и с материалами, не проводящими электрический ток.

По выполняемым функциям САУ-М7Е полностью заменяет приборы САУ-М4, САУ-М5 и САУ-М7.

Технические характеристики

Напряжение питания прибора

220 В 50 Гц

Потребляемая мощность, не более

4 ВА

Количество каналов контроля уровня

3

Напряжение источника питания емкостных
датчиков  уровня

12 В 50 мА

Количество выходных реле

2

Допустимая нагрузка на контакты реле

8 А (при напряжении
220 В cosj і 0,4)

Масса прибора, не более

0,7 кг

Условия эксплуатации:

- температура окружающего воздуха

+ 5 …+ 50 С

- относительная влажность воздуха

30 … 80%

- атмосферное давление

84 … 106,7 кПа

Способы контроля уровня

Контроль уровня рабочей среды в системах управления оснащенных этими приборами может осуществляться любым из двух способов: кондуктометрическим или емкостным.

Первый способ применяется в случае, когда рабочей средой являются  жидкости, обладающие свойствами электрической проводимости. К таким жидкостям относятся растворы кислот и щелочей, расплавленные металлы, вода обычная и дистиллированная, водные растворы солей, пищевые продукты, молоко и т.п. Для контроля уровня при этом (в качестве входных датчиков прибора) используются кондуктометрические зонды. Кондуктометрические зонды, представляющие собой в простейшем случае изолированные друг от друга металлические электроды, выполненные из не коррозирующего материала, устанавливаются пользователем в резервуаре на требуемых для выполнения технологического процесса уровнях. Один из зондов является общим для всей схемы контроля. Он располагается  таким образом, чтобы рабочая часть электрода находилась в постоянном контакте с жидкостью, начиная от нижнего и заканчивая верхним контролируемыми уровнями. (При работе с металлическими резервуарами в качестве общего электрода может быть использован их корпус.) Остальные зонды являются сигнальными и располагаются на соответствующих своему назначению уровнях. По мере заполнения резервуара при соприкосновении электродов с рабочей средой происходит замыкание (через сопротивление жидкости) электрических цепей между общим и сигнальными входами САУ-М7Е, фиксируемое прибором как достижение заданных уровней.

При невозможности использования кондуктометрических датчиков, когда рабочей средой являются не проводящие электрический ток жидкости или сыпучие материалы, для контроля уровня может быть применен емкостной способ. В этом случае роль входных датчиков для прибора выполняют бесконтактные емкостные выключатели n-p-n структуры, установленные в резервуаре на требуемых для выполнения технологического процесса уровнях. Срабатывание таких датчиков происходит из-за изменения их электрической  емкости при контакте с контролируемой рабочей средой. При срабатывании датчиков также происходит замыкание электрических цепей между общим и сигнальными входами, что и фиксируется прибором как достижение заданных уровней.

Функциональная схема

Функциональная схема прибора САУ-М7Е приведена на рис.1.

Рис. 1
Рис. 1

Контроль рабочей среды осуществляется прибором при помощи трех входных датчиков, размещенных в резервуаре на условных заданных уровнях: нижнем, промежуточном и верхнем. Для обработки сигналов с датчиков в приборе предусмотрены три пороговых устройства (компаратора), выполненные на операционных усилителях ОУ1…ОУ3. Срабатывание соответствующего компаратора осуществляется при уменьшении напряжения на его входе до заданной пользователем величины Uопор. Такое изменение напряжения происходит при замыкании входа компаратора (через сопротивление жидкости или сопротивление выходного ключа емкостного датчика) с общей точкой схемы, т.е. после достижения рабочей средой заданного уровня. В приборе предусмотрена ступенчатая регулировка напряжения Uопор., что позволяет при работе с кондуктометрическими датчиками изменять чувствительность САУ-М7Е и производить его настройку под широкий (по электропроводности) спектр рабочих жидкостей. (При работе с емкостными выключателями изменение их чувствительности осуществляется раздельно по каждому каналу с помощью регулировочных органов расположенных на самих датчиках) Для визуального контроля  работы прибора к выходам компараторов подключены светодиоды, сигнализирующие о заполнении соответствующих уровней.

Для управления технологическим оборудованием прибор оснащен двумя встроенными электромагнитными реле.

Одно из имеющихся реле предназначено для управления электроприводом исполнительного механизма, регулирующего заданный уровень рабочей среды на объекте (электрического насоса, электромагнитного клапана и т.п.). Управление работой этого реле осуществляется блоком логики по сигналам датчиков нижнего и промежуточного уровней, обеспечивая необходимую зону гистерезиса между включением и выключением регулятора. Алгоритм работы реле задается пользователем при помощи специального коммутатора, исходя из требуемого способа поддержания уровня: заполнение резервуара или его опорожнение. Временные диаграммы работы реле представлены соответственно на рис.2-а и рис.2-б.

Рис.2а
Рис.2а
Рис.2б
Рис.2б

Управление регулятором может производиться, как в автоматическом (по сигналам с датчиков уровня), так и в дистанционном режиме. Дистанционное управление осуществляется при помощи кнопок ПУСК и СТОП, расположенных на лицевой панели прибора. Возврат на автоматическое управление производиться нажатием кнопки АВТ. При необходимости, действие кнопок дистанционного управления может быть заблокировано установкой перемычки на коммутаторе, расположенном внутри прибора. САУ-М7Е в этом случае всегда работает в автоматическом режиме.

Второе реле предназначено для формирования аварийного сигнала при достижении рабочей средой предельного верхнего уровня. Это реле может быть использовано как для включения аварийной внешней сигнализации, так и для ввода в действие дополнительных технических средств, предотвращающих развитие аварии.

Для удобства пользователя САУ-М7Е оснащен дополнительной мигающей сигнализацией (светодиод АВАРИЯ), срабатывающей либо при опорожнении нижнего уровня в резервуаре, либо при достижении верхнего предельного уровня. Режим работы аварийной сигнализации задается на отдельном коммутаторе внутри прибора.

Конструкция прибора

Рис.3
Рис.3

Прибор САУ-М7Е изготавливается на двух платах печатного монтажа, которые размещаются в пластмассовом корпусе соответствующей модификации: настенного или щитового крепления.

На одной из плат (крепящейся к лицевой панели прибора) располагаются светодиоды индикации и сигнализации, кнопки управления регулятором и элементы блока логики.

На второй плате располагаются входные компараторы контроля уровня, блок питания, выходные 
электромагнитные реле, а также коммутаторы для настройки и изменения  параметров прибора. Здесь же размещается 14-ти контактная клеммная соединительная колодка (под винт) для подключения внешних связей.

Назначение контактов соединительной колодки приведено на рис.3.

Платы печатного монтажа соединены друг с другом при помощи плоского разъемного ленточного кабеля.

Модификации прибора

Прибор САУ-М7Е изготавливается в двух модификациях отличающихся друг от друга типом корпуса.

Информация о варианте модификации указана в коде последнего символа полного названия прибора САУ-М7-Е-х и расшифровывается следующим образом.

Н - корпус для настенного крепления. Габаритные размеры 130х105х65 мм. Степень защиты корпуса - IP44.
Щ1 -корпус для щитового крепления. Габаритные размеры 96х96х70 мм. Степень защиты корпуса со стороны лицевой панели - IP54.

Пример полного названия прибора при заказе: САУ-М7-Е-Н.