扩散硅压力变送器在水位控制系统中的应用

　　介绍了用扩散硅压力变送器测量水位信号的原理和方法控技术，组成了实用的水位控制系统。

　　在水位控制中，扩散硅压力变送器可以将水位信号转化为压力信号，实现参数的间接测量。而组态监控技术为实施数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台，可以和检测部件、控制部件构成复杂的应用系统，在节能、提高计量精度、改善产品质量、完成部门间精确传递生产信息等方面发挥核心作用，有利于企业消除信息孤岛、降低运作成本、提高生产效率。

　　1扩散硅压力变送器的技术特点和工作原理扩散硅压力变送器由扩散硅压力芯片和信号处理电路组成，经过精密的补偿技术、信号处理技术，具有测量范围宽、测量精度高的特点，可以长期在线检测压力信号。扩散硅压力变送器采用24V直流电源，当外加压力时，将引起压力芯片的输出电压发生变化，再经过信号处理电路将其放大，并转换为与输入压力成线性对应关系的标准4+20mA直流信号输出，可直接与二次仪表以及计算机控制系统连接，实现生产过程的自动检测和控制，可广泛应用于各种工业领域中压力的检测。正常情况下，扩散硅压力变送器测量的是压力信号，根据压力参数与水位参数之间的关系：P=pgh.数；g由上式可知，容器中液体的水位参数和压力参数之间存在着线性关系。因此可以将扩散硅压力变送器直接安装在水罐底部，根据测量的压力信号即可得到水位信号，从而将水位测量转换为压力测量，实现了信号的间接测量。测量所得的水位模拟信号经压力变送器转换成4+20mA直流信号后，再经250"电阻转换成直流1+5V标准信号，分别送显示仪表和计算机。

　　2水位控制系统介绍利用扩散硅压力变送器作为水位检测部件组成的水位控制系统被控对象由上、下两个储液罐组成，水位测量由安装在罐底的两个CYG型扩散硅压力变送器来完成，水位调节通过对水泵、调节阀、出水阀的通断控制来实现。其控制要求为：将水罐1水位H控制在1+8m，水罐2水位H2控制在1+5m.其控制策略如下：要并且利用扩散硅压力变送器作为水位检测部件，结合组态监水罐2水位H2"1m，关闭出水阀，否则打开出水阀。

　　2.1硬件部分水位控制系统，是利用安装在罐底的两个2YG型扩散硅压力变送器对两个水罐的水位进行实时检测，然后将被测的1+5V标准信号经A/D转换后输入计算机，根据采集到的信号情况，计算机将控制信号经D/A转换后输出给执行机构，对水泵、调节阀、出水阀进行上述江苏溪河海阜阳s11变压器的控制，从而形成计算机控制的闭环控制方案。其系统组成如所示。

　　系统框图中，由于本系统有两路模拟量输入（AI），三路开关量输出（D），因此1/接口设备选用研祥PCL-818L多功能板卡，该卡有16路模拟量输入，输入模拟电压范围-10++10V，1路模拟量输出（最大*10V），16路数字量输入（DI）和16数字量输出（D），TTL/DTL电平兼容。为了便于对象与PCL-818L多功能板卡之间接线，同时选用相应的接线端子板，=通道选用16路阜阳s11变压器输出端子板P2LD-785，该端子板输出触点负载为DC：3V/1A，AC：12V/.5A，完全满足水泵和电磁阀的需要。AI通道选用PCLD-880端子板。

　　PCL-818L多功能板卡可以插入计算机机箱内任何一个空余的ISA扩展槽上。端子板可以安装在机箱外适当处。P2L-818L多功能板卡与AI端子板PCLD-880之间通过37芯D型插头连接，与D输出端子板PCLD-785之间用20芯扁平电缆连接，对象与接线端子板间用导线连接。其I/O分配方式如表1所示。

　　系统中的计算机选用工业控制计算机，通过相连的打印机，（下转第29页）水箱水泵及电磁阀计算机力变送器任何一个PC/104总线插槽中并用固定螺丝压紧，其信号电缆从CN5直接接入。此外因为该系统安装在油船上，属于恶劣环境下的工作条件，对硬件的要求比较高，该数据采集卡相比其它同类产品的最大的优点是它可以正常工作时对使用环境的要求不高，它在工作温度：-40*C~85*C相对湿度：5%~95%存贮温度：-40*C~120*C的环境下能够正常工作。此外它的外型尺寸9mmx96mm，体积超小，便于安装在嵌入式的系统之中。

　　3船舶排油监控系统上层软件的实现及其与数据库的连接应用VB作为开发工具解决系统操作界面实现问题。因为本系统结构相对简单，且对数据库的要求不高，故在本系统中选用Access数据库作为后台数据库，并用DA技术连接，虽然不是近年来流行的数据库技术，但是对于这样的一个系统进行数据库方面的操作和存储已经是绰绰有余了。本文的排油监控系统软件系统的工作流程图如所示。

　　4系统的特点与传统监控方法相比，基于工控机的排油监控系统具有很多优点，例如在一些工作环境比较恶劣的地方，这种监控方式变得更加方便、安全；对仪表的监控更加容易，如果仪表出现故障则很容易发现；节省了人力物力；由于该系统的实时性比较好，监测员只需要坐在服务器旁监视仪表的数据、状态并进行相应的设置，提高了工作效率。本文研制的排油污水监控系统已安装在由浙江大学电气工程学院为嘉兴科讯电子公司开发研制的一条船上。经过一段时间的使用，本监控系统实际运行情况良好，性能完全达到设计要求。但是本系统也存在一些缺点，因为采用系统软件工作流程图单机系统，工控机的负担较大，而且一旦损坏，整个系统将会失灵，故本系统没有上位机-工控机的两层模式的系统的可靠性高，但是本系统依然是一个廉价且有效的方案。