行業(yè)應(yīng)用
華創(chuàng)測控-HCDAR-63雷達(dá)料位計應(yīng)用在糧倉儲罐的解決方案
華創(chuàng)測控 華創(chuàng)測控技術(shù)有限公司 2022-08-24 15:57
本技術(shù)方案針對牧場糧倉儲罐加裝雷達(dá)物位計項目而編訂，其中包含雷達(dá)物位計檢測系統(tǒng)、PLC數(shù)據(jù)采集運算顯示系統(tǒng)。其基于使用26GHz雷達(dá)物位計測量液位的方法，通過脈沖電磁波等技術(shù)處理，精確測量并輸出油罐液位高度測量數(shù)據(jù)。同時，基于其良好的無故障使用特點和零維護(hù)的優(yōu)勢，成為替代傳統(tǒng)稱重式測量的測量工具。
針對該集團(tuán)公司的糧倉儲罐加裝雷達(dá)物位計測量糧倉料位及重量的工藝特點，經(jīng)過我公司技術(shù)團(tuán)隊的考察論證，提出以下解決方案：一是料倉罐料位檢測系統(tǒng)，二是PLC數(shù)據(jù)采集運算顯示系統(tǒng)，共兩部分。料倉罐料位檢測系統(tǒng)，采用我公司自主研發(fā)生產(chǎn)的HCDAR-63系列26G高頻雷達(dá)物位計，加裝在每個料倉罐的灌頂；雷達(dá)物位計將檢測的料位信號傳輸給PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并進(jìn)行程序運算，在監(jiān)控室的電腦畫面上顯示料倉料位的高度和料的重量。監(jiān)控室電腦畫面上具有料倉規(guī)格尺寸參數(shù)設(shè)置、雷達(dá)量程設(shè)置和歷史數(shù)據(jù)曲線存儲功能。具體如下：
二、料倉罐料位檢測系統(tǒng)
2．1．系統(tǒng)描述及組成
料倉罐料位檢測系統(tǒng)，采用我公司自主研發(fā)生產(chǎn)的HCDAR-63系列26G高頻雷達(dá)物位計，加裝在每個料倉罐的灌頂，對料倉內(nèi)的料位高度進(jìn)行檢測。將檢測的料位信號以4-20毫安模擬量方式傳輸給PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
2．1．1系統(tǒng)組成：
系統(tǒng)組成以一個料倉儲罐為例，在料罐倉頂半徑的1/3到2/3處加裝HCDAR-63型雷達(dá)物位計，由于料倉里面的料面不平而且倉底部為錐斗型，因此選用HCDAR63萬向型，方便安裝時調(diào)整安裝方向。
2.2.系統(tǒng)測量原理
該系統(tǒng)采用的是我公司自己研發(fā)生產(chǎn)的26G脈沖雷達(dá)物位計，通過發(fā)射電磁波從雷達(dá)安裝位置到料倉儲罐內(nèi)的料面，通過計算返回到天線的時間和速度來測量液位高度的。該裝置安裝于出儲油罐上方，高頻雷達(dá)波穿透能力強、發(fā)射角小，抗粉塵干擾能力強。雷達(dá)物位計獨有的回波處理技術(shù)可對真實回波和各種虛假回波進(jìn)行識別，從而剔除周圍惡劣環(huán)境產(chǎn)生的虛假發(fā)射波，保證測量的可靠性。
雷達(dá)物位計檢測系統(tǒng)，采用雷達(dá)測距原理，是專業(yè)的非接觸式測量方式?；緶y量原理是：探頭同時進(jìn)行雷達(dá)波的發(fā)射和接受，類似通訊中的“全雙工”。電磁波以光速在空間傳播，遇到被測介質(zhì)表面，其部分能量被反射回來，被同一天線接收。根據(jù)兩個脈沖的時間間隔，計算出天線到被測介質(zhì)表面的距離。
h = H - v * t / 2
式中：h→物料高度
H→為空料時的高度（總高）
v→為雷達(dá)波速度（約等于光速3*108m/s）
t→為雷達(dá)波發(fā)射到接收的時間間隔
2.3、系統(tǒng)特點
1、穩(wěn)定連續(xù)測量，即時顯示料倉內(nèi)料面高度參數(shù)。
2、非接觸式測量，維護(hù)量極小，無技術(shù)故障，使用壽命長。
3、操作簡便，安全自動測量。
4、以4-20mA標(biāo)準(zhǔn)信號傳送到主控室，在主控畫面上直接顯示液面值，并能設(shè)置上限報警，歷史曲線的存儲。
三、PLC數(shù)據(jù)采集運算顯示系統(tǒng)
本方案的PLC數(shù)據(jù)采集運算顯示系統(tǒng)采用西門子s7-200smart模塊。安裝在罐頂?shù)睦走_(dá)料位計將4-20毫安的料位信號通過RVVP2*1.5的屏蔽軟信號線傳輸?shù)絇LC采集系統(tǒng)的AI模塊，然后通過CPU內(nèi)程序的運算，結(jié)合設(shè)定的糧倉參數(shù)和料的密度計算出料倉內(nèi)的料重，在電腦畫面顯示高度和重量，并記錄相應(yīng)的歷史曲線。
圖三：電腦數(shù)據(jù)和歷史曲線畫面
四、使用條件
1.現(xiàn)場設(shè)備要有良好的防雨，防止雷達(dá)被雨淋壞，防止雨水進(jìn)入雷達(dá)內(nèi)部造成電源短路放炮。
2.現(xiàn)場雷達(dá)和監(jiān)控室的PLC控制箱之間鋪設(shè)一根RVVP2*1.5的兩芯屏蔽電纜。
3.現(xiàn)場要避免電磁、變頻干擾，遠(yuǎn)離強震動。
現(xiàn)場需協(xié)調(diào)事宜：
1、雷達(dá)屬于精密儀器設(shè)備，防止外物或外力的碰撞，需另加防護(hù)裝置。
2、檢測裝置安裝在儲料罐頂部，是否有斜坡，需要告知雷達(dá)安裝位置到罐底的實際高度數(shù)值，明確罐的具體形狀尺寸，方便計算體積，告知料的密度方便計算重量。
3、現(xiàn)場是否存在高溫、高壓因素，及震動環(huán)境會對雷達(dá)的測量造成影響。
4、現(xiàn)場如果有380伏電源，需要與信號線分開單獨鋪設(shè)，防止對料位信號的干擾。
5、確定PLC箱到電腦的距離，方便確定網(wǎng)線的長度。
6、電腦要求支持安裝win7操作系統(tǒng)，帶網(wǎng)卡。無其他上網(wǎng)用途。
7、鋪設(shè)線纜如下圖:
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