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[摘 要]主要针对江铜贵冶电解车间机组洗涤水动态循环系统中剥片机组洗涤水箱液位控制遇到的问题，结合生产需要，认真分析了剥片机组洗涤水存在问题产生的原因，提出了解决方案，利用电容液位计替代浮球液位计，编制适合生产的运行程序并制作辅助监控画面，从而解决洗涤水存在的问题。
[关键词]模拟量；电容液位计；水箱液位；软件编程
中图分类号：TK323 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0131-01
1、前言
贵冶电解车间二系列ISA剥片机组是2003年成套从瑞典引进，用于阴极铜的洗涤、剥离、堆垛和打包，在整个ISA生产工艺中起着至关重要的作用。剥片机组洗涤效果直接影响阴极铜的产品质量。在剥片机组实际使用过程中，出现洗涤水箱发生冒罐或抽空的现象，每次出现此现象时，必须人工关闭洗涤水箱进口阀门或人工进行补水，给机组的操作造成一定难度，并对阴极铜的洗涤质量造成严重的影响。
2、产生故障的理论分析
2.1针对生产过程中存在的问题，车间设备管理人员对设备进行连续的跟踪观察，发现造成阴极铜洗涤效果不理想、洗涤水箱冒罐或抽空的原因是剥片机组洗涤水动态换水存在异常。
2.2剥片机组采用动态换水方式，换水的洗涤水箱的液位由磁性浮子液位计控制，并参与到整个的动态换水过程中。当磁性浮子液位计出现问题时，便会导致整个动态换水异常。根据查找到的原因，进行具体分析：
2.2.1在理论工作过程中，当水箱内水位到达上限，液位计的浮子传递信号，程序关闭进水阀，循环水停止加入水箱中。当水箱内水位到达下限，液位计的浮子传递信号，程序关闭转运水泵，禁止转运水泵从水箱中抽水。
2.2.2在实际工作过程中，由于磁性浮子液位计浮子反应不够灵敏，数据传输较慢，致使水箱内液位到达上限时，进水阀不会关闭，导致水箱冒罐；水箱内液位到达下限时，转运水泵不会停止，导致水箱被抽空。
3、针对故障改进措施
3.1 实施方案
针对上述问题，我们利用模拟量电容式液位计来替代磁性浮子液位计来控制洗涤水箱液位。设定水箱内水的体积为100%，设定体积为80%时为洗涤水箱的最高液位，编写程序控制，使进水阀自动关闭，不在补水；设定体积为70%时为洗涤水箱的最低抽水液位，编写程序，使转运水泵停止运转，不在从洗涤水箱中抽水。同时设定30%时，洗涤泵停止运转，保护洗涤水泵并在操作终端的画面上添加洗涤水箱的液位显示画面，便于操作人员的监控，以便于及时发现异常。
3.2 硬件配置
3.2.1选用AB公司型号为1756-IF8/A的模拟量输入模块，该模块的输入范围为4—20mA，8输入点。模块接线方式见图1。
3.2.2选用E+H公司型号为MFI51的电容式液位计替代性浮子液位计。MFI51的电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε2不同，比如：ε1》ε2，则当液位升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降，ε值减小，电容量也减小。[1]所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保证液位测量准确，因被测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。[2]它具有结构简单、可靠；精确度高；检测端消耗电能小，动态响应快；维护方便，寿命长等特点。
3.3 软件编程
设定电容式液位计在4mA时，洗涤水箱内水的体积为30%，电容式液位计在20mA时，洗涤水箱内水的体积为80%，并编写程序。当洗涤水箱内水的体积小于30%时，洗涤泵停止运行；当体积大于80%时，补水阀关闭，禁止补水；当体积小于70%时，转运水泵停止运行，禁止从水罐中抽水。程序控制图见图2。
3.4 组态画面
为了便于操作人员的监控，更直观的监控洗涤水箱液位高度，在操作终端画面上增加液位显示画面，并添加进水阀和洗涤水泵的运行状态，便于液位发生问题时，及时进行处理。液位显示画面见图3。
4、实施效果
通过对液位计形式和程序控制的改进，增强了剥片机组洗涤水箱液位控制的可靠性，投入使用以来，其运行稳定，反应灵敏，控制精度高，监控功能完善，再未出现洗涤水箱冒罐或抽空现象，彻底解决了液位难控制，洗涤效果不理想的问题。
参考文献
[1] 叶旭.导波式雷达物位计信号处理方法研究与实验[D].合肥工业大学，2012.
[2] 廖华桥.LFMCW液位测量雷达系统及信号处理研究[D].电子科技大学，2006.
[关键词]模拟量；电容液位计；水箱液位；软件编程
中图分类号：TK323 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0131-01
1、前言
贵冶电解车间二系列ISA剥片机组是2003年成套从瑞典引进，用于阴极铜的洗涤、剥离、堆垛和打包，在整个ISA生产工艺中起着至关重要的作用。剥片机组洗涤效果直接影响阴极铜的产品质量。在剥片机组实际使用过程中，出现洗涤水箱发生冒罐或抽空的现象，每次出现此现象时，必须人工关闭洗涤水箱进口阀门或人工进行补水，给机组的操作造成一定难度，并对阴极铜的洗涤质量造成严重的影响。
2、产生故障的理论分析
2.1针对生产过程中存在的问题，车间设备管理人员对设备进行连续的跟踪观察，发现造成阴极铜洗涤效果不理想、洗涤水箱冒罐或抽空的原因是剥片机组洗涤水动态换水存在异常。
2.2剥片机组采用动态换水方式，换水的洗涤水箱的液位由磁性浮子液位计控制，并参与到整个的动态换水过程中。当磁性浮子液位计出现问题时，便会导致整个动态换水异常。根据查找到的原因，进行具体分析：
2.2.1在理论工作过程中，当水箱内水位到达上限，液位计的浮子传递信号，程序关闭进水阀，循环水停止加入水箱中。当水箱内水位到达下限，液位计的浮子传递信号，程序关闭转运水泵，禁止转运水泵从水箱中抽水。
2.2.2在实际工作过程中，由于磁性浮子液位计浮子反应不够灵敏，数据传输较慢，致使水箱内液位到达上限时，进水阀不会关闭，导致水箱冒罐；水箱内液位到达下限时，转运水泵不会停止，导致水箱被抽空。
3、针对故障改进措施
3.1 实施方案
针对上述问题，我们利用模拟量电容式液位计来替代磁性浮子液位计来控制洗涤水箱液位。设定水箱内水的体积为100%，设定体积为80%时为洗涤水箱的最高液位，编写程序控制，使进水阀自动关闭，不在补水；设定体积为70%时为洗涤水箱的最低抽水液位，编写程序，使转运水泵停止运转，不在从洗涤水箱中抽水。同时设定30%时，洗涤泵停止运转，保护洗涤水泵并在操作终端的画面上添加洗涤水箱的液位显示画面，便于操作人员的监控，以便于及时发现异常。
3.2 硬件配置
3.2.1选用AB公司型号为1756-IF8/A的模拟量输入模块，该模块的输入范围为4—20mA，8输入点。模块接线方式见图1。
3.2.2选用E+H公司型号为MFI51的电容式液位计替代性浮子液位计。MFI51的电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε2不同，比如：ε1》ε2，则当液位升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降，ε值减小，电容量也减小。[1]所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保证液位测量准确，因被测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。[2]它具有结构简单、可靠；精确度高；检测端消耗电能小，动态响应快；维护方便，寿命长等特点。
3.3 软件编程
设定电容式液位计在4mA时，洗涤水箱内水的体积为30%，电容式液位计在20mA时，洗涤水箱内水的体积为80%，并编写程序。当洗涤水箱内水的体积小于30%时，洗涤泵停止运行；当体积大于80%时，补水阀关闭，禁止补水；当体积小于70%时，转运水泵停止运行，禁止从水罐中抽水。程序控制图见图2。
3.4 组态画面
为了便于操作人员的监控，更直观的监控洗涤水箱液位高度，在操作终端画面上增加液位显示画面，并添加进水阀和洗涤水泵的运行状态，便于液位发生问题时，及时进行处理。液位显示画面见图3。
4、实施效果
通过对液位计形式和程序控制的改进，增强了剥片机组洗涤水箱液位控制的可靠性，投入使用以来，其运行稳定，反应灵敏，控制精度高，监控功能完善，再未出现洗涤水箱冒罐或抽空现象，彻底解决了液位难控制，洗涤效果不理想的问题。
参考文献
[1] 叶旭.导波式雷达物位计信号处理方法研究与实验[D].合肥工业大学，2012.
[2] 廖华桥.LFMCW液位测量雷达系统及信号处理研究[D].电子科技大学，2006.