Задача: наполнять ёмкость на определенное количество литров. Для реализации потребуются следующие компоненты:
- СИ20 счетчик импульсов с преобразованием физической величины.
- Датчик расхода с импульсным выходом.
- Клапан электромагнитный, прямого действия, нормально закрытый.
- Любая кнопка с контактом 1NO.
- Провода для подключения.
Рассмотрим, как работает система дозирования. Кнопкой запускаем сам процесс. Счётчик импульсов открывает клапан, начинается наполнение. От датчика расхода на счётчик подаются импульсы, и когда количество импульсов достигнет заданного значения, счётчик выключит клапан.
В первую очередь нужно понять, какой объём нужно заполнять и как быстро, от этого зависит выбор датчика расхода и электромагнитного клапана. Чем больше объём, тем больше номинальный диаметр клапана и счётчика; для выбора можно использовать диаграмму пропускной способности клапана и номинальный расход расходомера Qn, который должен быть меньше фактического расхода.
Например, нужно наполнить емкость объемом 2 кубических метра (2000 литров) за 1 час, для этого выбираем датчик расхода с номинальным расходом (Qn) — 2,5 м³/ч. Номинальный расход 2,5 м³/ч больше фактического 2 м³/ч. Датчик расхода должен иметь диаметр условного прохода (ДУ) 20 мм и резьбу штуцера G 3/4". Кроме номинального расхода Qn, есть наибольший расход — Qmax, и для этого же расходомера он будет в два раза больше — уже 5 м³/ч. Но на максимальный расход не ориентируемся! Для того чтобы датчик расхода служил долго, нужно ориентироваться только на номинальный расход Qn, причём Qтек. < 1,2 Qn. Датчик может быть использован на участках с расходом воды не ниже Qmin и не выше Qn. Работа датчика на расходах, превышающих Qn, допускается только кратковременная!
Введем ещё одну физическую величину — давление. Для сетевой воды давление будет примерно 3 бара. В диаграмме пропускной способности выбираем наше давление и смотрим пропускную способность. В диаграмме пропускная способность указана в л/мин, поэтому нужно перевести единицы:
кубический метр в час [м³/ч] в литр в минуту [л/мин].
1 м³/ч = 16,66 л/мин.
Для клапана с большим запасом хватит номинального диаметра DN=15 с резьбой 1/2 дюйма. При давлении 3 бар по диаграмме получаем: 100 литров в минуту равно 6 кубическим метрам в час. Если поставить клапан с резьбой 3/4, то тоже будет нормально. Всегда можно номинальный диаметр (DN) брать больше. Но это работает только в одну сторону: больше всегда можно, а меньше нельзя!
В зависимости от рабочей среды и условий эксплуатации применяются ультразвуковые, электромагнитные, турбинные и другие датчики расхода. В турбинных моделях поток приводит во вращение крыльчатку или турбину, установленную в измерительной камере. Угловая скорость вращения пропорциональна скорости потока. Датчики регистрируют количество оборотов и преобразуют их в показатели расхода. Турбинные расходомеры отличаются простотой конструкции и низкой стоимостью. Применяются преимущественно в бытовых условиях и на трубопроводах малых диаметров. К недостаткам относятся чувствительность к загрязнениям, ограниченный динамический диапазон и необходимость периодической замены механических элементов. Точность измерения составляет 98% и более, погрешность менее 2%. Для большинства простых задач ставится обычный водяной счётчик (крыльчатый датчик), такой же, как у всех дома в колодце или в квартире, но только с проводками — импульсным выходом. У счётчика есть такой параметр, как цена импульса. Для точности можно, например, взять K=0,1 литр/импульс. То есть за 1 литр он выдаст 10 импульсов.
Для того чтобы система расхода работала правильно, внутри счётчика (крыльчатого датчика) всегда должна быть вода или другая измеряемая среда, для этого по обеим сторонам делают опуски трубы. Убедившись, что направление потока воды соответствует направлению стрелки на корпусе датчика расхода, нужно установить датчик на трубопроводе плотно, без перекосов, с тем чтобы не было протечек. Большинство датчиков расхода можно устанавливать как горизонтально, так и вертикально, но при этом необходимо обеспечивать постоянное заполнение внутренних полостей корпуса водой при любых режимах работы внешнего оборудования, для чего точки перелива должны располагаться выше уровня датчика. Отключающий клапан должен быть установлен на конце трубы, в непосредственной близости с наполняемой емкостью.
СИ20 специально адаптирован для управления системами дозирования жидких сред. Данный прибор переводит количество импульсов в литры. Для примера возьмём датчик расхода воды с импульсным выходом, у которого цена импульса K1=0,1 литр/импульс и выход, представляющий собой гальванически развязанный пассивный полярный транзисторный выход. Полюсами такого выхода являются (+) — открытый коллектор и (-) — открытый эмиттер выходного транзистора NPN-типа.
Как подключить датчик расхода с импульсным выходом к счетчику СИ20?
Рассмотрим на примере прямоугольного щитового корпуса — СИ20-У.Щ1.Р. К счетчику можно подключить датчик расхода с выходом NPN или PNP. В нашем примере используем NPN. Внешний источник питания не используем, датчик расхода с импульсным выходом запитываем от встроенного в СИ20 источника питания датчиков – 24В через клеммы 13 и 14. Схема подключения такая:
На контакты 1 и 2 счетчика СИ20 подаём питание 220 VAC.
C 1-го контакта на 6-ой ставим перемычку.
C 5-го (через реле) пойдет питание (фаза) на клапан. Ноль на клапан идет от сети. На схеме с 5-го контакта провод идёт над 6. Соединения в этой точке нет.
14 (+) и 8 (общий) соединяем перемычкой.
К 9 контакту (вход 1) подаётся выходной импульсный сигнал - минус (NPN) от датчика расхода. второй контакт (вход) подключаем к 13 контакту (-).
К 10 контакту (вход 2) подаётся минус от кнопки. Второй контакт кнопки к 13 контакту (-).
Что с настройками?
Для начала нужно зайти в режим программирования и выбрать параметр rSt (тип работы по сигналу сброс) и выставить его значение в состояние rSt=StoP.
Далее нужно определиться как прибор будет вести себя по достижению уставки: - продолжал счет и отображал, количество посчитанное счетчиком или сбрасывался в ноль и ждал нового запуска
Если вы выбираете первый вариант то параметр SPM=Cnt, если второй, тогда SPM=rStStP.
Далее выбираем параметр oUt и выставляем его oUt=2
Остается только выставить необходимую уставку. В документации на датчик нужно посмотреть информацию сколько миллилитров, литров или м³ протекает через датчик за один импульс, в нашем примере равно 0,1 литр. Далее заходим в режим программирования и выбираем разрядность дробной части множителя FdP=1, В параметре F выбираем F=0,1.