Вибрационные сигнализаторы уровня ELHART VLS

Вибрационные сигнализаторы VLS — это серия датчиков уровня, принцип работы которых основан на вибрационном методе обнаружения продукта. Они предназначены для контроля уровня или наличия жидких, сыпучих сред в пищевой, фармацевтической, химической, и других отраслях промышленности.

Их принцип действия построен на определении затухания вибраций чувствительного элемента (вилки) при погружении в рабочую среду. Схема генерации, встроенная в датчик создает электрические импульсы напряжения, которые подаются на пьезоэлемент. Тот, в свою очередь, создает высокочастотные колебания вилок. Если вилки погружаются в среду обнаружения, то амплитуда вибраций падает, и это автоматически фиксируется микропроцессором, который управляет изменением состояния транзисторного выхода.

• VLS-CS-T выполнен в компактном корпусе. Он отлично подойдет там, где требуются минимальные габаритные размеры, например при установке на трубопровод, для защиты насоса от сухого хода. При совместном использовании с приварным адаптером WA.21-G34-D48 (поставляется отдельно) обеспечивается санитарное, омываемое присоединение к процессу, что позволяет применять данный датчик при контакте с пищевыми продуктами.
• VLS-B0 изготовлен с удлиненной вилкой, благодаря этому возрастает амплитуда ее колебаний, что повышает чувствительность при обнаружении легких сыпучих сред (песок, известь, соль, лузга, зерно). Так же снижается вероятность попадания вилки в полости при определении уровня крупнодисперсных сред, и снижается вероятность влияния колебаний на поверхности жидкостей при измерении их уровня. Доступны модели с разной глубиной погружения вилки, что позволяет устанавливать датчики сверху емкостей, силосов, высоких бункеров.

• Определение уровня жидких или сыпучих сред. Не работают с вязкими средами, остающимися на вилках после снижения основного уровня. Не работают с сыпучими средами, частицы которых забиваются и остаются между вилок при снижении основного уровня.
• На работоспособность не влияет проводимость, диэлектрическая проницаемость и химический состав среды (если только он не приводит к разрушению материалов корпуса и уплотнений).
• Допускается монтаж в любом положении в пространстве, лишь бы уровень среды покрывал вилку в точке срабатывания.
• Стабильная работа при наличии турбулентных потоков или пузырьков воздуха в продукте.
• Не реагируют на пенную шапку или остатки пены на вилке или на стенках емкости, срабатывают только на саму среду.
• Компактная вилка (36 мм), для установки в ограниченное пространство, или удлиненная вилка (от 100 до 600 мм) для установки сверху и для регулирования глубины погружения.
• Транзисторный выход PNP / NPN с током нагрузки до 200 мА.
• Кнопка обучения для калибровки на различные продукты и для настройки состояния дискретного выхода.
• Температура рабочей среды для VLS-CS-T до +120 °C, кратковременно допускается до +145 °C (не дольше 1 часа).
• Температура рабочей среды для VLS-B0 до +130 °C, кратковременно допускается до +150 °C (не дольше 1 часа).
• Корпус со степенью защиты IP69K/IP68 для VLS-CS-T и IP68 для VLS-B0, изготовлен из нержавеющей стали AISI316L, и способен выдерживать CIP/SIP мойку оборудования.

Вибрационные датчики уровня VLS могут применяться для:

• Контроль уровня при производстве пива или кваса с помощью VLS-CS
• Контроль уровня в системе вакуумного возврата моющих растворов с помощью VLS-CS
• Контроль состояния расходного бункера дозатора комбикорма с помощью VLS-B0

 

Контроль уровня при производстве пива или кваса с помощью VLS-CS

Современное автоматизированное производство пива и кваса требует контроля уровня жидких продуктов на разных этапах производства. Типовой проблемой в данном случае является наличие пены и пузырьков воздуха. За счет принципа работы, для таких условий, идеально подойдет датчик VLS-CS-T.

В данном применении VLS решают следующие задачи:

• Датчик 1 — сигнализация верхнего аварийного уровня.
• Датчик 2 — контроль верхнего рабочего уровня.
• Датчик 3 — контроль нижнего рабочего уровня.
• Датчик 4 — контроль заполненности трубы и сигнализация «сухого хода» насоса.

Дискретные выходы датчиков 3 и 4 включены (зеленый индикатор), так как датчики полностью погружены в продукт. Пузырьки воздуха, характерные для пива и кваса, а также избыточное давление, не оказывают влияния на работу датчиков и не приводят к ложным срабатываниям. Датчик 2 погружен в пену, и его выход выключен, как и у датчика 1 (красный индикатор), так как продукт не достиг уровня срабатывания, на котором они расположены. Повышенное пенообразование, характерное для пива и кваса, не является проблемой для датчика VLS-CS-T, так как он откалиброван на определение продукта с большей плотностью чем пена.

Все датчики подключаются к ПЛК, который управляет производственным процессом. Визуализация и управление обеспечиваются через сенсорную панель оператора ELHART ECP.

За счет гигиенического соединения с емкостью и трубопроводом, исключается отсутствие «мертвых зон». Сами датчики выдерживают высокую температуру и без проблем могут использоваться на производствах, где установлены SIP-мойки.

 

Контроль уровня в системе вакуумного возврата моющих растворов с помощью VLS-CS

Работа автоматизированных установок CIP-моек в общем случае осуществляется в следующем порядке:

• Ополаскивание в несколько этапов холодной и горячей водой.
• Мойка кислотным и дезинфицирующим растворами.
• Стерилизация горячей водой или дезинфицирующим раствором.
• Возврат растворов в емкость их хранения для повторного использования.

При этом, в процессе циркуляции моющих растворов важно учитывать, что под действием центробежной силы стекающей жидкости, в омываемой емкости может возникать вихревая воронка, вследствие чего в сливной патрубок будет попадать воздух. Это ухудшает работу возвратного насоса, а в некоторых случаях может приводить к его выходу из строя. Кроме этого, если моющая жидкость не удаляется полностью, то ее остатки вызывают смешивание растворов, потерю концентрации и загрязнение. Все это в дальнейшем будет приводить к финансовым потерям из за снижения концентрации моющих веществ, из-за снижения эффективности мойки и порчи продукции, из-за выхода оборудования из строя.

Решением данной проблемы является использование вакуумной системы возврата жидкостей. Где под действием втягивающей силы, создаваемой эжекционным воздушным генератором вакуума, моющий раствор поступает в вакуумный бак. За счет того, что жидкость поступает сверху, а снизу бака ее откачивает возвратный насос, исключается попадание воздуха в патрубок насоса. На данном этапе важно контролировать уровень в баке — слишком высокий уровень приводит к попаданию в пневматическую систему моющей жидкости, слишком низкий уровень возвращает проблему попадания воздуха в сливной патрубок возвратного насоса. Решением задачи контроля уровня является применение вибрационного сигнализатора уровня VLS-CS-T, устойчивого к воздействию температур или химически агрессивных моющих растворов и способного работать под действием вакуума:

• Датчик 1 — сигнализация верхнего аварийного уровня, при достижении которого перекрывается дренажный клапан и поступление жидкости прекращается. Возвратный насос продолжает работать. Повторное открытие дренажного клапана произойдет после снижения уровня жидкости ниже Датчика 1.
• Датчик 2 — контроль рабочего уровня. При этом, на работу датчика не оказывает влияние наличие турбулентных завихрений жидкости и пузырьков воздуха в верхних слоях.
• Датчик 3 — сигнализация уровня срабатывания защиты от сухого хода, при достижении которого возвратный насос отключается. Дренажный клапан остается в открытом состоянии. Повторное включение насоса произойдет после достижения уровня Датчика 1.

Работой клапанов и насосов управляет ПЛК, получая дискретные сигналы об уровнях от вибрационных датчиков VLS-CS-T.

 

Контроль состояния расходного бункера дозатора комбикорма с помощью VLS-B0

В качестве алгоритма работы системы дозирования комбикорма может быть использован вычитающий дозатор. Стойки дозирующего бункера установлены на тензодатчиках, сигнал от которых поступает на преобразователь EWM-D2-RS. Он, в свою очередь, подключен по интерфейсу связи RS-485 к ПЛК LogicOn CPU 12/8N DC, который управляет исполнительными механизмами дозатора. При запуске процесса открывается створка бункера дозирования, и комбикорм ссыпается в мешок. ПЛК отслеживает убывание веса комбикорма в дозирующем бункере. Когда вес отсыпанной порции достигает уставки дозирования, створка закрывается, мешок заменяется на новый, и цикл дозирования повторяется. Сколько комбикорма осталось в дозирующем бункере, можно определить по весу. Если текущий вес остатков меньше веса одной порции дозирования, то ПЛК запускает шнековый питатель, и из расходного бункера происходит наполнение дозирующего бункера.

При этом возникает необходимость введения корректировок в алгоритм управления дозатором с учетом наличия или отсутствия комбикорма в расходном бункере. Для этой задачи отлично подойдут вибрационные сигнализаторы уровня VLS-B0.

• Датчик 1 (нижний уровень) сигнализирует об исчерпании остатков комбикорма в расходном бункере. Если он срабатывает, то ПЛК сигнализирует о необходимости загрузки бункера и не запускает шнековый питатель дозирующего бункера, пока не будет восполнен расходный бункер.
• Датчик 2 (верхний уровень) сигнализирует о предельном уровне заполнения расходного бункера при его загрузке комбикормом. Его срабатывание так же может считаться сигналом о возобновлении выполнения прерванных циклов дозирования.

Датчики отлично работают с сыпучим, легким и мелкодисперсным материалом. За счет увеличенной длины чувствительной вибровилки они глубже проникают в толщу среды, не реагируют на возможные пустоты, образованные частицами среды. Модели с различной длиной погружения вибровилки можно устанавливать в емкость сверху, (как, в данном примере установлен датчик 2). Это позволяет предотвратить заполнение "под крышку" и исключить пересыпание среды.

* - указанная степень защиты справедлива только при использовании коннектора М12 с аналогичной степенью защиты.

 

---

VLS-		-		-
Конструкционное исполнение
Исполнение с разъемом М12 и удлиненной вилкой (нерж. сталь), присоединительная резьба G1″	B0
Санитарное исполнение с разъемом М12 и короткой вилкой (нерж. сталь), присоединительная резьба G3/4″	CS
Тип коммутирующего элемента
Транзистор PNP/NPN			T
Длина погружной части (только для исполнения B0)
108 мм					0108
200 мм					0200
400 мм					0400
600 мм					0600

Пример: VLS-CS-T.

Пример: VLS-B0-T-0200.