液位開(kāi)關(guān)可應用于液體或漿料，如涂料和充氣液體。傳感器不受流動(dòng)、渦流、氣泡、泡沫、振動(dòng)、固體顆粒、沾敷或液體特性的影響。它可作為時(shí)實(shí)液位變送器的后備，監測儲罐的液位高低，根據液位情況啟動(dòng)泵，開(kāi)啟或關(guān)閉攪拌器。

    如今無(wú)線(xiàn)通訊不斷發(fā)展，它能夠提供更簡(jiǎn)便，成本更低的方案來(lái)實(shí)現液位監測，無(wú)需敷設電纜，也不會(huì )破壞工廠(chǎng)現有結構，只要在中控室就能進(jìn)行設備配置和故障排除。
        
                         

    液位開(kāi)關(guān)內置的智能功能可區分音叉粘連搭接和液位過(guò)高的情況，有效減少了現場(chǎng)勘查的麻煩。因為液位開(kāi)關(guān)自帶電子設備描述語(yǔ)言（EDDL），因此可以和工廠(chǎng)其它壓力或溫度變送器等智能設備一樣通過(guò)設備管理軟件進(jìn)行配置和監測。

                           

    工廠(chǎng)中很多儲罐并不適合安裝可連回控制室的儀表，這樣就無(wú)法對冷卻劑和潤滑劑的液位進(jìn)行連續監測。

    事實(shí)上，大多數工廠(chǎng)考慮到接線(xiàn)成本，一般在設計時(shí)都盡可能降低儀表的需求量。對于設備信息，通常是依靠人工記錄。但是工廠(chǎng)對于質(zhì)量、產(chǎn)量、利用率、可靠性、更短的停車(chē)時(shí)間、能源效率，和符合新的環(huán)境法規的關(guān)注度越來(lái)越高，這就要求工廠(chǎng)的維護和運行模式不得不作出改變。設備的監測要實(shí)現自動(dòng)化，無(wú)線(xiàn)技術(shù)顯然是理想之選。

    克服局限性

    在現有工廠(chǎng)中添加硬接線(xiàn)的液位開(kāi)關(guān)成本會(huì )很高，不但需要布線(xiàn)，還可能需要額外的線(xiàn)槽、系統輸入卡件和系統點(diǎn)數，而且安裝費時(shí)，在這種情況下，增加新測點(diǎn)的想法往往被束之高閣。無(wú)線(xiàn)液位開(kāi)關(guān)恰好克服了這種硬接線(xiàn)的局限性，它的通訊采用IEC62591(WirelessHart)標準，這是目前無(wú)線(xiàn)技術(shù)應用于過(guò)程工業(yè)的唯一國際標準。使用無(wú)線(xiàn)液位開(kāi)關(guān)無(wú)需接線(xiàn)和系統 卡件，而且調試更簡(jiǎn)單，它的電源模塊是本安型的，可在危險場(chǎng)合換電池，如果每60秒刷新一次，電池壽命最高可達10年。

                     
    無(wú)線(xiàn)液位開(kāi)關(guān)可與無(wú)線(xiàn)變送器(如壓力、溫度、pH、振動(dòng)、電導率、液 位、閥位監測等)共享一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，所有的信息也可通過(guò)同一個(gè)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行傳遞， 一個(gè)網(wǎng)關(guān)最多可支持100臺基于IEC62591標準的儀表。一旦網(wǎng)關(guān)安裝完畢，就能根據需要任意擴展網(wǎng)絡(luò )，因此將液位開(kāi)關(guān)安裝在以前沒(méi)有被控制系統監測到的位置，可以有效提高操作和人員的安全性。能夠方便地添加和安裝新設備也是工廠(chǎng)將無(wú)線(xiàn)技術(shù)作為首選方案的原因之一。
                 
    因為IEC 62591 設備采用相同的協(xié)議，所以來(lái)自于不同廠(chǎng)商的設備或網(wǎng)關(guān)都可以進(jìn)行無(wú)縫整合。這些設備自組織成一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )，相互之間都能通訊，即使相隔很遠，也可通過(guò)接力的方式將信號傳遞到網(wǎng)關(guān)。其它無(wú)線(xiàn)拓撲結構，如星狀或點(diǎn)對點(diǎn)的結構都不適用于高密度的工廠(chǎng)環(huán)境，必須再投入高額的成本搭建主干路由器。
      
    自組織網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )不要求設備到網(wǎng)關(guān)之間存在直接的可視路徑，而且無(wú)需在工廠(chǎng)建立接入點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )，也不需要在危險場(chǎng)合用電。設備可以自動(dòng)尋找最佳通訊路徑，無(wú)線(xiàn)系統對信號的質(zhì)量進(jìn)行連續監測，以確保網(wǎng)絡(luò )通訊能力強勁，數據可靠性達到99%以上。如果設備有增減，網(wǎng)絡(luò )會(huì )自動(dòng)調整通訊路徑，而不會(huì )打斷數據的傳遞，也無(wú)需進(jìn)行人工設置或重設。

    正是因為有了這些技術(shù)，要在現有工廠(chǎng)增加液位開(kāi)關(guān)以提高自動(dòng)化程度就變得十分容易，例如，不必再派工作人員到現場(chǎng)拿著(zhù)測量尺測量讀數，無(wú)線(xiàn)液位開(kāi)關(guān)可每隔幾分鐘或幾秒鐘測量一次液位，而不是每天、每周或每個(gè)月測量一次，與人工記錄相比，自動(dòng)測量的效率要高幾千倍，而且測量精度更高，無(wú)線(xiàn)液位開(kāi)關(guān)還可用于機器裝置中的油液監測。由于入門(mén)方便，小型的無(wú)線(xiàn)項目很容易就能實(shí)現。

    工作原理

    振動(dòng)音叉液位開(kāi)關(guān)根據音叉的原理工作。內置的壓電晶體使外部的音叉在一定共振頻率下振動(dòng)，音叉的頻率根據被測介質(zhì)而改變，液體的密度越高，頻率越低，音叉是否浸在被介質(zhì)中也會(huì )產(chǎn)生不同的頻率，而這些頻率的變化都能夠監測得到。

    選擇短音叉的固有頻率一般為1400赫茲，以防止受到設備振動(dòng)的干擾，這種干擾可能引起錯誤的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。音叉的設計為使液體可快速從音叉末端滴落。

    根據頻率還能夠知道音叉的狀況。與其它液位開(kāi)關(guān)的技術(shù)不同，振動(dòng)音叉無(wú)可移動(dòng)部件，因此不容易出現故障。

    監測功能

    智能振動(dòng)音叉液位開(kāi)關(guān)能夠監測音叉沾連搭接，這種情況往往會(huì )造成傳統液位開(kāi)關(guān)不工作而引發(fā)停產(chǎn)、溢流和泵損壞等嚴重后果。

    來(lái)自于硬接線(xiàn)式浮筒液位開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)單開(kāi)/關(guān)信號，無(wú)法判別是開(kāi)關(guān)沾連還是高液位狀態(tài)，同樣它也無(wú)法判別是液位開(kāi)關(guān)壞了還是信號無(wú)效，因此技術(shù)人員不得不定期去現場(chǎng)進(jìn)行檢測和再確認，但結果往往是沒(méi)有出任何問(wèn)題。

    采用智能設備，根據音叉的頻率變化不僅能監測液位的高低，而且可以發(fā)現音叉是否沾連搭接，以及音叉外部或是內部晶體是否損壞，音叉是否有腐蝕情況。

   現場(chǎng)智能化讓技術(shù)人員前往現場(chǎng)憑直覺(jué)檢查成為過(guò)去，現在可以在中控制室對可疑問(wèn)題進(jìn)行遠程確認，并安排相應的故障排除和服務(wù)計劃。

    操作界面

    維護人員需要管理來(lái)自于不同廠(chǎng)商各種型號的智能設備，遠程設置對于變送器來(lái)說(shuō)已有20多年的歷史，而對于液位開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)還是較新的方式。

    為了實(shí)施更方便，設備廠(chǎng)商采用EDDL(www.eddl.org)來(lái)定義設備在系統中顯示的方式，這一技術(shù)在變送器、定位器和開(kāi)關(guān)量設備（液位開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)閥和電子執行機構）等連續設備中廣泛使用。

    采用EDDL使基于IEC62591的液位開(kāi)關(guān)能夠和其它工廠(chǎng)設備一樣在同一個(gè)智能設備管理軟件中進(jìn)行設置和訪(fǎng)問(wèn)。液位開(kāi)關(guān)的信息和無(wú)線(xiàn)壓力、溫度變送器以及其它過(guò)程參數并排顯示，它們的顯示方式和基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)以及Profibus設備也是一樣的。

    顯示的一致性使工作更直觀(guān)，同時(shí)也便于技術(shù)人員將在其它設備上掌握的經(jīng)驗運用于液位開(kāi)關(guān)，而基于EDDL的系統也使管理不同廠(chǎng)商的不同設備變得更為容易，用戶(hù)不需要因為設備的不同而學(xué)習不同的軟件，從而減少工作的差錯。廠(chǎng)商說(shuō)明書(shū)根據人性化原則以文 本格式通過(guò)EDDL文件顯示到系統中，即使是經(jīng)驗不足的技術(shù)人員也能順利完成液位開(kāi)關(guān)的設置。

    例如，在設備信息頁(yè)面中，過(guò)程狀態(tài)清晰地顯示為“干”或是“濕”，同時(shí)還能看到設備的健康狀態(tài)，操作人員能夠輕易辨別是音叉積沾連還是極端高液位狀態(tài)，并能及時(shí)采取相應措施。

    音叉沾連能夠在初始階段就被發(fā)現，并在屏幕上標注出來(lái)進(jìn)行預報，這樣操作人員就可以在過(guò)程受到影響前就安排音叉的清洗，因此提前發(fā)現音叉沾連搭接的情況可以防止不必要的停車(chē)，有效減少停機時(shí)間。維護人員也能將更多精力放在真正必要的清洗和維護工作上，而不是無(wú)謂地去檢查不需要清洗的音叉。

    作為一個(gè)可以用來(lái)進(jìn)行故障排除的輔助工具，它還能以指針表盤(pán)的形式動(dòng)態(tài)顯示音叉的頻率變化，并用色帶區分正常和異常運行狀況。內置電源模塊的使用狀況也能夠顯示出來(lái)。EDDL技術(shù)是互操作的關(guān)鍵，它通過(guò)一個(gè)層級式的菜單結構訪(fǎng)問(wèn)所有儀表的功能，在信息頁(yè)面中還可以查看到設備的照片，以便在現場(chǎng)識別。

    來(lái)自于廠(chǎng)商的EDDL文件定義設備在系統中的顯示方式，不同于其它設備的集成技術(shù)，采用EDDL調試新的設備或新的設備版本不需要軟件安裝技術(shù)或權限管理。

    每臺設備的不同版本都對應一個(gè)唯一的由廠(chǎng)商提供的EDDL文件，不存在共享文件，因此不會(huì )因為添加一臺新的設備而將另一臺設備的文件覆蓋掉。

    EDDL是一個(gè)壓縮的文本文件，獨立于Windows 操作系統，它在系統管理的優(yōu)勢高于其它設備集成技術(shù)，現有的設備文件不會(huì )因為Windows的版本更新而過(guò)期，反之，新的設備文件也不會(huì )要求Windows作系統升級，它可以兼容新版本的windows操作系統和軟件，大大節省管理時(shí)間。

    開(kāi)關(guān)延遲可最大限度地減少因渦流或液體飛濺而發(fā)生的錯誤開(kāi)關(guān)動(dòng)作，例如攪拌機。在傳統的液位開(kāi)關(guān)上設置延遲，必需要將表打開(kāi)，并用螺絲刀調節分壓計，在現場(chǎng)進(jìn)行這樣的操作很不方便，而且要將電子部件暴露在危險的環(huán)境中也不安全。

    采用WirelessHart 振動(dòng)音叉液位開(kāi)關(guān)，可在中控室遠程做開(kāi)關(guān)延遲等設置和調節，而無(wú)需前往現場(chǎng)。設備管理軟件通過(guò)EDDL技術(shù)維護單一的設備記錄審查報告，報告針對所有現場(chǎng)設備，也包括液位開(kāi)關(guān)設置的變化。

    更多收益

    一旦使用了IEC62591網(wǎng)關(guān)，就能利用它的很多功能。例如可任意添加變送器持續改進(jìn)過(guò)程性能，在有線(xiàn)方案無(wú)法實(shí)現監測的地方逐步增加新的無(wú)線(xiàn)測量，其實(shí)就像一個(gè)個(gè)小型項目，能夠快速方便地實(shí)施。

    由于接線(xiàn)成本過(guò)高，在現有工廠(chǎng)里有很多液位點(diǎn)并未實(shí)施監測。數字工廠(chǎng)的核心 是利現場(chǎng)智能化提高工廠(chǎng)運行性能；利用無(wú)線(xiàn)技術(shù)在無(wú)需接線(xiàn)成本，不破壞工廠(chǎng)原有結構的情況下實(shí)現液位監測。

    因為有了EDDL技術(shù)，設備廠(chǎng)商就能夠本著(zhù)人性化設計的原則開(kāi)發(fā)軟件演示，指導操作人員進(jìn)行工 廠(chǎng)智能設備的設置，即使設備來(lái)自于不同協(xié)議的不同廠(chǎng)商，設備的復雜程度不盡相同，也能輕松管理。

    銜接新舊技術(shù)的橋梁

    現代化的離散控制系統都能支持無(wú)線(xiàn)方案，但是老的控制系統也能通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)使用無(wú)線(xiàn)液位開(kāi)關(guān)或其它的IEC62591儀表，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)可將信號轉成Modbus/RTU, Modbus/TCP或OPC?？刂葡到y的工程師站不需要安裝特別的軟件來(lái)支持無(wú)線(xiàn)，因為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的設置是通過(guò)內置于網(wǎng)關(guān)中的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器完成的，設備的設置由智能設備管理軟件完成，無(wú)需為控制系統安裝額外的軟件來(lái)運行和保護網(wǎng)絡(luò )，相反工廠(chǎng)原來(lái)在用的HART組態(tài)工具，包括資產(chǎn)管理軟件和手操器等都繼續為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，一旦無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )建好后，可根據測量要求任意添加無(wú)線(xiàn)儀表，而不會(huì )影響已有的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。

    關(guān)于艾默生過(guò)程管理

    艾默生過(guò)程管理www.EmersonProcess.com （全球）、www.EmersonProcess.cn （中國）是艾默生業(yè)務(wù)的一部分，其在化工、石油天然氣、煉油、紙漿和造紙、電力、食品與飲料、制藥和其它的工業(yè)的自動(dòng)化領(lǐng)域中居于領(lǐng)先地位。針對特定的工業(yè)行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和技術(shù)、咨詢(xún)、項目管理和維護服務(wù)。艾默生過(guò)程管理公司的品牌包括: PlantWeb®, DeltaV™, Ovation®, Fisher®, Micro Motion®, Rosemount®, Mobrey®, Daniel®, Bristol®, 和 AMS™ Suite.

    關(guān)于 Emerson

    總部位于美國圣路易斯市的 Emerson （紐約證券交易所股票代碼: EMR）是一家全球領(lǐng)先的公司，該公司將技術(shù)與工程相結合，在網(wǎng)絡(luò )能源、過(guò)程管理、工業(yè)自動(dòng)化、環(huán)境優(yōu)化技術(shù)及工具和儲存領(lǐng)域為工業(yè)、商業(yè)及消費者市場(chǎng)客戶(hù)提供創(chuàng )新性的解決方案。公司 2010 財年的銷(xiāo)售額達 210 億美元。如欲了解進(jìn)一步信息，歡迎訪(fǎng)問(wèn) www.Emerson.com（全球）、www.emerson.com.cn（中國）。