接近开关在料位控制中的应用

本刊1996年第9～11期分别介绍了电容式接近开关、电感式接近开关和光电开关的工作原理和它们的一般应用。本文更进一步介绍这3种“开关”在料位控制中的具体应用。

料位控制器简称料位计，是用来检测料仓中物料的位置或控制物料的传送的。它被广泛用于粮食、轻工、医药、化工、建材和矿业等部门。

这种电子料位计是非接触式的，没有机械接点和机械磨损，体积小，工作可靠，价格不高，安装维修方便。一般情况下可在料仓的高位和低位各装1只电容式接近开关，利用它的输出信号作高位满仓和低位空仓报警。

由于颗粒料和粉料物理性能不同，粉料有时会形成积块，粘度大的粉料还会粘结在料位开关的检测面上引起误动作。因此在安装时应针对不同物料采取不同的方法。

对流动性好的颗粒料，可将电容式接近开关装在料仓外壁上，也可以在壁上开孔，将电容式接近开关的安装螺母焊在仓壁上，再将开关旋入螺母，使开关伸入料仓直接和物料接触。这样做可使安装简化，也可以选用检测距离小的产品以降低成本，见图1。

对粘结性较强的粉料，安装时应先在料仓壁上开一个大孔，在孔中装入一块有机玻璃防粘板，再把电容式接近开关装在板上，使开关检测面不接触粉料，就能可靠地工作，见图2。

以上两种方法在粮食部门使用后，都取得较好的效果。如果加上自动控制电路，就能做到自动传送和报警。

电容式接近开关对粉料和细微颗粒料的检测是很有效的。但对大型块料就不一定有效。因为块料堆积起来会有空隙，如果电容式接近开关的检测面正好对着空隙，检测效果就差。有的块料，如水泥烧结块、焦炭等几乎不含水分，也不适宜用电容式接近开关去检测。在这种情况下可以改用电感式接近开关。

在料仓壁内埋入电感式接近开关，选用检测距离为10mm～15mm的产品。在料仓上端吊装一个可活动的检测条。物料不到位时，检测条向下倾斜成45°～60°；当物料上升时将检测条顶起接近水平位置，这时检测条一端的小铁块正好转动到电感式接近开关的检测面附近，电感式接近开关动作，输出一个“有料”信号，见图3。此外，也可以改用滑轨和顶块等多种不同的结构形式来完成料位检测任务。

它的工作原理和超声波式、微波式相似，也是非接触式的，电路不复杂，成本不高。图4（a）、（b）分别为用2个光电开关组成的物料自动传送和报警装置的安装示意图和控制电路图。它可用于白色或浅色颗粒料或粉料的传送，如大米、面粉、塑料颗粒、石英砂、矿砂等。图4（a）中，在料斗两侧各装1个光电开关：PS1检测高位，PS2检测低位。光电开关选用本刊1996年第11期介绍的产品，PS1用XP-CR-10E4或XP-CR-30E4，扩散反射式，红外光源，检测距离是10cm或30cm。PS2用XPE-CR-70E4或N-CR-150N或N-CR-300N，扩散反射式，红外光源，检测距离是0.7m、1.5m或2.2m，用户可按料斗的大小和深度来选用。光电开关的负载使用缓吸缓放的大功率延迟继电器。图4（b）为控制电路，KM为交流接触器，延迟继电器KT有2组接点；一组控制交流接触器，即控制输料泵；另一组控制报警和工作指示灯。

控制电路的工作过程如下：

（1）空斗时按下开关SA，这时2个光电开关都不动作，KT1－1、KT2-1是常闭接点，交流接触器KM通电：KM1～KM4闭合，输料泵启动，开始送料。

（2）料位上升到低位B点时，光电开关PS2发射出的光被部分反射回接收器中，PS2动作，继电器KT2吸合：常闭接点KT2-1打开，但这时KM4已闭合，所以输料泵仍继续送料；常开接点KT2-2闭合，绿色工作指示灯亮。如出料口不堵塞，进料出料保持平衡时，就一直保持这种工作状态。

（3）如因出料不畅而堵塞，使料位升到高位A点时，光电开关PS1动作，继电器KT1吸合：常闭接点KT1-1打开，输料泵断电停止送料，避免溢出；常开接点KT1－2闭合，红色指示灯亮，发出满仓告警信号。

（4）停止送料后料位逐渐下降或排除故障后料位下降到A点以下时，光电开关PS1复原，继电器KT1释放；KT1-1恢复常闭状态，但这时因KM已断电，KM4是打开状态，所以输料泵仍断电，料位继续下降；KT1－2恢复常开状态，红灯灭，这时绿色指示灯是亮的，表示工作正常。

（5）当物料下降到低位B点以下时，光电开关PS2复原，KT2释放：KT2-1恢复常闭状态，交流接触器KM通电吸合，输料泵又启动恢复送料；KT2-2恢复常开状态，绿色指示灯暂时熄灭。

（6）输料泵恢复送料后，很快就使料位又升到B点，这时PS2动作，KT2吸合：KT2-1打开，KT2-2闭合，绿色指示灯亮，输料泵继续送料，仍保持在正常工作状态。

以上3种电子料位计，在符合工作条件的要求时，也可用作液位计，实现自动液位控制或自动流量控制。在图3中，只要把检测用的小铁块装在有导轨的浮球上，电感式接近开关也能用来检测液位，起到电子液位计的作用。(于鹤飞 花锦荣)