Главная / Проектирование / Примеры проектов /

Автоматическое управление электромагнитным клапаном

Ох, забросил я совсем рассказы про автоматизацию всего что движется. Исправляюсь. Сегодня расскажу об одном простом решении, которое мы применили для автоматической подачи воды в ёмкость без использования насоса...

Итак, нужна:

Автоматическая подача воды в ёмкость

Такие задачи часто появляются не только на производстве, но и в быту. Например, в частном доме или на дачном участке.

В большинстве случаев для этого используются насосы, которые управляются по датчикам уровней в ёмкостях. Но в нашем случае насос не потребовался, потому что вода шла самотёком из другой большой ёмкости. А наполнение нужной нам ёмкости выполнялось так:

1. Когда бак становился пустым, рабочий открывал задвижку, и вода начинала поступать в бак.
2. Когда бак заполнялся, рабочий закрывал задвижку.

Очень простая работа. И эта работа не отнимала много времени. Так зачем же тогда тратить деньги на автоматизацию?

Да всё затем же - чтобы устранить человеческий фактор.

Поскольку заполнение бака занимает некоторое время, то рабочий, разумеется, не стоял и не ждал, пока бак заполнится. И часто бывало так, что он просто забывал про то, что задвижку надо закрыть. В итоге перерасход воды (а это деньги) и весь цех залит водой (а это и безопасность, и трудозатраты на устранение этих неприятностей, ну и испорченное настроение всех участников процесса).

В общем, нам была поставлена задача, устранить этот человеческий фактор путём автоматизации. И, поскольку вода идёт самотёком, то никакие насосы не нужны - достаточно вместо задвижки установить электромагнитный клапан, и управлять им по сигналам от датчиков уровней в баке. Что мы и сделали.

Электрическая схема получилась такой:

В баке два датчика уровня (точнее, один двухуровневый). Причём обратите внимание, что у верхнего датчика контакты нормально разомкнутые, а у нижнего - нормально замкнутые. Это сделано для того, чтобы уменьшить количество реле для управления (нас ещё попросили сделать лампочки для отображения уровней).

Схема работает так:

1. Когда воды в баке нет, то -24В через замкнутый контакт датчика нижнего уровня подаётся на катушку реле К2, реле срабатывает. При этом на реле К1 напряжения нет (бак пустой - контакты датчика верхнего уровня разомкнуты). Поэтому через контакты К1.2 и К2.2 (которые замкнуты при пустом баке), +24В поступает на катушку реле К3. Реле срабатывает и подаёт напряжение на катушку электромагнитного клапана Y1 и на лампу HL3, которая показывает, что клапан открыт. Клапан открывается и вода начинает течь в ёмкость.
2. Когда вода достигает датчика нижнего уровня, его контакты размыкаются. С катушки реле К2 снимается питание, и контакты К2.2 размыкаются. Также замыкаются контакты К2.1, которые включают лампу HL2 (эта лампа показывает, что вода в баке есть, но бак не полный). Однако реле К3 продолжает подавать питание на Y1, потому что на катушку реле К3 подаётся питание контактами К3.1.
3. Вода продолжает поступать в бак. Когда уровень воды достигнет верхнего датчика, то его контакты замкнутся, и подадут напряжение на катушку реле К1. Контакты К1.1 замкнутся и включат лампу HL1 (верхний уровень - бак заполнен). Контакты К1.2 разомкнутся и снимут напряжение с катушки реле К3. Следовательно, контакты реле К3.1 и К3.2 также разомкнутся и снимут питание с катушки клапана Y1. Клапан закроется и вода перестанет поступать в бак. Схема вернётся в исходное состояние, и дальше всё повторится с п.1.

Ну вот такая относительно простая система. Чтобы воплотить её в жизнь на производстве, не требуется каких-то диких денег. Но зато она решает вопрос раз и навсегда.

Вот список основных материалов, которые мы использовали (цены указаны с НДС на время приобретения материалов - это конец 2019 г.):

• Клапан соленоидный AR-2W41-20 GBV, нормально закрытый, 1 шт. - 3000 руб. Надеюсь, не надо объяснять, почему нормально закрытый. Ну а если надо - пишите комментарии - отвечу как будет время.
• Блок питания БП60-Д4-24 - 2800 руб.
• Датчик уровня поплавковый ПДУ-2.2.900.500 - 1700 руб.
• Электроматериалы (шкаф, лампы, провода, реле и т.п.) - 4000 руб.

Итого за материалы примерно 11500 рублей.

Можно было немножко сэкономить, если использовать клапан на 220 В. И клапан такой стоит подешевле, и блок питания не нужен. Однако на безопасности лучше не экономить. Хотя вероятность того, что катушку клапана пробьёт так, что напряжение попадёт на воду, очень мала, всё же она существует. Кроме того, есть ещё датчик уровня, где коммутация напряжения 220 В также нежелательна.

Ну вот как-то так простые провинциальные парни вносят свой посильный вклад в автоматизацию производства. Как говорится, дёшево и сердито. Но и такие простые системы используются довольно часто. Так что вполне возможно улучшить что-то и на вашем производстве, даже не имея крутых специалистов и больших денег. Главное - желание...