摘要：根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備、環(huán)境等因素的影響，現(xiàn)場需裝兩臺遠傳加磁翻板液位計方能滿足測量液位的使用，且兩臺磁磁翻板液位計有交叉顯示部分，而要通過邏輯計算來顯示成一個液位測量值來控制。用兩段遠傳磁致伸縮液位計的4-20mA信號送入DCS，通過DCS系統(tǒng)的計算而顯示一個液位控制點。設(shè)計結(jié)果表明，不僅方便了操作人員控制，也避免在現(xiàn)有的液位法蘭進行改造，保證了安全性能，系統(tǒng)安裝使用方便。
隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，高新技術(shù)在各行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，高科技含量的自動化儀表不斷更新?lián)Q代，各種液位計應(yīng)用于不同儲罐的液位測量。液位測量是保證了反應(yīng)物料之間處于一個動態(tài)的平衡，如果液位測量過程中出現(xiàn)異常，液位測量儀表會及時報警。目前，主要液位測量儀表有超聲波液位測量、差壓液位測量、雷達液位測量、直接式液位測量等。液位測量數(shù)據(jù)越來越可靠，液位測量儀表正朝著高精度、多用途、低能耗、智能化的方向發(fā)展。針對一些比較特殊的大型設(shè)備不僅要裝有遠傳的液位計，為安全考慮要求，現(xiàn)場必須配備遠傳和現(xiàn)場顯示一體的磁翻板液位計。大型設(shè)備安裝較長的液位計弊端很多：液位計太長運輸不方便、液位計的支撐很麻煩、維修維護起來很麻煩、遇到震動比較大的場合安裝不合適等。一般情況采用安裝兩段或多段液位計的方式進行測量，這樣將大大降低了安裝和維修的難度，但是如何將采集兩段或多段遠傳液位信號集中控制一個調(diào)節(jié)回路？如何將兩段或多段遠傳液位計的顯示成一個液位值來供人員操作或供調(diào)節(jié)回路控制？這些問題值得探討。
1 整體設(shè)計方案

如圖 1 由于液位計受設(shè)備口的約束，將原有兩段現(xiàn)場翻板液拆除，為了方便工藝人員操作控制，將原有普通磁翻板液位計更換為兩段帶遠傳磁翻板液位計（遠傳部分變?yōu)榇胖律炜s液位計，因為磁致伸縮液位就可以4-20mA輸出，精度更高），將兩段液位遠傳 4-20mA 信號傳至 DCS 內(nèi)的兩個通道進行顯示，然后通過計算機邏輯運算，將兩個液位計各自的液位實際顯示值，通過邏輯計算來正確選擇其中的哪一個液位計應(yīng)該來輸出顯示，從而得出一個*終的液位顯示值。下部液位的氣相口和上部液位的液相口互相有重疊，如何能更好的直觀的顯示液位值，方便于工藝人員操作和液位調(diào)節(jié)回路控制，便將下部液位計實際顯示的百分比信號+上部液位計實際顯示的百分比信號=實際顯示的*終液位百分比。兩個液位計液位顯示值將通過DCS內(nèi)部計算來完成*終液位顯示結(jié)果。
2 磁致伸縮液位計的結(jié)構(gòu)特點及其工作原理
2.1 磁致伸縮液位計的構(gòu)成
磁致伸縮式液位計是一種可對動態(tài)系統(tǒng)中的連續(xù)液位、界面進行測量，并提供用于監(jiān)視和控制模擬信號輸出的高精度測量儀表，由360°內(nèi)磁浮子、傳感器（壓磁傳感器和磁致傳感管）、塑封全智能化電子裝置組成。液位計的核心部分是由一定的磁致伸縮物質(zhì)構(gòu)成的波導(dǎo)管。
2.2 液位計的工作原理
磁致伸縮液位計的傳感器工作時，傳感器的電路部分將在波導(dǎo)絲上激勵出脈沖電流，該電流沿波導(dǎo)絲傳播時會在波導(dǎo)絲的周圍產(chǎn)生脈沖電流磁場。在磁致伸縮液位計的傳感器測桿外配有一浮子，此浮子可以沿測桿隨液位的變化而上下移動。在浮子內(nèi)部有一組永久磁環(huán)。當(dāng)脈沖電流磁場與浮子產(chǎn)生的磁環(huán)磁場相遇時，浮子周圍的磁場發(fā)生改變從而使得有磁致伸縮材料做成的波導(dǎo)絲在浮子所在的位置產(chǎn)生一個扭轉(zhuǎn)波脈沖，這個脈沖以固定的速度沿波導(dǎo)絲傳回并由檢出機構(gòu)檢出。通過測量脈沖電流與扭轉(zhuǎn)波的時間差可以精確地確定浮子所在的位置，即液面的位置。
其優(yōu)點表現(xiàn)在如下方面。
（1）可靠性強。
（2）精度高。
（3）耐高溫。
（4）耐高壓。
（5）易于安裝和維護簡單。
（6）便于系統(tǒng)自動化工作。
3 DCS內(nèi)部計算
計算機自動控制系統(tǒng)主要是運用計算機在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用和計算，現(xiàn)場液位計的測量數(shù)據(jù)輸出標(biāo)準(zhǔn)信號到 DCS 計算機模塊處理，處理器將收集到的液位信號，通過特定的程序計算來實現(xiàn)所要的計算結(jié)果，在實際的生產(chǎn)過程中，處理器就要對生產(chǎn)環(huán)節(jié)、規(guī)格及數(shù)據(jù)進行實時檢測，并且存儲檢測到的數(shù)據(jù)，之后利用實際生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)變化進行分析，將分析得到的結(jié)果提供給相應(yīng)的操作人員，從而提高操作人員的工作效率和安全穩(wěn)定運行 。
3.1 計算原理
見圖2、圖3。


如圖 3 液位計 LT-1 的液相 a 和氣相 b 的距離為1.95m；液位計LT-2的液相c和氣相d的距離為 1.95m；LT-1 液位的氣相口 b 和 LT-2 液位的液相口 c 的距離為 0.5m；當(dāng) LT-1 實際液位到達LT-2液位的液相口c位時，LT-1液位計的信號不輸出，將由上部液位計 LT-2 來顯示工作，信號也有LT-2液位計*終輸出。
3.2 數(shù)據(jù)庫中量程值的修改
如圖3將LT-1液位計的總高度1.95m，占儲氨罐 a 點到 d 點 3.4m 的 57%；而 LT-2 液位計的總高度1.95m，占儲氨罐a到d點3.4m的57%;所以要將軟件數(shù)據(jù)庫內(nèi)的量程值對應(yīng)修改為：LT1量程下限：0%、量程上限 57%；LT2 量程下限：0%、量程上限57%。
說明：量程上限值一定不能是 100%，否者兩段液位*終計算出來的液位顯示值將超出100%的范圍。
3.3 邏輯控制部分的說明
見圖4。

在數(shù)據(jù)庫修改的基礎(chǔ)上，LT-2液位液相口c 到 LT-1 液位氣相口 b 點交叉部位距離為0.5m，當(dāng) LT-1 液 位 計 實 際 到 c 點 時, 也 就 是1.45m（43%）的情況下，液位計 LT-1 信號不輸出，跳轉(zhuǎn)到液位計 LT-2 信號來顯示，程序中要在LT-2顯示值加上常數(shù)43%（下部液位高度），將會顯示*終的實際液位。
4 系統(tǒng)性能測試
通過在實際生產(chǎn)過程中的使用，液位計測量準(zhǔn)確成績顯著，經(jīng)過程序計算后的液位顯示值誤差控制在 1%，輸出顯示值運行穩(wěn)定，未出現(xiàn)異常故障，這種計算方法不但減輕了操作人員繁瑣的計算過程，而且應(yīng)對帶控制回路的液位測量更加適用。
5 結(jié)語
由于受設(shè)備本身結(jié)構(gòu)的影響，很多設(shè)備及大型設(shè)備都裝有兩段或多段的液位計，并且每兩段液位計之間法蘭口還有重疊部位，這樣使操作人員觀察液位顯示值很不直觀，安裝液位計很不方便而且測量誤差很大，這樣液位的信號不能直觀的顯示，致使調(diào)節(jié)回路不能自動控制。因此，便可通過上述計算方法進行直觀液位顯示、測量和回路控制。