第一章 产品简介
1.1 产品概述
雷达液位计发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。雷达波以光速运行。运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。一种特殊的时间延伸方法可以确保极短时间内稳定和精确的测量。
雷达传感器的天线以波束的形式发射电磁波信号,发射波在被测物料表面产生反射,反射回来的回波信号仍由天线接收。发射及反射波束中的每一点都采用超声采样的方法进行采集。信号经智能处理器处理后得出介质与探头之间的距离,送终端显示器进行显示。
1.2 产品特点
l 精准测量,不受水面波动和漂浮物的影响
l 耐腐抗震,IP68,适用于各种野外环境
l 运行稳定,可长时间稳定测量
l 可靠度高,高可靠性,免维护
l 非接触式测量,不受环境泥沙等因素的干扰
l 雷达液位计采用一体化设计,无可动部件,不存在机械磨损,使用寿命长;
l 电磁波能够穿过真空,不受大气、挥发雾、空间等环境因素影响;
l 测量范围大覆盖绝大多数使用场合;
l 天线等关键部件采用精密尖端的材料,抗腐蚀能力强,能适应腐蚀性很强的环境;
l 功能丰富,具有排除虚假干扰的滤波功能
1.3 产品原理
FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave),即调频连续波。FMCW基本原理为,发射波为高频连续波,其频率随时间按照三角波规律变化。雷达接收的回波的频率与发射的频率变化规律相同,都是三角波规律,只是有一个时间差,利用这个微小的时间差可以计算出目标距离。
1.4 产品用途
l 适用液体、浆料和污泥的基本物位测量;
l 不受介质变化、温度波动、气穴或蒸汽的影响;
l 适用障碍物较多的应用场合。
第二章 产品参数
参数名称 | 参数内容 |
工作频率 | 79GHz~81GHz |
发射功率 | 12dBM |
调制方法 | FMCW |
工作温度 | -20℃~80℃ |
EIRP参数 | 19dBM |
距离范围 | 0~20m/0~100m(可定制) |
测距精度 | 0.001m(0~20m) 0.01m(0~100m) |
水平范围 | 8° |
垂直范围 | 7° |
平均功耗 | 0.5W |
输出方式 | RS485/模拟量输出 |
工作电压 | 12-24V |
适用介质 | 液体、固体粉料 |
2.1 技术指标
参数名称 | 参数内容 |
工作频率 | 79GHz~81GHz |
发射功率 | 12dBM |
调制方法 | FMCW |
工作温度 | -20℃~80℃ |
EIRP参数 | 19dBM |
距离范围 | 0~20m/0~100m(可定制) |
测距精度 | 0.001m(0~20m) 0.01m(0~100m) |
水平范围 | 8° |
垂直范围 | 7° |
平均功耗 | 0.5W |
输出方式 | RS485/模拟量输出 |
工作电压 | 12-24V |
适用介质 | 液体、固体粉料 |
2.2 产品外观
2.3产品尺寸
2.4 产品接线
485接口传感器接线方式:
| 线色 | 说明 |
电源 | 棕色 | 电源正(12-24VDC) |
黑色 | 电源负 |
通信 | 黄(灰)色 | 485-A |
蓝色 | 485-B |
模拟量接口传感器接线方式:
| 线色 | 说明 |
电源 | 棕色 | 电源正(12-24VDC) |
黑色 | 电源负 |
通信 | 黄(灰)色 | 电压/电流输出正 |
蓝色 | 电压/电流输出负 |
出厂默认提供5米长线材,客户可根据需要按需延长线材或者顺次接线。
2.5 数据显示
第三章 产品安装与故障排除
3.1安装注意事项
1)雷达必须安装在顶部
2)不要将仪器安装在顶部中心,避免多次强波反射
3)电磁波通道主轴线上应尽量避开横梁、梯子。距离搅拌机叶片远一些。
4)雷达不能安装在进料口 。
3.2故障排除
雷达液位计以其液位测量死区小、连续测量精度高、受介质特性影响小、测量范围大、耐高温高压能力强和采用非接触式测量方式等优点,在化工行业得到广泛的推广和应用。由于被测对象比较复杂,受高温高压高腐蚀,还有泡沫、搅拌、蒸汽等诸多原因的严重破坏,雷达液位计频繁出现故障,仪表维护量大,严重影响了生产装置。因此,了解雷达液位计日常故障问题及其处理方法,就变得很有必要。
1.检查供电是否正常
如果生产现场发现雷达液位计在液位升到一定值后变化非常缓慢,应该立即检查雷达液位计的供电情况是否正常,相关工作人员也要在日常的维护中,详细检查雷达液位计的通电情况,通电后有无正常输出。液位变化缓慢或者根本没有变化,需要在第一时间检查设备的保险丝是否烧坏,如果并无电流输出,则基本可以判断是仪表出现问题,应视情况更换或者维修。此外,应该在仪表安装调试的环节加强管理,防止仪表参数设置不准确而影响生产。相关工作人员也需要加强日常的维护工作,定期的进行停运检修,从而保证雷达液位计仪表的正常运行。
2.检查通讯设备是否正常
一旦发现通讯设备不正常,可以通过安装雷达调试软件,读取雷达的组态数据,监控雷达传感器的状态。主要检查雷达传感器能够准确的判断反射回波与假回波的区别,反射波的强度是否达到预定的标准,如果上述测试没有问题,则需要检查其他的电子元件,如果判断出雷达液位计的通讯单元出现损坏,则需要视情况更换元件,从而保证雷达液位计的通讯正常。相关工作人员在日常的维护工作中,也应该加强对雷达液位计的通讯情况的检查,可以用雷达调试软件接入信号线,利用调节器对雷达液位计的通讯设备进行维护。
3.使用温度
为了使雷达液位计正常测量,应该保证雷达液位计的内部温度低于50℃。一般来说,雷达液位计都应用于测量高温的介质。因此,雷达液位计的外壳都用具有耐热性能较强的材料制成,因此一般情况下雷达液位计的内部都不会超过50℃,如果内部电子元件超过这个数值,切不可用冰水进行降温冷却,冰水不仅不会起到降温冷却的作用,甚至会使雷达液位计瘫痪。可以用紫铜管子吹入少量的风到雷达的表头,科学的降低雷达液位计的内部温度。
4.显示值不准确
显示值不准确是雷达液位计常出现的问题,导致显示值不准确的成因,可能是初始设置的对比度不合适,或者因为显示模块的插件连接不正确,相关工作人员应该尽量避免这个问题,一旦发现显示值不可见,应该对雷达液位计的初始设置进行检查,并检查显示模块插件的连接是否正常,如果这两项均显示正常,则需要深入的检查雷达液位计的输出电流是否正常,如果输出电流大于22mA,则可以判断是雷达液位计的显示模块出现了故障,需要进行及时的更换。如果输出电流小于3.5mA,可以判断是雷达液位计的电子模块出现了故障,需要及时的更换雷达液位计的电子模块。
5.系统显示错误信息
雷达液位计的系统时常显示错误信息,一般导致这种故障的原因在于数据存储结束前切断了电源,需要进行校验复位并重新标定。若校验复位并重新标定后依然发出警报,则需要更换雷达液位计的电子模块。
6.天线沾污、结晶
对待轻污油罐出现故障时,应首先考虑天线沾污、结晶的可能性,处理方法是,断电后,佩戴合适的防护器具,拆下雷达倾斜放下,用抹布擦去污物或结晶,不要让天线弯曲受损,注意轻拿轻放,切忌铁器刮擦,以免破坏到天线表皮。
7.漫反射
若出现液位较低或无液位时,最大的原因可能是测试容器底部有支架、管道,或者在工艺过程中产生了蒸汽,对雷达波形成漫反射而导致液位失灵,此时,可等到工艺液位正常后,重启一下会自动恢复。而因蒸汽造成的漫反射,则等温度正常后就会自动恢复。
8.管道、支架干扰
如果罐底部有管道、支架,会对雷达波开甩漫反射,所以在无液位或液位较低时,显示不正常时,待工艺液位正常后,重启一下会有显示。在工艺进油时,如果产生了蒸汽,也会形成漫反射而使液位失灵,温度正常后会自动恢复
如仍不能恢复正常,可以用好的雷达板卡甚至是底板、天线与之调换。调换前要做好记号并且要断电,上电并进行必要的组态后,即可进行测试,以判定哪一块板卡出了问题。
查看诊断信息。若出现故障,可通过检查其故障代码,进行诊断和处理。如果仍不能解决问题,则要联系或咨询生产厂家专业技术维修人员作进一步检查。
第四章485接口通信协议
4.1通讯基本参数
参数 | 内容 |
编码 | 8位二进制 |
数据位 | 8位 |
奇偶校验位 | 无 |
停止位 | 1位 |
错误校准 | CRC冗长循环码 |
波特率 | 2400bps/4800bps/9600 bps可设,出厂默认为9600bps |
编码 | 8位二进制 |
4.2数据帧格式定义
采用Modbus-RTU通询规约,格式如下:
初始结构>=4字节的时间
地址码= 1字节
功能码= 1字节
数据区= N字节
错误校验= 16位CRC码
结束结构>=4字节的时间
地址码:为变送器的地址,在通询网络中是唯一的(出厂默认0x01)。
功能码:主机所发指令功能提示,本变送器只用到功能码0x03(读取存器数据)。
数据区:数据区是具体通询数区,注意16bits数据高字节在前
CRC码:二字节的校验码。
问询帧
地址码 | 功能码 | 寄存器起始地址 | 寄存器长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
1字节 | 1字节 | 2字节 | 2字节 | 1字节 | 1字节 |
应答帧
地址码 | 功能码 | 有效字节数 | 数据一区 | 第二数据区 | 第N数据区 |
1字节 | 1字节 | 1字节 | 2字节 | 2字节 | 2字节 |
4.3寄存器地址
寄存器地址 | PLC组态地址 | 内容 | 操作 |
0003H | 40004 | 测距(0.001m0~20m 0.01m0~100m) | 只读 |
0100H | 40101 | 设备地址(0-252) | 读写 |
0101H | 40102 | 波特率(2400/4800/9600) | 读写 |
4.4通讯协议示例以及解释
4.4.1读取设备地址0x01的距离值
问询帧
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00,0x03 | 0x00,0x01 | 0x74 | 0x0A |
应答帧
地址码 | 功能码 | 有效字节数 | 距离值 | 校验码 低位 | 校验码 高位 |
0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x44 0x5C | 0x8B | 0x7D |
距离:
445CH(十六进制)=17500=>距离=17.500m
第五章模拟量参数含义与换算
5.1模拟量4-20mA电流输出
计算公式为P(距离)=(I(电流)-4mA)*满量程/16mA
其中I的单位为mA。以4mA代表0点,20mA代表最大量程线性换算即可。
5.2模拟量0-10V电压输出
计算公式为P(距离)=V(电压)*满量程/5000mV
其中V的单位为mV,请以0V代表0点,10V代表最大量程线性换算即可。
5.3模拟量0-5V电压输出
计算公式为P(距离)=V(电压)*满量程/10000mV
其中V的单位为mV,请以0V代表0点,10V代表最大量程线性换算即可。