Automatic liquid level control of tank system

2,613 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
2,613
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
48
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Automatic liquid level control of tank system

  1. 1. Automatic liquid level control of tank systemIn the following project are different control system are to be designed for an industrial watertank , which are designed to keep the tank ‘s filling level as constant as possible regardless ofthe amount being tapped ( or to be more precise the rate of flow being extracted). Thesubsequent diagram show a standart tank system frequenctly found in chemical processengeneering in the form of a “piping diagram and instrumentation floe chart ( R&l flowchart).The tank system is comprised of the following components : Tank T with an inlet feed top left ) and an outlet feed ( below ) Filling level sensor 9 ( LE 101 ) for measuring the filling level of thw tank Inlet valve V2 (uv 102 ) to regulate the incoming flow Outlet valve V2 ( uv 103) to regulate the outlet flow Pump P ( EU 104 ) used to pump water into the tank from a water reservoir 9 not decipted here ) located at a lower altitude. Floe – rate sensor ( FR 105 ) To Measure The Flow Rate.The setpoint reference variable of the control loop is the set or desired filling level of the tank. the amount of liquid tapped ( outlet flow ) is controlled as needed by adjusting valve V2and thus constitutes the disturbance vriable for the control system. The pump voltagefunctions as the manipulated variable. Since a measuring site is also available for the flowrate, instead of a single loop it is possible to design a secondary control loop ( cascade control), in which the flow rate is the indirectly controlled variable. Thus more rapid responses tovalve setting changes can occur which also constitute a disturbance variable.To implement the project we will be using the controlled system model filling level controlSO3620-1H which you shall become acquainted with in the next few pages.The controlled system model “ filling level control “SO3620-1HThe controlled system filling level control SO3620-1H permints a variety of differentexperiments be performed in the topic of automatic liquid level and flow rate control. Thesystem features the following aspects: Closed system without external water connection Power supply voltages +/-15v
  2. 2. Adjustable filling level sensor Secondary flow – rate measurements Inlet and outlet choke options using manually operated valve Integrated flow – rate ( disconnecttable) Additional tank can be connected for cascade control Subsequent image shows a frontal perspective of the control system 1. Output liquid level sensor ( controlled variable x1) 2. Filling level sensor ( pressure / voltage tranducer ) with controller for offset and gain 3. This hose can be removed to add several tanks for cascade control 4. Tank with liquid level scale 5. Outlet valve V2 6. Valve V1 for flow rate choke 7. Flow-rate sensor 8. Flow-rate sensor 9 flow-rate /voltage tranducer ) 9. Output flow –rate sensor ( indirectly controlled variable x2 ) 10. Switch for open or cloed loop ( secondary flow-rate control i.e open loop ) 11. Input for flow-rate setpoint manipulated variable for pump 12. Measurement socket for pump voltage 13. Pump 14. Water reservoir 15. Outlet valve to empty modelProcedure used to measure filling levelFlling level measurements can be performed according to various methods, for example,mechanically, manometrically, electrically or optically.the most importants methods used arebriesfl presented below.Bar Immersion methodsThe bar methods is probably one of the oldest methods used to determinants filling level of aliquid. Even today the oil check of a motor vechile is performed using a graduated barOl Level Or sight glassThis method is based on the principle of communicating pipes.here adistinction must be madebetween measurements on open and closed containers. In the case of a closed container, in
  3. 3. the case of severe temperature difference between the liquid in the glass and the tank considerthat the actually level in the sight glass may deviate from the liquid level in the tank.FloatIn this measurements procedure the liquid filling level is determined by the way the floatmoves. Floats respond to level changes almost instantaneously without any inertia. Themovement itself can be transmitted to an indicator or registration device,the transmissionitself can be of a mechanical.electrical or a magnetic nature.Capacitive MeasuremetsOf the several electrical measurement methods the capasitive measurement methods is themost practical. Capasitive type liquid level measuring intruments work with the fluid at fromsa capasitor, whose capacitance changes linearly in conjunctionsmwith level of the liquid.Ultrasonic methodThe ultrasonic method operates according to the measurement principle of the echo sounding,as it is used, for example, in determining the depth of rivers, the time is measured thatelapleses between the emission of an ultrasonic pulse and the reception of the echo ( reflectedat the surface of the liquid level ). This method is particularly suitable for level measurementsinvolving flammable or explosive liquid, since in these cases it is not permitted to attach anyelectrical current carrying components to the cointainer.Hydrostatic methodThere is always an immediate relationship between the height of liquid and its pressure. Thecan be exploited to determine the height of liquid level. This type of filling levelmeasurements using the pressure measurements is wide spread and is also used in thecontrolled system model “ filling level control “ SO3620-1H. here the liquid pressure ismeasured using a pressure tranducer, which is attached to the floor or side of the tank. Thefollowing diagram shows an illustration of the former principle.Air pressure p3 is exerted on the liquid filling surface. If a piezoresistive sensor sensitive topositive pressure is used, one sidevia a drill of the silicone measurement cell is also subjet todirect atmospheric air pressure ( via a drill hole ). The other side of the measurements cell isequipped with a pressure connections and receives the pressure sign I comprised of air
  4. 4. pressure and liquid level pressure. Thus, since air pressure is exarted on both sides of themeasurement cell, only the pressure proportional to the filling level is measurement cell, thistype of device is called a differential pressure sensor. As such , the negative terminal is leftpen for the air pressure Pb and the positive terminal is connected to the measurement site,consequently, we obtain the same measurement result as in the case the positive pressuresensor.Bahan2SO3620-1H controlled system model “ filling level control ’’S03620-1A digital universal controllerSO3538-8D DC power supplyLM2330 digital multimeter multi 13s ( or comparable type )S06001-5C/5D software “two position controller for the digita universal controller ’’SS060001-5G/5H software “PID controller for the digita universal controller ’’Calibrasi sensor level pengisianUtuk mengukur tingkat pengisian tekenan hydrostatic di dalam tabungan yang terletak didalam tngki diukur dan diubah menjadi tegangan DC menggunkan tranducerr tekanan-tegangan. Untuk operasi system control berikutnya perlu mengkalibrasi pertama inisystemjika pengisian tingkat sensor sehingga tegangan sensor ov diperoleh untuk tangkibenar – benar kosong ( mengisi lvel =0% dan tegangan sensor sebesar 10v untuk tekanantanki berisi penuh/ tranducer tegangan di sesuiakan berdasrkan controller yang terdapat padamodel system.
  5. 5. Filling level sensor on the model ( left) and in the piping and instrumentation flow chart .Langkah kerjaSet up a experiment circuit as shown belowMengatur pengaturan multimeter digital ke range tegangan DCMenghidupkan tombol knop dari tombol V1 pada universal controller ke 0v sejauh bataspengaturan sehingga pompa tidak memompa.Mengatur saklar untuk diintegrasikan laju alir otomatis mengotol ke pengulangan terbuka.Menyempurnakan pembukaan pada katup V1Mngosongkan tangki dengna membuka saluran katup V2 dan sesudah itu menutuppenyempurnaan katup kembali menggunakn penyesuaian tombol control untuk mengaturoffset dari tranducer tekanan/teganan sehingga multimeter mengidifikasi sebuah sensortegangan dari 0V.Sekarang menurungkan tombol control untuk V1 pada universal controller ke pengataturanpertengahan ke bawah sehingga pompa milai berjalan, melanjutkan pengisian tanki sehinggatanki full 100% dan kemudian putaran tombol untuk V1 kembali untuk pengaturan level 0 v.Kemudian kosongkan tangki keluar dengan sepenuhnya lagi dan menyesuaikan apakahvoltase sensor yang jauh dari tanki kosong dan melajutkan jumlah sekitar tanki 0V. harus
  6. 6. apapun penyelewengan subsential tampak maka ulangi langkah sebelumnya hingga satucukup tegangan listrik sensor akurat dihasilkan untuk berdua kosong dan complet .Percobaan karektaristik dari sensor level pengisian.Setelah mengkalibrasian sensor level pengisian, kita seharusny sekarang mencatatkarektaristikny, untuk melakukan ini tanki harus dikosongkan terlebih dahulu dan kemudianmengisiTerjamahOtomatis kontrol level ketinggian air dari sistem tangkiDalam proyek berikut sistem kontrol yang berbeda harus dirancang untuk tangki air industri, yangdirancang untuk menjaga tingkat tangki itu mengisi sebagai konstan mungkin terlepas dari jumlahyang disadap (atau untuk lebih tepatnya laju aliran yang diekstraksi). Diagram selanjutnyamenunjukkan sistem tangki standar frequenctly ditemukan di teknik kimia proses dalam bentukdiagram pipa "dan instrumentasi grafik gumpalan es yg terapung (R & l diagram alur).Sistem tangki terdiri dari komponen sebagai berikut:Tank T dengan atas umpan masuk kiri) dan feed stopkontak (di bawah)Mengisi sensor tingkat 9 (LE 101) untuk mengukur tingkat pengisian tangki THWInlet katup V2 (uv 102) untuk mengatur aliran masukOutlet katup V2 (uv 103) untuk mengatur laju aliranPompa P (UE 104) digunakan untuk memompa air ke dalam tangki dari reservoir air 9 tidak deciptedsini) yang terletak pada ketinggian yang lebih rendah.Gumpalan es yg terapung - tingkat sensor (FR 105) Untuk Mengukur Tingkat Arus.Referensi setpoint variabel kontrol loop adalah tingkat pengisian mengatur atau yang diinginkantangki. jumlah cairan disadap (laju aliran) dikontrol sesuai kebutuhan dengan mengatur katup V2dan dengan demikian merupakan vriable gangguan untuk sistem kontrol. Fungsi tegangan pompasebagai variabel dimanipulasi. Sejak situs pengukur juga tersedia untuk laju aliran, bukan dari sebuahloop tunggal adalah mungkin untuk merancang sebuah kontrol loop sekunder (cascade kontrol), dimana laju aliran adalah variabel tidak langsung dikendalikan. Tanggapan sehingga lebih cepatterhadap perubahan pengaturan katup dapat terjadi yang juga merupakan variabel gangguan.Untuk melaksanakan proyek kita akan menggunakan model sistem terkontrol mengisi kontrol tingkatSO3620-1H yang harus kamu mengenal di beberapa halaman berikutnya.Model dikendalikan sistem "mengisi kontrol tingkat" SO3620-1HSistem dikontrol mengisi kontrol tingkat SO3620-1H permints berbagai percobaan yang berbeda
  7. 7. dilakukan dalam topik tingkat cair otomatis dan kontrol laju aliran. Sistem ini memiliki aspek-aspekberikut:Sistem tertutup tanpa sambungan air eksternalPower supply tegangan + /-15VAdjustable tingkat sensor mengisiSekunder aliran - pengukuran tingkatInlet dan outlet choke pilihan menggunakan katup dioperasikan secara manualTerpadu aliran - tingkat (disconnecttable)Tangki tambahan dapat dihubungkan untuk kontrol kaskadeGambar berikutnya menunjukkan perspektif frontal dari sistem kontrol1. Keluaran cairan tingkat sensor (x1 variabel terkontrol)2. Mengisi tingkat sensor (tekanan / tegangan tranducer) dengan kontroler untuk offset danmendapatkan3. Selang ini dapat dihapus untuk menambah tangki beberapa kaskade kontrol4. Tank dengan skala tingkat cair5. Outlet katup V26. Katup V1 untuk laju aliran tersedak7. Flow-tingkat sensor8. Arus-rate sensor 9 aliran-rate / tegangan tranducer)9. Output flow-rate sensor (secara tidak langsung dikontrol variabel x2)10. Beralih untuk loop terbuka atau cloed (sekunder aliran-tingkat kontrol yaitu loop terbuka)11. Masukan untuk variabel kecepatan alirannya setpoint dimanipulasi untuk pompa12. Pengukuran tegangan socket untuk pompa13. Memompa14. Air reservoir15. Outlet katup untuk model kosongProsedur yang digunakan untuk mengukur tingkat pengisianPengukuran tingkat Flling dapat dilakukan menurut berbagai metode, misalnya, mekanis,manometrically, elektrik atau optically.the paling importants metode yang digunakan briesfldisajikan di bawah ini.Bar Perendaman metodeMetode bar mungkin salah satu metode tertua yang digunakan untuk mengisi penentu tingkatcairan. Bahkan saat ini cek minyak dari suspensi kendaraan bermotor dilakukan denganmenggunakan sebuah bar lulus
  8. 8. Ol Tingkat Atau melihat kacaMetode ini didasarkan pada prinsip berkomunikasi adistinction pipes.here harus dibuat antarapengukuran pada wadah terbuka dan tertutup. Dalam kasus wadah tertutup, dalam kasusperbedaan suhu yang parah antara cairan di dalam gelas dan tangki mempertimbangkan bahwatingkat sebenarnya dalam kaca mata dapat menyimpang dari tingkat cairan di dalam tangki.MengapungDalam prosedur pengukuran tingkat pengisian cairan ditentukan dengan cara bergerakmengambang. Mengapung merespon perubahan tingkat hampir seketika tanpa inersia apapun.Gerakan itu sendiri dapat ditransmisikan ke perangkat indikator atau pendaftaran, transmisi itusendiri bisa menjadi sebuah mechanical.electrical atau sifat magnetik.Capacitive MeasuremetsDari beberapa metode pengukuran listrik metode pengukuran kapasitif adalah yang paling praktis.Jenis tingkat cair Kapasitip mengukur kerja instrument dengan cairan di froms sebuah kapasitor,kapasitansi yang berubah secara linier di tingkat conjunctionsmwith cairan.Ultrasonic metodeMetode ultrasonik beroperasi sesuai dengan prinsip pengukuran gema terdengar, seperti yangdigunakan, misalnya, dalam menentukan kedalaman sungai, waktu diukur bahwa elapleses antaraemisi pulsa ultrasonik dan penerimaan gema (tercermin pada permukaan tingkat cair). Metode inisangat cocok untuk pengukuran level yang melibatkan cairan yang mudah terbakar atau mudahmeledak, karena dalam kasus ini tidak diijinkan untuk memasang komponen listrik pembawa arusuntuk cointainer tersebut.Hidrostatik metodeSelalu ada hubungan langsung antara tinggi cairan dan tekanannya. Dapat dimanfaatkan untukmenentukan tinggi tingkat cair. Jenis mengisi pengukuran tingkat menggunakan pengukuran tekanantersebar luas dan juga digunakan dalam model sistem kontrol ini "mengisi kontrol tingkat" SO3620-1H. di sini tekanan cair diukur menggunakan tranducer tekanan, yang melekat ke lantai atausamping tangki. Diagram berikut ini menunjukkan ilustrasi dari prinsip pertama.Air p3 tekanan yang diberikan pada permukaan mengisi cair. Jika sensor piezoresistif sensitifterhadap tekanan positif yang digunakan, satu sidevia bor dari sel pengukuran silikon juga subjettekanan udara atmosfer langsung (melalui lubang bor). Sisi lain dari sel pengukuran dilengkapidengan koneksi tekanan dan menerima tekanan menandatangani saya terdiri dari tekanan udaradan tingkat tekanan cair. Jadi, karena tekanan udara exarted di kedua sisi sel pengukuran, hanyatekanan sebanding dengan tingkat pengisian pengukuran sel, jenis perangkat yang disebut sensortekanan diferensial. Dengan demikian, terminal negatif yang tersisa pena untuk Pb tekanan udara
  9. 9. dan terminal positif terhubung ke situs pengukuran, akibatnya, kita memperoleh hasil pengukuranyang sama seperti dalam kasus sensor tekanan positif.Bahan2SO3620-1H model sistem dikendalikan "mengisi kontrol tingkatS03620-1A digital yang universal kontrolerSO3538-8D DC power supplyLM2330 multimeter digital multi-13s (atau ketik sebanding)Perangkat lunak "S06001-5C/5D dua posisi controller untuk controller yang universal DigitaSS060001-5G/5H perangkat lunak "PID controller untuk controller yang universal DigitaCalibrasi sensor tingkat pengisianUtuk mengukur tingkat pengisian tekenan hidrostatik di dalam tabungan Yang terletak di dalam tngkidiukur Dan diubah menjadi tegangan DC menggunkan tranducerr tekanan-tegangan. Untuk Operasisistem kontrol berikutnya perlu mengkalibrasi Date Nilai Suami systemjika pengisian tingkat sensorsehingga tegangan sensor ov diperoleh untuk Tangki benar - benar Kosong (mengisi lvel = 0% dantegangan sensor sebesar 10V untuk tekanan tanki gunakan kosong atau berangkatlah Penuh /tranducer tegangan di sesuiakan berdasrkan kontroler Yang terdapat PADA model sistemMengisi tingkat sensor pada model (kiri) dan di perpipaan dan instrumentasi bagan aliran.Langkah KerjaMembuat rangkaian percobaan seperti gambar di bawahTerjemah hal 23sekarang hati-hati putar knop kontrol untuk V1 ke kanan pada kontroler yang universal sampaipompa mulai memompa dan biarkan posisi tersebut sampai tingkat pengisian mencapai nilai 100%.kemudian putar knop kontrol kembali posisi 0 v.membaca tegangan U sensor yang sesuai dari voltmeter digital dan masukkan nilai ke baris yangsesuai dari tabel 1 berlabel mengisi tingkat ketinggian h = 10%. meningkatkan tingkat mengisi tangkilagi dan lagi pada langkah 10% sampai maksimal mengisi tinggi tingkat 100% tercapai danmemasukkan nilai pengukuran untuk Volage sensor ke dalam kotak yang sesuai dari tabelkemudian menampilkan karakteristik sensor yang dihasilkan dengan mengklik tombol diagram diatas mejaapa bentuk kurva karakteristik sensor yang dihasilkanmenentukan koefisien Kp tindakan proporsional sensor, yaitu, kemiringan karakteristik, danmasukkan nilai yang diperoleh dalam kotak jawaban berikut

×