Локалізовані процеси, пов'язані з контролем рівня, наповненням і випорожненням резервуарів мають широке поширення в різних галузях народного господарства. Вони формують потребу в малих, недорогих і самодостатніх автоматизованих системах управління.
Одним з таких процесів є наповнення і витрачання води у водонапірній башті.
Найбільш часто можна зустріти водонапірні башти Рожновського, виконані за типовим проектом. Башти Рожновського місткістю 15, 25, 50м 3 забезпечують водопостачання невеликих поселень, заводів і фабрик, залізничних станцій, тваринницьких і птахівницьких комплексів, МТС і ін.
Вдала конструкція Рожновського 30-х років минулого століття, до цього дня служить вірою і правдою, включає переливну трубу, як елемент мінімальної автоматизації, що запобігає переповнення вежі. При візуальному контролі за переливом все ж неможливо уникнути втрат артезіанської води і, відповідно, енергії, витраченої на її підйом.
Сучасні засоби автоматизації дозволяють контролювати рівень води в башті і виробляти своєчасне включення і виключення насосів, забезпечуючи їх безпечну роботу, енергозбереження тощо Але, нерідко, як би це парадоксально не було, користувач, що обладнав водонапірну вежу сучасними засобами автоматизації, продовжує сподіватися на переливної трубу, як остаточне засіб від переповнення. Очевидно, проблема полягає у відмові автоматизованих систем, в основному, приладів контролю рівня. Наслідок від бездіяльності системи контролю рівня, включаючи і саму переливної трубу, іноді можна побачити взимку у вигляді величезної криги, що звисає з водонапірної башти.
- Поплавкові датчики (що ковзають по штоку, похилі, спливаючі підвісні);
- Ємнісні датчики, врізаються в стінку резервуара;
- Ємнісні датчики, врізаються в кришку резервуара,
- Безконтактні ультразвукові датчики;
- Кондуктивні датчики;
- Гідростатичні датчики рівня;
- Гідростатичні датчики тиску.
Мабуть, відразу можна відхилити датчики, що встановлюються шляхом врізки в стінку резервуара через полою, яка утворюється взимку на внутрішніх стінках опори і танка, товщина якої може досягати 30см і служити природним теплоізолятором в обігрівається вежі Рожновського. Це ємнісні датчики, другі за списком.
Слідом - п'яті за списком кондуктивні датчики. При зниженні температури провідність води сильно знижується, а при появі легкого обмерзання на металевому щупі кондуктивного датчика, його чутливість зводиться до нуля, тому що лід є діелектриком.
Особливо потрібно поставитися до датчиків, які встановлюються зверху: на даху або під дахом вежі. Для їх установки необхідно провести наверх кабель, вживши заходів по виключенню обриву через обмерзання, поривів вітру, механічних та інших впливів. При дотриманні всіх умов нормально можуть функціонувати четверті за списком безконтактні ультразвукові рівнеміри рідини. але тільки ті з них, які гарантують стабільність при температурах нижче 0С. Ультразвукові датчики серед інших, тут згаданих, відрізняються високою вартістю.
Ємнісні датчики, врізаються в дах танка. Для контролю верхнього і нижнього рівня буде потрібно два датчика з дотриманням правил з прокладання кабелю наверх. Датчики мають довгі зонди; для контролю нижнього рівня буде потрібно зонд, що відповідає висоті танка. Вартість даного рішення досить висока, наближається, а то може і перевищити вартість ультразвукового методу.
З поплавцевих датчиків працездатний спливає тип, але обмерзає і він, особливо, датчик верхнього рівня, коли поплавок вільний при зниженій воді.
Гідростатичні рівнеміри дозволяють контролювати рівень у водонапірній башті шляхом вимірювання тиску водяного стовпа. Гідростатичні врізні рівнеміри вигідно відрізняються від усіх. розглянутих вище способів тим, що вони встановлюються внизу водонапірної башти або в колодязі з водопровідної арматурою, не вимагаючи прокладки кабелю передачі сигналу, як для сигналізаторів, які встановлюються зверху. Для вимірювання тиску датчик може бути приєднаний, наприклад, до спускний трубі. Завдяки простому монтажу, надійності вимірювань і невисокої вартості, гідростатичні врізні рівнеміри є кращим рішенням для контролю рівня води в башті Рожновського.
Гідростатичний виразний рівнемір виробляє електричний сигнал, пропорційний прикладеному тиску. З метою подальшого управління необхідно визначити два граничних значення електричного сигналу, відповідних нижньому і верхньому рівнях води у водонапірній башті. Для цього завдання ідеально підходить рішення, що включає гідростатичний виразний рівнемір і реле контролю струму, наприклад UNICONT PKK-312 або барографи з програмованим релейним виходом KN1000B.
Рівнеміри такого типу також використовуються для безперервного вимірювання тиску середовища. Основні ж завдання, які вирішуються за допомогою даних рівнемірів: Оцінка рівня рідин у великих стаціонарних резервуарах-сховищах.
Реле контролю струму UNICONT PKK-312 призначений для перетворення вхідного сигналу 4 ... 20мА в вихідний сигнал реле.
Прилад являє собою інтелектуальне реле для задач контролю рівня і управління насосом. За допомогою функції «навчання» (Teach-In) можливо «запам'ятати» два значення рівня в струмовому діапазоні 4 ... 20мА, а також, призначити один із запрограмованих режимів для управління вихідним релейним контактом. Для включення і виключення насоса на заповнення за дворівневою логіці передбачений режим Switching Difference.
Нижче приведена діаграма, що ілюструє процес включення і виключення реле по двом граничним значенням.
IВУ - значення струму для верхнього рівня.
IНУ - значення струму для нижнього рівня.
Схема підключення врізного гідростатичного рівнеміра до реле контролю струму UNICONT PKK-312-1:
- напруга живлення Uпит = 230В AC 50/60 Гц
- вихідна напруга для датчиків, що підключаються (клема 4) Uo = 30 DC, струм навантаження макc. 70мА
- вихідне реле NO-NC 250В AC 8A, AC1
