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MEDIDOR DE NÍVEL POR
BORBULHAMENTO
EElevel 1000
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MEDIDOR DE NÍVEL POR
BORBULHAMENTO
Sumário 1. Medidor de nível tipo borbulhador ..................................................................................................... 3
2. Características....................................................................................................................................... 5
3. Menu de configuração.......................................................................................................................... 5
3.1 Tela Inicial............................................................................................................................................ 5
3.2 Tela de nível ........................................................................................................................................ 6
3.3 Acessado os menus de parametrização .............................................................................................. 6
3.4 Zero do Sensor .................................................................................................................................... 7
3.5 Nível Fixo ............................................................................................................................................. 7
3.6 Ajuste de Densidade ........................................................................................................................... 8
3.7 Configuração Alarme 1 e 2 .................................................................................................................. 9
3.8 Controle de Liga e Desliga uma Carga ............................................................................................... 10
3.9 Configuração do endereço de rede MODBUS ................................................................................... 12
3.9.1 MODBUS......................................................................................................................................... 12
3.9.2 Esquema de ligação RS485 ............................................................................................................. 13
3.10 Ajuste de RPM do Compressor ....................................................................................................... 14
3.11 Calibração do sinal 4-20mA ............................................................................................................. 14
3.12 Teste Saídas a Relê .......................................................................................................................... 14
3.13 Conexões Elétricas .......................................................................................................................... 15
3.14 Instalação ........................................................................................................................................ 16
MEDIDOR DE NÍVEL POR
BORBULHAMENTO
1. Medidor de nível tipo borbulhador
O medidor borbulhador é um dos instrumentos de medição de nível em tanques abertos ou fechados. São
várias as razões que justificam a medição do nível em unidades industriais.
• Inventário de materiais fluidos. É exemplo o caso das petroquímicas em que o nível dos tanques
dos diversos produtos indica ou regista as quantidades em armazém, permite efetuar com rigor
o balanço dos materiais e eventualmente detectar qualquer fuga.
• Transferência de propriedade. Com a medida do nível dos reservatórios é possível contabilizar
transações de determinados produtos para efetuar a faturação.
• Gestão de stocks. Pode ser efetuada ou complementada com medições de nível, que está
associada ao volume ou ao peso dos produtos.
• Gestão da produção. Em muitos casos, em unidades industriais complexas, há tanques
intermédios que servem de volante à produção, permitindo paragens de parte da instalação sem
que a continuidade da produção seja afetada. l
• Medição de quantidades. As quantidades de produtos a adicionar são muitas vezes contabilizadas
através de medidas de volume que têm como base as indicações de nível.
• Segurança das instalações. Em tanques incluídos em linhas de produção não se deve deixar o
nível do produto ultrapassar determinado valor máximo, para que não haja transbordo, nem um
valor mínimo pré-fixado, para que as bombas não aspirem ar ou gás em vez de líquido. O
transbordo dos tanques pode originar acidentes com danos pessoais ou materiais, em particular
no caso de líquidos corrosivos ou tóxicos.
MEDIDOR DE NÍVEL POR
BORBULHAMENTO
1.1 Principio de funcionamento
Para o primeiro caso, trata-se de um tubo mergulhado no líquido do qual se pretende medir o nível. Injeta-
se um pequeno caudal de ar no tubo, até este começar a borbulhar pelo extremo inferior. O
borbulhamento indica que a pressão dentro do tubo é igual à pressão do líquido junto ao extremo inferior
do tubo. Um aumento do caudal de ar injetado para dentro do tubo não produz nenhum aumento de
pressão, apenas aumenta o escape de ar. Um indicador de pressão ligado ao tubo indica pois a pressão
do líquido junto ao extremo inferior do tubo. A pressão poderá ser expressa em altura de coluna líquida,
indicando assim o valor do nível. Como normalmente a extremidade inferior do tubo de borbulhamento
não se encontra visível, para garantir que à borbulhamento utiliza-se um pequeno indicador de caudal de
ar. No caso de um tubo de borbulhamento para reservatório fechados o método anterior pode também
ser aplicado, desde que a pressão no seu interior não seja demasiado elevada. O ar, além de ser injectado
no tubo de borbulhamento é também introduzido no espaço sobre a superfície livre do líquido. O sensor
de pressão indicador do nível deverá ser diferencial.
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2. Características
Alimentação: 12VDC 2A +-10%
Range de medição: 10.204 MCA (100 KPA) para range maior, favor consultar
Principio de funcionamento: Borbulhamento
Saída Analógica: 4-20mA, 12 bits, 250 ohms
Saídas a relês: 250V 5A ( identificação de acionamento por led’s)
Saída Digital: RS485 MODBUS RTU, 9600bps, 8 bits, sem paridade ( indicação de atividade
da rede por led’s)
Sistema de geração de ar: Compressor a pistão e diafragma
Display: LCD 20x4 retroiluminado
Erro: +/- 1% F.E
Unidade de medida: metros
Compensação de densidade: informado pelo usuário no menu de configuração
Configuraçâo: através de teclado frontal
3. Menu de configuração
Abaixo será descrito o meu de configuração e telas do equipamento
3.1 Tela Inicial
Quando se inicia o equipamento a seguinte tela é apresentada por 2 segundos:
Evoluma/Engematic
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3.2 Tela de nível
A medição de nível que o instrumento faz é apresentada nesta tela, ela fica sempre presente em
condição normal de operação
3.3 Acessado os menus de parametrização
Para acessar as telas de parametrização pressione a tecla “Menu” localizada no painel frontal do
instrumento, após a tela abaixo será apresentada por 2 segundos
Transcorridos os 2 segundos, se iniciará a configuração do equipamento, com a seguinte tela:
Nesta tela se deve informar qual range de sensor está instalado no equipamento a unidade do sensor é
em KPA. Esta informação não se aconselha alterar, pois para isso o sensor deverá ser substituído.
Pressiona “OK” até mudar para a tela seguinte.
Nível (m): 1.23
Início da
parametrização
Pres.max.Sensor(KPA)
100
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3.4 Zero do Sensor
Nesta configuração se faz o zero do sensor, em toda nova instalação deve-se executar esta rotina. Para
fazer o zero, deve-se estar com todo o equipamento instalado, com a mangueira passada até o local de
medição, porém a mangueira deverá estar fora da água para este procedimento.
Passos:
1. Com o equipamento deverá estar instalado e fixado;
2. Leve a mangueira até o local de medição, o tamanho deve ser suficiente para alcançar o
fundo do reservatório/local de medição
3. Acesse o menu “Zero do Sensor”
4. Será apresentado um número na tela, apenas pressione a tecla “OK”, pronto o zero foi
gravado
5. Desça a mangueira até o ponto de medição;
6. Saia do menu pressionando a tecla “OK” até a tela de medição de nível aparecer.
7. O nível será apresentado no display
3.5 Nível Fixo
Neste campo é possível inserir um nível fixo para ser somando ao nível real medido. Este nível fixo não
será contabilizado na saída de sinal analógico 4-20mA e deverá ser acrescido no CLP ou Supervisório para
a real apresentação da informação. Caso se faça comunicação pela canal RS485 não precisará incluir esse
valor, será enviado o nível fixo somando ao nível medidor pela canal.
A tela a seguir é apresentada:
Um cursor vai ficar piscando no primeiro campo, caso deseje alterar este valor utilize as teclas ▲ ▼,
para mover o cursor para a próxima casa, pressione “OK”.
Este valor informando será somando ao nível lido pelo instrumento
Nível fixo
0.00m
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3.6 Ajuste de Densidade
Para que o nível seja mostrado corretamente deve-se ajustar a densidade conforme o líquido a ser
medido. Por padrão o equipamento vem configurado para 1.00 g/cm³. Abaixo tabela de alguns líquidos.
Para outros líquidos, consultar densidade na literatura.
Liquido Densidade (g/cm3)
Ácido acético 1.049
Acetona 0.791
Anilina 1.02
Benzeno 0.879
Benzina 0.68 - 0.72
Cloroformio 1.489
Óleo crú 0.76 - 0.86
Alcool etílico 0.79
Ácido fórmico 1.22
Glicerina 1.26
Água pesada 1.1086
Heptano 0.684
Hexano 0.660
Óleo lubrificante 0.8 - 0.9
Mercurio 13.55
Alcool metílico 0.792
Leite (media) 1.03
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Ácido nítrico 1.51
Nitroglicerina 1.6
Água do mar 1.01 - 1.03
Água 1.00
Para ajustar a densidade a seguinte tela é apresentada
Um cursor vai ficar piscando no primeiro campo, caso deseje alterar este valor utilize as teclas ▲ ▼,
para mover o cursor para a próxima casa, pressione “OK”.
3.7 Configuração Alarme 1 e 2
Há disponível 2 alarmes que podem ser configurados independentemente. Sua saída está ligada a relês
com controle de carga de até 5A em 250VDC ou 24VDC. Abaixo a tela de configuração do alarme 1.
Antes de configurar um nível para sinalizar um alarme, primeiro precisa-se habilitar esta
funcionalidade, use as teclas ▲ ▼ para habilitar ou desabilitar. Após escolhido clicar em “OK”
Densidade:
1.00 g/cm3
Nivel Alarme 1
Habilitar
➢ Desabilitar
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Caso tenha escolhido “Habilitar” a seguinte tela é apresentada:
Selecione quando o alarme será acionado, use as teclas ▲ ▼ para selecionar. Após escolhido
clicar em “OK”
Um cursor vai ficar piscando no primeiro campo, caso deseje alterar este valor utilize as teclas ▲ ▼,
para mover o cursor para a próxima casa, pressione “OK”.
O status dos relês é sinalizado por 2 leds na parte frontal do equipamento, devidamente sinalizados.
A próxima tela se refere ao alarme 2 e caso deseje habilitar basta somente seguir os mesmos passos
acima
3.8 Controle de Liga e Desliga uma Carga
Muitas vezes é necessário controlar uma carga através do nível, o instrumento conta com 1 saída a relê
que possibilitar ligar e desligar uma carga de até 5A em 220V ou 24VDC, informando nível para ligar e
desligar. Abaixo a tela de configuração
Nivel Alarme 1
Aciona quando
➢ Nivel Maior igual
Nivel Menor Igual
Nivel Alarme 1
0.00m
Controle de Carga
Habilitar
➢ Desabilitar
MEDIDOR DE NÍVEL POR
BORBULHAMENTO
Antes de configurar os níveis para controle, primeiro precisa-se habilitar esta funcionalidade,
use as teclas ▲ ▼ para habilitar ou desabilitar. Após escolhido clicar em “OK”
Caso tenha escolhido “Habilitar” a seguinte tela é apresentada:
Selecione a lógica de controle, use as teclas ▲ ▼ para selecionar. Após escolhido clicar em
“OK”. Após a tela a seguir será mostrada
Um cursor vai ficar piscando no primeiro campo, caso deseje alterar este valor utilize as teclas ▲ ▼,
para mover o cursor para a próxima casa, pressione “OK”.
Um cursor vai ficar piscando no primeiro campo, caso deseje alterar este valor utilize as teclas ▲ ▼,
para mover o cursor para a próxima casa, pressione “OK”.
O status do relê é sinalizado por 1 led na parte frontal do equipamento, devidamente sinalizado.
Controle de Carga
Aciona quando
➢ Nivel Maior igual
Nivel Menor Igual
Nivel liga carga
0.00m
Nivel Desliga carga
0.00m
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3.9 Configuração do endereço de rede MODBUS
O instrumento conta com um canal RS485 MODBUS RTU, este canal pode ser acessado usando a
velocidade de 9600bps, 8 bits, 1 stop bit e sem paridade. Para configurar o endereço a tela abaixo será
apresentada
Para alterar o endereço utilize as teclas ▲ ▼, assim que estiver escolhido pressione “OK”. Não pode
haver 2 equipamentos com o mesmo endereço na rede
3.9.1 MODBUS
Modbus é um Protocolo de comunicação de dados utilizado em sistemas de automação industrial. Criado
originalmente no final da década de 1970, mais especificamente em 1979, pela fabricante de
equipamentos Modicon. É um dos mais antigos e até hoje mais utilizados[ protocolos
em redes de Controladores lógicos programáveis (PLC) para aquisição de sinais(0 ou 1) de instrumentos e
comandar atuadores. A Schneider Electric (atual controladora da Modicon) transferiu os direitos do protocolo
para a Modbus Organization (Organização Modbus) em 2004 e a utilização é livre de taxas de licenciamento.
Por esta razão, e também por se adequar facilmente a diversos meios físicos, é utilizado em milhares de
equipamentos existentes e é uma das soluções de rede mais baratas a serem utilizadas em Automação
Industrial.
A função de acesso ao nível é 0x03 (hex)
Exemplo-1: Se o PLC precisa ler o nível no módulo 2. Para isso é preciso utilizar o comando de leitura de registro de nível (comando 3). O frame de comunicação utilizado é mostrado abaixo (os endereços são mostrados em sistema hexadecimal):
endereço comando end. dos registros quant. de registros CRC
02 03 00 02 00 01 2 caracteres
End. de rede (1-247)
1
<OK>
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Resposta:
endereço comando quant. de registros registros CRC
02 03 00 02 00 20 2 caracteres
Convertendo 0x20 em decimal 32 faça a divisão por 100 que terá 0.32, este será o nível
Velocidade de comunicação: 9600Bps, 8 bits, 1 bit de parada e sem paridade
Na versão de firmware 1.34 ou superior, há possibilidade de escolha da velocidade
3.9.2 Esquema de ligação RS485
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3.10 Ajuste de RPM do Compressor
Neste menu é possível selecionar o percentual de RPM do motor, normalmente esta configuração é feita
somente durante o processo de ajustes e calibração em fábrica, mas se for necessário alterar a seguinte
tela será apresentada:
Caso deseje alterar este valor utilize as teclas ▲ ▼, pressione “OK” para finalizar.
3.11 Calibração do sinal 4-20mA
Está função deverá ser somente utilizada por pessoal autorizado e com conhecimento. Pressione “OK”
até passar pelas telas. Não se aconselha alterar qualquer valor
3.12 Teste Saídas a Relê
Esta tela possibilita fazer o teste dos relês de alarme e controle de carga, abaixo a tela apresentada
Ajustar rpm motor
40%
Teste Relês
➢ Rele de Carga
Rele Alarme 1
Rele Alarme 2
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Para alterar utilize as teclas ▲ ▼, logo que se selecione o relê para testar o mesmo será acionado
imediatamente, para sair pressione “OK”.
3.13 Conexões Elétricas
Na borneira na lateral do instrumento
(Vista Lateral do Instrumento
1- GND
2- 12VDC ( 2A)
3- RS485 – D+
4- RS485 – D-
5- Sinal 4-20mA (-)
6- Sinal 4-20mA (+): Importante: Sinal analógico Ativo ( não necessita de
alimentação externa)
7- Contato Comum Relê de controle de Alarme 1
8- Contato NA do relê do Alarme 1
9- Contato Comum Relê de controle de Alarme 2
10- Contato NA do relê do Alarme 2
11- Contato Comum Relê de controle de carga
12- Contato NA do relê de carga
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3.14 Instalação
1. Faça a fixação do instrumento na parede ou painel
2. Leve a mangueira que levará o ar até o ponto de medição
a. Recomenda-se uso de mangueira cristal 3/16 para distância até 30 metros e ½ polegada
para distância de até 60 metros.
3. Coloque na sua ponta um peso de modo que a mangueira fique no fundo do reservatório
a. Outros materiais podem ser utilizados, conforme fluido a ser medido e a temperatura
( favor consultar)
4. Energize o equipamento
5. Antes de colocar a mangueira no local de medição, acesse o menu ajuste de zero do
instrumento ( Item 3.4 do manual)
6. Desça a mangueira até o fundo do reservatório
7. O nível será apresentado instantaneamente no visor
SUPORTE TÉCNICO:
ENGINSTREL ENGEMATIC
RUA PILAR DO SUL, 63 / JARDIM LEOCÁDIA
SOROCABA / SÃO PAULO / CEP 18085-420
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