DP raidītāja sausās un mitrās kājas līmeņa mērījums: ABB 266DH un Yokogawa EJX110A konfigurācijas ceļvedis

Sauss kāja pret mitru kāju — pareizās konfigurācijas izvēle

DP raidītāji mēra šķidruma līmeni, salīdzinot hidrostatisko spiedienu tvertnes apakšā (HP pieslēgvieta) ar atsauci augšpusē (LP pieslēgvieta). Izmantojiet sausu kāju, ja procesa šķidrums nekondensējas vai ja darba temperatūra uztur tvaiku virs rasas punkta. LP līnija paliek piepildīta ar tvaiku — šķidruma kolonna neveidojas, kas vienkāršo LRV/URV aprēķinu.

Izmantojiet mitru kāju, ja procesa šķidrums viegli kondensējas, ja LP pieslēgvieta atrodas tvaika vidē vai ja process ir katla tvertne virs 1 MPa. Kondensāta trauks pie LP pieslēgvietas uztur nemainīgu šķidruma kolonnas augstumu kā atsauci. Tas ievieš fiksētu spiediena nobīdi, ko inženieriem jāņem vērā diapazona aprēķinā. Šīs nobīdes neievērošana ir visbiežākais sistemātisko līmeņa kļūdu cēlonis tvaika tvertņu lietojumos.

LRV un URV aprēķins: sausās kājas konfigurācija

ABB 266DH HP ports ir savienots ar tvertnes apakšas pieslēgvietu. LP ports ir atvērts un vērsts uz tvaika telpu caur impulsu līniju. Raidītājs mēra šķidruma kolonnas virs HP pieslēgvietas tīro hidrostatisko spiedienu.

Formula: DP_URV = H × SG × 9.81 kPa  |  DP_LRV = 0 kPa (HP pieslēgvieta pie nulles līmeņa atsauces)

Piemērs: H = 3,0 m, SG = 0,85. DP_URV = 3,0 × 0,85 × 9,81 = 24,99 kPa. Konfigurējiet ABB 266DH: LRV = 0,00 kPa (4,00 mA), URV = 24,99 kPa (20,00 mA). Yokogawa EJX110A iestatiet H_RNG = 24,99 kPa un L_RNG = 0,00 kPa kalibrācijas izvēlnē.

Ja HP pieslēgvieta atrodas zem nulles līmeņa atsauces par X metriem, pielāgojiet: LRV = X × SG × 9,81 kPa. Tas nodrošina, ka 4,00 mA atbilst tukšai tvertnei.

LRV un URV aprēķins: mitrās kājas konfigurācija

Mitrās kājas konfigurācijā LP impulsu līnija ir piepildīta ar atsauces šķidrumu (kondensātu vai blīvēšanas šķidrumu). Kondensāta trauks uztur LP kolonnu fiksētā augstumā virs LP pieslēgvietas, radot pastāvīgu spiedienu LP pusē, kas tiek atņemts no HP puses hidrostatiska spiediena. Raidītāja izvade pie zemiem līmeņiem pārvietojas uz negatīvu DP — bieži nepieciešama negatīva LRV konfigurācija.

Mainīgie lielumi: H_vessel = maksimālais līmenis virs HP pieslēgvietas (m); SG_process = procesa šķidruma īpatnējais svars; H_wet = mitrās kājas kondensāta kolonnas augstums virs HP pieslēgvietas (m); SG_ref = atsauces šķidruma īpatnējais svars (parasti 1,0 ūdens kondensātam).

• DP pie URV (pilna tvertne): DP_URV = (H_vessel × SG_process × 9,81) − (H_wet × SG_ref × 9,81)
• DP pie LRV (tukša tvertne): DP_LRV = 0 − (H_wet × SG_ref × 9,81) = negatīva vērtība

Piemērs (katla tvertne): H_vessel = 1,2 m, SG_process = 0,74 (piesātināts ūdens pie 3 MPa), H_wet = 2,5 m, SG_ref = 1,0. DP_LRV = −24,53 kPa. DP_URV = 8,72 − 24,53 = −15,81 kPa.

Konfigurējiet Yokogawa EJX110A: L_RNG = −24,53 kPa (4,00 mA = tukša tvertne); H_RNG = −15,81 kPa (20,00 mA = pilna tvertne). Abas vērtības ir negatīvas. Daudzi inženieri kļūdaini ievada pozitīvas vērtības, kas izraisa apgrieztu izvadi. Pārbaudiet pareizu iestatījumu, palielinot procesa līmeni un pārliecinoties, ka raidītāja izvade pieaug līdz 20,00 mA.

HART iestatīšanas procedūra

• 1. solis: Pieslēdziet HART komunikatoru pie 4–20 mA cilpas. Pievienojiet 250 omi pretestību sērijā. Pārbaudiet cilpas barošanas spriegumu pie raidītāja termināļiem — nepieciešams vismaz 12 VDC pie 250 omi slodzes.
• 2. solis: Nolasiet pašreizējo PV vērtību. ABB 266DH izvēlnē dodieties uz Configure → Basic Setup → Sensor → Range. Yokogawa EJX110A izvēlnē dodieties uz Device Setup → Output Setting → Range.
• 3. solis: Vispirms ievadiet aprēķināto LRV vērtību. Apstipriniet, ka displejs pieņem negatīvu vērtību, ja izmanto mitrās kājas konfigurāciju. Dažas raidītāju programmatūras versijas prasa vispirms ievadīt LRV, lai pareizi aprēķinātu diapazonu.
• 4. solis: Ievadiet URV vērtību. Raidītājs automātiski aprēķina diapazonu (Diapazons = URV − LRV). Pārbaudiet, vai aprēķinātais diapazons atbilst jūsu manuālajam aprēķinam ±0,1 kPa robežās.
• 5. solis: Simulējiet 4 mA un 20 mA galapunktus, izmantojot pārnēsājamu svara testeru vai spiediena kalibratoru. Pielietojiet LRV spiedienu HP portā un apstipriniet 4,00 mA ±0,02 mA. Pielietojiet URV spiedienu un apstipriniet 20,00 mA ±0,02 mA.
• 6. solis: Ierakstiet cilpas tagu, inženiertehniskās vienības un procesa savienojuma datus raidītāja atmiņā, izmantojot HART komandu 22 (Write Long Tag). Tas nodrošina konfigurācijas izsekojamību bez ārējiem ierakstiem.

Impulsu līnijas projektēšanas noteikumi

Sauso kāju uzstādīšanai: novietojiet HP impulsu līniju nepārtraukti slīpi uz leju no procesa pieslēgvietas līdz raidītāja HP portam, nodrošinot vismaz 1:12 slīpumu (83 mm kritums uz metru horizontālā garuma). Tas novērš kondensāta uzkrāšanos HP līnijā. Izmantojiet 12 mm ārējā diametra nerūsējošā tērauda caurules ar Swagelok savienojumiem. Izvairieties no bedrēm, ieliekumiem vai horizontālām daļām, kas garākas par 0,5 m bez pietiekama slīpuma.

Mitrās kājas uzstādīšanai: novietojiet LP impulsu līniju nepārtraukti slīpi uz augšu no raidītāja LP porta līdz kondensāta traukam. Kondensāta trauku uzstādiet vismaz 300 mm virs LP pieslēgvietas tvertnē. Izolējiet LP līniju, lai novērstu termiskos gradientus, kas varētu iztvaikot atsauces šķidrumu augstas temperatūras lietojumos.

Abām konfigurācijām: uzturiet impulsu līnijas garumu zem 15 m. Āra uzstādījumos apsildiet impulsu līnijas, kas apstrādā augsta krīšanas punkta šķidrumus — parafīna kristalizācija pie 4 °C var pilnībā aizsprostot 12 mm impulsu cauruli 12 stundu laikā aukstā laikā.

Četru kļūdu diagnostikas matrica

• Kļūda 1 — impulsu līnijas daļēja aizsprostojums: Simptoms: līmenis rāda zemu un reaģē lēni. Diagnostika: atvienojiet HP impulsu līniju pie raidītāja un izmēriet statisko spiedienu ar kalibrētu manometru. Ja atšķirība pārsniedz 2 kPa, tas apstiprina aizsprostojumu. Rīcība: iztīriet vai izskalojiet aizsprostoto līniju ar karstu ūdeni. Uzstādiet galvenā vārsta ar skalošanas savienojumu nākotnes apkopei.
• Kļūda 2 — mitrās kājas kondensāta zudums: Simptoms: līmeņa tendence pakāpeniski krītas dienu vai nedēļu laikā bez faktiska līmeņa izmaiņām. Diagnostika: pārbaudiet kondensāta trauka redzamības stiklu. Izsīkusi tvertne samazina LP puses spiedienu, liekot raidītājam nepareizi rādīt augstāku līmeni. Papildiniet kondensāta trauku ar demineralizētu ūdeni un noskaidrojiet cēloni.
• Kļūda 3 — procesa šķidruma blīvuma izmaiņas: Simptoms: līmenis konsekventi rāda pārāk augstu vai zemu visā diapazonā pēc procesa izmaiņām. Diagnostika: iegūstiet aktuālu laboratorijas paraugu procesa šķidruma SG. Ja SG atšķiras no projektēšanas vērtības vairāk nekā par 0,02, pārrēķiniet URV un atjauniniet raidītāja konfigurāciju. Yokogawa EJX110A gadījumā atjauniniet blīvuma kompensācijas parametru papildu konfigurācijas izvēlnē.
• Kļūda 4 — gāzes kabata HP impulsu līnijā (sausā kāja): Simptoms: līmenis rāda zemāku vērtību nekā patiesībā, parasti pastāvīgu nobīdi neatkarīgi no līmeņa. Diagnostika: izolējiet HP galveno vārstu un nolaidiet HP impulsu līniju pie raidītāja izplūdes vārsta. Ja pirms šķidruma izplūst gāzes burbuļi, pastāv gāzes kabata. Rīcība: pārprojektējiet impulsu līnijas slīpumu, lai novērstu zemāko punktu, kur uzkrājas gāze.

Nobeigums un rīcības ieteikumi

DP raidītāju līmeņa mērījums joprojām ir viena no izmaksu ziņā efektīvākajām un izturīgākajām tehnoloģijām procesrūpnīcās — ja uzstādīšanas mehānika un inženiertehniskie aprēķini tiek veikti pareizi. Atšķirība starp veiksmīgu uzstādīšanu un pastāvīgu kalibrācijas problēmu gandrīz vienmēr ir LRV/URV aprēķinā (īpaši mitrās kājas konfigurācijās ar negatīviem diapazoniem) un impulsu līnijas slīpumā.

ABB 266DH lietojumos pārbaudiet minimālo 12 VDC termināļa spriegumu pirms HART iestatīšanas. Yokogawa EJX110A gadījumā pārliecinieties, ka H_RNG un L_RNG polaritāte atbilst mitrās kājas aprēķinam pirms konfigurācijas apstiprināšanas. Izveidojiet vienas lapas aprēķinu lapu katrai DP līmeņa cilpai jūsu rūpnīcā — dokumentējot H_vessel, H_wet, SG_process un SG_ref kopā ar konfigurētajām LRV un URV vērtībām. Šī lapa samazina diagnostikas laiku nākamajā iestatīšanas reizē uz pusi.

Autors: Zhang Hua ir rūpnieciskās automatizācijas inženieris ar vairāk nekā 10 gadu pieredzi PLC, DCS un vadības sistēmās.