DP raidītāja līmeņa mērīšana ar blīvuma kompensāciju: Emerson Rosemount 3051S un Honeywell STD800 nodošana ekspluatācijā

Liu Yang
2026-05-03T02:00:05+08:00

Diferenciālā spiediena līmeņa mērīšana balstās uz fiksētas šķidruma blīvuma pieņēmumu LRV un URV skalēšanā. Kad procesa blīvums mainās temperatūras vai sastāva dēļ, līmeņa rādījums proporcionāli novirzās. Šis raksts aptver LRV/URV formulas atvērtām un slēgtām tvertnēm, blīvuma kompensācijas aprēķinu, HART konfigurēšanu Emerson Rosemount 3051S un Honeywell STD800 SmartLine ierīcēs, kā arī diagnostikas soļus sistemātisku līmeņa nobīžu kļūdu novēršanai procesoru rūpnīcās.
Vairāk

LRV un URV aprēķins: formulas atvērtām un slēgtām tvertnēm

Diferenciālā spiediena līmeņa mērīšana izmanto hidrostatikas principu: ΔP = ρ × g × h. Transmitētājs tieši mēra ΔP, bet nezina ρ. DCS pārvērš ΔP līmenī, izmantojot LRV un URV parametrus, kuros ir iekļauta pieņemtā blīvuma vērtība. 3,5% blīvuma samazinājums (piemēram, jēlnaftas atdzesēšana no 60°C līdz 25°C) rada 105 mm kļūdu 3 metru tvertnē — pietiekami, lai neizpildītu SIL 2 precizitātes prasības.

Atvērtas tvertnes formula: LRV = ρ_sķidrums × g × h_min (parasti 0). URV = ρ_sķidrums × g × h_max.
Piemērs: ūdens tvertne, h_max = 2,5 m, ρ = 1000 kg/m³. URV = 1000 × 9,81 × 2,5 = 24 525 Pa.

Slēgtas tvertnes formula ar mitro kāju: LRV = ρ_sķidrums × g × h_min − ρ_mk × g × H_mk. URV = ρ_sķidrums × g × h_max − ρ_mk × g × H_mk.
Piemērs: slēgta tvertne, h_max = 1,8 m, procesa SG = 0,90, mitrās kājas augstums = 2,2 m, mitrās kājas šķidrums = ūdens: LRV = −21,6 kPa. URV = −5,69 kPa. URV ir negatīvs — ievadiet tieši šīs vērtības. Nekad neapgrieziet zīmi, pretējā gadījumā 4–20 mA izvade tiks nolasīta apgriezti.

Diferenciālā spiediena transmitētāju risinājumiem ir pieejami Honeywell 51305829-400 diferenciālā spiediena transmitētājs un Honeywell 51196814-200 precīzais diferenciālā spiediena transmitētājs
Blīvuma kompensācija Rosemount 3051S un Honeywell STD800

Emerson Rosemount 3051S atbalsta divas pieejas:

Ārējais blīvuma transmitētājs (piemēram, Micro Motion Coriolis), kas nodrošina reālo blīvumu DCS: Līmenis = (ΔP_mērīts − LRV_noliekums) / (ρ_reāls × g). DeltaV izmanto CHARACTERIZE bloku, kas kartē ΔP un ρ uz līmeni. Iestatiet aprēķina periodu atbilstoši lēnākam transmitētāja atjaunināšanas ātrumam — 500 ms Coriolis ieejai.

Temperatūras bāzēta korekcija. Ja šķidrumam ir zināma blīvuma un temperatūras saistība (piemēram, no API tabulām), aprēķiniet ρ_reāls no mērītās temperatūras. Tas neprasa papildu instrumentāciju, bet ir mazāk precīzs šķidrumiem ar sastāva svārstībām.

Honeywell STD800 SmartLine izmanto HART komandu 35, lai nolasītu pielietoto ΔP. Experion PKS konfigurējiet pielāgotu funkciju bloku: Līmenis = DP_raw / (ρ_ref × (1 + β × (T_procesa − T_dizaina)) × g), kur β ir siltuma izplešanās koeficients (parasti 0,00065 /°C vieglai jēlnaftai).

Sešu soļu lauka nodošanas procedūra

1. solis: Pārbaudiet transmitētāja diapazonu un LRV/URV pret datu lapu, izmantojot HART komunikatoru. Salīdziniet ar vērtībām, aprēķinātām no tvertnes rasējuma. Jebkura atšķirība virs 0,5% no diapazona prasa koriģēšanu pirms cilpas pārbaudes.

2. solis: Veiciet sensora kalibrēšanu. Vienlīdzīgi izlīdziniet abas impulsu līnijas un izpildiet HART komandu 47 Zero Trim. Pieņemiet tikai, ja izvade pie nulles ΔP ir ±0,1% diapazona robežās. Lielākas novirzes norāda uz impulsu līnijas aizsprostojumu — izmeklējiet pirms kalibrēšanas.

3. solis: Pielietojiet 25%, 50%, 75% un 100% no kalibrētā diapazona, izmantojot svara testeru. Pieņemiet, ja visas novirzes ir ±0,1 mA robežās no gaidītajām vērtībām (8,00, 12,00, 16,00, 20,00 mA).

4. solis: Pārbaudiet DCS skalēšanu. Experion PKS pārliecinieties, ka EGU_100 atbilst URV un EGU_0 atbilst LRV. Skalēšanas apgriešana izraisa līmeņa rādījumu 100%, kad transmitētājs dod 4 mA — bīstami pārpildes aizsardzībai.

5. solis: Ja blīvuma kompensācija ir aktīva, testējiet divās blīvuma vērtībās. Pielietojiet ΔP, kas atbilst 50% līmenim pie dizaina blīvuma. Pārliecinieties, ka DCS rāda 50,0%. Mainiet blīvuma ievadi uz 110% — DCS līmenim jābūt 45,5%.

6. solis: Dokumentējiet sākotnējās un gala vērtības, instrumentu sērijas numurus, HART tagu, kalibrācijas datumu un tehniķa parakstu. SIS cilpām saskaņā ar IEC 61511 ierakstu glabājiet SIL uzturēšanas pārvaldības sistēmā.

Biežākās kļūdu shēmas un to cēloņi

Kļūda 1 — pastāvīgs pozitīvs nobīde (5–10% augstāks): Mitrās kājas blīvums pieņemts kā ūdens (SG 1,00), bet faktiskais blīvums ir glikols (SG 1,10). Pārrēķiniet URV, izmantojot pareizo blīvumu.

Kļūda 2 — līmenis palielinās, kad temperatūra paaugstinās: Trūkst blīvuma kompensācijas. Šķidrums izplešas; zemāks blīvums nozīmē lielāku ΔP uz līmeņa vienību, bet DCS to interpretē kā augstāku līmeni. Ieviesiet temperatūras korekciju vai pievienojiet densitometru.

Kļūda 3 — līmeņa leciena laikā attīrīšanas procesā: Attīrīšanas slāpekļa spiediens ieplūst procesa pieslēgumā. Saistiet attīrīšanas vārstu ar DCS kvalitātes tagu. Atzīmējiet līmeni kā NEPĀRBAUDĀMU, kamēr attīrīšanas vārsts ir atvērts saskaņā ar ISA-18.2.

Kļūda 4 — negatīvs rādījums pie faktiskā nulles līmeņa: LRV iestatīts pozitīvā vērtībā, nevis nullē (vai pareizajā negatīvajā vērtībā mitrajai kājai). Ievadiet LRV no aprēķina atkārtoti. Veiciet sensora kalibrēšanu un pārbaudiet, ka 4,00 mA atbilst tukšai tvertnei.

Nobeigums un rīcības ieteikumi

Diferenciālā spiediena līmeņa mērīšana prasa precīzu LRV/URV aprēķinu, pareizu mitrās kājas kompensāciju un blīvuma korekcijas stratēģiju. 10% blīvuma kļūda tieši ietekmē 10% līmeņa kļūdu — nepieņemami SIL 2 pārpildes aizsardzībai vai inventāra precizitātei. Rosemount 3051S pārbaudiet ar HART komandu 47 nulles kalibrāciju un četru punktu mA injekciju. STD800 SmartLine izmantojiet HART komandu 35 un Experion PKS pielāgotus funkciju blokus reāllaika blīvuma korekcijai. Vienmēr noslēdziet nodošanu ar dokumentētiem sākotnējiem un gala datiem, kas saistīti ar SIL pārbaudes failu.

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