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液位变送器应用实例 变送器常见问题解决方法

时间:2020-06-29    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
【导读】设计条件:2000m3油罐,直径d=14.5m,如测得液位高度就可以得到实际油品的库存量G,从公式还可知其密度ρh=14m。  一次表:XD1151LT法兰式差压变送器,选用法兰式是防止罐底脏物沉淀

设计条件:2000m3油罐,直径d=14.5m,如测得液位高度就可以得到实际油品的库存量G,从公式还可知其密度ρh=14m。
 
 一次表:XD1151LT法兰式差压变送器,选用法兰式是防止罐底脏物沉淀而堵塞引压管,变送器量程0~140kPa。
 
 二次表:选用旭东XDXJ系列智能光柱显示报警仪,万能信号输入,可任意改变量程,用光柱显示液位,用数字显示油品的吨数。以6#罐为例,S=π×r2=3.14×7.252=165m2,高为14m。
 
 在油罐顶部,差压变送器设计一套液位报警装置,防止油品满溢,作为双保险。在应用中由于测量值直接为吨数,故油罐不论贮存何种油品,二次表显示的值是油罐内油品的吨数,避免了需要测定密度进行换算的麻烦。
 
 一般情况下油品出入库往往是采用泵输送经过椭圆齿轮流量计计量,由于流量计的精度有限,最高也只有0.2级,差压变送器还需测密度计算,其结果往往有些出入,从而造成计量纠纷。现在因为油罐测量的结果为吨数,而且精度可达到0.2级甚至0.1级,因此,与容积式流量计相比,差压变送器计量结果更准确。虽然在小数量的油品出入库时,由于分辨率的原因,测量的结果绝对误差较大,但在大数量的油品出入库时,其较高的精度和较小的相对误差,差压变送器是其它计量手段所无法比拟的,特别适合月度、季度、年度的盘存。
 
 实践表明,应用差压变送器测量液位的主要优点有:
 
 ①安装维护简单方便;
 
 ②读数直观直接明确,可直接读出油品的库存量;
 
 ③免除了密度的测定和换算。


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    智能变送器是一种数字化的变送器,使用手持通信器或采用遵循相关协议的其他主机可在控制室、现场或在同一控制回路的任何地方,同其进行双向通信。同时,它还具有一些先进的功能,如操作人员无需到现场,只要在操作室通过手持通信器或DCS操作站键盘,就可以很容易地对现场智能变送器各种参数进行设定与修改或故障检查,大大降低了工人的劳动强度,也方便了工艺生产。智能变送器在石油化工企业推广得很快,但是,在使用和仪表维护过程中也遇到了一些问题,在工作实际中采取了切实可行的措施进行解决,取得了较好的效果。

    1、智能变送器应用中的问题

    1.1EJA智能变送器的应用

    EJA智能变送器是日本横河电机株式会社的产品,它率先采用了数字化单晶硅谐振式传感器。该传感器输出一对差值数字信号,用来直接消除外界干扰。公用工程装置现场使用了一台EJA118w双法兰液位变送器,控制室采用24VDC稳压电源供电,将信号引入常规调节器,构成一个常规调节回路,并在测量回路中串联接人一台记录仪、一台液位高(H)限报警设定器和一台液位低(L)限报警设定器。EJA智能变送器应用回路如图1所示。

    在安装前,采用BRAIN协议的BT200通信器对变送器、线路和回路中的其他仪表进行了校验,显示一切正常。但将智能变送器安装到现场,投用后发现智能变送器工作不稳定。当液位在85%以下时,控制回路尚能正常调节;但当液位超过85%时,现场水罐溢流,调节器液位指示在80%处波动,回路电流不再随被测参数值的增加而增加,变送器出现了故障。用BT200通信器进行检查,诊断信息为通信故障。于是我们试着将记录仪删除,发现用BT200通信恢复正常,智能变送器的工作也恢复正常,即使回路电流达到或超过20mA也能正常工作。据此我们判断是记录仪造成了智能变送器不能正常工作,可是,再次检查后发现记录仪也是好的。

    由此可见,删除记录仪只是减少了回路的负载电阻,而整个回路的供电和仪表的连接顺序都没有改变。负载电阻的减少意味着变送器本身的供电电压的提高。经过分析可知,EJA智能变送器要求的供电电压必须大于10.5V,并且回路供电电压与负载电阻要满足R=(U-10.5)/0.0236。

    当电源电压为24V时,最大外接负载为570Ω。变送器的供电电压必须大于16.4V,负载电阻必须大于25Ω,BT200才能与变送器通信。现场测量线路电阻为15Ω左右,各负载的电阻都为25Ω。

    当液位超过85%时,变送器的供电电压为:

    24-16×85%×(250+250+250+250+15)=10.2V<10.5V(l)

    由此可知,要使变送器正常工作,关键是增加其电压,使之大于10.5V。增加电压可以通过降低回路负载电阻的办法来解决,而由于回路负载电阻已固定,所以只有提高稳压电源的电压。最后将稳压电源的电压调到30V,变送器工作稳定,通信正常。

    1.2ST300智能变送器的应用

    在装置DCS改造过程中,我们采用了美国Honeywell公司的DCS和ST3000智能变送器。根据本安防爆的要求,选用了P+F类型的安全栅。智能变送器用两芯屏蔽电缆连接到安全栅上,经过安全栅再连接到与DCS的AI卡相连的端子组件FTA上。

    对每台智能变送器进行了校验并安装到现场后,联校时发现智能变送器工作不稳定,但检查线路、FTA、安全栅等硬件均正常。当被测参数较大时,回路电流就不再随被测参数值的增加而增加,则变送器出现故障,此时,用遵循DE协议的SFC通信器检查,诊断信息为HIRES/LOWVOLT,表明回路负载电阻太大或变送器供电电压太低。试着删除安全栅后,智能变送器的工作恢复正常,即使回路电流达到或超过20mA也能正常工作。经测量,线路电阻为15Ω左右、FTA信号采样电阻为250Ω、限流电阻为145Ω、安全栅电阻约为330Ω,所以在回路中,负载电阻=740Ω。

    负载电阻R=(U-10.8)/0.0218,供电电压U=24VDC,变送器要求的最大负载电阻必须共605.5Ω,显然740Ω超过了额定的605.5Ω阻值。由于无法再提高FTA的输出电压,导线电阻和FTA采样电阻降低比较困难,并且安全栅是从安全角度考虑设置的,也不能任意取消,所以,只有降低回路负载电阻,才能满足变送器的通信和使用要求。

    145Ω电阻在测量变送回路中起限流保护作用。将FTA上的145Ω限流电阻用烙铁焊接时,用焊接铜导线作短路处理,在此回路中不会影响FTA的安全运行,实施后变送器运行恢复正常。

    ST3000智能变送器电路启动的基本供电电压大于10.8V。在供电电压为16.28V时,回路负载电阻不能超过250Ω,变送器可以正常工作。

    阴影部分为HoneywellDE通信协议的智能终端与变送器的可通信范围,在回路中至少要有250Ω的回路负载电阻,变送器本身的供电电压必须大于16.28VDC,否则智能终端与变送器不能正常通信。

    2、智能变送器应用中的问题分析

    0px;PADDING-LEFT:0px;PADDING-BOTTOM:0px;MARGIN:20px0px0px;COLOR:rgb(0,0,0);PADDING-TOP:0px">为进一步分析智能变送器应用中的仪表供电和阻抗匹配问题,首先需要了解智能变送器(以EJA为例)的基本工作原理。EJA智能变送器是由单晶硅谐振式传感器上的两个H形振动梁分别将差压、压力信号转换为频率信号,送到脉冲计数器,再将频率之差直接传递至CPU进行信号处理;经D/A转换器转换为与输人信号相对应的4-20mADC的输出信号,并在模拟信号上叠加一个BRAIN/HART数字信号进行通信。膜盒组件中内置特性修正存储器存储传感器的环境温度、静压,输入输出特性修正经CPU运算的数据[7]。通过I/O口与外部设备(如手持智能终端BT200或BT275以及DCS中的带通信功能的I/O卡)以数字通信方式传递数据,数字信号叠加在4-20mA信号线上,对4-20mA信号不产生任何扰动影响。

    智能变送器在现场实际应用中,经常遇到的就是仪表供电和阻抗匹配问题,除EJA和ST3000智能变送器外,其他的智能变送器也存在同样的问题。如Rosemount的3051智能变送器最大负载电阻和供电电压也要满足如图5所示的对应关系,即R=43.5×(U-10.5),还要求直流电源的纹波应小于2%,对于CSA认证标准的变送器,其供电电压还不能超过42.4V。可见,智能变送器都对最低工作电压的幅值和负载电阻有严格要求,应用中也需要特别注意。

    3、结束语

    在使用和维护过程中,要认真阅读智能变送器和DCS系统资料;对现场仪表和DCS系统正常运行的技术要求须做深人细致的探讨;并结合工作实际,发挥仪表工程技术人员的智慧,处理好智能变送器的供电和阻抗匹配问题,从而为提高仪表维护水平,为智能变送器的推广使用,也为提高石油化工生产的自动化水平创造条件。






氧变送器工作原理,成都久尹科技自主研发生产的氧变送器HT-TA062(JY-1602)、HT-TA063、HT-TA071(JY-1603)、HT-TA072广泛应用于空分、保护气氛炉等氧气与氮气及惰性气体的混合气氛中氧浓度测量,本文详细介绍氧变送器HT-TA063的工作原理:技术参数:测量原理氧化锆显示方式:64×48点阵OLED显示量程可选:0~10/100/1000ppm / 1.00% / 25.00%O2测量精度0~1000ppm /1.00%/10.00% /25.00%±1%FS0~100ppm±2%FS0~10ppm≤±5%FS  :1ppm重 复 性±1%FS;响应时间T9015S模拟输出:4-20mA.DC(非隔离输出,负载电阻小于1K欧姆)2路可编程干触点型无源报警输出触点大容量220VAC/2A通讯方式:RS485供电电源DC24V 1.环境温度:-10 ~ +60环境湿度:<80%RH;样气温度:-10 ~ +50采样方式插入式(自由扩散样气压力:80-120kPa,稳压气氛样气组:无可燃性气体,无腐蚀性气体格尺寸:110mm×99mm×45mm(H×W×D)连接电缆:3米(标配);使用寿命:>36个月(正常使用条件下)安装方式:仪表壁挂式安装、探头插入式安装(KF40标准法兰仪器特点:外观小巧、方便维护;自带显示功能,友好人机对话菜单,用户操作直观方便;进口新型双氧化锆检测器,灵敏度高、响应速度快、使用寿命长、易维护;高精度的温度自动补偿系统,消除环境温度的影响;空气中一点标定即可满足整个量程测量精度;宽范围供电,消除市电波动对分析仪的影响。成都久尹科技为您提供全套技术方案。




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