Come Commissionare un Trasmettitore di Livello Radar? Procedura completa dal controllo dell'installazione all'analisi della curva dell'eco

1. Il nucleo di Radar Level Transmitter Commissioning non è semplicemente “fare il corretto display”

Dopo che è stato installato un trasmettitore di livello radar, la messa in servizio sul campo è di solito necessaria prima che lo strumento venga inserito in un normale funzionamento.

Lo scopo della messa in servizio non è solo quello di rendere il numero mostrato sul display locale corrisponde al livello liquido attuale. Il vero obiettivo è quello di stabilire una corretta e completa catena di misura:

Catena di misura a livello radar completa

Passo 1 – Parametri geometrici:Definire le dimensioni corrette del serbatoio e il punto di riferimento dello strumento.

Passo 2 – Misurazione distanza radar:Il radar misura la distanza dal piano di riferimento alla superficie del prodotto.

Passo 3 – Conversione di livello:Lo strumento converte la distanza misurata nel valore di livello corrispondente.

Passo 4 – Uscita analogica o digitale:Il livello misurato viene convertito in un segnale di comunicazione 4-20 mA o digitale.

Passo 5 – PLC/DCS Display:Il sistema di controllo interpreta il segnale e visualizza il valore di ingegneria finale.

Se viene modificato solo un parametro di offset in modo che il livello liquido corrente “guardi corretto,” gli errori di misura significativi possono ancora verificarsi quando il livello del serbatoio cambia.

Pertanto, la messa in servizio del trasmettitore di livello radar dovrebbe normalmente includere:

• ispezione di installazione;

• Configurazione dei parametri di base;

• ispezione eco;

• Configurazione di uscita;

• Verifica Interlock e PLC;

• Test dinamico di cambio di livello.

2. Controllare l'installazione prima di iniziare a Commissionare

Il software di Commissione non può correggere errori di installazione meccanica.

Prima di configurare i parametri, controlla i seguenti elementi:

• Se l'antenna è generalmente orientata verso la superficie liquida misurata;

• Se l'ugello di montaggio è eccessivamente lungo;

• Se l'antenna è ostruita dall'ugello di montaggio;

• Se il radar è installato direttamente sopra l'ingresso di riempimento;

• Se esistono ostacoli evidenti all'interno del raggio radar;

• Se la flangia di montaggio è livello;

• Se qualsiasi tappo protettivo o materiale di imballaggio rimane sull'antenna;

• Se l'ingresso del cavo è correttamente sigillato;

• Se la messa a terra è conforme ai requisiti del sito.

Se il serbatoio contiene agitatori, bobine di riscaldamento, strutture di supporto o altri componenti interni, le distanze approssimativamente dal radar devono essere registrate in anticipo. Queste informazioni possono poi essere utilizzate durante l'analisi della curva dell'eco.

3. Prima Impostare la distanza del vuoto e Full-Tank

La variabile di base misurata dalla maggior parte dei trasmettitori di livello radar è:

La distanza dal piano di riferimento antenna alla superficie del mezzo misurato.

Lo strumento converte quindi questa distanza in un valore di livello in base alla geometria nota del serbatoio.

Utilizzando una definizione comune:

E= distanza di riferimento del vuoto;

D= Distanza corrente dal piano di riferimento radar alla superficie liquida;

L= Livello liquido attuale.

Il rapporto è:

L = E − D

Questa è la logica di base di conversione del livello comunemente utilizzata per la misurazione del tempo di volo.

Per esempio:

La distanza dal fondo del serbatoio al punto di riferimento radar è di 10 m.

Il radar misura attualmente una distanza di 4 m dall'antenna alla superficie liquida.

Il livello liquido è quindi approssimativamente:

10 − 4 = 6 m

Se la distanza a vuoto viene immessa in modo errato da 500 mm, il livello visualizzato attraverso l'intervallo di misura può contenere un corrispondente offset.

4. Confermare quali livelli liquidi corrispondono a 4 mA e 20 mA

L'intervallo di misura 4-20 mA deve corrispondere esattamente alla configurazione del sistema di controllo.

Per esempio:

4 mA = 0 m;

20 mA = 10 m.

Per una gamma completa di 10 m:

12 mA dovrebbero corrispondere a circa 5 m.

Se lo strumento di campo è configurato per 0–10 m ma il PLC è configurato per 0–8 m, il display della sala di controllo sarà ancora errato anche se il radar stesso misura perfettamente.

Durante la messa in servizio, verificare i seguenti parametri sia ai lati dello strumento che del sistema di controllo:

• Strumento LRV;

• Strumento URV;

• Gamma di ingresso analogico PLC;

• Unità di ingegneria;

• Se 4 mA corrisponde al livello basso o alto.

5. Quali metodi possono essere utilizzati per la Commissione di un trasmettitore di livello radar?

I metodi comuni di messa in servizio includono principalmente i seguenti:

5. 1 Modulo di visualizzazione e regolazione locale

I pulsanti o tasti magnetici sullo strumento possono essere utilizzati per configurare:

• Impostazione del vuoto;

• Impostazione full-tank;

• Unità di ingegneria;

• Damping;

• Impostazioni di uscita;

• Tipo medio.

Questo metodo è adatto per la messa in servizio di campo rapido.

5. 2 HART comunicatore portatile

Per i trasmettitori a livello radar che supportano la comunicazione 4–20 mA/HART, un comunicatore HART compatibile può essere utilizzato per leggere i parametri degli strumenti e le informazioni diagnostiche.

5. 3 PC Software di Commissione

Il software di ingegneria può di solito visualizzare informazioni diagnostiche più dettagliate, tra cui:

• Echo Curve;

• Curva della soglia;

• Falsi eco;

• Obiettivo attualmente rilevato;

• Forza del segnale;

• Storia difettosa.

Per i serbatoi complessi, è preferibile analizzare la curva dell'eco attraverso il software di messa in servizio piuttosto che affidarsi solo al valore visualizzato sul LCD.

5. 4 dispositivi Bluetooth o Mobile

Alcuni trasmettitori di livello radar più recenti supportano la configurazione Bluetooth tramite dispositivi mobili. La disponibilità dipende dal modello di strumento specifico.

6. Perché l'Echo Curve Critical è durante la Commissione?

Un trasmettitore di livello radar trasmette onde elettromagnetiche verso la superficie materiale o liquida e riceve i segnali riflessi.

In un vero serbatoio di stoccaggio, lo strumento di solito riceve più di un eco.

I possibili segnali riflettenti includono:

• Echo dell'ugello di montaggio;

• Serbatoio-roof struttura eco;

• Serbatoio-parete eco;

• Echo della scala;

• Eco del riscaldamento;

• Echo Agitatore;

• Echo effettivo della superficie liquida.

Uno degli scopi principali del software di messa in servizio è quello di aiutare gli ingegneri a determinare quale obiettivo il radar è attualmente il monitoraggio.

Processo diagnostico della curva dell'eco di base

Passo 1 - Confrontare la distanza visualizzata:Controllare la distanza o il livello attualmente identificato dal radar.

Fase 2 – Confronta con il livello attuale:Determinare se il valore visualizzato corrisponde alla superficie liquida conosciuta o stimata.

Passo 3 - Controllare le strutture interne:Se la distanza visualizzata è errata, identificare se un ugello, scala, bobina, agitatore o altra struttura esiste a circa quella distanza.

Passo 4 – Analizzare la curva Echo:Confrontare la forza e la posizione del vero livello eco con le vicine false eco.

Passo 5 – Ottimizzare la configurazione:Installazione corretta, regolare i parametri di elaborazione del segnale, o applicare la soppressione del falso eco solo quando necessario.

Se lo strumento visualizza attualmente 3. 2 m ma la superficie liquida effettiva non è chiaramente alla posizione corrispondente, l'ingegnere dovrebbe controllare che cosa struttura serbatoio esiste intorno al 3. 2 m di distanza.

7. Quando dovrebbe essere eseguita la mappatura False-Echo?

False-eco mappatura o falsa-eco soppressione è generalmente utilizzato per sopprimere forti riflessi causati da ostacoli interni fissi.

Si consiglia di eseguire questa funzione solo dopo:

• Il livello liquido effettivo è noto;

• La struttura interna del serbatoio è compresa;

• L'installazione dello strumento è stata finalizzata.

Se il livello liquido effettivo è sconosciuto, o se la vera eco-superficie liquida è accidentalmente inclusa all'interno della gamma di mappatura false eco, la misurazione successiva può fallire.

Pertanto, la soppressione del falso eco è uno strumento di messa in servizio piuttosto che una procedura obbligatoria che deve essere eseguita su ogni progetto.

8. Come dovrebbe essere impostato il Damping Time?

Quando il livello liquido fluttua in modo significativo, alcuni utenti aumentano direttamente il valore di smorzamento.

Questo può rendere la tendenza visualizzata più stabile, ma introduce anche ritardo di risposta.

Il valore di smorzamento appropriato deve essere selezionato in base alle dinamiche di processo effettive.

Per esempio:

• Grandi serbatoi di stoccaggio con cambi di livello molto lenti possono utilizzare un'uscita più liscia con una maggiore umidità;

• Piccoli serbatoi di lotto con riempimento rapido e svuotamento non dovrebbero usare l'umidità eccessiva;

• Le applicazioni che richiedono una rapida risposta di allarme ad alto livello o a basso livello devono prestare particolare attenzione ai tempi di risposta.

Pertanto, un valore di smorzamento più grande non è sempre migliore.

9. Come Eseguire un Test Loop 4–20 mA

Molti trasmettitori di livello radar forniscono una funzione di simulazione di uscita.

Ad esempio, lo strumento può simulare temporaneamente:

• 4 mA;

• 12 mA;

• 20 milioni.

Il display PLC corrispondente può quindi essere controllato:

• 4 mA → 0 %;

• 12 mA → 50 %;

• 20 mA → 100%.

Alcuni strumenti industriali permettono anche all'utente di simulare variabili di processo di distanza o livello per verificare la catena del segnale completa. Funzioni di simulazione simili di corrente-uscita e di processo-variabili sono ampiamente utilizzati nei trasmettitori industriali per verificare il percorso del segnale dallo strumento di campo al sistema di controllo.

Processo di verifica 4-20 mA Loop

Passo 1 – Simulare 4 mA:Confermare che il PLC o DCS visualizza il valore a bassa gamma configurato, tipicamente 0 %.

Passo 2 – Simulare 12 mA:Confermare che il sistema di controllo visualizza circa il 50 % dell'intervallo configurato.

Passo 3 – Simulare 20 mA:Confermare che il PLC o DCS visualizza il valore di fascia superiore configurato, tipicamente al 100%.

Passo 4 – Scala di controllo:Se le percentuali sono corrette ma il valore ingegneristico è sbagliato, verificare la configurazione PLC LRV, URV e engineering-unit.

Passo 5 – Modalità di simulazione di uscita:Dopo il test, ripristinare lo strumento in modalità di misura normale.

Dopo aver completato il test, lo strumento deve essere tolto dalla modalità di simulazione.

Dieci. Accettazione finale dopo Radar Level Transmitter Commissioning

Dopo la messa in servizio, si consiglia di verificare almeno tre punti di misura:

• basso livello;

• Livello medio;

• Alto livello.

Se il riempimento e lo svuotamento effettivo non possono essere eseguiti in condizioni del sito, la lettura del radar può essere controllata contro un livello misurato manualmente, la lettura del manometro, lo strumento storicamente affidabile, o un altro riferimento affidabile.

Il record finale di messa in servizio dovrebbe includere:

• Distanza del vuoto;

• Campo di misura;

• Valori corrispondenti a 4 mA e 20 mA;

• Impostazione di smorzamento;

• Configurazione di default;

• stato di soppressione del False-eco;

• Indirizzo dello strumento;

• Parametri di comunicazione.

Mantenere questi record consente di ripristinare rapidamente la configurazione originale se si verificano problemi in seguito.

FAQ

Q1: Il serbatoio deve essere vuoto prima di commissionare un trasmettitore di livello radar?

A:Di solito no. Tuttavia, il livello liquido corrente o la geometria del serbatoio devono essere accuratamente conosciuti. La posizione effettiva di superficie liquida è particolarmente importante quando si esegue la mappatura a eco falso.

Q2: un trasmettitore di livello radar deve essere calibrato riempiendo il serbatoio con acqua?

A:Il radar non contatto misura principalmente la distanza. In molte applicazioni, non richiede la calibrazione con un liquido standard allo stesso modo di alcuni strumenti analitici. Tuttavia, il punto di riferimento di installazione e l'intervallo di misura devono essere configurati correttamente.

Q3: Come si regolano i valori 4 mA e 20 mA di un trasmettitore di livello radar?

A:Configurare l'LRV e l'URV nelle impostazioni di misura o di uscita corrente e assicurarsi che questi valori corrispondano esattamente alla scala di ingresso analogico del PLC.

Q4: Perché la curva dell'eco dovrebbe essere controllata durante la messa in servizio?

A:L'LCD mostra solo il risultato di misura finale. La curva dell'eco aiuta a determinare se lo strumento sta effettivamente monitorando la superficie liquida o un ostacolo del serbatoio interno.

Q5: Se il livello liquido visualizzato continua a fluttuare, il valore di smorzamento può essere semplicemente aumentato?

A:Aumentare l'umidità può essere utilizzato come metodo di ottimizzazione, ma l'ingegnere deve prima determinare se le fluttuazioni sono causate da false eco, agitazione, schiuma o problemi di installazione.

Q6: Può HART essere utilizzato per commissionare un trasmettitore di livello radar?

A:Si'. Se lo strumento supporta la comunicazione 4–20 mA/HART, gli strumenti HART compatibili possono essere utilizzati per leggere e configurare i parametri pertinenti.

Q7: Cosa dovrebbe essere controllato se la lettura del PLC non corrisponde al display locale del radar?

A:Prima verificare l'intervallo di misura PLC, unità di ingegneria, rapporto di scaling 4-20 mA e cablaggio. Quindi misurare la corrente del loop reale per determinare se il problema è sul lato dello strumento o sul lato del sistema di controllo.

Q8: Quali informazioni sul campo richiede METRAVON per il supporto di messa in servizio radar?

A:Si raccomanda di fornire il modello radar, altezza del serbatoio, medio misurato, foto di installazione, livello attuale corrente, valore del display dello strumento, corrente di uscita e screenshot della curva eco.

Conclusioni

La messa in servizio del trasmettitore di livello radar dovrebbe essere completata nella seguente sequenza:

Sequenza consigliata della Commissione Radar

Passo 1 – Conferma di installazione

Passo 2 – Configurazione parametrica

Passo 3 – Impostazione della gamma di misura

Passo 4 – Analisi Eco

Passo 5 – Test di uscita

Fase 6 – Test di integrazione PLC/DCS

Passo 7 – Verifica della misurazione dinamica

La messa in servizio di alta qualità non è semplicemente di regolare il numero corrente fino a quando non appare corretto. L'obiettivo è quello di garantire che l'intera catena di misura funzioni correttamente attraverso l'intera gamma di misura.

Per i serbatoi di stoccaggio complessi, METRAVON raccomanda di mantenere i parametri di configurazione iniziali e i record di echo-curve durante la messa in servizio del progetto in modo che possano essere utilizzati per la manutenzione futura, la risoluzione dei problemi e l'analisi dei guasti.

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Misuratori di livello radar · Misura di livello

Autore: Arvin · Fonte: Strumenti METRAVON