Instrukcja montażu pływakowego miernika poziomu w zbiornikach przemysłowych

Przewodnik po instalacji miernika poziomu z pływakiem METRAVON dla zastosowań w zbiornikach przemysłowych. Model:

Miernik poziomu z pływakiem mierzy poziom cieczy, śledząc pionową pozycję pływaka, który porusza się wraz z cieczą procesową – zarówno w górę, jak i w dół. W układach magnetostrykcyjnych lub magnetycznych czujników, element unoszący zawiera magnetyk stały, a czujnik wykrywa położenie magnetyczne i przekształca je w ciągły sygnał poziomu.

W zależności od konfiguracji urządzenia, pomiarowany poziom może być przesyłany jako sygnał4-20mA, komunikacja HART lub inny cyfrowy sygnał wyjściowy.Wystarczająca dokładność pomiaru zależy od prawidłowego doboru miernika, precyzyjnego wyrównania mechanicznego, precyzyjnego określenia poziomu odniesienia, odpowiedniego skalowania miernika oraz zgodności z procesem.

1. Przed instalacją sprawdź wszystkie dane dotyczące miernika i procesu.

Przed instalacją porównaj dostarczony miernik z dokumentacją projektową, specyfikacją miernika oraz warunkami procesu.

Dane pomiarowe

Potwierdź zakres pomiarowy, punkt odniesienia, wymaganą dokładność oraz jednostki pomiarowe.

Środek procesowy

Weryfikuj nazwę środka procesowego, jego normalną i minimalną gęstość, lepkość, stopień korozyjności oraz możliwość krystalizacji lub powstawania osadów.

Temperatura i ciśnienie

Upewnij się, że normalne, minimalne oraz maksymalne warunki procesu znajdują się w zakresie dopuszczalnym dla urządzenia.

Interfejs elektryczny

Weryfikuj źródło zasilania, sygnał 4-20mA, komunikację HART, lokalny wyświetlacz oraz wszystkie wymagania dotyczące komunikacji cyfrowej.

Projektacja pływowa musi odpowiadać gęstości cieczy w procesie. Materiał pływający, wymiary, właściwości pływowe oraz klasa odporności na ciśnienie powinny być dobierane w oparciu o rzeczywiste warunki środowiskowe – rodzaj medium, temperaturę i ciśnienie – a nie traktowane jako uniwersalne specyfikacje.

2. Różnicowanie między odniesieniem urządzenia a odniesieniem zbiornika.

W zastosowaniach w zbiornikach często wykorzystuje się dwa różne systemy odniesienia:

• Referencja instrumentu:definiowane przez konstrukcję czujnika, niższy punkt pomiarowy lub punkt odniesienia producenta; punkt odniesienia poziomu zbiornika

• :zazwyczaj definiowane względem dna zbiornika, punktu odniesienia zbiornika lub innego poziomu wyznaczonego w ramach projektu.

Te dwa punkty odniesienia nie zawsze się pokrywają.

Na przykład, jeśli dolny punkt połączenia bocznego znajduje się 200 mm powyżej punktu odniesienia dna zbiornika, a aktywny zakres pomiarowy wynosi 1000 mm, poziom procesowy może być określony jako:

200–1200 mm

choć sam przekaźnik może nadal mierzyć zakres mechaniczny wynoszący 1000 mm. W takim przypadku nadajnik lub system sterowania musi zastosować odpowiedni przesunięcie, aby wartość wyświetlana odpowiadała rzeczywistemu poziomowi w zbiorniku.

Ważne:Ustawienie LRV = 0 oraz URV = odległość między środkami flanżów jest jedynie jedną z możliwych konfiguracji dla niektórych instrumentów typu bypass. Nie stanowi to uniwersalnego reguły dla wszystkich przekaźników poziomu typu float lub magnetostrykcyjnych.

3. Jak należy skonfigurować zero i zakres?

Po zakończeniu montażu mechanicznego najpierw należy ustalić zależność między punktem odniesienia czujnika a punktem odniesienia poziomu projektu. Tylko wtedy należy skonfigurować zakres wyjściowy przesyłacza.

W zależności od przekaźnika zasięg oraz przesunięcie mogą być skonfigurowane lokalnie, za pośrednictwem protokołu HART, albo za pomocą oprogramowania do konfigurowania. Skala DCS lub PLC musi być zgodna z zakresem działania przesyłacza.

4. Dlaczego orientacja pływaka ma znaczenie?

Pływak magnetyczny nie zawsze jest mechanicznie symetryczny. Położenie magnetu wewnętrznego, środka pływania oraz zaprojektowana głębokość zanurzenia są ustalane w trakcie projektowania urządzenia.

Jeśli pływak zostanie usunięty podczas instalacji lub konserwacji, należy go ponownie zamontować w odpowiedniej orientacji. Wiele przemysłowych instrumentów pływających wykorzystuje elementyTOP,orazUP., lub podobny znak orientacyjny wskazujący prawidłowe kierunek.

Przeglądaj znak orientacyjny.

Podczas montażu pływaka przestrzegaj oznaczeń «GÓRNO», «W górę» lub oznaczeń specyficznych dla producenta.

Unikaj uszkodzeń mechanicznych.

Podczas przenoszenia i instalacji nie należy upuszczać lub odkształcać pływaków

potwierdza swobodny ruch

Po zainstalowaniu pływacze muszą być w stanie swobodnie poruszać się w całym zakresie pomiarów bez zaciskania się lub tarcia

5. Dlaczego gęstość płynu wpływa na pomiar poziomu płynnego

Położenie pływaka jest kontrolowane przez pływalność Zmiana gęstości płynu zmienia głębokość zanurzenia pływaka, co powoduje zmianę położenia magnetycznego pływaka w zależności od rzeczywistej powierzchni płynu

W tym celu podczas wybierania należy podać następujące informacje:

• Normalna gęstość płynu

• Minimalna i maksymalna gęstość;

• Oczekiwana zmiana temperatury;

• Czy może wystąpić separacja interfejsu lub fazy.

Jeśli gęstość znacznie się różni, konstrukcja pływaka powinna zostać potwierdzona przez producenta. Modyfikacja polowa samego pływaka na ogół nie jest zalecana.

6. Czy na miejscu jest konieczne obliczenie centrum magnetycznego pływaka?

W większości instalacji przemysłowych nie jest konieczne określanie centrum magnetycznego poprzez wagowanie pływaka i obliczenie go na podstawie zewnętrznych wymiarów.

Ten sposób może być niezuważny, ponieważ obiekt może obejmować:

• Geometrię cylindryczną lub niecylindryczną;

• Wewnętrzny balast;

• Wielu sekcji konstrukcyjnych;

• Położenie magnetu z przesunięciem;

• Specjalną kompensację pływowości.

Właściwym i bardziej niezawodnym rozwiązaniem jest:

Użycie danych referencyjnych producenta.

Wykorzystaj wskazany punkt odniesienia magnetycznego, ustawienie typu „float" oraz zakres gęstości podane wraz z urządzeniem.

Weryfikacja względem znanej wartości poziomu.

Porównanie odczytu nadajnika z wiarygodną wartością odniesienia podczas uruchamiania urządzenia.

Korygowanie konfiguracji nadajnika.

W przypadku potwierdzenia istnienia stałego przesunięcia, dostosuj przesunięcie zerowe, zakresowe lub wyświetlania, stosując zatwierdzoną metodę konfiguracji.

7. Wymagania instalacyjne dla komory bypass

Miernik poziomu magnetycznego typu obwodu bypassowego jest połączony z naczyniem za pośrednictwem górnych i dolnych połączeń procesowych. Poziom cieczy w komorze śledzi poziom w zbiorniku dzięki działaniu układu komórek komunikujących się.

8. Jakie inne kwestie związane z instalacją należy wziąć pod uwagę?

Systemy pomiarowe oparte na magnetycznym pływaniu i efektie magnetostrykcyjnym opierają się na sprzężeniu magnetycznym, dlatego środowisko instalacyjne należy również przeanalizować pod kątem wpływu czynników zewnętrznych.

Silne zewnętrzne pola magnetyczne.

Unikać umieszczania obszaru czujnika bezpośrednio obok silnego sprzętu elektromagnetycznego lub innych źródeł magnetycznych.

Zgięte rury przewodzące.

Podczas transportu i montażu chronić rurę przewodzącą czujnika, aby zapobiec trwałemu zgięciu.

Zakładki oraz wysoka lepkość.

Zanieczyszczenia, krystalizacja lub media o wysokiej lepkości mogą ograniczać ruch płytki pomiarowej i należy wziąć je pod uwagę podczas wyboru oraz planowania konserwacji.

9. Jak integrować sygnał 4-20mA lub HART z systemem DCS lub PLC?

Przenośnik poziomu oparty na efektie magnetostrykcyjnym może przekształcać położenie płytki pomiarowej w standardowy sygnał 4-20mA. W zależności od modelu, dla konfiguracji, diagnostyki oraz zdalnego monitorowania mogą być dostępne również komunikacja HART lub inne formy komunikacji cyfrowej.

Podczas uruchamiania systemu upewnij się o następujących punktach:

• Faktyczny poziom odpowiadający wartościom 4 mA;

• Faktyczny poziom odpowiadający wartościom 20 mA;

• Jednostka inżynierska wykorzystywana przez nadajnik;

• Skalowanie wejść analogowych w systemie DCS lub PLC;

• Konfigurowane zachowanie prądu awaryjnego;

• Adres HART oraz ustawienia komunikacyjne, gdzie to stosowane.

Jeśli lokalny wyświetlacz i dane z systemu DCS nie są zgodne, najpierw sprawdź konfigurację skalowania i przesunięcia, zanim przeprowadzisz regulacje mechaniczne.

10. Jak należy interpretować typowe specyfikacje techniczne?

Poniższa tabela jest ogólnym odniesieniem do wyborudla przemysłowych instrumentów poziomu z pływakiem magnetycznym i magnetostrykcyjnym. Nie należy go traktować jako uniwersalnej specyfikacji dla każdego modelu METRAVON.

Pytania i odpowiedzi: montaż pomiarnika poziomu typu „float"

Pytanie 1: Dlaczego przed montażem należy potwierdzić gęstość cieczy?

A: Płwak działa na zasadzie pływowości, dlatego gęstość cieczy decyduje o głębokości zanurzenia. Jeśli gęstość przekracza zakres projektowy płwakowego urządzenia, jego pozycja może się przesunąć, a w ekstremalnych przypadkach płwak może nie działać poprawnie.

Q2: Czy środek dolnej flangi zawsze odpowiada punktu zerowemu czujnika?

A: Nie. Punkt zerowy zależy od konkretnego projektu urządzenia oraz od standardu pomiarowego wydanego przez producenta. Centrum dolnej płaski może być wykorzystywane jako punkt odniesienia inżynierskiego w niektórych instalacjach typu bypass, jednak nie stanowi ono uniwersalnego regułu.

Q3: Czy wartość LRV powinna zawsze być ustawiona na 0 mm?

A: Nie. LRV i URV powinny być definiowane na podstawie rzeczywistych poziomów odpowiadających wartościom 4 mA i 20 mA, uwzględniając punkt odniesienia czujnika oraz skalowanie systemu sterowania.

Q4: Co się dzieje, jeśli pływacz został zamontowany odwrócony?

A: Nieprawidłowa orientacja może zmienić stosunek między wewnętrznym magnetem, czujnikiem oraz zaprojektowaną głębokością zanurzenia, co może prowadzić do błędu pomiarowego. Pływacz należy zawsze ponownie zamontować zgodnie z oznaczeniem TOP lub innym oznaczeniem orientacji.

Q5: Należy obliczać punkt magnetyczny płytki unoszącej na miejscu?

A: Zazwyczaj nie. Wykorzystuj dane referencyjne producenta oraz zweryfikuj pomiar w porównaniu z znany poziom cieczy. Obliczanie położenia magnetycznego na podstawie masy pływaka oraz wymiarów zewnętrznych może nie uwzględniać istnienia magnetyków wewnętrznych, balastu ani niesymetrycznej konstrukcji.

Q6: Co należy zrobić, jeśli gęstość cieczy ulega zmianie?

A: Najpierw upewnij się, że nowa gęstość pozostaje w zakresie projektowym pływaka. Jeśli pojawi się stały przesunięcie, dostosuj punkt zerowy lub przesunięcie nadajnika zgodnie z zatwierdzoną procedurą, lub – w razie potrzeby – wybierz inny element unoszący się.

Q7: Co najczęściej powoduje, że element unoszący się nie porusza swobodnie?

A: Do powszechnych przyczyn należą: komora nie pionowa, zakrzywiona rura kierująca, krystalizacja, osady, media o wysokiej lepkości oraz uszkodzenia mechaniczne płytki pomiarowej.

Q8: Jak należy zweryfikować dokładność po instalacji?

A: Porównaj rzeczywistą poziom, lokalny wskaźnik oraz wartość odczytu w systemie 4-20mA lub DCS w jednym lub więcej znanych punktach poziomu i upewnij się, że tendencja zmian jest spójna w całym zakresie pomiarowym.

Pytanie 9: Jakie informacje METRAVON Potrzebujesz wyboru miernika poziomu pływaka?

A: Prosimy o podanie następujących danych: konfiguracji zbiornika, zakresu pomiarowego, minimalnej oraz normalnej gęstości cieczy, lepkości, temperatury, ciśnienia, połączeń procesowych, sposobu montażu, wymagań dotyczących wyjściowych sygnałów, wymogów dotyczących stref ryzyka oraz zdjęć instalacji.

Podsumowanie

Precyzyjne pomiar poziomu płynu napędzanego przez float zależy od następujących czynników: prawidłowego wyboru typu float dla gęstości procesu (), jasno zdefiniowanego punktu odniesienia mechanicznego, odpowiedniej orientacji floata, właściwej konfiguracji zakresu pomiarowego, pionowej pozycji komory oraz poprawnego skalowania między nadajnikiem a systemem sterującym ().

W systemach magnetostrykcyjnych oraz systemach magnetycznych typu bypass, pływacz i układ czujnika magnetycznego stanowią nieodłączne elementy konstrukcji urządzenia pomiarowego. Instalacja oraz uruchomienie systemu powinny zatem odbywać się zgodnie z wytycznymi producenta oraz zatwierdzonym procedurą kalibracji, a nie na podstawie nieweryfikowanych obliczeń na polu operacyjnym dotyczących położenia ośrodka magnetycznego.

W przypadku projektów METRAVON podczas selekcji należy potwierdzić geometrię zbiornika, gęstość cieczy, temperaturę, ciśnienie, połączenie procesowe, zakres pomiarowy i wymagania komunikacyjne, aby pływak, zasięg wykrywania, nadajnik i zwilżone materiały mogły być prawidłowo dopasowane do aplikacji.