Napredne dijagnostičke karakteristike transmitera pritiska EJX serije. Dodatna oprema Impulsna cijev za t 04.01 005

Yokogawa je razvila dijagnostiku začepljenja i funkcije praćenja impulsnog grijanja cijevi posebno za transmitere tlaka EJX serije. Ovaj članak daje opis naprednih dijagnostičkih funkcija s digitalnom komunikacijom preko FOUNDATION Fieldbus i HART protokola.

OOO Yokogawa Electric CIS, Moskva

Uvod

Pretpostavlja se da instrumentacija treba da bude opremljena dijagnostičkim funkcijama kako bi se sprečili abnormalni procesni uslovi i, pored toga, trebalo bi obezbediti mogućnost njihovog proširenja. Dijagnostičke informacije zasnovane na različitim parametrima fizičkog procesa mjerenih instrumentima i njihova daljnja upotreba omogućavaju korisniku da smanji količinu rutinskog održavanja i samim tim smanji troškove održavanja. Instrumentacija s naprednim dijagnostičkim funkcijama poboljšava kontrolu procesa i smanjuje troškove održavanja (1).

Yokogawa EJX serija transmitera pritiska dijagnostikuje uključivanje impulsnog cjevovoda koji se koristi za prijenos procesnog tlaka do transmitera i nadgleda stanje sistema grijanja impulsnog cjevovoda na tačkama procesnog povezivanja. Prva funkcija, detekcija začepljenja u impulsnim cijevima, temelji se na korištenju fluktuacija tlaka radnog medija koje se javljaju u cijevima. Druga funkcija, kontrola sistema grijanja impulsnih cijevi, koji je dizajniran da spriječi hlađenje medija u cijevima, zasniva se na korištenju temperaturnog gradijenta koji odgovara toplinskom otporu unutar senzora. Za razliku od funkcija samodijagnostike, ove funkcije se nazivaju naprednim dijagnostičkim funkcijama transmitera tlaka EJX serije. Na sl. 1 prikazuje konfiguraciju dijagnostičkih funkcija.

Rice. jedan. Konfiguriranje dijagnostičkih funkcija u instrumentima serije EJX

Yokogawini specijalizovani tehnički izveštaji (2), (3) pružiće stručnjacima detaljniji opis gore navedenih funkcija i njihovog rada.

Pregled naprednih dijagnostičkih funkcija

Napredne dijagnostičke karakteristike transmitera pritiska EJX serije za diferencijalni, apsolutni i granični pritisak i temperaturu mogu detektovati abnormalne procesne uslove praćenjem uslova procesa korišćenjem specifičnih algoritama, o čemu će biti reči kasnije.

Detekcija začepljenja u impulsnim cijevima

Transmiteri pritiska mere pritisak procesnog fluida koji im se dovodi kroz impulsne cevi. Impulsni cevovod koji povezuje procesne izlaze sa transmiterom mora precizno prenositi procesni pritisak. Ako se, na primjer, plin nakuplja u cijevi ispunjenoj tekućinom tijekom naduvavanja ili se kanal začepi, dolazi do fluktuacija tlaka, počinje se neprecizno prenositi, a greška mjerenja se povećava. Stoga je preduslov za tačna mjerenja mogućnost korištenja senzora sa naprednim funkcijama za otkrivanje začepljenja u cijevima smanjenjem amplitude fluktuacije tlaka kada su impulsne cijevi blokirane, odnosno poređenjem stepena slabljenja amplitude fluktuacija pritiska sa početnim vrednostima dobijenim pri merenju pritiska u normalnim uslovima.

Na sl. Slika 2 prikazuje tipičnu instalaciju impulsnog cjevovoda za transmiter diferencijalnog pritiska i šematski dijagram koji pokazuje kako se amplituda fluktuacije pritiska mijenja u normalnim uvjetima i kada je blokiran.

Rice. 2. Ugradnja impulsnog cjevovoda za transmiter diferencijalnog pritiska i prigušivanje amplitude fluktuacija pritiska

Praćenje statusa impulsnog cevovodnog sistema grejanja

Željena temperatura pare i grijača, koji održava temperaturu impulsnih cijevi, kontrolira se mjerenjem temperature prirubnice, koja se utvrđuje na osnovu temperatura kapsule i senzorskog pojačala. Na sl. 3 prikazuje tipičan dizajn sistema grijanja sa impulsnom cijevi, koji se sastoji od bakarne parne cijevi, impulsne cijevi i izolacijskog materijala, a na sl. Slika 4 prikazuje grafikon iz kojeg se može procijeniti temperatura prirubnice na osnovu temperatura kapsule i pojačala.

Rice. 3. Impulsni cijevni sistem grijanja

Rice. 4. Procjena temperature prirubnice na osnovu temperatura kapsule i pojačala

Primjena naprednih dijagnostičkih funkcija u transmiterima tlaka EJX serije

Predajnici pritiska serije EJX mogu dijagnosticirati blokirane impulsne cijevi na strani visokog tlaka, strani niskog tlaka ili oboje. Ovo je omogućeno upotrebom višeparametarskog silicijumskog rezonantnog senzora koji može istovremeno da meri diferencijalni pritisak, statički pritisak na visokoj strani i statički pritisak na niskoj strani (4). Zbog toga su transmiteri pritiska serije EJX dizajnirani ne samo za merenje diferencijalnog pritiska i detekcije nivoa, već i za detekciju začepljenja impulsnih cevi na strani merenja pritiska koristeći isti princip merenja. Mogu se koristiti za kontrolu temperature prirubnice bilo kojeg strukturalnog oblika, jer se proizvodi na osnovu temperatura kapsule i pojačala.

Napredna dijagnostika senzora pritiska dostupna je na svim modelima koji podržavaju FOUNDATION Fieldbus i HART digitalne komunikacione protokole. U tabeli. Tabela 1 navodi modele transmitera pritiska serije EJX i opcije detekcije začepljenja za svaki model.

Tabela 1. Modeli serije EJX i primjenjivi objekti za detekciju začepljenja

U tabeli. Tabela 2 prikazuje karakteristike senzora sa naprednim dijagnostičkim funkcijama za dva digitalna komunikacijska protokola FOUNDATION Fieldbus i HART. Razlika se uočava u namjeni dijagnostičkih alarmnih izlaza, broju alarmnih postavki itd.

Tabela 2. Karakteristike naprednih dijagnostičkih funkcija

Napredna obrada dijagnostičkih podataka

Na sl. 5 prikazan je redoslijed radnji koje se izvode prilikom obrade naprednih dijagnostičkih podataka, a u tabeli. 3 prikazuje izlazne parametre koji se odnose na odgovarajuću dijagnostiku.

Rice. 5. Napredni dijagnostički algoritam

Tabela 3 Dijagnostički izlaz

Yokogawa EJX serija transmitera pritiska detektuje začepljenje impulsnih cevi detektujući fluktuacije u diferencijalnom pritisku, na visokoj strani statičkog pritiska i na niskom statičkom pritisku na svakih 100 ms ili 135 ms, a zatim statistički obrađuju rezultate na osnovu podataka. Za svaki dijagnostički period bitne su sljedeće karakteristike: odnos fluktuacija nominalnih i dijagnostikovanih vrijednosti, kao i stepen blokiranja, određen na osnovu korelacije fluktuacija tlaka. Imajte na umu da se dijagnostički period može promijeniti pomoću odgovarajuće postavke.

Praćenjem stanja impulsnog cevovodnog sistema grejanja u intervalima od 1 sekunde, temperatura prirubnice se utvrđuje na osnovu temperatura kapsule i pojačala i upoređuje se sa gornjim i donjim pragom, vrši se odgovarajuća procena.

Dok sistem procjenjuje sve parametre, odabiru se potrebni dijagnostički parametri i rezultujući dijagnostički rezultat se emituje prema postavci izlaza alarma.

Kada se koristi FOUNDATION Fieldbus komunikacijski protokol, dijagnostički alarmi se prikazuju ne samo u izlaznoj vrijednosti statusa, već iu izlazu analognog ulaza (AI) funkcijskog bloka. Kada se koristi HART komunikacijski protokol, dostupni izlazi nisu samo analogni 4-20 mA rez i rezervni, već i kontaktni izlaz.

Ispod je opis osnovnih postupaka za dijagnosticiranje začepljenih impulsnih cjevovoda i praćenje stanja sistema grijanja impulsnih cjevovoda.

Algoritam za dijagnosticiranje blokade impulsnih cijevi

Glavni korak u procesu dijagnosticiranja začepljenih impulsnih cijevi je praćenje fluktuacija tlaka. Blokada se utvrđuje poređenjem vrijednosti promjene tlaka trenutnog procesa sa nominalnom vrijednošću koja odgovara tlaku radnog stanja. U osnovi, pri visokim diferencijalnim i statičkim pritiscima, vrijednosti fluktuacije su također visoke, tako da je proces detekcije blokade stabilan. Međutim, ako se mjeri nivo ili pritisak visoko viskoznog procesnog medija sa indeksom viskoznosti većim od 10 cSt, ili je medij koji se mjeri plin, onda se mora uzeti u obzir da vrijednosti fluktuacije tlaka ne bi trebale biti biti visoka kako ne bi došlo do greške u mjerenju.

Dijagnostika blokade se vrši u sljedećem redoslijedu: postavljanje nominalnih vrijednosti, simulacija situacije sa potvrdom detekcije začepljenja i stvarna detekcija blokade. Simulacija situacije blokade cijevi se izvodi pomoću troventilnog razdjelnika ili zapornog ventila montiranog na impulsne cijevi.

U ovom slučaju, nominalne vrijednosti fluktuacija tlaka su prilično velike. Mora se odabrati minimalna granica vrijednosti fluktuacije tlaka za obavljanje dijagnostike. Dijagnostika će biti moguća samo ako vrijednosti fluktuacije tlaka prelaze postavljenu minimalnu granicu.

Parametri dijagnostičke funkcije su konfigurisani pomoću softverskog paketa PRM (Plant Resource Manager) za integrisano upravljanje uređajima i čarobnjaka za upravljanje raznovrsnim uređajima FieldMate koji je razvio Yokogawa (5), (6).

Algoritam za praćenje stanja impulsnog cijevnog sistema grijanja

Budući da se temperatura prirubnice određuje na osnovu temperatura kapsule i senzorskog pojačala, potrebno je odrediti odgovarajući faktor za njeno izračunavanje.

Da biste to učinili, prije izvođenja dijagnostičke procedure, potrebno je zagrijati prirubnicu i izmjeriti njenu temperaturu. Nakon toga se u uređaju postavlja primljeni koeficijent, kao i pragovi alarma za visoke i niske temperature.

Algoritam za odabir upozorenja

Na sl. 6 prikazuje dijagram za odabir alarma za senzore pritiska sa vrstom komunikacije pomoću HART protokola. Rezultati dijagnostike blokade i greške temperature prirubnice pohranjuju se u parametru Diag Error, a izlaz i prikaz rezultata određuju se pomoću opcije Diag.

Rice. 6. Alarm (za digitalnu HART komunikaciju)

Kada se koristi komunikacijski protokol FOUNDATION Fieldbus, rezultati dijagnostike su sadržani u parametru DIAG_ERR, a izlazni podaci se određuju parametrom DIAG_OPTION.

Grafički korisnički interfejs (GUI) za naprednu dijagnostiku

Device Type Manager (DTM) softvera FieldMate ima namjenski korisnički interfejs, prikazan na slici 1. 7, uz pomoć kojih se postavljaju i kontroliraju različiti parametri senzora. GUI sučelje olakšava dobivanje nominalne vrijednosti za dijagnosticiranje blokade i temperaturnog koeficijenta prirubnice, te olakšava odabir zaštite alarma.

Rice. 7. Primjer sistemskog interfejsa

Vrijednosti fluktuacije tlaka i stepen blokade mogu se promatrati i kontrolirati na karticama prozora (Device Viewer) softvera FieldMate. Na sl. 8 prikazuje primjere ovih kartica. Promjene dijagnostičkih podataka do kojih dolazi kada se ventil okrene mogu se vizualizirati tijekom modulacije začepljenja koja se izvodi prilikom postavljanja dijagnostike blokade.

Rice. osam. Primjeri ekrana sa dijagnostičkim informacijama i promjena informacija u Device Vieweru

Zaključak

Arhiviranje dijagnostičkih informacija dobijenih korišćenjem uređaja opisanih u članku i njihova dalja analiza omogućavaju tačnu dijagnostiku i kontrolu tehnoloških procesa. Ovo se radi korišćenjem transmitera pritiska serije EJX i Yokogawa softverskog paketa za integrisano upravljanje uređajima PRM (Plant Resource Manager).

Zbog nedavnog povećanja obima različitih operacija tehnološkog procesa u proizvodnji, potrebna je instrumentacija sa naprednim dijagnostičkim funkcijama za poboljšanje funkcionalnosti i tačnosti mjerenja. Yokogawa proizvodi ne samo da ispunjavaju sve gore navedene zahtjeve, već omogućavaju i vrhunska rješenja.

Impulsne cijevi su pomoćna oprema koja se koristi sa kontrolnim i mjernim uređajima radnog medija cjevovoda - pretvaračima, manometrima, senzorima pritiska/vakuma. Instalacija uređaja se vrši na procesnom cjevovodu. Dozvoljeno je povezivanje sa nekim uređajima automatizovanog sistema. Temperatura radnog okruženja se smanjuje na nivo potreban za interakciju sa mernom opremom. Pomaže u smanjenju prenapona pritiska, eliminiše vibracije.

Postoje dvije opcije za dizajn impulsnih cijevi za spajanje na cjevovod - navojne i zavarene. Zahvaljujući ovom uređaju povećana je otpornost kontrolno-mjernih uređaja na uticaj nepovoljnih klimatskih uslova i agresivnog radnog okruženja. Široko se koristi u oblastima toplotnih mreža, kao deo opreme grejnih mesta.

Impulsne cevi oslobađaju pritisak, obezbeđuju povezivanje uređaja koji regulišu pritisak i protok radnog medija, sa impulsnom linijom. Smatra se pristupačnim načinom za mjerenje medija visoke temperature (osim ako oprema za mjerenje i upravljanje nije dizajnirana za rukovanje tekućinama visoke temperature).

Efikasnost uređaja određena je dužinom - 1 metar je dovoljan za smanjenje temperature za 80 stepeni. Uobičajeni materijali za proizvodnju su bakar, čelik. Tabela veličina impulsnih cijevi ovisno o materijalu:

Jedan kraj cijevi spojen je na cjevovod ili aparat s radnim medijem, drugi - na mjerni uređaj. Navoj na strani priključka na izvor pritiska je G1/2, strana priključka na senzor je prema navoju senzora.

Izbor impulsnog cjevovoda u potpunosti je određen radnim uvjetima i planiranim priključcima. Dostupan sa unutrašnjim i spoljnim navojem, u različitim dužinama. Tipične bakarne modifikacije mogu da rade sa sistemima koji imaju pritisak unutar 87 bara (dozvoljeni pritisak u oblastima sa armaturom je 30 bara) i pogodne su za ugradnju. Mekoća materijala omogućava vam da uređaju date željeni oblik i položite cijev na trajno postavljeni kontrolni uređaj (bez upotrebe dodatnih alata).

Standardna dužina cijevi je metar, moguće je izraditi modifikacije bilo koje dužine, s bilo kojim mogućnostima povezivanja. Kupovina uređaja je moguća i ako nije poznata potrebna dužina. Kupuje se cijev očito veće dužine (sa pripremljenim priključcima na krajevima), višak se odsiječe prilikom ugradnje, rezovi se fiksiraju steznim spojevima.

Impulsna cijev se koristi za rasterećenje pritiska, povezujući impulsne vodove sa regulatorima protoka i pritiska. Osim toga, to je još jedno jeftino rješenje za visoke temperature medija. Svaki metar impulsne cijevi snižava temperaturu medija za oko 80 stepeni. Obično se koriste čelične ili bakrene impulsne cijevi. Jedan kraj impulsne cijevi, spojen na izvor pritiska, ima najpogodniji navoj za montažu G1/2, a drugi kraj, povezan sa predajnikom ili regulatorom, ima navoj koji odgovara navoju opreme.

Na primjer: radi lakše ugradnje senzora tlaka, AQUA-KIP nudi cijev za dovod tlaka (bakar) sa navojnim unutrašnjim i vanjskim priključcima bilo koje dužine za dovod tlaka. Bakarna cijev izdržava pritiske do 87 bara i istovremeno se lako savija, što omogućava da se bez mnogo truda i dodatnog alata položi na mjesto od tlačne slavine do uređaja.

karakteristike:

Bakarna cijev: 10x1

Pritisak (max): 87 bara (30 bara za navojne spojeve)

Temperatura: -25+210 S

Navoj za spajanje procesa i uređaja: G1/2, G1/4, G3/8 (navedite interni ili vanjski na zahtjev)

Cijena je za impulsnu cijev dužine 1 metar sa navojem G1/2.

Dužina: 1 metar

Za dobijanje gasnih tokova sa nadzvučnim i hipersoničnim brzinama, u kojima se oticanje radnog gasa dešava iz zatvorene zapremine - pretkomora. Dijafragma je ugrađena u podzvučni dio mlaznice (vidi sliku), koja odvaja predkomoru od plinskodinamičkog puta cijevi. Predkomora se puni komprimiranim plinom, a u preostalim elementima cijevi stvara se razrjeđivanje (10–1 Pa). Kao rezultat snažnog električnog pražnjenja kondenzatorske banke ili induktivnog uređaja za skladištenje, radni plin se zagrijava u pretkomori, njegova temperatura i tlak se povećavaju na vrijednosti T 0 ≈(3—5)*10 3 K i str 0 ≈(2—3)*10 8 Pa. Nakon toga dolazi do loma dijafragme, a plin kroz mlaznicu ulazi u radni dio, a zatim u vakuumski spremnik. Isticanje gasa je praćeno padom pritiska i temperature u pretkomori zbog širenja gasa i gubitaka toplote na zidove cevi, ali se u radnom delu tokom režima rada praktično ne menja tokom vremena i određuje se. uglavnom odnosom površina izlaznih i kritičnih sekcija mlaznica. Trajanje režima rada (impuls - otuda i naziv) u I. t. iznosi 50-100 ms, što je dovoljno za različite vrste aerodinamičkih ispitivanja.

Kratko vrijeme izlaganja gustom visokotemperaturnom plinu elementima cijevi i modela otklanja ozbiljna ograničenja na materijale koji se koriste za izradu cijevi i modela i mjerne opreme, eliminiše upotrebu složenih rashladnih sistema, a samim tim značajno pojednostavljuje i smanjuje troškove eksperimenata.

AT I. t. stoga je moguće dobiti vrlo velike Reynoldsove brojeve I. t. omogućavaju testiranje modela aviona u uslovima bliskim prirodnim. Međutim, nestacionarnost toka i kontaminacija toka gasa produktima razaranja elektroda i zidova predkomora ograničavaju mogućnosti I. t.

A. L. Iskra.

Enciklopedija "Vazduhoplovstvo". - M.: Velika ruska enciklopedija. Svishchev G. G. . 1998 .

Pogledajte šta je "impulsna cijev" u drugim rječnicima:

Impulsna cijev- aerotunel za dobijanje strujanja gasa sa super i hipersoničnim brzinama, u kojem se oticanje radnog gasa dešava iz zatvorene zapremine pretkomora. U podzvučnom dijelu mlaznice ugrađena je dijafragma koja odvaja predkomoru od ... ... Enciklopedija tehnologije

Šema impulsne cijevi. Impulsna cijev - aerotunel za dobivanje strujanja plina sa nadzvučnim i hipersoničnim brzinama, u kojem se otjecanje radnog plina odvija iz zatvorenog volumena - pretkomora. U podzvučnom dijelu mlaznice ... ... Enciklopedija "Vazduhoplovstvo"

magnetno impulsno zavarivanje- Zavarivanje pritiskom, pri čemu se spajanje vrši kao rezultat sudara dijelova koji se zavaruju, prepoznatih po utjecaju impulsnog magnetnog polja. [GOST 2601 84] [Terminološki rečnik za konstrukciju na 12 jezika (VNIIIS ... ... Priručnik tehničkog prevodioca

Zavarivanje magnetnim impulsom- 46. Magnetsko impulsno zavarivanje Zavarivanje pritiskom, pri čemu se spajanje vrši kao rezultat sudara delova koji se zavaruju, a prepoznaje se po uticaju impulsnog magnetnog polja Izvor: GOST 2601 84: Zavarivanje metala. Uslovi i...

GOST R ISO 857-1-2009: Zavarivanje i srodni procesi. Vokabular. Dio 1. Procesi zavarivanja metala. Termini i definicije- Terminologija GOST R ISO 857 1 2009: Zavarivanje i srodni procesi. Vokabular. Dio 1. Procesi zavarivanja metala. Termini i definicije originalnog dokumenta: 6.4 automatsko zavarivanje: Zavarivanje u kojem su sve operacije mehanizovane (vidi tabelu 1). ... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

GOST 23769-79: Elektronski uređaji i uređaji za zaštitu mikrotalasa. Termini, definicije i slova- Terminologija GOST 23769 79: Elektronski uređaji i uređaji za zaštitu mikrotalasa. Termini, definicije i slovne oznake original dokumenta: 39. π vrsta vibracija Ndp. Antifazni način oscilovanja Vrsta oscilovanja u kojoj se visokofrekventni naponi ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije