Funciones de diagnóstico avanzadas para sensores de presión de la serie EJX. Equipo adicional Tubería de superficie de tubo de impulso con elementos de montaje
Yokogawa ha desarrollado funciones de monitoreo de calentamiento de tubos de impulso y detección de obstrucciones específicamente para los transmisores de presión de la serie EJX. Este artículo describe funciones de diagnóstico avanzadas con comunicaciones digitales utilizando los protocolos FOUNDATION Fieldbus y HART.
Yokogawa Electric CIS LLC, Moscú
Introducción
Se supone que los instrumentos de control y medición deben estar equipados con funciones de diagnóstico que permitan prevenir condiciones anormales del proceso y, además, se debe brindar la posibilidad de su expansión. Información de diagnóstico basada en varios parámetros. proceso fisico medido por instrumentos y su uso posterior permiten al usuario reducir la cantidad de mantenimiento de rutina y así reducir el costo de su implementación. La instrumentación con capacidades de diagnóstico avanzadas mejora las capacidades de control de procesos y reduce los costos de producción. mantenimiento (1).
Los transmisores de presión Yokogawa serie EJX diagnostican bloqueos en la tubería de impulso utilizada para transmitir la presión del proceso al sensor y monitorean la condición del sistema de calentamiento de la tubería de impulso en las conexiones del proceso. La primera función, la detección de obstrucciones en los tubos de impulso, se basa en el aprovechamiento de las fluctuaciones de presión del medio de trabajo que se producen en los tubos. Otra función es el control del sistema de calentamiento de los tubos de impulso, diseñado para evitar que el fluido en los tubos se enfríe, basándose en el uso de un gradiente de temperatura correspondiente a la resistencia térmica dentro del sensor. A diferencia de las funciones de autodiagnóstico, estas funciones se denominan funciones de diagnóstico avanzadas de los sensores de presión de la serie EJX. En la figura. 1 muestra la configuración de las funciones de diagnóstico.
Arroz. 1. Configuración de funciones de diagnóstico en instrumentos de la serie EJX.
En los informes técnicos específicos de Yokogawa (2), (3), los especialistas pueden estudiar una descripción más detallada de las funciones anteriores y de cómo funcionan.
Descripción general de las funciones de diagnóstico avanzadas
Capacidades de diagnóstico mejoradas de los transmisores de presión de la serie EJX para presión diferencial, absoluta y presión demasiada, así como la temperatura, permiten detectar condiciones anormales del proceso monitoreando el estado del entorno del proceso utilizando algoritmos especiales, que se discutirán a continuación.
Detección de obstrucciones en tubos de impulso.
Los sensores de presión miden la presión del fluido de proceso que se les suministra a través de tubos de impulso. La tubería de impulso que conecta las salidas del proceso al transmisor debe transmitir con precisión la presión del proceso. Si, por ejemplo, durante el inflado se acumula gas en un tubo lleno de líquido o el canal se obstruye, se producen fluctuaciones de presión, comienza a transmitirse de forma imprecisa y aumenta el error de medición. Es por eso una condición necesaria mediciones precisas es la posibilidad de utilizar sensores con funciones avanzadas para determinar la obstrucción en los tubos para reducir la amplitud de las fluctuaciones de presión al bloquear los tubos de impulso, es decir, comparando el grado de atenuación de la amplitud de las fluctuaciones de presión con los valores iniciales obtenidos. al medir la presión en condiciones normales.
En la figura. La Figura 2 muestra una instalación típica de tubos de impulso para un sensor de presión diferencial y un diagrama esquemático que da una idea del cambio en la amplitud de las fluctuaciones de presión en condiciones normales y durante el bloqueo.
Arroz. 2. Instalación de tubos de impulso para un sensor de presión diferencial y atenuación de la amplitud de las fluctuaciones de presión.
Monitoreo del estado del sistema de calefacción del tubo de impulso.
Temperatura requerida El vapor y el calentador, que mantienen la temperatura de los tubos de impulso, se controlan midiendo la temperatura de la brida, determinada en función de las temperaturas de la cápsula y del amplificador del sensor. En la figura. 3 presentados diseño estándar Sistema de calentamiento por tubo de impulso, compuesto por un tubo de cobre para vapor, un tubo de impulso y material aislante, y en la Fig. La Figura 4 muestra un gráfico a partir del cual se puede estimar la temperatura de la brida en función de las temperaturas de la cápsula y el amplificador.
Arroz. 3. Sistema de calefacción por tubo de impulso.
Arroz. 4. Estimación de la temperatura de la brida basada en las temperaturas de la cápsula y del amplificador.
Aplicación de funciones de diagnóstico avanzadas en sensores de presión de la serie EJX
Los sensores de presión de la serie EJX son capaces de diagnosticar el bloqueo de los tubos de impulso en el lateral. presión alta, al lado baja presión o en ambos lados. Esto es posible mediante el uso de un elemento sensor resonante de silicio multiparamétrico que puede medir simultáneamente la presión diferencial, la presión estática del lado alto y la presión estática del lado bajo (4). Por lo tanto, los sensores de presión de la serie EJX están diseñados no solo para la medición de presión diferencial y la detección de nivel, sino también para la detección de obstrucciones en las tuberías de impulso en el lado de medición de presión utilizando el mismo principio de medición. Con su ayuda se puede controlar la temperatura de la brida de cualquier forma de diseño, ya que se basa en las temperaturas de la cápsula y el amplificador.
Los diagnósticos avanzados del transmisor de presión están disponibles en todos los modelos que admiten los protocolos de comunicaciones digitales FOUNDATION Fieldbus y HART. en la mesa 1 muestra una lista de modelos de sensores de presión de la serie EJX y opciones de detección de obstrucción para cada uno de los modelos presentados.
Tabla 1. Modelos de la serie EJX y objetos de detección de bloqueo aplicables
en la mesa La Figura 2 muestra las características de los sensores con funciones de diagnóstico avanzadas para los dos protocolos de comunicaciones digitales FOUNDATION Fieldbus y HART. La diferencia se observa en el propósito de las salidas de alarma de diagnóstico, el número de configuraciones de alarma, etc.
Tabla 2. Características de las funciones de diagnóstico avanzadas
Procesamiento de datos de diagnóstico avanzado
En la figura. La Tabla 5 muestra la secuencia de acciones realizadas al procesar datos de diagnóstico avanzado y la tabla. La Figura 3 muestra los parámetros de salida relacionados con los diagnósticos correspondientes.
Arroz. 5. Algoritmo de diagnóstico avanzado
Tabla 3. Salida relacionada con el diagnóstico
Los sensores de presión de la serie Yokogawa EJX diagnostican obstrucciones en tubos de impulso detectando fluctuaciones en la presión diferencial, la presión estática del lado alto y la presión estática del lado bajo a intervalos de cada 100 ms o 135 ms, y luego procesan estadísticamente los resultados en función de los datos. . Para cada período de diagnóstico características importantes son los siguientes: la relación de fluctuaciones de los valores nominal y diagnosticado, así como el grado de bloqueo, determinado en base a la correlación de las fluctuaciones de presión. Tenga en cuenta que el período de diagnóstico se puede cambiar mediante la configuración adecuada.
Al monitorear el estado del sistema de calentamiento del tubo de impulso a intervalos de 1 segundo, la temperatura de la brida se determina en función de las temperaturas de la cápsula y del amplificador y se realiza una estimación adecuada comparando el valor obtenido con los valores de umbral superior e inferior.
Mientras el sistema evalúa todos los parámetros, se seleccionan los parámetros de diagnóstico requeridos y, de acuerdo con la configuración de salida de alarma, se muestra el resultado del diagnóstico resultante.
Cuando se utiliza el protocolo de comunicación FOUNDATION Fieldbus, las alarmas de diagnóstico se muestran no solo en el valor de salida de estado, sino también en la salida de entrada analógica (AI) del bloque de funciones. Cuando se utiliza el protocolo de comunicación HART, las salidas disponibles no son solo la alarma y el corte de señal analógica de 4-20 mA, sino también una salida de contacto.
A continuación se muestra una descripción de los procedimientos básicos realizados al diagnosticar obstrucciones en los tubos de impulso y monitorear el estado del sistema de calefacción de los tubos de impulso.
Algoritmo para diagnosticar el bloqueo de los tubos de impulso.
El paso principal en el proceso de diagnóstico de la obstrucción de los tubos de impulso es controlar las fluctuaciones de presión. El bloqueo se determina comparando los valores de fluctuación de presión del proceso actual con el valor nominal correspondiente a la presión de funcionamiento. Principalmente cuando valores altos Los valores de fluctuación de presión estática y diferencial también son altos, por lo que el proceso de detección de bloqueo es estable. Sin embargo, si se mide el nivel o la presión de un fluido de proceso altamente viscoso con un coeficiente de viscosidad de más de 10 cSt, o el medio que se mide es un gas, entonces se debe tener en cuenta que los valores de las fluctuaciones de presión no debe ser alto para que no se produzca un error de medición.
El diagnóstico de bloqueo se realiza en la siguiente secuencia: configuración de valores nominales, simulación de la situación con confirmación de detección de bloqueo y detección de bloqueo en condiciones reales. La simulación de una situación de bloqueo de un tubo se realiza utilizando un colector de tres válvulas o válvula de cierre, montado sobre tubos de impulso.
Al mismo tiempo, los valores nominales de las fluctuaciones de presión son bastante grandes. Para realizar el diagnóstico, es necesario seleccionar el límite mínimo para el valor de fluctuación de presión. El diagnóstico solo será posible si los valores de fluctuación de presión exceden el límite mínimo especificado.
Los parámetros de la función de diagnóstico se configuran utilizando el paquete de software de administración de dispositivos integrado PRM (Plant Resource Manager) y los paquetes de software FieldMate del asistente de administración de dispositivos versátiles desarrollados por Yokogawa (5), (6).
Algoritmo para monitorear el estado del sistema de calefacción del tubo de impulso.
Dado que la temperatura de la brida se determina en función de las temperaturas de la cápsula y del amplificador del sensor, es necesario determinar el coeficiente apropiado para su cálculo.
Para ello, antes de realizar el procedimiento de diagnóstico, es necesario calentar la brida y medir su temperatura. Después de esto, el coeficiente resultante se establece en el dispositivo, así como los umbrales de alarma para temperaturas altas y bajas.
Algoritmo de selección de alerta de alarma
En la figura. La Figura 6 muestra un diagrama de selección de alarmas para sensores de presión con tipo de comunicación mediante protocolo HART. El diagnóstico de bloqueo resultante y el error de temperatura de la brida se almacenan en el parámetro Error de diagnóstico, y la opción de diagnóstico determina la salida y visualización de los resultados.
Arroz. 6. Alarma (para comunicación digital vía protocolo HART)
Cuando se utiliza el protocolo de comunicación FOUNDATION Fieldbus, los resultados del diagnóstico están contenidos en el parámetro DIAG_ERR y los datos de salida están determinados por el parámetro DIAG_OPTION.
Interfaz gráfica de usuario (GUI) para diagnósticos avanzados
Administrador de tipo de dispositivo (DTM) software FieldMate está equipado con una interfaz de usuario especial que se muestra en la Fig. 7, con cuya ayuda se ajustan y supervisan diversos parámetros del sensor. La interfaz GUI facilita la obtención del valor nominal para el diagnóstico de bloqueo y el coeficiente de temperatura de la brida, y también facilita la selección de la protección de alarma.
Arroz. 7. Ejemplo de interfaz del sistema
Los valores de oscilación de presión y los niveles de bloqueo se pueden observar y controlar en las pestañas del Visor de dispositivos del software FieldMate. En la figura. 8 muestra ejemplos de estas pestañas. Los cambios en los datos de diagnóstico que ocurren cuando se gira la válvula se pueden visualizar durante la modulación de bloqueo realizada al configurar el diagnóstico de bloqueo.
Arroz. 8. Ejemplos de pantallas de información de diagnóstico e información cambiante en Device Viewer
Conclusión
Archivar la información de diagnóstico obtenida como resultado del uso de los dispositivos descritos en el artículo y su análisis posterior permite diagnóstico preciso y controlar los procesos tecnológicos. Esto se logra mediante el uso de sensores de presión de la serie EJX y el paquete de software de gestión de dispositivos integrados PRM (Plant Resource Manager) de Yokogawa.
Debido al aumento últimamente volumen de diversas operaciones proceso tecnológico La fabricación requiere instrumentación con funciones de diagnóstico avanzadas para mejorar la funcionalidad y la precisión de las mediciones. Los productos Yokogawa no sólo cumplen con todos los requisitos anteriores, sino que también permiten la implementación de soluciones del más alto nivel.
Los tubos de impulso son equipos auxiliares que se utilizan con instrumentos de control y medición del entorno de trabajo de la tubería: convertidores, manómetros, sensores de presión/vacío. El dispositivo se instala en la tubería del proceso. Se permite la conexión a algunos dispositivos del sistema automatizado. La temperatura del entorno de trabajo se reduce al nivel necesario para la interacción con el equipo de medición. Ayuda a reducir los aumentos repentinos de presión y eliminar la vibración.
Hay dos opciones de diseño para los tubos de impulso para conexión a la tubería: roscados y soldados. Gracias a este dispositivo, la resistencia de los dispositivos de control y medición a los efectos de factores adversos. condiciones climáticas Ambientes de trabajo agresivos y agresivos. Ampliamente utilizado en áreas de redes de calefacción, como parte del equipamiento de puntos de calefacción.
Los tubos de impulso eliminan la presión y proporcionan conexión entre los dispositivos que regulan la presión y el flujo del medio de trabajo con la línea de impulso. son considerados de manera accesible realizar mediciones del medio ambiente con temperatura alta(a menos que el equipo de medición y control esté diseñado para trabajar con líquidos a alta temperatura).
La efectividad del dispositivo está determinada por su longitud: 1 metro es suficiente para reducir la temperatura en 80 grados. Los materiales de fabricación habituales son el cobre y el acero. Tabla de dependencia de los tamaños de los tubos de impulso del material:
Un extremo del tubo está conectado a una tubería o aparato con un medio de trabajo y el otro a un dispositivo de medición. La rosca del lado de conexión a la fuente de presión es G1/2, la del lado de conexión al sensor es según la rosca del sensor.
La selección de los tubos de impulsión está totalmente determinada por las condiciones de funcionamiento y las conexiones planificadas. Disponible con rosca interior y exterior, en varias longitudes. Las modificaciones típicas de cobre son capaces de funcionar con sistemas que tienen una presión de 87 bar (la presión permitida en áreas con accesorios es de 30 bar) y son convenientes para la instalación. La suavidad del material le permite darle al dispositivo la forma deseada y colocar el tubo en un dispositivo de monitoreo colocado permanentemente (sin usar herramientas adicionales).
La longitud estándar del tubo es de un metro; es posible fabricar modificaciones de cualquier longitud, con cualquier opción de conexión. Es posible comprar un dispositivo incluso si se desconoce la longitud requerida. Se compra una tubería de una longitud obviamente mayor (con conexiones preparadas en los extremos), se corta el exceso durante la instalación y los cortes se fijan con accesorios de abrazadera.
Para obtener flujos de gas a velocidades supersónicas e hipersónicas, en las que la salida del gas de trabajo se produce desde el volumen cerrado de la precámara. Se instala un diafragma en la parte subsónica de la boquilla (ver figura), que separa la precámara de la trayectoria dinámica del gas de la tubería. La precámara se llena con gas comprimido y se crea un vacío (101 Pa) en los elementos restantes de la tubería. Como resultado de una potente descarga eléctrica de una batería de condensadores o un almacenamiento inductivo en la precámara, el gas de trabajo se calienta, su temperatura y presión aumentan a t 0 ≈(35)*10 3 K y pag 0 ≈(23)*10 8 Pa. Después de esto, el diafragma se rompe y el gas pasa a través de la boquilla hacia la parte de trabajo y luego hacia el tanque de vacío. La salida de gas va acompañada de una caída de presión y temperatura en la precámara tanto por la expansión del gas como por las pérdidas de calor hacia las paredes de la tubería, pero en la parte de trabajo durante el modo de funcionamiento prácticamente no cambia con el tiempo y está determinada. principalmente por la relación de las áreas de las boquillas de salida y de las secciones críticas Duración del modo de funcionamiento (pulso, de ahí el nombre) enÉl.
es de 50 x 100 ms, suficiente para realizar varios tipos de pruebas aerodinámicas. El corto tiempo de exposición del gas denso a alta temperatura a los elementos de la tubería y al modelo elimina restricciones estrictas sobre los materiales utilizados para las estructuras de tuberías y modelos y equipos de medición, elimina la necesidad de sistemas complejos
enfriamiento y, por lo tanto, simplifica y reduce significativamente el costo de realizar experimentos. 0 ≈(23)*10 8 Pa. Después de esto, el diafragma se rompe y el gas pasa a través de la boquilla hacia la parte de trabajo y luego hacia el tanque de vacío. La salida de gas va acompañada de una caída de presión y temperatura en la precámara tanto por la expansión del gas como por las pérdidas de calor hacia las paredes de la tubería, pero en la parte de trabajo durante el modo de funcionamiento prácticamente no cambia con el tiempo y está determinada. principalmente por la relación de las áreas de las boquillas de salida y de las secciones críticas Duración del modo de funcionamiento (pulso, de ahí el nombre) en EN 0 ≈(23)*10 8 Pa. Después de esto, el diafragma se rompe y el gas pasa a través de la boquilla hacia la parte de trabajo y luego hacia el tanque de vacío. La salida de gas va acompañada de una caída de presión y temperatura en la precámara tanto por la expansión del gas como por las pérdidas de calor hacia las paredes de la tubería, pero en la parte de trabajo durante el modo de funcionamiento prácticamente no cambia con el tiempo y está determinada. principalmente por la relación de las áreas de las boquillas de salida y de las secciones críticas Duración del modo de funcionamiento (pulso, de ahí el nombre) en es posible obtener números de Reynolds muy grandes, por lo tanto permitir la prueba de modelos en condiciones cercanas a las naturales. Sin embargo, la inestabilidad del flujo y la contaminación del flujo de gas con productos de destrucción de los electrodos y las paredes de la antecámara limitan las posibilidades. 0 ≈(23)*10 8 Pa. Después de esto, el diafragma se rompe y el gas pasa a través de la boquilla hacia la parte de trabajo y luego hacia el tanque de vacío. La salida de gas va acompañada de una caída de presión y temperatura en la precámara tanto por la expansión del gas como por las pérdidas de calor hacia las paredes de la tubería, pero en la parte de trabajo durante el modo de funcionamiento prácticamente no cambia con el tiempo y está determinada. principalmente por la relación de las áreas de las boquillas de salida y de las secciones críticas Duración del modo de funcionamiento (pulso, de ahí el nombre) en
A. L. Iskra.
Enciclopedia "Aviación". - M.: Gran Enciclopedia Rusa.
Svishchev G. G.
1998. Vea qué es una "tubería de impulso" en otros diccionarios: tubo de impulso
- un túnel de viento para producir flujos de gas a velocidades supersónicas e hipersónicas, en el que el gas de trabajo sale del volumen cerrado de la precámara. Se instala un diafragma en la parte subsónica de la boquilla, que separa la precámara de... ... enciclopedia de tecnologia
Diagrama de tubería de impulso. Túnel de viento con tubo de impulso para producir flujos de gas a velocidades supersónicas e hipersónicas, en el que la salida del gas de trabajo se produce desde una precámara de volumen cerrado. En la parte subsónica de la boquilla... ... Enciclopedia "Aviación" soldadura por pulso magnético- Soldadura por presión, en la que la conexión se realiza como resultado de la colisión de las piezas a soldar, provocada por la influencia de un pulso. campo magnético
. [GOST 2601 84] [Diccionario terminológico para la construcción en 12 idiomas (VNIIIS... ... Guía del traductor técnico
Soldadura por pulsos magnéticos- 46. Soldadura por pulso magnético Soldadura mediante presión, en la que la conexión se realiza como resultado de la colisión de las piezas a soldar, provocada por la influencia de un campo magnético pulsado. Fuente: GOST 2601 84: Soldadura de metales. Términos y... GOST R ISO 857-1-2009: Soldadura y procesos relacionados. Diccionario. Parte 1. Procesos de soldadura de metales. Términos y definiciones
- Terminología GOST R ISO 857 1 2009: Soldadura y procesos relacionados. Diccionario. Parte 1. Procesos de soldadura de metales. Términos y definiciones documento original: 6.4 soldadura automática: Soldadura en la que todas las operaciones están mecanizadas (ver tabla 1).… … Diccionario-libro de referencia de términos de documentación normativa y técnica. GOST 23769-79: Dispositivos electrónicos y dispositivos de protección para microondas. Términos, definiciones y letras.- Terminología GOST 23769 79: Dispositivos electrónicos y dispositivos de protección de microondas. Términos, definiciones y GOST R ISO 857-1-2009: Soldadura y procesos relacionados. Diccionario. Parte 1. Procesos de soldadura de metales. Términos y definiciones
designaciones de letras Documento original: 39. π tipo de oscilaciones NDP. Tipo de oscilaciones antifase Un tipo de oscilaciones en las que voltajes de alta frecuencia... dispositivo contra posibles fluctuaciones en el medio de medición y contra un calentamiento excesivo. Mediante un tubo se reduce la temperatura en el punto de contacto del dispositivo con el sistema. Además, el tubo sirve como adaptador del manómetro a la tubería.
La condensación se acumula en la cavidad del tubo de impulso, impidiendo que el medio de alta temperatura que se está midiendo entre en el centro del manómetro. Al poner la línea en funcionamiento, debe asegurarse de que haya refrigerante en el tubo de acero.
El tubo de bucle Perkins se utiliza para medir líquidos y gases que no son reactivos fuertes. En este sentido y como intermediario entre dispositivos y tuberías, un tubo de impulso es la opción de conexión más rentable. El uso de un tubo de este tipo puede prolongar la vida útil del dispositivo de medición durante muchos años. La forma óptima de conectar este tipo de accesorios a un sistema de tuberías es utilizar una conexión roscada. En algunos casos, la conexión se realiza mediante soldadura. Los tubos de impulso están fabricados con distintos grados de acero de alta calidad. Si es necesario instalar sensores de presión, se utilizan tubos de cobre Perkins para su instalación.
tubo de impulso, que tiene un diseño angular, se utiliza para instalar un dispositivo de medición y conectarlo a sistemas de pulso. A veces, estos tubos están hechos de latón. En los mismos casos se utilizan tubos de bucle recto. El objetivo general de este equipo adicional es amortiguar las vibraciones y pulsaciones en el medio medido y evitar que el manómetro se caliente.
En las páginas de la tienda en línea de Soyuzpribor LLC encontrará dispositivos de toma de presión, mangueras de conexión, varios adaptadores para manómetros, marcos, amortiguadores, resaltes y otros tipos de equipos adicionales.
Manguito de conexión
Para crear condiciones normales de temperatura, la conexión del sello de diafragma al dispositivo de medición debe realizarse a través de una manguera de conexión o a través de una tubería de suministro, que el consumidor instala entre la toma de presión y el separador.
Los transductores de presión neumáticos GSP siempre están conectados al separador mediante un manguito.
Al instalar un separador con manguito de conexión, se permite un desplazamiento en altura, teniendo en cuenta el error de instalación del dispositivo de medición con un límite de medición superior de hasta 1 MPa, determinado por la presión hidráulica de la columna de líquido de separación en el manguito de conexión.
La manguera de conexión estándar, modelo 55004, tiene una longitud desplegada de 2,5 metros.
Dispositivo de amortiguación
El dispositivo amortiguador es resistente a temperaturas ambiente de -55 a más 70 °C, a una humedad relativa del aire del 30 al 80 % en todo el rango de temperatura, así como a una humedad relativa del aire del 95 % a una temperatura de 35 °C (para la versión U) y humedad relativa hasta el 100% a una temperatura de 35°C (para la versión T).
Bloque de válvulas
Bloques de válvulas BC están destinados a la conexión a líneas con el medio medido de instrumentos para medir el exceso y la presión del vacío. Los bloques le permiten cortar los instrumentos de las líneas sin liberar la presión del medio medido, verificar el valor cero de las lecturas del instrumento o purgar las líneas de impulso. Para las líneas que miden la presión de oxígeno, las partes en contacto con el medio que se está midiendo se desengrasan y se marcan con "K".
Adaptadores y acoplamientos (jefe)
acoplamiento y adaptador para manómetros o termómetros son accesorios de conexión (conexión) utilizados en sistemas (tuberías) para el transporte de medios gaseosos y líquidos de baja viscosidad y naturaleza no cristalizante. En esencia, estos productos son equipos adicionales (auxiliares).
