ТСА / На контрольную / 3051 Rosemount
.PDF
|
Руководство по применению |
Модель |
3051 |
||
|
Декабрь 2002 |
|
|
||
|
00809-0107-4001, Версия ЕА |
|
|
||
|
Коммуникация с моноканальным датчиком |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
HART-коммуникатор |
1, 4, 3, 3, 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HART-коммуникатор
Для коммуникации с моноканальным датчиком установите соответствующий конфигурационный параметр HARTкоммуникатора на опрос по ненулевому адресу.
1.Введите на экране HOME последовательность быстрых клавиш, данную под заголовком «Коммуникация с моноканальным датчиком».
2.В меню опроса выберите «Digital Poll» (цифровой опрос). В этом режиме HART-коммуникатор при запуске автоматически опрашивает все устройства с адресами от 0 до15.
AMS
Щелкните правой кнопкой на значке модема HART и выберите «Scan All Devices» (сканировать все устройства).
Опрос моноканальной сети
HART-коммуникатор Стрелка влево, 4, 1
HART-коммуникатор
При опросе моноканальной сети определяются модель, адрес, и число датчиков в данной сети.
1.Введите на экране HOME последовательность быстрых клавиш, данную под заголовком «Опрос моноканальной сети».
ПРИМЕЧАНИЕ
При работе с HART-коммуникатором модели 275 необходимо воспользоваться меню вспомогательных программ (Utility Menu) для выполнения автозапроса. Это меню доступно из главного меню (Main Menu) HART-коммуникатора. Нажмите клавишу “Стрелка влево” для того, чтобы перейти из оперативного меню (Online Menu) в главное меню. Нажмите 4 в главном меню, чтобы перейти в меню вспомогательных программ.
AMS
Щелкните правой кнопкой на значке модема HART и выберите «Scan All Devices» (сканировать все устройства).
3-27
Модель 3051 |
Руководство по применению |
00809-0107-4001, Версия ЕА |
|
|
Декабрь 2002 |
3-28
Руководство по применению |
Модель 3051 |
|
Декабрь 2002 |
Версия ЕА |
|
00809-0107-4001, |
|
Раздел 4. Эксплуатация и техническое обслуживание
......................................................................................Калибровка датчика |
стр. 4-2 |
Выбор диапазона выходного сигнала для экономичных датчиков........ |
стр. 4-20 |
Детальная настройка.................................................................................. |
стр. 4-20 |
УКАЗАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОМУ ПРИМЕНЕНИЮ
При выполнении процедур и инструкций, изложенных в данном руководстве, могут потребоваться специальные меры предосторожности для обеспечения безопасности персонала, выполняющего работу. Прежде чем приступить к
выполнению инструкций, в описании которых присутствует символ , прочтите рекомендации по безопасности, которые приведены в начале каждого раздела.
Предупреждения
ВНИМАНИЕ
Взрыв может привести к смертельным случаям или серьезным травмам.
•Не снимайте крышку прибора во взрывоопасной атмосфере без отключения электропитания.
•
•
Для соответствия требованиям по взрывозащите обе крышки датчика должны быть полностью прикручены.
До подключения коммуникатора во взрывоопасной среде убедитесь, чтобы все приборы в контуре установлены в соответствии с техникой искро- и взрывобезопасности.
ВНИМАНИЕ
Удар электрическим током может привести к смерти или серьезным травмам.
•Избегайте контакта с выводами и клеммами.
www.rosemount.com
Модель 3051 |
Руководство по применению |
00809-0107-4001, Версия ЕА |
|
|
Декабрь 2002 |
КАЛИБРОВКА ДАТЧИКА
Калибрование интеллектуального датчика отличается от калибровки обычного аналогового датчика. Калибровка аналогового датчика проводится в один этап, а процедура калибровки интеллектуального включает три этапа:
Перенастройка диапазона – устанавливается соответствие между точками 4 и 20 мА и желаемыми значениями давлений;
Настройка сенсора – регулируется положение характеристической кривой, установленной на заводе изготовителе, для оптимизации параметров датчика в соответствии с конкретным диапазоном измеряемого давления или для устранения отклонений в настройке сенсора при монтаже;
Настройка аналогового выхода – регулировка аналогового выхода для приведения в соответствие со стандартом предприятия или схемой управления.
Функционирование интеллектуальных датчиков и обычных аналоговых датчиков различно. В интеллектуальных датчиках используется микропроцессор, который содержит информацию об определенных характеристиках сенсора, соответствующих входному давлению и температуре. Интеллектуальный датчик компенсирует отклонения этих параметров сенсора. Процесс построения совокупности параметров сенсора называется заводской характеризацией. Заводская характеризация позволяет также переустанавливать точки 4 и 20 мА без приложения давления к датчику.
Функции настройки сенсора и перенастройки диапазона также отличаются друг от друга. При перенастройке диапазона аналоговый выход датчика устанавливается на выбранные значения верхней и нижней точек диапазона, причем эта процедура может быть выполнена как с приложенным давлением, так и без него. Перенастройка диапазона не изменяет заводскую характеристическую кривую датчика, хранящуюся в микропроцессоре. Настройка сенсора требует применения прецизионного источника входного давления и позволяет скорректировать заводскую характеристическую кривую, чтобы получить оптимальные выходные характеристики датчика для конкретного диапазона измерений давления.
ПРИМЕЧАНИЕ
Настройка сенсора позволяет корректировать положение заводской характеристической кривой. Неправильная настройка сенсора или использование
недостаточно точного оборудования может ухудшить параметры датчика. Если у Вас возникли вопросы, обратитесь в местное представительство фирмы Rosemount или позвоните в центральный офис обслуживания Rosemount по телефону 800-999-9307.
Таблица 4-1. Рекомендуемые калибровочные процедуры.
Датчик |
Процедуры калибровки на монтажном стенде |
Процедуры калибровки в полевых условиях |
3051CD |
Установка выходных параметров конфигурации: |
Повторное конфигурирование параметров в |
3051CG |
• Установка точек границ диапазона. |
случае необходимости. |
3051L |
• Установка выходных единиц измерения. |
Настройка нуля датчика для компенсации |
3051HD |
• Установка типа выхода. |
влияния монтажного положения или |
3051HG |
• Установка значения времени |
статического давления. |
|
демпфирования. |
|
|
Дополнительно: выполнение полной настройки |
|
|
сенсора. |
|
|
(Требуется прецизионный источник давления). |
|
|
Дополнительно: выполнение настройки |
|
|
аналогового выхода. |
|
|
(Требуется мультиметр). |
|
|
Установка выходных параметров конфигурации: |
Повторное конфигурирование параметров в |
|
• Установка точек границ диапазона. |
случае необходимости. |
|
• Установка выходных единиц измерения. |
Выполнение процедуры настройки нижнего |
3051CA |
• Установка типа выхода. |
значения давления или полной настройки |
3051TA |
• Установка значения времени |
сенсора для компенсации влияния монтажного |
3051TG |
демпфирования. |
положения. |
|
Дополнительно: проведение полной настройки |
|
|
сенсора при наличии соответствующей |
|
|
аппаратуры (требуется точный источник |
|
|
абсолютного давления), в противном случае |
|
|
выполните только настройку нижнего значения |
|
|
давления из процедуры полной подстройки |
|
|
сенсора. |
|
|
Дополнительно: настройка аналогового выхода |
|
|
(требуется мультиметр). |
|
4-2
Руководство по применению |
Модель 3051 |
|
Декабрь 2002 |
Версия ЕА |
|
00809-0107-4001, |
|
ПРИМЕЧАНИЕ
Для всех процедур настройки сенсора и выходного сигнала требуется HARTкоммуникатор.
Для диапазонов 4 и 5 датчиков моделей 3051С требуются специальные калибровочные процедуры при измерениях перепада давления при высоком статическом давлении в трубопроводе (см. «Компенсация давления в трубопроводе» на стр. 4-12).
Для диапазона 5 датчиков модели 3051TG используйте сенсор абсолютного давления, для которого требуется точный источник абсолютного давления в случае выполнения полной настройки сенсора.
Общий обзор калибровочных процедур
Полная калибровка датчика давления модели 3051 включает следующие процедуры:
Конфигурирование параметров аналогового выход
Установку единиц измерения (стр. 3-8) Установку типа выхода (стр. 3-9) Перенастройку диапазона (стр. 3-10) Установку времени демпфирования (стр. 3-16)
Калибрование сенсора
Полная настройка (стр. 4-8) Настройка нуля (стр. 4-7)
Калибрование выхода 4-20 мА
Настойка выхода 4–20 мА (стр. 4-10) или Настойка выхода 4–20 мА с использованием другой шкалы (стр. 4-11) или
Настройка выхода экономичного датчика 1-5 В пост. тока или 0,8-3,2 В пост. тока (стр. 4-10)
На рисунке 4-1 показана схема обработки данных датчика модели 3051. Обработка входных данных включает четыре основных этапа:
1.Изменение давления приводит к изменению выходного сигнала сенсора (Сигнал сенсора).
2.Сигнал сенсора преобразуется в цифровой формат, который может быть воспринят микропроцессором (Аналого-цифровое преобразование сигнала).
3.В микропроцессоре проводится коррекция для получения цифрового представления входного сигнала (Цифровая переменная процесса PV).
4.Цифровая переменная процесса преобразуется в аналоговую величину (Цифро-аналоговое преобразование сигнала).
На рисунке 4-1 также отмечено приблизительное расположение датчика при каждой калибровочной процедуре. Обратите внимание, что прохождение данных осуществляется слева направо, и каждое изменение параметра сказывается на всех величинах, расположенных справа от измененного параметра.
Не все калибровочные процедуры следует выполнять для каждого датчика модели 3051, некоторые проводятся только при калибровке на монтажном стенде и не проводятся при калибровке в полевых условиях. В таблице 4-1 приведены процедуры, рекомендованные для калибровки различных типов датчика модели 3051, как на стенде, так и в полевых условиях.
4-3
Модель 3051 |
Руководство по применению |
00809-0107-4001, Версия ЕА |
|
|
Декабрь 2002 |
Рисунок 4-1. Схема обработки данных и |
|
калибровочные процедуры датчиков. |
|
Датчик с диапазоном от 0 до 100 дюймов вод. ст.
|
Электронный модуль датчика |
|
Сигнал |
Микропроцессор |
|
Цифровые переменные |
||
сенсора |
||
процесса |
Сенсор
Входное давление Входное
устройство
ПРИМЕЧАНИЕ Значение переменной процесса в
строке PV должно быть равно входному давлению. Значение в строке AO должно быть равно показанию выходного устройства.
HART коммуникатор
20,00 мА
Выходное
устройство
3051: PT4001
Online
1- Device Setup 2PV100.00 inH2O 3AO20.00 mA 4LRV0.00 inH2O 5URV100.00 inH2O
Аналоговый выход
1151-1151F05B
Определение частоты калибровки
Частота проведения калибровки может существенно варьироваться в зависимости от конкретного применения, требований к параметрам и условий технологического процесса. Чтобы оценить частоту проведения калибровки, можно воспользоваться приведенной ниже процедурой. На практике периодичность калибровки должна соответствовать стандарту предприятия и техническим требованиям к качеству процесса.
1.Определите параметры, необходимые для Вашего применения.
2.Определите рабочие условия.
3.Вычислите суммарную вероятную погрешность (СВП).
4.Рассчитайте стабильность за месяц.
5.Рассчитайте частоту калибровки.
4-4
Руководство по применению |
Модель 3051 |
|
Декабрь 2002 |
Версия ЕА |
|
00809-0107-4001, |
|
Рисунок 4-2. Расчет частоты калибрования.
Ошибка шкалы в %
Шаг 2: Рабочие условия
Датчик = Модель 3051CD, диапазон 2 (ВГД = 250 дюймов вод. ст.) Калиброванная шкала = 150 дюймов вод. ст.
Изменение температуры окружающей среды = ± 50°F Давление трубопровода = 500 psig
Шаг 1: Требуемый параметр = 0,30% шкалы |
20А |
|
Шаг 3: Расчет СВП |
||
3051-3051 |
||
|
||
|
Шаг 5: Расчет частоты |
|
Шаг 4: Расчет стабильности |
калибровки |
|
Срок эксплуатации в месяцах |
|
Пример расчета частоты калибрования
Шаг 1: определите параметр, требуемый для Вашего применения.
Требуемый параметр |
0,30% от шкалы |
Шаг 2: определите рабочие условия.
Датчик |
Модель 3051СD, диапазон 2 (ВГД = 250 дюймов вод. ст.) |
Калибровка шкалы |
150 дюймов вод. ст. |
Изменение температуры |
± 50°F |
окружающей среды |
|
Давление трубопровода |
500 psig |
Шаг 3: вычислите суммарную вероятную погрешность (СВП).
СВП = (осн.погрешность)2 +(темп.погрешность)2 +(погрешн.стат.давления)2 = 0,117%шкалы
Где:
основная погрешность = ± 0,075% шкалы погрешность, связанная с температурой окружающей среды =
0,0125 × ВГД |
+ 0,0625 |
|
на 50 |
о |
F = |
± 0,0833% шкалы |
|
± |
шкала |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
погрешность, связанная со статическим давлением(1) =
0,1% показания на 1000 psi = % от диапазона × 0,1% × кал. шкалы на 1000 psi =
=0,035% от шкалы для давления в трубопроводе 500 psig
(1)Влияние статического давления на сдвиг нуля можно устранить с помощью подстройки нуля при рабочем давлении трубопровода, в предположении, что показание составляет 70% шкалы.
Шаг 4: рассчитайте стабильность за месяц.
Стабильность = ± |
|
(0,125 × ВГД) |
|
|
шкала |
% шкалы за 5 лет = ± 0,0035% шкалы за месяц |
|
|
|
|
Шаг 5: Рассчитайте частоту калибровки.
Частота калибровки = |
(Треб. параметр - СВП) |
= |
(0,3% - 0,117%) |
= 52 месяца |
|
стабильность за месяц |
|
0,0035% |
|
4-5
Модель 3051 |
Руководство по применению |
00809-0107-4001, Версия ЕА |
|
|
Декабрь 2002 |
Выбор процедуры настройки
Для того, чтобы решить, какую процедуру настройки использовать, сначала вы должны определить, нуждается в калибровке аналого-цифровая часть электроники датчика или цифро-аналоговая. Для этого изучите рисунок 4-1 и выполните следующие действия:
1.Подсоедините к датчику источник давления, HART-коммуникатор и цифровое считывающее устройство.
2.Установите связь между датчиком и коммуникатором.
3.Приложите давление, равное точке давления верхней границы диапазона (например, 100 дюймов вод. ст.).
4.Сравните значение приложенного давления со строкой переменной процесса (PV) в оперативном меню (Online Menu) HART-коммуникатора.
Если значение переменной процесса на коммуникаторе не совпадает со значением приложенного давления, и Вы уверены в точности измерительного оборудования, выполните настройку сенсора.
5.Сравните значение аналогового выхода (AO) в строке рабочего меню коммуникатора с показанием цифрового считывающего устройства.
Если значение аналогового выхода на коммуникаторе не совпадает с показанием цифрового считывающего устройства, и Вы уверены в точности измерительного оборудования, выполните настройку выходного сигнала.
Настройка сенсора
Есть два способа настройки сенсора: полная настройка и настройка нуля. Они отличаются по сложности и применяются в зависимости от конкретной системы. Обе эти функции настройки изменяют интерпретацию входного сигнала датчика.
Настройка нуля - это одноточечная процедура. Этот метод полезно использовать для компенсации влияния монтажного положения, поэтому он наиболее эффективен, когда датчик установлен в окончательном монтажном положении. Однако, поскольку этот метод корректировки сохраняет наклон характеристической кривой, он не должен применяться вместо полной настройки во всем диапазоне сенсора.
Прежде чем выполнять настройку нуля, убедитесь, что уравнительный клапан открыт и все колена заполнены жидкостью до нужного уровня.
ПРИМЕЧАНИЕ Не нужно проводить настройку нуля для датчиков абсолютного
давления 3051. Подстройка нуля основана на смещенном нуле, а датчики абсолютного давления в качестве опорного используют абсолютный ноль давления. Для коррекции влияния монтажного положения датчиков абсолютного давления модели 3051 проведите настройку нижней точки из процедуры полной настройки сенсора. Процедура настройки нижней точки дает ту же коррекцию “нуля”, что и процедура настройки нуля, но не требует, чтобы вход был нулевым.
Полная настройка — это двухточечная процедура, при которой на вход датчика подается по очереди два граничных значения давления и выходной сигнал линеаризуется по ним. Сначала всегда следует устанавливать значение нижней точки, при этом происходит коррекция сдвига. Подстройка верхнего значения настройки дает коррекцию крутизны или коэффициента усиления характеристической кривой, уже с учетом установки нижней точки. При этом характеристическая кривая, установленная на заводе, не изменяется. Цифровая настройка позволит Вам получить оптимальные выходные характеристики датчика для конкретного диапазона измерений при калибровочной температуре.
4-6
Руководство по применению |
Модель 3051 |
|
Декабрь 2002 |
Версия ЕА |
|
00809-0107-4001, |
|
|
|
Точка 20 мА |
|
Точка 20 мА |
|
|
|
|
Точка 4 мА |
|
Точка 4 мА |
|
|
ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ |
ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ |
|
ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА |
|||
СО СМЕЩЕНИЕМ НУЛЯ |
БЕЗ СМЕЩЕНИЯ НУЛЯ |
|
БЕЗ СМЕЩЕНИЯ НУЛЯ |
|||
Настройка нуля |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
HART-коммуникатор |
1, 2, 3, 3, 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HART-коммуникатор
Откалибруйте сенсор с помощью HART-коммуникатора, используя функцию настройки нуля следующим образом:
1.Подсоедините коммуникатор к измерительному контуру.
2.Чтобы подготовить устройство к настройке нуля в главном меню
коммуникатора выберите 1 Device Setup, 2 Diagnostics and service, 3 Calibration, 3 Sensor trim, 1 Zero trim.
ПРИМЕЧАНИЕ
При калибровке датчика с использованием функции настройки нуля отклонение от истинного разностного нуля не должно превышать 3%.
3.Выполните команды, выдаваемые коммуникатором, чтобы полностью завершить настройку нуля.
AMS
Щелкните правой кнопкой мыши на нужном устройстве и выберите в меню «Calibrate» (калибровка), затем «Zero trim» (настройка нуля).
1.После перевода цепи в режим ручного управления щелкните Next.
2.После прочтения предупреждения щелкните Next.
3.После приложения к сенсору соответствующего давления щелкните
Next.
4.Выберите Next, чтобы подтвердить, что цепь можно вернуть в режим автоматического управления.
5.Выберите Finish, чтобы подтвердить, что процедура завершена.
4-7
|
Модель 3051 |
Руководство по применению |
||
|
00809-0107-4001, Версия ЕА |
|||
|
|
|
|
Декабрь 2002 |
|
Полная настройка |
|
||
|
|
|
|
|
|
HART-коммуникатор |
1, 2, 3, 3 |
|
|
|
|
|
|
|
ПРИМЕЧАНИЕ
При проведении полной настройки необходимо, чтобы точность источника давления не менее чем в три раза превышала точность датчика. После приложения давления подождите десять секунд, чтобы процесс установился, прежде чем вводить какие-либо значения.
HART-коммуникатор
Для калибровки сенсора с помощью функции полной настройки HARTкоммуникатора, выполните следующие действия:
1.Полностью соберите схему калибровки, включающую датчик, HARTкоммуникатор, источник питания, источник входного давления, устройство для снятия показаний, и подключите электропитание.
2.Введите на экране HOME последовательность быстрых клавиш, приведенную под заголовком «Полная настройка».
3.Выберите 2: Настройка нижнего значения сенсора.
ПРИМЕЧАНИЕ
При выборе значения входного давления помните, что верхнее и нижнее значения должны быть равны границам диапазона 4–20 мА или находиться вне этих границ. Не пытайтесь получить инверсный выходной сигнал, меняя местами верхнюю и нижнюю точки. Датчик позволяет только пятипроцентное отклонение от характеристической кривой, установленной на заводеизготовителе.
4.Выполните команды, выдаваемые коммуникатором, чтобы полностью завершить настройку нижнего значения.
5.Повторите процедуру для установки верхнего значения, заменив указание в пункте 3 «Выберите 2: Настройка нижнего значения сенсора» на «Выберите 3: Настройка верхнего значения сенсора».
AMS
Щелкните правой кнопкой мыши на нужном устройстве и выберите в меню «Calibrate» (калибровка), затем «Sensor trim» (настройка сенсора).
1.Выберите «Lower sensor trim» (настройка нижнего значения сенсора).
2.После перевода цепи в режим ручного управления щелкните Next.
3.После приложения к сенсору соответствующего давления щелкните
Next.
4.Выберите Next, чтобы подтвердить, что цепь можно вернуть в режим автоматического управления.
5.Выберите Finish, чтобы подтвердить, что процедура завершена.
6.Щелкните правой кнопкой мыши на нужном устройстве и выберите в меню «Calibrate», затем «Sensor trim».
7.Выберите «Upper sensor trim» (настройка верхнего значения сенсора) и повторите шаги 2-5.
4-8