7MF4033-1BA10-2AC7-Z Μετατροπέας απόλυτης πίεσης Siemens SITRANS P DS III P410 HART 4-20

Siemens 7MF4033-1BA10-2AC7-Z | SITRANS P DS III Μετρητής Πίεσης — HART / 4–20mA, Εύρος 0.01–1 bar, Υπερφόρτωση 6 bar, Ανοξείδωτο Ατσάλι, 1/2-14 NPT, SIL 2

Επισκόπηση

Ο Siemens 7MF4033-1BA10-2AC7-Z είναι ένας μετρητής πίεσης SITRANS P DS III — ο πρακτικός πυρήνας της μέτρησης πίεσης σε επίπεδο πεδίου σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις παγκοσμίως.

Τοποθετείται σε σύνδεση σωλήνα ή δοχείου, ανιχνεύει την εφαρμοζόμενη πίεση μέσω του διαφράγματος μέτρησης από ανοξείδωτο ατσάλι, μετατρέπει αυτήν την πίεση σε αναλογικό ρεύμα 4–20mA και στέλνει τόσο το αναλογικό ρεύμα όσο και τα ψηφιακά δεδομένα HART στο κέντρο ελέγχου μέσω ενός τυπικού δίπολου βρόχου. 

Αυτό που επιστρέφει από το κέντρο ελέγχου είναι η τάση τροφοδοσίας που τροφοδοτεί τον πομπό — τα δύο καλώδια μεταφέρουν τόσο την ισχύ όσο και το σήμα και προς τις δύο κατευθύνσεις, κάτι που καθιστά την αρχιτεκτονική δύο καλωδίων HART 4–20mA τόσο επίμονη στις βιομηχανίες διεργασιών δεκαετίες μετά την εισαγωγή της.

Η ονομασία DS III τοποθετεί αυτόν τον πομπό στην τρίτη γενιά ψηφιακής σειράς της Siemens — μια πλατφόρμα που διακρίνεται από την επεξεργασία σήματος βάσει μικροελεγκτή, τη δυνατότητα επικοινωνίας HART, την εκτεταμένη ενσωματωμένη διάγνωση και την πιστοποίηση SIL 2. Ενώ οι προηγούμενοι πομποί πίεσης βασίζονταν σε αναλογικά ηλεκτρονικά, η σειρά DS III ψηφιοποιεί την έξοδο του αισθητήρα και διορθώνει τη θερμοκρασία και τη μη γραμμικότητα στο firmware, επιτυγχάνοντας σημαντικά καλύτερη ακρίβεια και μακροπρόθεσμη σταθερότητα από τις τεχνικές αναλογικής αντιστάθμισης.

Το αποτέλεσμα είναι ένας πομπός που διατηρεί τη βαθμονόμησή του σε ευρείες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας περιβάλλοντος και παραμένει ακριβής καθ' όλη τη διάρκεια ετών συνεχούς λειτουργίας χωρίς επαναβαθμονόμηση.

Το εύρος μέτρησης από 0.01 έως 1 bar g καλύπτει το εύρος χαμηλής πίεσης με ακρίβεια — ένα εύρος από 10 mbar έως 1 bar που εξυπηρετεί πεπιεσμένο αέρα σε χαμηλές πιέσεις, παροχή νερού σε μέτριες πιέσεις, διανομή αερίου χαμηλής πίεσης και δοχεία διεργασιών όπου οι διαφορές πίεσης είναι μικρές.

Το όριο υπερφόρτωσης 6 bar παρέχει συντελεστή ασφαλείας 6:1 έναντι του ανώτατου ορίου του εύρους μέτρησης, προστατεύοντας το στοιχείο μέτρησης από μεταβατικές υπερτάσεις πίεσης που συμβαίνουν κατά τη λειτουργία βαλβίδων, την εκκίνηση αντλιών και τον καθαρισμό γραμμών.

Βασικές Προδιαγραφές

Επικοινωνία HART — Τι Προσθέτει στον Βρόχο 4–20mA

Το αναλογικό σήμα 4–20mA μεταφέρει την κύρια τιμή μέτρησης — 4mA αντιστοιχεί στην κάτω τιμή εύρους (0.01 bar) και 20mA στην άνω τιμή εύρους (1 bar). Αυτό το σήμα φτάνει στην κάρτα αναλογικής εισόδου του συστήματος ελέγχου και εμφανίζεται ως τιμή διεργασίας.

Το ψηφιακό σήμα HART, που επιβάλλεται στον ίδιο δίπολο βρόχο ως σήμα διαμόρφωσης μετατόπισης συχνότητας (FSK) στα 1200 baud, μεταφέρει ένα παράλληλο κανάλι πληροφοριών που το αναλογικό σήμα δεν μπορεί να μεταφέρει.

Μέσω HART, ο πομπός καθιστά διαθέσιμη την τιμή μέτρησης διεργασίας σε μονάδες μηχανικής και σε πλήρη ανάλυση HART (υψηλότερη από την ισοδύναμη 16-bit του αναλογικού σήματος), πληροφορίες κατάστασης συσκευής (συμπεριλαμβανομένου του εάν το στοιχείο μέτρησης ή τα ηλεκτρονικά έχουν ανιχνεύσει εσωτερικό σφάλμα), δεδομένα διαμόρφωσης (όνομα ετικέτας, μονάδα, τιμές εύρους) και μεταβλητές διάγνωσης. Ένας φορητός επικοινωνητής συμβατός με HART ή ένα μόντεμ HART συνδεδεμένο στον βρόχο μπορεί να διαβάσει όλα αυτά τα δεδομένα ενώ ο πομπός συνεχίζει την κανονική αναλογική του έξοδο — χωρίς διακοπή βρόχου, χωρίς παραμόρφωση σήματος.

Για το SITRANS P DS III, η επικοινωνία HART επιτρέπει την απομακρυσμένη διαμόρφωση του εύρους του πομπού — αλλαγή των κάτω και άνω τιμών εύρους χωρίς φυσική πρόσβαση στον πομπό.

Ένας τεχνικός οργάνων στο κέντρο ελέγχου ή στον σταθμό εργασίας συντήρησης μπορεί να επαναβαθμονομήσει τον πομπό για μια νέα συνθήκη διεργασίας, να προσομοιώσει μια έξοδο για δοκιμή βρόχου ή να εκτελέσει τις ενσωματωμένες λειτουργίες διάγνωσης του πομπού μέσω HART χωρίς να επισκεφθεί τη συσκευή πεδίου.

Σύστημα Μέτρησης από Ανοξείδωτο Ατσάλι — Αντοχή στη Διάβρωση και Συμβατότητα Διεργασίας

Το διάφραγμα στεγανοποίησης και το στοιχείο μέτρησης από ανοξείδωτο ατσάλι είναι τα στοιχεία που έρχονται σε φυσική επαφή με το ρευστό της διεργασίας. Ο ανοξείδωτος χάλυβας — συνήθως 316L σε εφαρμογές οργάνων διεργασίας — παρέχει αντοχή στη διάβρωση σε ένα ευρύ φάσμα ρευστών διεργασίας: νερό (συμπεριλαμβανομένου του επεξεργασμένου και απιονισμένου νερού), πεπιεσμένος αέρας, ατμός, μη επιθετικά αέρια, υδραυλικό λάδι και ήπια χημικά.

Η γέμιση με σιλικονούχο λάδι μεταδίδει την πίεση της διεργασίας από το διάφραγμα στεγανοποίησης μέσω ενός μικρού κενού στο χωρητικό στοιχείο μέτρησης χωρίς άμεση επαφή μεταξύ του ρευστού της διεργασίας και των ευαίσθητων ηλεκτρονικών του στοιχείου.

Αυτή η κατασκευή με γέμιση λαδιού απομονώνει το στοιχείο μέτρησης από τη χημεία της διεργασίας — το στοιχείο μέτρησης ανιχνεύει την πίεση μέσω της γέμισης λαδιού και δεν έρχεται ποτέ σε άμεση επαφή με το ρευστό της διεργασίας. Η συμβατότητα διεργασίας επομένως εξαρτάται από το υλικό του διαφράγματος στεγανοποίησης, όχι από το στοιχείο μέτρησης.

Για διαβρωτικά μέσα που προσβάλλουν τον ανοξείδωτο χάλυβα 316L — ισχυρά οξέα, ενώσεις χλωρίου, θαλασσινό νερό σε αυξημένες θερμοκρασίες — διατίθενται διαφράγματα Hastelloy C-276 σε άλλες διαμορφώσεις παραγγελίας SITRANS P DS III.

Δυνατότητα SIL 2 — Μέτρηση με Ενσωματωμένη Ασφάλεια

Η σειρά SITRANS P DS III φέρει πιστοποίηση SIL 2 σύμφωνα με τα IEC 61508 και IEC 61511 — τα διεθνή πρότυπα για τη λειτουργική ασφάλεια σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις.

Η δυνατότητα SIL 2 σημαίνει ότι ο πομπός έχει αξιολογηθεί και έχει προκριθεί για χρήση σε Λειτουργίες Ασφαλείας Οργάνων (SIF) όπου το απαιτούμενο Επίπεδο Ακεραιότητας Ασφαλείας είναι 2, καλύπτοντας εφαρμογές όπου μια επικίνδυνη αστοχία της λειτουργίας μέτρησης θα μπορούσε να συμβάλει σε έναν κίνδυνο διεργασίας.

Η προκριματική αξιολόγηση SIL 2 απαιτεί την επίδειξη της πιθανότητας επικίνδυνης αστοχίας κατά απαίτηση (PFDavg) του πομπού, των αρχιτεκτονικών του περιορισμών (ανεκτικότητα σε σφάλματα υλικού) και της αξιολόγησης λειτουργικής ασφάλειας του σχεδιασμού του.

Η σειρά DS III επιτυγχάνει αυτό μέσω της διαγνωστικής της κάλυψης — οι ενσωματωμένες αυτοδιαγνωστικές λειτουργίες που ελέγχουν συνεχώς το στοιχείο μέτρησης, τα ηλεκτρονικά και το κύκλωμα εξόδου κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας.

Οποιοδήποτε ανιχνευθέν σφάλμα ενεργοποιεί την καθορισμένη ασφαλή κατάσταση εξόδου (συνήθως οδηγώντας την έξοδο 4–20mA στα 3.6mA ή 21.6mA, εκτός του κανονικού εύρους 4–20mA, για να σηματοδοτήσει ένα σφάλμα στον ελεγκτή λογικής ασφαλείας).

Συχνές Ερωτήσεις

Ε1: Ο πομπός έχει εύρος μέτρησης 0.01–1 bar. Αυτό σημαίνει ότι το μηδέν του εύρους είναι πάντα στα 0.01 bar, ή μπορεί το εύρος να προσαρμοστεί εντός αυτού του εύρους;

Η τιμή 0.01–1 bar ορίζει τα διαμορφώσιμα όρια εύρους — όχι μια σταθερή αντιστοίχιση μηδέν-προς-εύρος.

Η κάτω τιμή εύρους (LRV) μπορεί να οριστεί οπουδήποτε από 0.01 bar έως εντός του εύρους, και η άνω τιμή εύρους (URV) μπορεί να οριστεί από το LRV έως 1 bar. Για παράδειγμα, ο πομπός θα μπορούσε να διαμορφωθεί για 0.05–0.5 bar, 0–0.8 bar, ή οποιοδήποτε άλλο εύρος εντός των ορίων 0.01–1 bar.

Η έξοδος 4mA αντιστοιχεί στο διαμορφωμένο LRV και η 20mA στο διαμορφωμένο URV.

Αυτό επιτρέπει σε έναν πομπό να εξυπηρετεί πολλαπλές εφαρμογές επαναδιαμορφώνοντας το εύρος στο πεδίο.

Ε2: Τι υποδηλώνει το επίθημα -Z στον αριθμό παραγγελίας;

Το επίθημα -Z σημαίνει ότι ο πομπός περιλαμβάνει μία ή περισσότερες ειδικές επιλογές ή διαμορφώσεις πελάτη πέραν της τυπικής βασικής προδιαγραφής.

Για το 7MF4033-1BA10-2AC7-Z, το -Z υποδηλώνει ότι έχουν επιλεγεί συγκεκριμένοι συμπληρωματικοί κωδικοί από τη λίστα επιλογών SITRANS P DS III — αυτοί μπορεί να περιλαμβάνουν πιστοποιητικά υλικών, ειδική τεκμηρίωση βαθμονόμησης, τροποποιημένες ρυθμίσεις ή άλλα χαρακτηριστικά ειδικά για την εφαρμογή.

Οι συγκεκριμένες επιλογές που επιλέχθηκαν με το -Z αναγνωρίζονται στην αρχική τεκμηρίωση παραγγελίας και μπορεί να περιλαμβάνουν πιστοποιητικά, εκθέσεις δοκιμών ή συγκεκριμένες διαμορφώσεις εξόδου που δεν είναι ορατές στον βασικό αριθμό παραγγελίας.

Ε3: Μπορεί ο πομπός να χρησιμοποιηθεί σε υγρά ή εξωτερικά περιβάλλοντα — ποια είναι η βαθμολογία προστασίας IP του;

Η τυπική σειρά 7MF4033 με περίβλημα από χυτό αλουμίνιο και στεγανωτικό M20×1.5 επιτυγχάνει προστασία εισόδου IP65/IP67 ανάλογα με τη συγκεκριμένη παραλλαγή και την κατάσταση στεγανοποίησης.

Το παράθυρο στο κάλυμμα του περιβλήματος (που υποδεικνύεται από τη διαμόρφωση -2AC7) επιτρέπει την ανάγνωση της ψηφιακής οθόνης από έξω χωρίς να ανοίγει το περίβλημα, ενώ το ίδιο το περίβλημα παραμένει στεγανό.

Για εφαρμογές βύθισης ή πλύσης με υψηλή πίεση, η συγκεκριμένη βαθμολογία IP και το υλικό του περιβλήματος πρέπει να επιβεβαιωθούν από το φύλλο δεδομένων του πομπού.

Ε4: Το προϊόν αναφέρεται ως διακοπείσα, με τα P320/P420 ως διαδόχους. Είναι άμεσες αντικαταστάσεις "drop-in";

Τα SITRANS P320 και P420 είναι λειτουργικοί διάδοχοι — παρέχουν ισοδύναμη μέτρηση πίεσης μανόμετρη με έξοδο HART και βελτιωμένες προδιαγραφές. Ωστόσο, δεν είναι μηχανικές αντικαταστάσεις "drop-in".

Η σειρά P320/P420 χρησιμοποιεί μια ενημερωμένη μορφή περιβλήματος, διαφορετικές διαστάσεις εισόδου καλωδίου και διαφορετική διάταξη κουμπιών από τη σειρά DS III.

Η σύνδεση διεργασίας (1/2-14 NPT) είναι συμβατή, οπότε η σωλήνωση διεργασίας παραμένει αμετάβλητη, αλλά το κουτί σύνδεσης, η δρομολόγηση καλωδίων και το στήριγμα στήριξης ενδέχεται να απαιτούν τροποποίηση. 

Η διαμόρφωση απαιτεί επίσης τη χρήση των νέων αρχείων περιγραφής συσκευής στο εργαλείο HART ή στο λογισμικό διαμόρφωσης.

Ε5: Πώς γίνεται η μηδένιση του πομπού για μια νέα εγκατάσταση ή μετά από αλλαγή θέσης τοποθέτησης;

Οι πομποί πίεσης παρουσιάζουν ένα μικρό σφάλμα μετατόπισης λόγω της υδροστατικής πίεσης της γέμισης σιλικονούχου λαδιού όταν ο πομπός τοποθετείται σε οποιαδήποτε θέση εκτός της βαθμονομημένης όρθιας θέσης.

Το 7MF4033 μπορεί να μηδενιστεί στο πεδίο χρησιμοποιώντας είτε το κουμπί στο περίβλημα του πομπού (εφαρμόστε την πίεση αναφοράς, πατήστε το κουμπί μηδενισμού) είτε μέσω επικοινωνίας HART από έναν φορητό επικοινωνητή.

Η ρύθμιση μηδενισμού διορθώνει τις μετατοπίσεις θέσης τοποθέτησης χωρίς να επηρεάζει το εύρος, και δεν αλλάζει τη φυσική βαθμονόμηση του στοιχείου μέτρησης.