في صناعات العمليات مثل البتروكيماويات وتوليد الطاقة ومعالجة المياه وكيمياء الفحم ، فإن قياس الضغط هو عنصر أساسي في التحكم في العمليات وأنظمة الارتباط الأمنية ،و قياس الموادتحدد دقة أدوات القياس واستقرارها على المدى الطويل واستيعابيتها التشغيلية بشكل مباشر معايير كفاءة ومعايير السلامة للمصنع.
باستخدام تكنولوجيا الاستشعار الرقمي DPharp ذات الرنين السيليكوني الأحادية البلورات، يوفّر الـ Yokogawa EJA510E (مرسل الضغط المطلق) و EJA530E (مرسل الضغط المقياس) ،أجهزة عالية الأداء مصممة لتلبية متطلبات متنوعة، بما في ذلك نطاقات قياس واسعة، بروتوكولات الاتصال المتعددة، والسلامة ضد الانفجار، والعمل المستقر على المدى الطويل.
مبدأ التشغيل الأساسي: تكنولوجيا الاستشعار الرقمي الرنينية السيليكونية البلورية الواحدة
في قلب جهاز EJA510E/EJA530E يوجد مستشعر رنين من السيليكون ذو بلور واحد مصنوع باستخدام تقنية MEMSهذه التكنولوجيا توفر إشارة رقمية أصلية، وتقليل أخطاء التحويل في المصدر.
هيكل رقاقة المستشعر
الشريحة السيليكونية ذات الكريستال الواحد تحتوي على شعاعين متطابقين على شكل H مغلقين داخل تجويف الفراغ الصغيرعزلها من سائل التعبئة (زيت السيليكون) والقضاء على تدخلات التخفيف الهوائيوضعت داخل مجال مغناطيسي ثابت، تشكل شعاع الرنين دائرة تذبذب ذاتية الإثارة مع الإلكترونيات الداخلية، والحفاظ على الاهتزاز مستمرة عالية التردد.
منطق تحويل إشارة الضغط
يتم نقل ضغط العملية من خلال الحجاب الحاجز وسائل التعبئة إلى الركيزة السيليكونية البلورية الواحدة ، مما يتسبب في تشوه شريحة السيليكون: يخضع شعاع الرنين المركزي للضغط ،تسبب في انخفاض تردد اهتزازاتها، في حين أن شعاع الرنين الطرفي يخضع لتوتر، مما يسبب زيادة تردد اهتزازاته.المجموعتين من أشعة الرنين توليد الفرق الترددي الذي يتوافق بدقة وخطية للضغط المقاسمعالجة الإشارة والإخراج
تحتوي الرقاقة على ذاكرة مدمجة لتخزين المعلمات لدرجة الحرارة والضغط الثابت وتصحيح الخطية.تقوم وحدة المعالجة المركزية بإجراء حسابات تعويض في الوقت الحقيقي بناءً على فروق الترددات وتحول النتيجة إلى إشارة تشبيهية موحدة 4 ′′ 20 مآ DCفي الوقت نفسه، يتم وضع إشارات الاتصال الرقمية (HART، BRAIN، FF، أو PA) على الحلقة التناظرية، مما يتيح القدرات القراءة / الكتابة عن بعد وتكوين المعلمات.
آلية تشخيص ذاتية مدمجة
المجهزة بخوارزمية التحقق العكسي "Back-Check"، تثبت بيانات المستشعر عكسياً أثناء إصدار الإشارة.هذا يسمح للكشف في الوقت الحقيقي من كسور سلك المستشعر وأخطاء الأجهزة، القضاء على الإيجابيات الكاذبة الناجمة عن عدم وجود تغير في الضغط وتعزيز موثوقية تحذيرات الخطأ بشكل كبير.
الميزات الرئيسية للمنتج والمزايا التقنية
(أ) دقة قياس عالية للغاية واستقرار طويل الأجل
- درجات عالية الدقة قابلة للاختيار
توفر النماذج القياسية دقة مرجعية تصل إلى ± 0.05٪ ، في حين تصل الإصدارات الاختيارية عالية الدقة (رمز HAC) إلى ± 0.04٪. الأخطاء المتعلقة بالخطية والانسدادويتم السيطرة على التكرار بشكل صارم في جميع أنحاء النطاقيغطي الجهاز أربع مواصفات كبسولة (أ، ب، ج، و د) تتراوح من 10 كيبا إلى 50 مبا، مع خيار نطاق موسع (/ HG) متاح لتطبيقات الضغط العالي تصل إلى 70 مبا.
- الاستقرار الطويل المدى الاستثنائي
EJA530E (الضغط المقياسي): التبديل بنسبة ± 0.1% URL على مدى 7 سنوات. EJA510E (الضغط المطلق): التبديل بنسبة ± 0.2% URL على مدى 7 سنوات.هذا يقلل بشكل كبير من تواتر المعايير السنوية ويقلل من تكاليف التشغيل والصيانة.
- مقاومة قوية للتدخل البيئي
تأثير درجة الحرارة: يتم التحكم في الانجراف الحراري لجميع مواصفات الكبسولة ضمن نطاق ± ((0.15٪ من المدى + 0.15٪ من URL) ؛
مقاومة الاهتزازات: تتوافق مع معايير الاهتزازات IEC 60770-1؛ يظل تقلبات الإخراج < 0.1% من URL في كل من ظروف الاهتزازات العالية والمنخفضة.
التثبيت تحويل نقطة الصفر: يؤدي ميل 90 درجة إلى تحويل نقطة الصفر بمقدار 0.21 كيلوبايت فقط ، والذي يمكن القضاء عليه عن طريق ضبط الصفر بلمسة واحدة في الموقع.
- الاتصالات الذكية متعددة البروتوكولات، متوافقة مع أنظمة التحكم في جميع السيناريوهات
يدعم المنتج أربعة بروتوكولات اتصال صناعية رئيسية ، تستوعب كل من الأنظمة التناظرية التقليدية ومنصات الحافلات الرقمية:
- 4×20 mA + HART/BRAIN (الاختيار القياسي)
تعمل بثنائيات حلقة؛ 3.6 ∼ 21.6 مآ خروجات التناظرية مع الاتصالات الرقمية المتداخلة؛ الحد الأدنى لجهد التشغيل من 16.6 فولت. يدعم تكوين النطاق عن بعد،ومعلمات الإنذار عبر جهاز الاتصال المحمول؛ تتوافق مع معايير NAMUR NE43 للخروج عن خطأ (رموز C2 / C3) ، مما يسمح بتخصيص مخرجات الحد الأعلى / المنخفض أثناء الأخطاء (3.2 mA إنذار منخفض / 21.6 mA إنذار مرتفع).
- 1 ′′5 فولت HART منخفضة الطاقة (رمز Q)
التكوين ثلاثي الأسلاك / أربعة الأسلاك ؛ استهلاك الطاقة منخفض إلى 27 ميجاوات ؛ مناسبة لمواقع المراقبة البعيدة غير المأهولة والتي تعمل بالبطاريات.
- FF Fieldbus و PROFIBUS PA
بنية الحافلات الرقمية البحتة ؛ مناسبة للمصانع الذكية وأنظمة DCS الرقمية بالكامل ؛ تدعم نقل البيانات المتعددة المتغيرات وإدارة أصول الجهاز.
(ثالثا) شهادات السلامة الشاملة، التي تغطي المعايير العالمية ضد الانفجار
- شهادة السلامة الوظيفية (SIL)
باستثناء إصدارات الحافلات FF/PA، تلبي الوحدات الفردية مستويات السلامة SIL2، مع تكوينات زائدة تحقق SIL3؛ متوافقة مع معايير IEC 61508؛مناسبة للأنظمة الآلية للسلامة (SIS).
- مؤهلات شاملة ضد الانفجار في العديد من المناطق
يتضمن شهادات NEPSI (الصين) ، ATEX (الاتحاد الأوروبي) ، FM / CSA (أمريكا الشمالية) ، و IECEx (الدولية) ؛ يدعم مقاومة الانفجار (Ex d) ، آمنة جوهريا (Ex ia) ،أنواع الحماية ضد الشرارة (Ex ic)؛ فئات درجة الحرارة تتراوح من T4 إلى T6؛ مناسبة للبيئات الخطرة في المناطق 0 و 1 و 2 في صناعات النفط والغاز والكيماويات.
- الحماية والسلامة الهيكلية
تصنيف حماية الدخول من IP66 / IP67 و NEMA 4X ؛ منزل مكبر متوفر في الألومنيوم المصبوب أو الفولاذ المقاوم للصدأ ؛ الأجزاء المبللة تدعم 316L ، Hastelloy C-276 ، والحجابات المغشوشة الذهبية (/ A1 ،لمقاومة دخول الهيدروجين)، مناسبة لخطر الوسائط التآكلية والهيدروجين. تتحمل الضغوط الفورية تصل إلى 132 MPa. حماية الضغط الزائد المتدرجة تمنع تلف الحجاب الحاجز.
(IV) تشكيل مريح وصيانة
- العملية المحلية
شاشة LCD الخمسة أرقام اختيارية توفر إشارة في الوقت الحقيقي لعدد المئويات الضغط وقيم الضغط الهندسي. وحدة مجهزة بمسمار تعديل الصفر ومفتاح النطاق،يسمح بتعديل LRV / URV في الموقع ووقت التخفيف (يمكن ضبطه بواسطة البرنامج من 0.00 إلى 100s) دون الحاجة إلى جهاز اتصال يدوي.
- التشخيص الذاتي الشامل
يتضمن المراقبة في الوقت الفعلي أجهزة وحدة المعالجة المركزية، ودرجة حرارة الحجاب الحاجز، وانتهاكات حدود الضغط، وأخطاء تكوين المعلمات.مع إشارات الخطأ المرسلة مباشرة إلى غرفة التحكم عبر المخرج التناظري.
- تكوين نطاق مرن
يدعم إعدادات النطاق العكسي (LRV > URV) ومخرجات الجذر التربيعي لقياس التدفق. يحتوي نموذج الضغط المطلق (EJA510E) على حد قياس أقل من 0 kPa (فراغ مطلق) ،مما يجعله مناسبًا لعمليات تقطير الفراغ والامتصاص الفراغ.
(V) التكيف مع ظروف التشغيل المختلفة
- نطاق الحرارة
نطاق درجة الحرارة المحيطة: -40 إلى 85 درجة مئوية (بدون شاشة عرض) أو -30 إلى 80 درجة مئوية (مع شاشة عرض LCD) ؛ درجة حرارة متوسط العملية: -40 إلى 120 درجة مئوية.الخواتم الـ O الاختيارية من المطاط الفلورية / HE تمدد الحد الأدنى لدرجة الحرارة إلى -15 درجة مئوية.
- التوافق المتوسط
خيارات سائل التعبئة تشمل زيت السيليكون القياسي أو الزيت الفلوريني (/ K3). تتوفر معالجة خالية من الزيت (/ K1 / K2) للتطبيقات التي تنطوي على الأكسجين أو الغازات عالية النقاء.وتشمل مواد الحلقات O المطاط النترلي والطاطس الفلورية لمقاومة الوسائط الحمضية / القلوية والبخار عالي درجة الحرارة.
- بنية خفيفة الوزن وقوية
الوزن الأساسي يتراوح من 1.2 إلى 1.4 كجم ؛ يدعم دعامة الأنابيب 2 بوصة أو تركيب الجدار. الاتصالات الكهربائية متوافقة مع 1/2 NPT ، G1/2 ، و M20 * 1.5 خيوط ،تستوعب كل من الأنابيب القياسية المحلية والدولية.
الاعتبارات الرئيسية لاختيار النموذج، وتركيبه، وO&M
(أ) اختيار النموذج ونقاط التطابق
- تمييز النموذج
EJA510E هو جهاز إرسال ضغط مطلق (يقيس مقابل فراغ مطلق) ، مناسب لقياس دقة عالية في فراغ، الضغط السلبي، وتطبيقات الضغط الجوي.جهاز EJA530E هو جهاز إرسال ضغط مقياس (مراجع الضغط الجوي)، تستخدم لمراقبة الضغط الروتينية في خطوط الأنابيب وخزانات التخزين ؛ لا يمكن استبدال الاثنين.
- تطابق نطاق الكبسولة
اختيار الكبسولة A أو B أو C أو D بناءً على ضغط العملية الفعلي ؛ يتم حظر التشغيل لفترة طويلة فوق 80٪ من الحد الأعلى للمجموعة بشكل صارم.خيار /HG الضغط العالي إلزامييسمح بضغط عمل أقصاه 70 مبا.
- التوافق المتوسط والمواد
بالنسبة لوسائل التآكل العالية (حمض الهيدروكلوريك ، كبريتات الهيدروجين ، هيبوكلوريت الصوديوم ، البخار عالي درجة الحرارة) ، يفضل الحجاب الحاجز Hastelloy.للوسائط التي تحتوي على الهيدروجين في وحدات الكيماويات أو الهيدروجين في الفحم، مطلوب خيار الحجاب الحاجز المطبوق بالذهب / A1 لمنع دخول الهيدروجين. بالنسبة للأوكسجين أو الوسائط عالية النقاء ، حدد معالجة / K1 الخالية من الزيت / المنخفضة.
- مطابقة المواصفات ضد الانفجار
بالنسبة للمناطق الخطرة المنزلية، يجب إعطاء الأولوية لتصنيفات NEPSI NS21 (آمنة جوهريًا) أو NF2 (مقاومة للحريق). بالنسبة لمشاريع التصدير، حدد شهادات ATEX أو FM أو IECEx حسب الحاجة.أثناء التحقق من حدود درجة حرارة البيئة والعمليةعلى سبيل المثال، يسمح تصنيف T6 بحرارة متوسطة أقصاها 85 درجة مئوية).
(د) معايير التثبيت الميداني
- توجيهات التثبيت
تدور مسطح الحجاب الحاجز بالتوازي مع الأفق لا يؤدي إلى الانحراف في نقطة الصفر؛ ومع ذلك فإن الانحناء الرأسي بنسبة 90 درجة يسبب تحريكًا ثابتًا في نقطة الصفر ،تتطلب عملية ضبط الصفر في المجال بعد التثبيت.
- توفير الطاقة ومطابقة الحمل (نوع HART 4 ′′ 20 mA)
نطاق فولتاج إمدادات الطاقة: 10.5 42 VDC ؛ الحد الأعلى هو 32 VDC عند تثبيت جهاز إيقاف البرق ، و 30 VDC للنماذج الآمنة جوهرياً. للاتصالات الرقمية ،يجب الحفاظ على مقاومة الحمل بين 250 و 600 Ω؛ مطابقة مقاومة الحلقة وفقاً للصيغة R = (E - 10.5) / 0.0244.
- الحد من درجة الحرارة والضغط
نموذج الضغط المطلق EJA510E يخضع للوجهة الحدودة لدرجة الحرارة والضغط: عند درجات الحرارة المنخفضة (< 80 درجة مئوية) ، يبلغ الحد الأدنى للضغط المطلق للعمل 0.013 كيلوبايت؛ فوق 80 درجة مئوية،يرتفع ضغط التشغيل الأدنى بالتزامن مع درجة الحرارةيتطلب الاختيار لتطبيقات الفراغ الالتزام الصارم بمخطط منحنى درجة الحرارة والضغط.
- متطلبات الأسلاك الكهربائية
ضمان التوجيه السليم في مناطق إمدادات الطاقة ومحطات الإشارة وإقامة اتصال موثوق به إلى محطة التربة. لا يجوز توصيل مقياسات المجال بنماذج حافلات FF / PROFIBUS.للنماذج ذات الطاقة المنخفضة 1 ̊5 فولتيجب أن يكون عائق الحمل ≥ 1 MΩ لمنع انخفاض فولتاج الكابل من التأثير على الدقة.
(الثالث) الصيانة الروتينية وإصلاح الأخطاء
- إعدادات معايير التخفيف
في حالات تقلبات شديدة في سائل العملية ، يمكن زيادة خفض البرمجيات لقمع الارتجاف في الإخراج ؛ ومع ذلك ، فإن زيادة خفض السعة تمدد وقت الاستجابة (استجابة الأساس: 90 ميس).للتطبيقات التي تتطلب تعديلات سريعة في معدل التدفق، يوصى بإعداد خفض ≤2 ثانية.
- تكوين النتيجة العاطلة
الخروج الافتراضي للفشل هو "مرتفع" (≥ 21.6 مآ) ؛ إذا كانت متطلبات سلامة العملية تملي إنذار "منخفض" ، حدد رمزًا إضافيًا /C1.يجب تحديد خيارات حد الخروج C2 أو C3.
- دورة المعايرة
يتم معايرة مرة واحدة في السنة للتطبيقات القياسية ؛ يوصى بالمعايرة كل ستة أشهر لنظم القياس عالية الدقة ونظم قفل سلامة SIS.مواصفات الاستقرار على المدى الطويل لمدة سبع سنوات تمثل فقط الحد الأقصى النظري للتحرك ولا تحل محل الحاجة إلى التحقق الدوري.
- العمليات المحظورة
لا تعرض الحجاب الحاجز لصدمات تتجاوز حدود الضغط اللحظي (30 مبا للكبسولات A/B/C؛ 132 مبا للكبسولات D).
بالنسبة للنماذج المقاومة للانفجار الآمنة من تلقاء نفسها، يُحظر بشكل صارم استبدال المكونات الكهربائية غير المعتمدة دون إذن.
لا يجوز استخدام النماذج المملوءة بالزيت الفلوريني مع سوائل العملية في درجات حرارة مستمرة تزيد عن 80 درجة مئوية.
مخطط سلكي لـ Yokogawa EJA530E
تطبيقات صناعية نموذجية
- صناعة البتروكيماويات / الفحم الكيميائي
EJA510E ناقل الضغط المطلق: مراقبة الفراغ في أعمدة التقطير وأنظمة الفراغ في الغازات؛ قياس الضغط المطلق في خزانات التخزين الفراغية.نسخة الحاجز المطبقة بالذهب مناسبة للهيدروجين والوحدات من الفحم إلى الهيدروجين، مقاومة لتلف إختراق الهيدروجين.
جهاز إرسال الضغط EJA530E: الضغط المتوسط في الأنابيب؛ مراقبة الضغط الجوي / المتوسط للمفاعلات؛ الضغط التفاضلي للمبادل الحراري؛ ضغط مدخل صمام الأمان.
SIL2 معتمدة للاستخدام في SIS (نظام الأجهزة الآمنة) قفل إيقاف الطوارئ، وضمان الإنتاج الآمن في ظل ظروف الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية.
- صناعة الطاقة (طاقة الحرارة / الطاقة الجديدة)
قياس الضغط في براميل الغلاية، أنابيب البخار، وأنظمة التكثيف؛ EJA510E تستخدم لمراقبة الضغط المطلق في مكثفات الفراغ.مراقبة ضغط غازات الدخان في خطوط أنابيب التطهير من النترات وإزالة الكبريت، متوافق مع الدرجات الحرارية العالية والوسائط السامة التي تحتوي على الكبريت.
- معالجة المياه وخدمات المياه البلدية
مراقبة الضغط التفاضلي عبر مدخلات/مخارج فلاتر محطة المياه، ومستويات خزان المياه الصافية (عن طريق الضغط) وضغط إمدادات شبكة التوزيع.قياس ضغط الهواء في خزانات التهوية في محطات مياه الصرف الصحيحماية IP67 مناسبة للبيئات الخارجية الرطبة.
- الأدوية والمواد الكيميائية الدقيقة ومعالجة الأغذية
مراقبة الضغط لخزانات تخزين المواد الخام عالية النقاء وأنابيب معقمة؛ الإصدارات الخالية من الزيت (K1) والمليئة بالزيت الفلوريني (K3) مناسبة للخالية من الزيت،ظروف تشغيل نظيفة في الصناعات الصيدلانية والغذائية؛ نماذج انتاج منخفضة الطاقة 1V5V للمراقبة غير المأهولة في محطات المياه النقية النائية.
- أنابيب الغاز الطبيعي والنفط / الغاز لمسافات طويلة
مراقبة ضغط الأنابيب في المحطات والضغط أسفل مصابيح تنظيم الضغط ؛ شهادة آمنة جوهرياً (Ex ia) مناسبة للبيئات الخارجية الخطرة ؛الاتصالات HART تدعم إدارة الأجهزة عن بعد، وتقليل تواتر عمليات التفتيش في الموقع.
- مختبرات ومعدات أبحاث الفراغ
جهاز EJA510E لإرسال الضغط المطلق لقياس الضغط المطلق الدقيق في غرف الفراغ العالي ومعدات طلاء الفراغ.الكبسولة "أ" (أصغر نطاق) تلبي متطلبات قياس الفراغ الدقيق.
لمحة عامة عن المنتج
مدعومة بتكنولوجيا مستشعرات الرنين السيليكونية ذات الكريستال الواحدسلسلة EJA510E/EJA530E توفر حلول قياس ضغط متكاملة تتميز بدقة عالية، الاستقرار على المدى الطويل، وقدرات الاتصال الشاملة، ومعايير السلامة العالية، والقدرة على التكيف مع مجموعة واسعة من ظروف التشغيل:
- تقني:الاستشعار الرقمي الأصلي يزيل أخطاء التحويل التناظري؛ تعويض مدمج لدرجة الحرارة والضغط الثابت، جنبا إلى جنب مع الانجراف المنخفض للغاية (استقرار 7 سنوات)يقلل بشكل كبير من التكلفة الإجمالية للملكية.
- قابلية التكيف:يدعم كل من قياسات الضغط المطلقة والمقياسة ؛ يقدم أربعة نطاقات كبسولة الحجاب الحاجز ، وخيارات مختلفة للمواد المبللة ، وشهادات متعددة ضد الانفجار ،مما يجعلها مناسبة للغالبية العظمى من وسائل الإعلام في صناعة العمليات وتطبيقات المناطق الخطرة.
- الرقمنة:متوافق مع إشارات 4 ′′20 mA التقليدية والحافلات الميدانية الصناعية السائدة.يدعم كلاً من أوضاع التكوين المحلية والبعيدة ويتميز بتشخيص ذاتي شامل لتسهيل إدارة الأصول الذكية في المصانع الذكية.
- السلامة:يلبي متطلبات صارمة لضمان سلامة العملية، والبيئات القابلة للاشتعال / الانفجار، والظروف التآكلية القاسية من خلال الامتثال للسلامة الوظيفية SIL2الشهادات العالمية ضد الانفجار، حماية الضغط الزائد المتدرجة، وتصميم هيكلي مقاوم للتآكل.
وسط التحول الرقمي المستمر وتحديثات إدارة السلامة في الصناعة ، يبرز EJA510E/EJA530E كأداة قياس ضغط مقارنة.وهو مثالي لتحديث سلس لأنظمة التحكم التقليدية DCS ومتوافق تماما مع الجيل التالي من بنية المصنع الذكي القائمة على الحافلة، توفير بيانات موثوقة لضمان استقرار العملية، والسلامة التشغيلية، والقياس الدقيق.
>
>
