Trong các ngành công nghiệp quy trình như hóa dầu, sản xuất điện, xử lý nước và hóa chất than, đo áp suất là một thành phần cơ bản của kiểm soát quy trình, hệ thống khóa an toàn,và đo vật liệuĐộ chính xác, sự ổn định lâu dài và khả năng thích nghi hoạt động của các dụng cụ đo trực tiếp quyết định các tiêu chuẩn hiệu quả và an toàn của nhà máy.
Tận dụng công nghệ cảm biến kỹ thuật số DPharp cộng hưởng silic đơn tinh thể, Yokogawa EJA510E (máy truyền áp suất tuyệt đối) và EJA530E (máy truyền áp suất đo) đã trưởng thành,Thiết bị hiệu suất cao được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu khác nhau, bao gồm phạm vi đo lường rộng, nhiều giao thức liên lạc, an toàn chống nổ và hoạt động lâu dài ổn định.
Nguyên tắc hoạt động cốt lõi: Công nghệ cảm biến kỹ thuật số cộng hưởng Silicon đơn tinh thể
Ở trung tâm của EJA510E/EJA530E nằm một cảm biến cộng hưởng silic đơn tinh được chế tạo bằng công nghệ MEMS.công nghệ này cung cấp một đầu ra tín hiệu kỹ thuật số bản địa, giảm thiểu lỗi chuyển đổi tại nguồn.
Cấu trúc chip cảm biến
Chip silic đơn tinh thể chứa hai chùm tia cộng hưởng hình H giống hệt nhau được niêm phong trong một khoang chân không vi mô,cô lập chúng khỏi chất lỏng điền (dầu silicone) và loại bỏ sự can thiệp của khí giảm bớtĐặt trong một từ trường liên tục, các chùm cộng hưởng tạo thành một mạch dao động tự kích thích với điện tử bên trong, duy trì rung động tần số cao liên tục.
Hình thức chuyển đổi tín hiệu áp suất
Áp lực quá trình được truyền qua niêm mạc và chất lỏng điền vào nền silic đơn tinh thể, khiến chip silic biến dạng: chùm tia cộng hưởng trung tâm bị nén,làm cho tần số rung động của nó giảm xuống, trong khi chùm tia cộng hưởng ngoại vi bị căng, làm cho tần số rung của nó tăng lên.Hai bộ chùm tia cộng hưởng tạo ra một khác biệt tần số tương ứng chính xác và tuyến tính với áp suất đoXử lý tín hiệu và đầu ra
Chip có tính năng lưu trữ bộ nhớ tích hợp các tham số cho nhiệt độ, áp suất tĩnh và điều chỉnh tính tuyến tính.CPU thực hiện tính toán bù đắp thời gian thực dựa trên sự khác biệt tần số và chuyển đổi kết quả thành tín hiệu tương tự chuẩn hóa 4?? 20 mA DCĐồng thời, các tín hiệu truyền thông kỹ thuật số (HART, BRAIN, FF hoặc PA) được chồng lên vòng lặp tương tự, cho phép khả năng đọc / ghi từ xa và cấu hình tham số.
Cơ chế tự chẩn đoán tích hợp
Được trang bị thuật toán xác minh ngược "Back-Check", thiết bị xác minh dữ liệu cảm biến ngược trong khi phát ra tín hiệu.Điều này cho phép phát hiện thời gian thực của bộ cảm biến dây gãy và lỗi phần cứng, loại bỏ các kết quả dương tính sai do thiếu thay đổi áp suất và tăng đáng kể độ tin cậy của cảnh báo lỗi.
Các đặc điểm chính của sản phẩm và lợi thế kỹ thuật
(I) Độ chính xác đo cực cao và ổn định lâu dài
- Các lớp chính xác cao có thể chọn
Các mô hình tiêu chuẩn cung cấp độ chính xác tham chiếu lên đến ± 0,055%, trong khi các phiên bản chính xác cao tùy chọn (mã HAC) đạt được ± 0,04%.và khả năng lặp lại được kiểm soát chặt chẽ trên toàn bộ phạm viThiết bị bao gồm bốn thông số kỹ thuật viên (A, B, C và D) từ 10 kPa đến 50 MPa, với tùy chọn phạm vi mở rộng (/ HG) có sẵn cho các ứng dụng áp suất cao lên đến 70 MPa.
- Sự ổn định lâu dài đặc biệt
EJA530E (đánh giá áp suất): Drift of ±0.1% URL over 7 years; EJA510E (Absolute Pressure): Drift of ±0.2% URL over 7 years.Điều này làm giảm đáng kể tần suất hiệu chuẩn hàng năm và giảm chi phí vận hành và bảo trì.
- Khả năng chống lại sự can thiệp của môi trường
Hiệu ứng nhiệt độ: Sự trôi dạt nhiệt cho tất cả các thông số kỹ thuật của viên nang được kiểm soát trong phạm vi ± ((0,15% độ dài + 0,15% URL);
Kháng rung: Phù hợp với các tiêu chuẩn rung IEC 60770-1; biến động đầu ra vẫn < 0,1% URL trong cả hai điều kiện rung cao và thấp;
Cài đặt Chuyển điểm không: Một độ nghiêng 90 ° gây ra một sự dịch chuyển điểm không chỉ 0,21 kPa, có thể được loại bỏ thông qua điều chỉnh bằng một lần chạm vào không tại chỗ.
(II) Truyền thông thông minh đa giao thức, tương thích với các hệ thống điều khiển trong tất cả các kịch bản
Sản phẩm hỗ trợ bốn giao thức truyền thông công nghiệp chính, chứa cả hệ thống tương tự truyền thống và nền tảng bus kỹ thuật số:
- 4×20 mA + HART/BRAIN (chọn tiêu chuẩn)
Điện mạch hai dây; 3.6 ∼ 21.6 mA đầu ra tương tự với truyền thông kỹ thuật số chồng lên nhau; điện áp hoạt động tối thiểu 16,6 VDC; hỗ trợ cấu hình từ xa của phạm vi, damping,và các thông số báo động thông qua thiết bị truyền thông cầm tay; phù hợp với các tiêu chuẩn đầu ra lỗi NAMUR NE43 (mã C2/C3), cho phép tùy chỉnh đầu ra giới hạn cao / thấp trong các lỗi (3.2 mA báo động thấp / 21.6 mA báo động cao).
- HART công suất thấp 1 ′5 V ( mã Q)
Cấu hình ba dây / bốn dây; tiêu thụ năng lượng thấp đến 27 mW; phù hợp với các điểm giám sát không người lái chạy bằng pin và từ xa.
- FF Fieldbus và PROFIBUS PA
Kiến trúc bus kỹ thuật số thuần túy; phù hợp với các nhà máy thông minh và hệ thống DCS kỹ thuật số hoàn toàn; hỗ trợ truyền dữ liệu đa biến và quản lý tài sản thiết bị.
(III) Chứng nhận an toàn toàn diện, bao gồm các tiêu chuẩn chống nổ toàn cầu
- Chứng nhận an toàn chức năng (SIL)
Ngoại trừ các phiên bản bus FF / PA, các đơn vị riêng lẻ đáp ứng các mức an toàn SIL2, với các cấu hình dư thừa đạt được SIL3; phù hợp với các tiêu chuẩn IEC 61508;phù hợp với hệ thống thiết bị an toàn (SIS).
- Chứng chỉ chống nổ đa khu vực toàn diện
Bao gồm chứng nhận NEPSI (Trung Quốc), ATEX (EU), FM / CSA ( Bắc Mỹ) và IECEx (Công quốc tế); hỗ trợ chống nổ (Ex d), an toàn nội tại (Ex ia),và các loại bảo vệ không sợi lửa (Ex ic); các lớp nhiệt độ từ T4 đến T6; phù hợp với môi trường nguy hiểm vùng 0, 1 và 2 trong ngành công nghiệp dầu khí và hóa chất.
- Bảo vệ và an toàn cấu trúc
Đánh giá bảo vệ xâm nhập của IP66/IP67 và NEMA 4X; vỏ khuếch đại có sẵn bằng nhôm đúc hoặc thép không gỉ; các bộ phận ướt hỗ trợ 316L, Hastelloy C-276 và niêm mạ vàng (/A1,để chống thâm nhập hydro), phù hợp với môi trường ăn mòn và rủi ro bị tan vỡ của hydro; chịu được áp suất tức thời lên đến 132 MPa; bảo vệ áp suất quá mức ngăn ngừa tổn thương âm hộ.
(IV) Cấu hình và bảo trì thuận tiện
- Hoạt động tại địa phương
Một màn hình LCD 5 chữ số tùy chọn cung cấp thời gian thực chỉ thị tỷ lệ áp suất và giá trị áp suất kỹ thuật.cho phép sửa đổi LRV / URV tại chỗ và thời gian giảm áp (được điều chỉnh bằng phần mềm từ 0.00 đến 100s) mà không cần thiết cho một máy liên lạc cầm tay.
- Tự chẩn đoán toàn diện
Theo dõi thời gian thực bao gồm phần cứng CPU, nhiệt độ phân vùng, vi phạm giới hạn áp suất và lỗi cấu hình tham số.với tín hiệu lỗi được truyền trực tiếp đến phòng điều khiển thông qua đầu ra tương tự.
- Cấu hình phạm vi linh hoạt
Hỗ trợ cài đặt phạm vi ngược (LRV > URV) và đầu ra gốc vuông để đo lưu lượng. Mô hình áp suất tuyệt đối (EJA510E) có giới hạn đo thấp hơn 0 kPa (không khí tuyệt đối),làm cho nó phù hợp với quá trình chưng cất chân không và hấp thụ chân không.
(V) Khả năng thích nghi với các điều kiện hoạt động khác nhau
- Phạm vi nhiệt độ
Phạm vi nhiệt độ xung quanh: -40 đến 85 °C (không có màn hình hiển thị) hoặc -30 đến 80 °C (với màn hình LCD); nhiệt độ trung bình quá trình: -40 đến 120 °C;tùy chọn / HE O-ring cao su huỳnh quang mở rộng giới hạn nhiệt độ thấp đến -15 °C.
- Sự tương thích trung bình
Các tùy chọn chất lỏng điền bao gồm dầu silicon tiêu chuẩn hoặc dầu fluor (/ K3).Các vật liệu vòng O bao gồm cao su nitrile và cao su fluoro để chịu được môi trường axit / kiềm và hơi nước nhiệt độ cao.
- Cấu trúc nhẹ và chắc chắn
Trọng lượng cơ sở dao động từ 1,2 đến 1,4 kg; hỗ trợ đỡ ống 2 inch hoặc gắn tường.chứa cả ống dẫn tiêu chuẩn trong nước và quốc tế.
Các cân nhắc chính cho việc lựa chọn mô hình, lắp đặt và O&M
(I) Chọn mô hình và điểm phù hợp
- Phân biệt mô hình
EJA510E là một bộ truyền áp suất tuyệt đối (kiểm tra so với chân không tuyệt đối), phù hợp với phép đo chính xác cao trong chân không, áp suất âm và áp suất khí quyển.EJA530E là một bộ truyền áp suất đo (giới thiệu áp suất khí quyển), được sử dụng để giám sát áp suất thông thường trong đường ống và bể lưu trữ; hai loại không thể hoán đổi.
- Khớp với phạm vi của viên nang
Chọn nén A, B, C hoặc D dựa trên áp suất thực tế trong quá trình; hoạt động lâu dài trên 80% giới hạn phạm vi trên bị nghiêm cấm.tùy chọn áp suất cao /HG là bắt buộc, cho phép áp suất làm việc tối đa 70 MPa.
- Khả năng tương thích trung bình và vật liệu
Đối với các môi trường ăn mòn cao (axit clo, hydro sulfure, natri hypochlorit, hơi nước nhiệt độ cao), các lớp vỏ Hastelloy được ưa thích.Đối với môi trường chứa hydro trong các đơn vị hóa học than hoặc hydro hóaĐối với oxy hoặc môi trường độ tinh khiết cao, hãy chọn phương pháp xử lý không dầu / giảm mỡ / K1.
- Khớp với thông số kỹ thuật chống nổ
Đối với các khu vực nguy hiểm trong nhà, ưu tiên xếp hạng NEPSI NS21 (An toàn nội tại) hoặc NF2 (Đứng lửa). Đối với các dự án xuất khẩu, chọn chứng nhận ATEX, FM hoặc IECEx theo yêu cầu,trong khi xác minh giới hạn nhiệt độ môi trường và quá trình (e(ví dụ, chỉ số T6 cho phép nhiệt độ trung bình tối đa là 85 °C).
(II) Tiêu chuẩn lắp đặt trên thực địa
- Định hướng lắp đặt
Chuyển mặt phẳng phân vùng song song với chân trời không dẫn đến trượt điểm không; tuy nhiên, độ nghiêng dọc 90 ° gây ra sự dịch chuyển điểm không cố định,đòi hỏi một hoạt động điều chỉnh không trường sau khi lắp đặt.
- Phương tiện cung cấp năng lượng và khớp tải (4 ¢ 20 mA HART type)
Phạm vi điện áp cung cấp điện: 10,5 42 VDC; giới hạn trên là 32 VDC khi một thiết bị ngăn sét được lắp đặt và 30 VDC cho các mô hình an toàn về bản chất.Kháng tải phải được duy trì trong khoảng từ 250 đến 600 Ω; khớp với kháng vòng theo công thức R = (E - 10,5) / 0.0244.
- Giới hạn nhiệt độ và áp suất
Mô hình áp suất tuyệt đối EJA510E phải tuân theo đường cong giới hạn nhiệt độ - áp suất: ở nhiệt độ thấp (< 80 °C), áp suất tuyệt đối hoạt động tối thiểu là 0,013 kPa; trên 80 °C,áp suất hoạt động tối thiểu tăng cùng với nhiệt độViệc lựa chọn cho các ứng dụng chân không đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt biểu đồ đường cong nhiệt độ-áp lực.
- Yêu cầu dây điện
Đảm bảo định tuyến đúng ở các khu vực cung cấp điện và đầu cuối tín hiệu và thiết lập kết nối đáng tin cậy với đầu cuối nối đất.Đối với các mô hình điện năng thấp 1 ̊5V, trở kháng tải phải ≥ 1 MΩ để ngăn chặn sự sụt giảm điện áp của cáp ảnh hưởng đến độ chính xác.
(III) Bảo trì thường xuyên và khắc phục sự cố
- Cài đặt tham số giảm nhẹ
Trong trường hợp biến động chất lỏng quá trình nghiêm trọng, damping phần mềm có thể được tăng để ngăn chặn jitter đầu ra; tuy nhiên, tăng damping kéo dài thời gian phản ứng (phản ứng cơ bản: 90 ms).Đối với các ứng dụng đòi hỏi điều chỉnh tốc độ lưu lượng nhanh, một cài đặt giảm áp ≤ 2 giây được khuyến cáo.
- Cấu hình đầu ra thất bại
Điểm phát ra lỗi mặc định là "High" (≥ 21,6 mA); nếu các yêu cầu an toàn quy trình yêu cầu báo động "Low", hãy chỉ định mã bổ sung /C1.Các tùy chọn giới hạn đầu ra C2 hoặc C3 phải được chọn.
- Chu kỳ hiệu chuẩn
Chuẩn đoán một lần một năm cho các ứng dụng tiêu chuẩn; Chuẩn đoán mỗi sáu tháng được khuyến cáo cho các hệ thống đo độ chính xác cao và hệ thống khóa an toàn SIS.Thông số kỹ thuật ổn định lâu dài 7 năm chỉ đại diện cho giới hạn trên lý thuyết của sự trôi dạt và không thay thế sự cần thiết phải kiểm tra định kỳ..
- Các hoạt động bị cấm
Không tiếp xúc với niêm mạc với các cú sốc vượt quá giới hạn áp suất tức thời (30 MPa cho viên nang A/B/C; 132 MPa cho viên nang D).
Đối với các mô hình chống nổ an toàn về bản chất, việc thay thế không được phép các thành phần điện không được chứng nhận bị nghiêm cấm.
Các mô hình chứa dầu fluor không được sử dụng với chất lỏng quá trình ở nhiệt độ bền vững vượt quá 80 °C.
Sơ đồ dây điện Yokogawa EJA530E
Ứng dụng công nghiệp điển hình
- Ngành hóa dầu / Ngành hóa than
EJA510E Máy truyền áp suất tuyệt đối: Giám sát chân không cho các cột chưng cất và hệ thống chân không khí hóa khí; đo áp suất tuyệt đối cho các bể lưu trữ chân không;Phiên bản phân vùng bọc bằng vàng phù hợp với các đơn vị hydro hóa và than thành hydro, chống lại thiệt hại do thâm nhập hydro.
Máy truyền áp suất đo EJA530E: áp suất trung bình đường ống; giám sát áp suất khí quyển / trung bình cho lò phản ứng; áp suất chênh lệch trao đổi nhiệt; khóa áp suất đầu vào van an toàn.
SIL2 được chứng nhận để sử dụng trong SIS (Safety Instrumented System), đảm bảo sản xuất an toàn trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao.
- Ngành công nghiệp điện (năng lượng nhiệt / năng lượng mới)
đo áp suất cho thùng nồi hơi, đường ống hơi và hệ thống ngưng tụ; EJA510E được sử dụng để theo dõi áp suất tuyệt đối trong máy ngưng tụ chân không;Kiểm tra áp suất khí khói trong đường ống khử nitri và khử lưu huỳnh, tương thích với môi trường ăn mòn nhiệt độ cao và chứa lưu huỳnh.
- Điều trị nước và dịch vụ nước đô thị
Theo dõi áp suất khác nhau giữa các cửa vào/cửa ra của bộ lọc nhà máy nước, mức bình nước trong (thông qua áp suất) và áp suất cung cấp mạng phân phối;đo áp suất không khí trong bể thông khí tại các nhà máy xử lý nước thảiBảo vệ IP67 phù hợp với môi trường ngoài trời ẩm.
- Dược phẩm, hóa chất mịn và chế biến thực phẩm
Kiểm tra áp suất cho các thùng chứa nguyên liệu thô tinh khiết cao và đường ống vô trùng; phiên bản không chứa dầu (K1) và chứa dầu fluor (K3) phù hợp với không chứa dầu,điều kiện hoạt động sạch trong ngành công nghiệp dược phẩm và thực phẩmCác mô hình đầu ra năng lượng thấp 1V5V cho giám sát không người lái tại các trạm nước tinh khiết từ xa.
- Dầu khí tự nhiên và đường ống dẫn dầu/ga đường dài
Giám sát áp suất đường ống tại các trạm và áp suất hạ lưu của van điều chỉnh áp suất; Chứng nhận an toàn nội tại (Ex ia) phù hợp với môi trường ngoài trời nguy hiểm;Truyền thông HART hỗ trợ quản lý thiết bị từ xa, giảm tần suất kiểm tra tại chỗ.
- Phòng thí nghiệm và thiết bị nghiên cứu chân không
EJA510E Máy truyền áp suất tuyệt đối để đo áp suất tuyệt đối chính xác trong các buồng chân không cao và thiết bị lớp phủ chân không;"A" viên nang (phạm vi nhỏ nhất) đáp ứng các yêu cầu để đo micro-vacuum.
Tổng quan sản phẩm
Được hỗ trợ bởi công nghệ cảm biến cộng hưởng silic đơn tinh của Yokogawa,loạt EJA510E/EJA530E cung cấp một giải pháp đo áp suất tích hợp đặc trưng bởi độ chính xác cao, ổn định lâu dài, khả năng giao tiếp toàn diện, tiêu chuẩn an toàn cao và khả năng thích nghi với nhiều điều kiện hoạt động:
- Kỹ thuật:Kỹ thuật số tự nhiên loại bỏ các lỗi chuyển đổi tương tự; bù đắp nhiệt độ và áp suất tĩnh tích hợp, kết hợp với trục xuất cực thấp (7 năm ổn định),giảm đáng kể tổng chi phí sở hữu.
- Khả năng thích nghi:Hỗ trợ cả phép đo áp suất tuyệt đối và đo; cung cấp bốn phạm vi nén mạc, các tùy chọn vật liệu ướt khác nhau và nhiều chứng nhận chống nổ,làm cho nó phù hợp với phần lớn các phương tiện công nghiệp quy trình và các ứng dụng khu vực nguy hiểm.
- Số hóa:Hoàn hợp với tín hiệu truyền thống 4 ′ 20 mA và bus trường công nghiệp thông thường;hỗ trợ cả chế độ cấu hình cục bộ và từ xa và tính năng tự chẩn đoán toàn diện để tạo điều kiện quản lý tài sản thông minh trong các nhà máy thông minh.
- An toàn:Đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về khóa an toàn quy trình, môi trường dễ cháy / nổ và điều kiện ăn mòn khắc nghiệt thông qua sự tuân thủ an toàn chức năng SIL2,Chứng chỉ chống nổ toàn cầu, bảo vệ áp suất quá cao và thiết kế cấu trúc chống ăn mòn.
Trong bối cảnh chuyển đổi kỹ thuật số và nâng cấp quản lý an toàn đang diễn ra trong ngành, EJA510E/EJA530E nổi bật như một dụng cụ đo áp suất chuẩn.Nó lý tưởng cho việc hiện đại hóa liền mạch của các hệ thống điều khiển DCS truyền thống và hoàn toàn tương thích với kiến trúc nhà máy thông minh dựa trên xe buýt thế hệ tiếp theo, cung cấp dữ liệu đáng tin cậy để đảm bảo ổn định quy trình, an toàn hoạt động và đo chính xác.
>
>
