当前位置:首页 >> 机械/仪表 >>

Emerson-雷达液位测量系统维护指南


中国石油四川石化有限责任公司 1000 万吨/年炼油、80 万吨/年乙烯项目

雷达液位测量系统维护指南

艾默生过程控制有限公司

目录 1、概述:------------------------------------------- 3 2、雷达液位计工作原理----------------------------

-----3 3、性能参数指标--------------------------------------4 4、雷达液位测量系统组成及特点--------------------------6 5、雷达液位测量系统接线图-----------------------------11 6、雷达液位测量系统网络连接示意图----------------------12 7、罐量计算方法和依据的标准:-------------------------18 8、雷达罐量计算上位系统组态软件及其操作-------------------20 9、 雷达罐区计量系统常见故障诊断--------------------------35

2

1. 概述:
雷达液位测量系统是一个完整的计量和库存管理系统,该系统可以包含液位,多 点温度,介质的平均温度,压力,密度(压力变送器测量实时在线的密度),油水界面 等信号。 罐区管理系统 TankMaster 软件包具有完整的库存管理功能,网络连接功能及与 DCS 系统通讯功能。它可以显示液位,多点温度,介质的平均温度,压力,密度,油水界面 等信号的数值,储罐的容积表,并根据 API 或国家标准计量罐内液体标准体积和质量等 数据。 计量级(REX)及监控级(PRO)系列采用 TRL2 总线,通过通讯单元转换为 RS485 或 RS232 通讯(基于 Modbus 协议)接口与上位系统通讯。 雷达液位计室外罐顶安装,安装区域为防爆区,安装简易、调校方便,确保可靠运 行。可动部件少,不受振动影响(液位计是一体化结构,采用模块化及集成化设计,卡 件安装)。 液位计天线符合 API 设计标准,具有凝液自滴落功能。

2. 雷达液位计工作原理
采用 FMCW 方法(调频连续波):雷达液位计向液体表面发射微波,微波信号具有围 绕 10GHz 连续变化的频率,当信号向下抵达液体表面并返回天线时,它将与此时正在发 射的信号混合,当回波信号向下抵达液体表面并重新返回时,发射的信号已经轻微改 变,当把发射信号与接收信号混合时,产生一种与液体表面距离成比例的低频信号,这 种信号可提供高精度的测量值。

3

3. 性能参数指标 3.1. 计量级雷达液位计(REX 系列,RTG39) - 仪表精度:±0.5 mm
- 输出信号:TRL2 数字总线、4~20MA、继电器输出 - 运行环境温度:-40 °C 至 +70 °C (-40 °F 至 +158 °F) - 电源: 100-240 VAC,50-60 Hz,平均功率 15W 在低于冰点温度下,液位计加 压最大功率为 80 W) - 入口防护等级: IP66 - 防爆等级:EEx d [ia] IIB T6 - 天线形式:抛物面式/喇叭口式/阵列式(适合导波管安装低损耗模式)/LPG、 LNG 专用天线 - 防雷保护:标准的防雷保护部件和滤波器可处理快速瞬变电压。液位计内部的 多层变阻器(快速瞬变电压保护)以及充气管避雷器(过电压保护)保护电子 元件免受过电压影响。由于在防燃外壳内部可能出现电火花,储罐也应进行隔 爆防护。 主电源受熔断器保护 - 电气接口:3 x 1/2” NPT; 3 x 3/4” NPT

3.2. 罐旁指示仪 SDAU - 可显示数据:液位、液面距离、点温度、平均温度、液位速度、信号强度
显示器: 6 位数字液晶显示器 温度分辨率: 0.1 °C 可接入传感器类型:PT100 单点或多点温度元件(最多 14 点) 防护等级:IP66 防爆等级:EEx ia IIB T4 电源:由储罐雷达液位计提供本安电源 电气接口:2 x M20;1x M25

3.3. 罐旁指示仪 RDU40 - 可显示数据:液位、液面距离、点温度、平均温度、液位速度、信号强度
显示器: 图形液晶显示器 128 x 64 像素 防护等级:IP66 防爆等级:EEx ib IIC T4 电源:由储罐雷达液位计提供本安电源 电气接口:2 x M20;1x M25

3.4. 平均温度计(MST)
温度元件类型:Pt 100 温度点元件,符合标准 EN 60751 精度:1/6 DIN B 级(标准)(1/6 DIN B= ±(0.30 + 0.005 * ITI) * 1/6) 整个温度量程:-50 °C 至 120 °C(标准);-20 °C 至 250 °C(可选) 温度元件数量:3 至 14 点 外层材料:不锈钢 AISI 316 储罐底部重锤重量:4kg(标准)

4

- 铠装直径:3/4” (标准); 1” (配套水位传感器 WLS 的选项) - 引线长度:500mm(标准,进入一体化 JB) - 防爆等级:EEx ia IIC T4

3.5. 通讯单元(FCU) - 环境运行温度:-40 °C 至 70 °C
电源:220VAC,+10% 至-15%,50-60 Hz,最大功率:10 W 入口防护等级:IP 65 通讯端口:6 个(通常配置 4 个现场总线端口,2 个分组总线端口) 现场总线端口:TRL/2 总线,每个现场总线端口最多可连接 8 台储罐雷达液位 计 - 分组总线端口:TRL/2 总线、RS232 或 RS485,基于 Modbus 的协议

3.6. 无线网络适配器 775
- 输入信号:2 或 4 线制 HART 设备 - 输出信号:IEC 62591(无线 HART) - 更新速度:由客户选择,8 秒至 60 分

3.7. 1420 网关
- 环境运行温度:-40 °C 至 70 °C - 电源:19.2~28.8Vdc,启动电流 250mA,运行电流 150Ma - EMC 性能:按照执行标准 EN61326-1:2006; - Mesh 网络管理 - 通讯规格: 1) MODBUS RTU VIA RS485 2) Modbus TCP via Ethernet/Optical fiber 3) OPC via Ethernet/ Optical fiber 4) AMS, DeltaV

3.8. 罐区计量管理系统(包括 PC 机及软件) - 微机基本要求:
? ? ? ? ? ? ? Windows 2000 Server IIS 5.0 版或者 Windows 2003 Server IIS 6.0 版 2.4GHz CPU。 1024MB RAM。 20GB 硬盘驱动器(TankMaster 需要占用大约 200 MB 磁盘空间)。 图形卡 1024*768 像素,65536 色 RS232,RS485 通讯接口各 2 个 网卡 2 块

- TankMaster 标准软件包 TankMaster 包括两个主要软件模块: ? WinSetup 是用于对整个雷达液位系统进行组态的软件包。
5

? WinOpi 是完整的储存软件包。包括下列功能提供实时储罐计量数据、用户友 好的导航、先进的分组组态功能、交互式组态与安装、用户管理器、输送控制 批处理报表、历史数据抽样、实时视图、自动报表、通过电子邮件传递报表、 可靠报警处理、事件检查日志、通过电子邮件发送报警、泄漏报警和在线帮 助。API 计算功能包括:实时储量计算和储罐混合计量

- Tankmaster 通讯功能 ? Modbus 通讯:用于通过 MODBUS(RS-232 )连接 TankMaster 和监控与数据 采集 DCS 系统。 ? OPC server (OPC 2.0):用于通过 OPC (网络或本地微机)连接 TM 和和 监控与数据采集(SCADA)/ DCS 系统。OPC 服务器包括浏览器。

4. 雷达液位测量系统组成及特点
4.1. 喇叭型天线液位计的设计易于安装在固定顶储罐上直径为 200 mm (8”) 或以上 的喷嘴上。RTG 3920 液位计可以测量除沥青及类似产品以外的各类石油产品。 整个喇叭形天线位于储罐内部而且其温度与储罐环境温度几乎相同,从而可以避 免天线内部出现冷凝。

4.2. RTG 3930 抛物面形天线液位计的设计适合安装于拱顶储罐。可测量几乎所有产 品的液位,范围涉及从干净产品到难以测量的产品(如沥青)的几乎所有产品。 抛物面形天线的设计可以耐受粘稠产品及冷凝产品。 大型天线直径可获得较高的天线增益和较高的信噪比。抛物面形天线液位计 可安装于原有的储罐人孔盖上。标准抛物面形反射器直径达到 440 mm(17 “), 并适合安装于诸如 20” 的人孔内。
6

4.3.

配备小型阵列天线的 RTG 3950 可安装于原有的导波管内。典型应用包括带 有浮顶的原油储罐以及带或不带内浮顶的汽油/成品油储罐。

7

4.4. RTG 3960 液位计的设计适用于液化石油气或液化天然气储罐的液化气液位测 量。即使在液体表面沸腾的工况下,导波管也能使液位计获取足够强度的回波。 雷达信号在导波管内传送。压力密封采用经过认证可用于压力容器的石英/陶瓷 窗口。作为选项,液位计可配备安全球阀以及蒸汽空间压力传感器。最高的测量 精度需要采用压力传感器。

4.5. 对于液体散装储罐中实现精确的密闭输送和储存测量,产品温度是一个重要的参 数。在 Rex 系统供货时,可以作为基本元件提供高质量的多点温度计(MST)。 多点温度计(MST)可采用置于不同高度的多台 Pt 100 温度点元件测量温度,从 而提供储罐温度曲线和平均温度。 4.6. 电容水位传感器(WLS)可连续测量油层下面的自由水位并提供输入用于在线提供 净储量。水位传感器与多点温度计 MST 一体化, 4.7. 数据采集单元(DAU 2100)可与储罐雷达液位计配套使用,提供本机读数显示, 并在需要的输入/输出多于储罐雷达液位计许可范围时,可用于连接温度传感 器、压力变送器、通断开关等。 最多可连接 14 台温度元件的多点温度计(MST)可与数据采集单元进行连接。 数据采集单元由与其连接的储罐雷达液位计供电并通过储罐雷达液位计进行通

8

讯。在储罐雷达液位计内的变送器接口卡件(TIC)上采用齐纳安全栅,使数据采 集单元(DAU)达到本质安全。 数据采集单元可配备读数显示器,以显示液位、温度和其他测量数值。根据 需要,也可将数据采集单元 DAU 安装于储罐顶部。

4.8. 远传显示单元 (RDU 40) 是一种坚固耐用的显示单元,可用于室外危险区域。如 果每台储罐的温度元件数量不超过 6 台,RDU 40 是现场显示最节约成本的解决 方案。在这种情况下,温度元件可直接连接储罐雷达液位计(RTG),而无需采用 数据采集单元(DAU)。显示功能由连接的储罐雷达液位计采用软件进行控制。采 用 4 键显示键盘,非常易于操作。每个显示屏视图可显示 7 行文本,每行 16 个 字符。 RDU 40 可通过 3 芯电缆与储罐雷达液位计进行连接,最远距离可达 100m (330 英尺)。每台 TankRadar Rex 液位计可连接两台远传显示单元。远传显 示单元可显示计算数据,如液位、平均温度、容量、信号强度等。数据可以列表 显示或显示单个数值,采用非常易读的 25 mm(1 “)实心字体。操作人员可以设 置用户定义的窗口,以提供大多数有用的信息。该窗口将作为默认视图进行显 示。RDU 40 可以浏览与 TankRadar Rex 液位计连接的 6 台温度点元件。

4.9. 现场通讯单元(FCU) 属于数据集中器,可连续从现场装置轮询数据,如储罐雷达 液位计、数据采集单元以及远传显示单元,并且将这些数据存储于缓冲存储器。 无论什么时候接收到数据请求,FCU 可立即从更新的缓冲存储器发送一批储罐 的数据。

9

在分组总线上 FCU 可担当下位机,在现场总线上 FCU 可担当上位机。现场 通讯单元配备 6 个通讯端口。根据下列任一备选方案,这些端口可单独被设置 成分组总线端口或现场总线端口: 可用接口板连接每个通讯端口。这些接口板可采用 FCM 板,用于连接 TRL/2 总线,或采用 FCI 板,用于连接 RS485 通讯。通过与跨接连接器连接取代 FCM 或 FCI 板,可将两组总线端口设置成 RS232 接口。根据标准,现场通讯 单元在供货时配备 6 块 FCM 板和 2 台 RS232 跨接连接器。

4.10. 现场总线调制解调器(FBM) 将信号从 TRL/2 总线转换到 RS232。可用现场总 线调制解调器将安装 TankMaster 人机界面软件的微机与 TRL/2 总线连接。在 供货时现场总线调制解调器配备用于与微机串行连接的电缆。现场总线调制解调 器通过交流/直流转换器自身配备电源。

4.11. TankMaster 人机界面软件 TankMaster 是基于 Windows 的功能强大的人机界面(HMI),可用于全部储罐储 量管理。TankMaster 可为 TankRadar Rex 系统提供组态、服务和设置、储存

10

及密闭输送功能。所有的计算都基于现行的 API 和 ISO 标准。TankMaster 包 括用户管理器,包括不同的人员访问层。

5. 雷达液位测量系统接线图

11

6. 雷达液位测量系统网络连接示意图

12

13

14

15

16

17

7. 罐量计算方法和依据的标准: TankMaster 是一款功能强大的罐区测量监控,库存计算与管理软件。

18

下图是 Tankmaster 的计算流程。现场雷达液位计系统读取液位,压力,游 离水位,温度等测量值,Tankmaster 基于输入的罐容表及所选用相关产品 表查处对应的 VCF 算出标准体积和表观重量等值。右边黄色部分(上)代 表自动测量密度,如果没有自动密度测量则黄色部分可以忽略;下边黄色 部分仅适用于球罐 LPG/LNG 的测量的计算。

其中:TOV 总计量体积 CTSh 罐内温度修正 GOV 毛计量体积 TEC 罐内膨胀系数 GSV 毛标准体积 FRA 浮顶修正 NSV 净标准体积 VCF 体积修正系数 WIA/WIV 表观质量 S+W 沉淀物和水的质量或体积百分比 TCT 罐容表 AVRM 有效体积 FWL/FWV 游离水位、游离水体积 VLVR 汽液体体积比

19

Tankmaster 含有以下各种标准产品表格供选择,用户可以根据实际 需要选用基于 60F 的 54 系列表(英美标准)或基于 20C 的 60 系列表 格(中国标准)。
Table 54 (1952) Density, kg/m? 500.0 – 600.0 600.0 – 840.0 840.0 – 870.0 870.0 – 960.0 960.0 – 1105.0 500.0 – 1200.0 610.0 – 778.0 778.0 – 824.0 824.0 – 1075.0 TecTref, 106 ?C-1 Temperature, ?C -46.0 – 60.0 -25.0 – 70.0 -25.0 – 100.0 -25.0 – 125.0 -25.0 – 150.0 0.0 – 200.0 -18.0 – 95.0 -18.0 – 125.0 -18.0 – 150.0 -18.0 – 150.0 -18.0 – 125.0 -18.0 – 95.0 -20.0 – 150.0 -50.0 – 150.0 -50.0 – 150.0 -50.0 – 150.0 -50.0 – 150.0 -50.0 – 150.0 -50.0 – 150.0 -50.0 – 150.0 -46.0 – 93.0 -46.0 – 93.0 -25.0 – 275.0

54 (1960) 54A (1980) 54B (1980) 60A (1980) 60B (1980) 54C (1980) 60C (1980) 54D (1980) 54A (2004) 54B (2004) 60A (2004) 60B (2004) 54C (2004) 60C (2004) 54D (2004) 60D (2004) 54E (2007) 60E (2007) D4311

486.0 – 918.0 918.0 – 954.0 954.0 – 1674.0 800.0 – 1164.0 611.16 – 1163.79 611.16 – 1163.86 606.12 – 1161.15 606.12 – 1160.62 414.0 – 1674.0 801.25 – 1163.85 798.11 – 1160.71 351.7 – 687.8 331.7 – 683.6 850.0 – 1600.0

8. 雷达罐量计算上位系统组态软件及其操作 罐区计量系统软件 Tankmaster 由 WinSetup 和 WinOPI 两部分组成。其中 WinSetup 用于仪表工程师对雷达进行组态和调试,WinOPI 用于操作人员 对罐区液位和库存量进行操作和管理。

20

打开 WINSETUP 和 WINOPI 的方式 1.方式一:分别双击桌面两个快捷图标 Winsetup&Winopi 输入用户名和密码登陆或直接按 CANCEL 取消登录即可 用户名:administrator/supervisor/operator 密码:admin/super/oper(以上均是小写) 2.方式二: 打开 Administrator Program 窗口 选中 Winsetup 或 Winopi 输入密码:admin(小写)

Winsetup 服务于仪表工程师, 仪表工程师可以通过它与所有现场设备进 行通讯安装组态,故障排除以及修正液位等 安装新设备 New Devices(FCU 及雷达)及安装新罐 New Tanks 的方法

21

第 1 步: 运行和登陆 WinSetup

第 2 步: 在 Protocols 中对 ModbusMaster1.0 通道进行参数设置,确保 各个已使用通道如 MbMaster.1,MbMaster.2 等正确组态

如 MbMaster.1 对应 Com1:FBM/None/None/4800/1000/1/3/None 成品油罐 区,MbMaster.2 对应 Com2:RS232/None/None/4800/1000/1/3/None 原油 罐区等
22

第 3 步: 安装 New Devices

鼠标指向 Devices, 右键选择 install new… 安装 FCU 或雷达。注意必须先安装 FCU,然后才可以安装雷达如 REX+SDAU 等

点击下拉箭头,选择您所需要安装的设备型号,例如 FCU2160, REX RTG,PRO RTG, b.输入设备位号,例如 FCU-2160, LT-3601, LT-4502…… c. 点击 next
23

FCU 组态 FCU 端口(卡件)组态,注意端口 Port 与卡件安装位置从左到右对应为 3,4,5,6,1,2。到现场雷达的卡件(FCM)对应的端口称为 FB,其 波特率固定为 4800 不得更改,否则会无法通讯。到上位机的卡件(FCM 或 FCI)对应的端口称为 GB,如果是 FCM 卡,波特率固定为 4800,如果 是 FCI 卡,波特率可以根据上位机情况灵活设置。

FCU 的 Slave Database 组态,需要正选择设备类型如 Pro RTG,地址如 1,2 等,总线卡件如 FB1,温度点数,模拟输入 Ain/CIn 点数如 0 等

24

安装及组态雷达

25

如果温度直接接入雷达,从下面窗口设定温度类型及温度点高度

如果有模拟输入如压力变送器接入雷达,需要设定量程上下限及单位

26

设置雷达罐高参数 罐高 R: 雷达安装法兰面到罐底的距离 G: 人工检尺高度与量油孔之间的高度偏差 C: 底部死区,通常为 0,不需要设定

上盲区设定(Hold Off Dist),通常设定为 1m

27

设备安装完毕,按 Finish 结束安装。

第 4 步: 安装 New Tanks

鼠标指向 Tanks, 右键点击, 在对话框内选择 Install New…
28

29

点击 Finish 安装完毕 第 5 步: 打开所有储罐的液位,温度,压力等值的显示画面 鼠标指向 tanks, 右键,选择 Summary Tank View…

30

液位偏差的调整方法 拱顶罐,球罐及浮顶罐零位误差采用单点标定,通过修改 G 值实现 偏差值 G =人工检尺–雷达液位计读数 如:人工检尺: 12.500m; 雷达读 数: 12.400m G=12.500-12.400=0.100m 将 0.100m 填入 Rex Reference Distance(G)即可将零位误差修正过来

浮顶罐由于导播管内径不一致等原因可能会造成线性或非线性误差,需 要采用多点标定(即 80%, 60%, 40%, 20%)的方法来消除误差 具体操作方法如下:

31

32

在 WinSetup 中查看波形图的方法

在 Device List 中右击雷达图标出现下拉菜单,下拉菜单中选择 Properties 进入以下画面

右下角选择 Tank Scan 进入以下画面
33

操作人员如何在 WINOPI 中观察所有罐的相关值如液位,温度,体积和重 量等,如何确认报警 鼠标指向 AllTanks,右键选择 View Group 或 Bargraph Group 或 Obeserved Inventory 或 Net Inventory 或 Tank Movement,如以下画面 所示

34

点击 Acc 或 Accept All Alarms 或 SHIFT+F9 键确认报警

9 常见故障诊断 Cfail ? ? ? ? 检查电源是否切断 电缆是否短路断路松开 雷达电路板是否出问题 Winsetup 组态设置是否错误

SensorFail ? 对液位而言, 空罐的时候可能会出现:空罐时候底部信号弱于门槛电 压 ? 压力温度故障 No Conn ? 压力温度没有连接到雷达液位计 ? 组态设置没有链接 Lost Comm (罐旁显示)
35

? 检查与雷达液位计连接的电缆 ? 检查雷达液位计电源 ? 检查雷达电路板 TAG InValid ? 门槛电压高于信号强度

36


相关文章:
艾默生雷达液位计资料(RTG40B,2210-R)
雷达液位计、罐旁显示仪安装操作说明,维护维修手册艾默生雷达液位计资料 目录一、...雷达液位计测量系统结构组成 三、雷达液位计工具软件及使用 四、雷达液位计校定...
自动化仪表的系统维护与仪表诊断
这些系统使用的检测手段包括振动测量、 激光测量、...例如 Emerson 公司的 AMS(资产管理系统),Siemens ...诊断指南(草案)》将维护分为三 级:要求维护(已经...
EMERSON维护周期修改操作流程
EMERSON维护周期修改操作流程_电力/水利_工程科技_专业资料。操作流程:在正常界面...输入密码并确认后,显示主菜单(由上往下分别为“报警菜单” “设定点” “系统...
化工仪表维修工特种作业人员考试复习题目 (9)
设备和非智能的常规仪 表设备进行远程诊断和维护。...雷达液位计的安装位置不要在搅拌器附近,因为搅拌时...? ? A、 Honeywel B、 Emerson C、 FOXBORO 96...
艾默生10KV UPS日常使用维护手册
艾默生10KV UPS日常使用维护手册_计算机硬件及网络_IT...未供电时灭 说明 1.2.2 UPS 负载电池容量及故障...手动自检电池手动自检包括电池有无检测和电池好坏检测...
艾默生开关电源维护操作手册(精简版)
艾默生开关电源维护操作手册(精简版)_信息与通信_工程科技_专业资料。, 艾默生开关电源维护手册目 录 第一章 基本原理 一、系统的工作原理 二、 产品型号说明 三...
爱默生模块及监控中文说明书
爱默生模块及监控中文说明书_电力/水利_工程科技_...配合充电模块及艾默生公司采集模块,PSM-E20 监控系统...(JYM-II 和 JYM-S2) ,以及电池检测仪(EBU01、...
艾默生简介
Apex雷达液位计,SAAB 雷达液位计,阿牛巴,Probar, ...安全乘机指南 如何选择安全的航班 正确使用机上氧气面罩...艾默生电源系统节能休眠... 3页 免费 艾默生公司全...
艾默生边际网UPS电源维护操作手册(精简版)
艾默生边际网UPS电源维护操作手册(精简版)_信息与通信...上电检测 2.3 运行模式说明 2.3.1 市电逆变...系统中测试,满足系统的要求 >83% 41.1±0.3V ...
计量器具目录7
Ltd 份有限公司 20100111 瑞士徕卡测量系统股 双频测地型 GNSS 接收机(ATX1230...(FOUNDR-MASTER 型 Analytical AG 新加坡 Emerson 雷达液位计(5301/5302/5303 ...
更多相关标签:
导波雷达液位计原理 | 雷达液位计 | 罗斯蒙特雷达液位计 | 雷达液位计工作原理 | 高频雷达液位计 | 雷达液位计品牌 | 雷达液位计 双玻璃板 | 雷达液位计 双致伸缩 |