Transcript MÄTER ER FLÖDESMÄTARE RÄTT? Faktaruta

Om SmartMeterVerification™
MÄTER ER FLÖDESMÄTARE RÄTT?
Har Ni hört detta förut?
“För att nå ett
högre processutnyttjande krävs färre
processavbrott”
“Produktion vill ha
snabba svar om anledningar vid kvalitetsfel i
processen”
“Jag måste gå upp ur
sängen, åka till fabriken mitt
i natten, för att kontrollera
ett instrument”
“Jag slösar bort min
begränsade underhållstid
på onödiga akututryckningar i processen”
Faktaruta
“Vi är färre
personer på underhållsavdelningen”
»» Kan aktiveras på förbestämda tider
»» Påverkar inte aktuell flödesmätning
Smart Diagnostik för hela flödesmätaren
»» Komplett kalibrering-verifiering
för hela flödesmätaren. Transmitter, kablar och flödesrör
Direkt respons
»» Svar inom 2 minuter
»» Ingen manuell hantering av flödesmätaren
»» Inget behov att demontera mätaren
Meter Verification "On Demand"
»» Förenklar förebyggande underhåll
»» Kan aktiveras när Ni önskar
EFFEKTIVISERA DIN UNDERHÅLLSPROCESS
genom avancerad instrumentdiagnostik. Se vad Micro Motion kan göra för dig!
Är det dags för Kalibrering av din flödesmätare?
Behöver din Coriolis flödesmätare omkalibreras?
Vi ska här berätta om hur avancerad diagnostik kan
hjälpa er att avgöra om flödesmätaren behöver
demonteras från processen eller om det kan vänta.
En Coriolis flödesmätare består av ett eller två rör
genom vilka vätska eller gas passerar. En elektrisk
drivspole tillför en oscillerande kraft på rören vilket
gör att de börjar svänga i sin resonansfrekvens. När
vätska eller gas passerar genom rören vrids de till
följd av Coriolis-kraften. Rörvridningen är direkt
proportionell mot massflödet och registreras som
en fasförskjutning. Genom mätning av fasförskjutningen kan massflödet beräknas. Coriolismätaren
kan också mäta densitet, eftersom frekvensen
är proportionell mot densiteten av vätskan.
Frekvensen mäts och densiteten kan beräknas.
Coriolisflödesmätaren mäter massflöde. Genom
att använda Coriolismätare skapar man säkra och
enkla installationer med få installationskrav som
Drivspole
Magnet-Spole
“Pick-off coil”
krav på raksträckor före och efter mätaren och
inga begräsningar när det gäller flödesprofiler.
Massflödet är också opåverkat av temperatur- och
tryckförändringar hos mediet. Detta gäller både
för vätskor och gaser. Om hög mätnoggrannhet
eftersträvas väljs normalt också en Coriolis massflödesmätare som lösning.
Om flödesmätarens rör förändras i tjocklek på
grund av korrosion, erosion eller beläggning kommer en förändring att ske av styvheten i rören.
Förändring av rörstyvhet kan också ske på grund
av att rörens material har förändras eller att rören
har deformerats. Beroende på processförhållanden kan något av detta ske i en Coriolismätare.
Om detta händer och styvheten förändras i rören
så gäller inte längre instrumentets grundkalibrering avseende massflöde och densitet. Kontroll
(verifiering) av kalibreringen är många gånger tidskrävande och stör processen. Verifiering och kalibrering är ofta ett kostsamt åtagande men måste
kanske ske frekvent för att säkerställa kvaliteten i
processen.
När det inte finns något flöde finns det ingen Corioliseffekt och
sinuskurvorna är i fas med varandra.
Flödesrör
Magnet-Spole
“Pick-off coil”
RTD
Kapsling
Splitter
När det finns flöde genom flödesrören uppkommer en
Corioliseffekt som gör att flödesrören vrider sig i förhållande till
varandra. Fasförskjutningen i sinuskurvorna mäts och kallas för
”Delta-T” som är direkt proportionellt mot massflöde.
Inget flöde
Splitter
Corioliskraft
LPO (inlet)
RPO (outlet)
Bild 1. Coriolissensor - uppbyggnad
2
= Corioliskraft
Pickoff (inlet)
Pickoff (outlet)
Bild 2. Coriolis mätprincip - Kraften påverkar rören
VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification™
Bild 3. Olika betingelser kan påverka rören i en Coriolismätare
Erosion
Sprickor
Micro Motion Diagnostik 1:
Meter Verification
Traditionella metoder för att kontrollera kalibreringen av flödesmätare kräver normalt kostsam utrustning vilket kan vara ”master”-mätare,
mobila kalibreringsvagnar, ”provers” eller vågar.
För att hantera dessa metoder krävs speciellt
utbildad personal. Denna kontroll innebär också
att man måste avbryta processen och demontera
mätaren. I bästa fall kan det innebära att man
”bara” inte har någon flödesmätning under denna
kontroll. Förfarandet är kostsamt, tidskrävande
och processtörande.
En bättre lösning är Micro Motions unika In-Line
Meter Verification
Påbyggnad
Diagnostiken kan verifiera om det har skett någon
förändring i rörens styvhet på grund av korrosion,
erosion, materialförändring eller deformation.
Den strukturella styvheten i Coriolisflödesmätarens rör mäts upp när instrumentet kalibreras för
första gången i fabrik. Denna information lagras
i instrumentets ”core processor” som en signatur. Genom att aktivera en In-line Meter Verification i fält jämförs den ursprungliga signaturen
med den signatur som mätaren själv mäter upp
vid det aktuella tillfället. Instrumentet gör denna
verifiering genom att drivspolen skapar olika toner
(frekvenser) som i sin tur avläses av mätarens magnetspolar (pick-up coils).
Genom denna process avgör mätaren om det har
skett en strukturell styvhetsförändring i rören
eller ej. Om det är en avvikelse kan man också se
hur stor den är. Verifiering kan ske oberoende
av vilken vätska eller gas som finns i rören. Verifi-
Styvhet
Detta är en diagnostik som verifierar hela
flödesmätaren. All elektronik, kablar och mekanik.
Korrosion
Initierar signalton
Frekvens
Bild 4. Olika toner (frekvenser) spårar förändringar i rören.
VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification™
3
eringen är också oberoende av om mätaren har
tomt eller fullt rör, stillastående eller strömmande
vätska/gas. Meter Verification kan utföras utan att
demontera instrumentet. Även flödessignalen är
aktiv under hela verifieringen vilket gör att processen inte störs alls.
Om man har haft en processtörning och behöver
verifiera flödesmätaren på grund av ett eventuellt instrumentfel kan en In-Line Meter Verification avgöra detta inom 2 minuter. In-Line Meter
Verification informerar om mätaren följer den
verkliga kalibreringen. Om den gör det kan underhållspersonalen fokusera på annan felsökning i
processen och på andra instrument istället för
att spendera dyrbar underhållstid på att reda ut
om flödesmätaren fungerar eller inte. Endast om
styvheten i rören har kraftigt förändrats är ytterligare felsökning av mätaren nödvändigt. Denna
styvhetsförändring kan vara kopplad till en processförändring vilket också måste undersökas.
Efter att dessa frågor har utretts, kan mätaren
omkalibreras och tas i drift med en ny signatur för
att senare kunna fortsätta upptäcka förändringar i
rörens styvhet.
SMART In-line Meter Verification
Genom att uppgradera till SMART Meter Verification kan denna process aktiveras med automatik.
Verifieringen kan ställas in att aktivera sig automatiskt från 1 till 1000 timmars mellanrum. Verifieringen sker utan att mätaren bryter flödessignalen
till styrsystemet. Om denna verifiering hittar en
styvhetsförändring i rören så larmar instrumentet.
Man kan också aktivera Meter Verification manuellt vid akuta behov.
Med hjälp av digitala kommunikationsprotokoll såsom HART, Foundation Fieldbus, Modbus
eller WirelessHART kan Smart Meter Verification
aktiveras på distans från t.ex. ett kontrollrum.
Teknikern behöver då inte gå ut i processen för att
ansluta utrustning eller aktivera den lokala instrumentdisplayen.
4
Det är möjligt att aktivera Smart Meter Verification
från alla styr- och underhållssystem som stödjer
EDDL (www.eddl.org), vilket alla ledande system
gör. EDDL-bilderna, skapade av flödesmätarens
tillverkare, visar operatören genom text och grafiska bilder hur verifieringen går till. Genom denna
enkla och informationsrika bildhantering behövs
ingen speciell utbildning för att hantera SMART
Meter Verification. Om resultatet är ”Underkänt”,
måste teknikern kontrollera processen och eventuellt omkalibrera mätaren, eller om mätaren är
skadad, byta ut den. Om resultatet är “Godkänt”,
kan omkalibrering vänta. Verifiering är avsevärt
snabbare att hantera än omkalibrering. Genom
att verifiera kan onödiga kalibreringar elimineras
vilket spar stora kostnader. Detta innebär att man
endast behöver omkalibrera mätare som verkligen
behöver detta.
Genom att känna till och kontinuerligt övervaka att
Coriolismätarens rör är strukturellt oförändrade,
kan man förlänga tiden mellan underhållsstopp
och kalibreringar vilket ökar tillgängligheten. Med
hjälp av denna In-Line kontroll kan man identifiera
problem innan en negativ inverkan på processen
uppstår. Kalibrering vid rätt tidpunkt förbättrar
kvaliteten, undviker kostsamt dubbelarbete och
kassationer. Även anläggningens produktivitet
förbättras genom att alltid använda rätt kalibrerade flödesmätare.
Micro Motion Diagnostik 2:
Detektera och Hantera 2-fasflöde
Alla flödestekniker har begränsningar och de flesta
har stora svårigheter att fungera tillfredsställande vid 2-fasflöde. Vätskans dynamiska egenskaper vid ett 2-fasflöde är extremt komplexa
och i stor utsträckning fortfarande inte väl definierade av nuvarande dynamiska modeller. Det är
inte förvånande att flödesmätning av ett sådant
oförutsägbart flöde är en stor utmaning för alla
typer av flödesmätare, inklusive Coriolismätare
Luft i vätskan kan vara ett resultat av att en pump
eller ventil börjar läcka så att luft sugs in i vätskan.
Ett annat scenario kan vara när man har för låg
VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification™
Bild 7. Lättöverskådlig bildgrafik för en Coriolismätare genom EDDL meny
Bild 8. Innan Meter Verification startar så kontrollerar
systemet om någon har gjort en justering i konfigurationen. Även kontroll av ”nollning” av mätaren görs.
Bild 9. Meter Verification har aktiverats och kontrollen har godkänt Coriolismätaren
Bild 10. Genom att använda AMS eller ProLink kan Meter
Verification-rapporter skapas för vidare arkivering
VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification™
5
Micro Motion – Ett urval av många användare:
THE ABSOLUT COMPANY
System: Micro Motion Coriolis och Rosemount magnetiska flödesmätare med Meter Verification.
Pär Björklund
Instrumentansvarig
THE ABSOLUT COMPANY (Absolut Vodka) har investerat i Micro Motion Coriolis och Rosemount Magnetiska flödesmätare med Meter Verification. Pär Björklund som är instrumentansvarig är mycket nöjd med funktionen Meter Verification. Pär säger också att vid deras senaste
kvalitetsrevision blev revisorn mycket nöjd genom att man nu enkelt kan verifiera flödesmätarnas funktion. Detta innebär att vi kan säkerställa att mätaren fungerar enligt specifikationen,
att mätvärdena är riktiga, att vi följer interna krav på underhållsrutiner och att vi kan kontrollera en mätare med kort inställelsetid för att utföra en felsökning vid processtörningar
PERSTORP SPECIALTY CHEMICALS AB
System: Micro Motion Coriolis och Rosemount magnetiska flödesmätare med Meter Verification.
Christer Sjunnesson
Instrumentansvarig
PERSTORP SPECIALTY CHEMICALS AB har investerat i ett flertal Micro Motion Coriolis och Rosemount Magnetiska flödesmätare med Meter Verification. Christer Sjunnesson är instrumentansvarig på Perstorp Specialty Chemicals och säger att en funktion för att snabbt och enkelt
kunna kontrollera ett instruments kalibrering på plats i processen länge har önskats. Genom
denna Meter Verification-funktion behövs ingen extra utrustning och genom att enkelt aktivera funktionen så startar instrumentet en verifiering och ger svar inom 4 minuter. Enklare
kan det inte bli.
PREEMRAFF
System: Micro Motion Coriolis flödesmätare med Meter Verification.
Olof Olsson
Chef, El & Instrument
PREEMRAFF i Göteborg har investerat ett flertal av Micro Motions största Coriolismätare.
Modellen heter HC3. De är installerade i Göteborgs hamn och används för båtutlastning av
bränsle. Det är av mycket stor vikt att dessa mätare lämnar riktiga mätvärden pga. det enorma
tonnaget av bränsle som levereras per år. Ett litet flödesfel skulle kunna innebära stora kostnader. Preemraff beställde dessa mätare med funktionen Meter Verification. Genom denna
funktion kan de nu på ett enkelt sätt spåra eventuella kalibreringsavvikelser i instrumenten.
Lars Axelsson som är projektledare har också alla HC3-instrument uppkopplade till ett överordnat datasystem (ProLink) som beställdes samtidigt från Emerson. Detta system kan leverera
skriftliga rapporter från varje verifieringstillfälle.
vätskenivå i en tank vid utpumpning. Även i detta
falla börjar man suga in luft i vätskan och skapar
2-fasflöde.
2-fasflöde är en stor utmaning för alla
flödestekniker och kan förorsaka stora problem i
olika processer på grund av ostabila signaler, information om fel flödesmängd mm. Micro Motion
ELITE-serien har under lång tid varit den mest lämpade Coriolisflödesmätaren på marknaden för att
kunna hantera 2-fasflöde. Detta på grund av att
den arbetar med en mycket låg drivfrekvens av
rören. Ju lägre frekvens desto mindre kastas luften
fram och tillbaks i vätskan. Nu har Micro Motion
ytterligare utvecklat sin unika ELITE-serie genom
en förfining av all mekanik i sensorn i kombination
med den nya Digitala Enhanced Core Processorn
(800) vilket gjort det möjligt att hantera 2-fasflöde
(luft i vätska) ännu bättre.
6
Även om Micro Motion idag kan hantera 2-fasflöde
behöver man informationen när det uppträder.
Detta för att man ska få en tidig möjlighet att
kunna felsöka i processen för att förhindra ett
eventuellt större oplanerat stopp. Micro Motionmätaren förvarnar när det finns 2-fasflöde genom
mätaren.
Genom att använda standarden EDDL (Electronic
Device Description Language) för att strukturera
menysystemet med textgrafik och bilder blir hantering av flödesmätarens diagnostik enkel samtidigt som det finns fullt stöd för alla dess funktionalitet. Eftersom diagnostiken tidigt upptäcker
2-fasflödesproblem förbättras processens kvalitet
samtidigt som kassationer och omarbetningar
minskas.
VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification™
Bild 12. Vilken typ av 2-fasflöde har ni?
Bild 13. 2-fasflöde skapas av många olika process situationer
Viktigt med On-Line Diagnostik
De flesta processanläggningar har hundratals eller
tusentals fältinstrument. Många är svårtillgängliga
eller installerade i ett Ex-område. De flesta mätpunkter som är behäftade med någon typ av fel
och som inte åtgärdas kommer att ha en negativ
inverkan på processen i form av sämre produktkvalitet, minskad processeffektivitet, eller leder
till ett totalt processavbrott. Även om man regelbundet försöker manuellt kontrollera dessa mätpunkter är risken stor att problem inte upptäcks i
tid.
Tidigare var det normalt att inte kontrollera Coriolisflödesmätarna eller andra mätinstrument såvida
det inte fanns en misstanke om något fel. Även om
instrumenten hade en inbyggd självdiagnostik var
det fortfarande behov att sända ut en tekniker till
mätpunkten för att kontrollera funktionen genom
instrumentets display eller genom att koppla upp
en PC eller en handhållen fältkommunikator för
att förstå om instrumentet fungerade normalt.
Detta tillvägagångssätt var snarare re-aktivt än
pro-aktivt och ger därför inte särskilt effektivt
underhåll. Genom att bara förlita sig på den lokala
displayen utnyttjar man inte Coriolismätarens fulla
intelligens.
Genom att koppla upp Coriolismätaren i ett nätverk såsom HART, Foundation Fieldbus, Modbus
eller WirelessHART har man en kontinuerlig instrumentövervakning. Om man utöver detta har ett
överordnat underhållsprogram, AMS, kommer
man att begränsa onödiga tidskrävande manuella
kontroller ute i anläggningen. Kontrollerna kommer att ske med automatik och hanteras från kontrollrummet. Resultatet av detta är att teknikerna
kan fokusera på saker som verkligen behöver deras
uppmärksamhet såsom förebyggande underhåll
VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification™
7
Bild 14. Trådlös överföring
av processdata och diagnostik från Coriolismätaren
som leder till minskade akuta processavbrott. Det
finns ingen anledning att skicka en tekniker ut i
processen för att titta på den lokala instrumentdisplayen för att avgöra om det tex. finns 2-fasflöde
eller andra problem.
anslutas till anläggningens DCS-system genom
Modbus-kommunikation. Detta gör att man
trådlöst kan komma åt övriga processvariabler
såsom volymflöde, densitet och temperatur från
Coriolismätaren.
Diagnostiken finns på operatörs- eller underhållssystemets (AMS) display. Dessutom rapporteras
problem omedelbart när det upptäcks av instrumentets självdiagnostik. Korrigerande åtgärder
föreslås i form av textgrafik och bilder (EDDL)
som vägleder teknikern mot en snabb lösning av
problemet. Även moderna styrsystem med hjälp
av Foundation Fieldbus eller HART kan enkelt få
tillgång till moderna flödesmätares funktionalitet.
Även om anläggningens befintliga styrsystem inte
har stöd för öppna bussprotokoll, är det fortfarande möjligt att dra nytta av SMART Meter Verification och 2-fasflöde flöde.
Summering:
Detta uppnås genom att montera en WirelessHART
adapter (Thum) på Coriolisflödesmätaren. En
trådlös gateway och en programvara som gör det
möjligt att utföra SMART Meter Verification och
annan diagnostisk övervakning till en fristående
dator. Den trådlösa gateway-enheten kan också
Eftersom en flödesmätares kalibrering bör kontrolleras med jämna mellanrum är SMART Meter
Verification från Micro Motion en klok investering.
Genom att utnyttja den intelligenta 800 Coreprocessorn i Micro Motion-mätaren kan man
också hantera och tidigt detektera 2-fasflöde.
Man ökar produktiviteten på grund av färre
processavbrott, färre kassationer, lägre driftoch underhållskostnader genom att kalibrera
endast när det verkligen behövs och inte
skicka ut underhållspersonal på onödiga
instrumentkontroller ute i anläggningen.
En tillverkningsenhet som utnyttjar instrumentens
intelligens genom digitala nätverk och underhållssystem (AMS) till att förbättra produktiviteten
kommer att vara morgondagens vinnare.
Läs mer om Smart Meter Verification på:
www.emersonprocess.com/MicroMotion
8
VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification™