張希心，任國建

(山東濱化集團(tuán)股份有限公司，山東 濱州 256600)

恩拉福伺服液位計(jì)在丙烯球罐的應(yīng)用

張希心，任國建

(山東濱化集團(tuán)股份有限公司，山東 濱州 256600)

本文介紹了恩拉福(Enraf)854系列液位計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、測(cè)量原理，以及調(diào)試過程，通過對(duì)濱化集團(tuán)龍口港丙烯球罐上液位計(jì)的使用和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，提出了在安裝和維護(hù)方面的注意事項(xiàng)。

伺服液位計(jì)；球罐液位測(cè)量；丙烯；調(diào)試；故障分析

液位參數(shù)在丙烯球罐的計(jì)量和儲(chǔ)存中占有重要地位，液位計(jì)的精度的高低決定這貿(mào)易計(jì)量和日常監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性的高低。濱化集團(tuán)龍口港分公司的6個(gè)丙烯球罐承擔(dān)著國外進(jìn)口丙烯卸船的貿(mào)易計(jì)量和車輛發(fā)貨的任務(wù)，需要準(zhǔn)確的掌握丙烯的進(jìn)出情況，合理的調(diào)度和管理。因此需要一種高精度、高可靠性、集多種測(cè)量功能為一體的計(jì)量交接級(jí)的儲(chǔ)罐液位計(jì)。

恩拉福(Enraf)854系列伺服液位計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，精度可達(dá)0.4 mm，可接入溫度計(jì)、HART協(xié)議壓力信號(hào)，用戶可選擇液位模擬信號(hào)輸出、伺服密度測(cè)量等，可以使用霍尼韋爾恩拉福公司的便攜終端PET，通過紅外線接口與液位計(jì)連接，或者利用Ensite組態(tài)調(diào)試軟件，通過BPM通訊總線很容易地對(duì)854系列伺服液位計(jì)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試和組態(tài)。隨著儲(chǔ)罐測(cè)量技術(shù)的日趨成熟，霍尼韋爾恩拉福854系列伺服液位計(jì)在液化和輕質(zhì)產(chǎn)品的測(cè)量方面，已經(jīng)成為全世界的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1 結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)

Enraf伺服液位計(jì)由高精度力傳感器、伺服電機(jī)系統(tǒng)、測(cè)量磁鼓、測(cè)量浮子組成，為接觸型儀表?？蓜澐譃殡姎馐?、磁鼓室、接線室三個(gè)腔室，三個(gè)腔室互不連通完全隔離。電氣室由電路板(電源板、功能板、XPU板(通訊處理板)、SPU板(伺服處理板))、伺服電機(jī)和力傳感器組成；磁鼓室由磁鼓、浮子、鋼絲組成；接線室分本安部分和非本安部分，防止強(qiáng)弱電的干擾。

1.2 工作原理

圖1 伺服液位計(jì)

伺服液位計(jì)是基于阿基米德原理測(cè)量液位(如圖1)。浮子處于被測(cè)介質(zhì)表面，浸入液面1～2 mm。對(duì)浮子進(jìn)行受力分析，浮子重力、鋼絲繩拉力、浮力，根據(jù)力平衡得出浮子在靜止?fàn)顟B(tài)下拉力=重力-浮力。浮子標(biāo)準(zhǔn)重量DW=223 g，控制浮子浸入1 mm，F(xiàn)=15 g，得出拉力為208 g。吊浮子的鋼絲纏繞在磁鼓上，磁鼓通過磁耦合將拉力傳遞給安裝在磁鼓軸上的馬達(dá)單元，隨后傳遞給力傳感器。力傳感器將力轉(zhuǎn)變成頻率信號(hào)，SPU板根據(jù)頻率信號(hào)控制馬達(dá)帶動(dòng)浮子運(yùn)動(dòng)。力傳感器不斷的檢測(cè)鋼絲繩的拉力是否為208 g，當(dāng)拉力小于208 g時(shí)，說明液位下降，力傳感器檢測(cè)到后立即控制伺服電機(jī)以0.05 mm的步幅放下浮子，直至達(dá)到力平衡狀態(tài)，即檢測(cè)到拉力為208 g。液位下降的同時(shí)，計(jì)數(shù)器記錄了電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)，自動(dòng)的計(jì)算出位移量，從而實(shí)現(xiàn)液位的測(cè)量。

2 安裝使用注意事項(xiàng)

(1)液位計(jì)在開箱后需要妥善保管好浮子和磁鼓，磁鼓和浮子是標(biāo)定過的，其中磁鼓非常精密極易損傷。另外，磁鼓和液位計(jì)是配套的，不能和其他液位計(jì)的磁鼓搞亂，所以需要在開箱后做好標(biāo)記。最后安裝后應(yīng)保持浮子、磁鼓、鋼絲清潔，否則影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

(2)為了保護(hù)力傳感器，在運(yùn)輸過程中馬達(dá)是被鎖死的，安裝好液位計(jì)后，在投運(yùn)之前，必須給馬達(dá)解鎖，使力傳感器能自由運(yùn)動(dòng)。

(3)對(duì)于液面波動(dòng)較大的場(chǎng)所應(yīng)安裝穩(wěn)液管。要求穩(wěn)液管安裝必須豎直，偏心度不能超過3 mm，且管內(nèi)部必須光滑沒有毛刺，兩面對(duì)稱開口[1]。

(4)在選型前一定要根據(jù)控制室內(nèi)接收信號(hào)裝置選擇是BPM協(xié)議傳輸還是4～20mA傳輸，防止安裝時(shí)發(fā)生型號(hào)不符的情況發(fā)生。

(5)第一次進(jìn)產(chǎn)品時(shí)，必須要以極小流量進(jìn)產(chǎn)品，等到罐內(nèi)壓力平衡后再開大閥門，防止罐內(nèi)壓力打開瞬間吹散鋼絲。

3 初始化調(diào)試

新的液位計(jì)送電后會(huì)顯示+027.0000，這是出廠的設(shè)置。

命令輸入

W2=ENRAF2 指令輸入密碼

DW=+.26540000E+03 預(yù)設(shè)浮子的重量(數(shù)值刻在浮子上)

DV=+.20040000E+03 設(shè)置浮子體積(數(shù)值刻在浮子上)

S1=+.24000000E+03 預(yù)設(shè)測(cè)量液位I1的平衡值

S2=+.05000000E+03 設(shè)定浮子到罐底的平衡值

TA=03 新的儀表地址(原先是00)

TI=TK-003 輸入罐的編號(hào)，空格補(bǔ)齊6位

WT=EDE 力傳感器保護(hù)

ML=+000.0000 馬達(dá)低限位由1 m改成0。

EX 退出，液位計(jì)在重新啟動(dòng)后會(huì)，自動(dòng)下落。

W2=ENRAF2 指令輸入密碼

RL=+000.0030 設(shè)定罐底液位為零

AR 液位計(jì)接受RL的值，然后重新啟動(dòng)

I1 (如罐內(nèi)有液位，使用I2)

CA 升起浮子到達(dá)液位計(jì)標(biāo)定接頭的卡死位置，等到浮子不再上升，這時(shí)浮子高度應(yīng)該高于整個(gè)球罐的直徑。記下這個(gè)高度。

UN 取消CA的命令

可選用含抗過敏成分的感冒藥，這類成分包括馬來酸氯苯那敏（即“撲爾敏”）或者氯雷他定等。前者有犯困的副作用，后者不會(huì)使人犯困。

I1 落下浮子1 m的距離，要求浮子進(jìn)入球閥以下。

FR 停住浮子

BT 液位計(jì)做平衡測(cè)試，需要5min。等到出現(xiàn)FR后。

BU 最大不平衡重量。

BV 最小不平衡重量，BU-BV<3g。

BW 記下這個(gè)數(shù)值。

W2=ENRAF2 指令輸入密碼

TT =+123.3456 輸入CA的高度。

MH=+123.3456 輸入MH=TT-0.2m的值

MZ =+123.3456 輸入MH=TT-0.2m的值

DW =+.12345678E+03 輸入BW的值

S1 =+.12345678E+03 S1=DW-15g

MN=03 單點(diǎn)溫度PT100三線接入

EX 重啟調(diào)試完畢。

4 故障分析

4.1 故障命令介紹

854系列是一種具有自診斷功能的儀表。檢測(cè)到的故障將會(huì)作為狀態(tài)信息會(huì)在 PET 顯示面板上顯示出來。以下的指令保存了處理板的錯(cuò)誤信息：

EP XPU板的錯(cuò)誤代碼，顯示儀表內(nèi)部軟件和通訊方面的錯(cuò)誤。EP=000沒有錯(cuò)誤。

ES SPU板的錯(cuò)誤代碼，顯示的是馬達(dá)和浮子移動(dòng)方面的問題。ES=0000無錯(cuò)誤。

EM 功能板溫度錯(cuò)誤代碼，EM=**00無錯(cuò)誤。

EH 功能板壓力錯(cuò)誤代碼，EH =**00無錯(cuò)誤。

4.2 故障實(shí)例

1)罐區(qū)液位計(jì)安裝后經(jīng)常出現(xiàn)液位死機(jī)情況(不跟隨實(shí)際液位變化)？

處理：用手操器對(duì)液位計(jì)進(jìn)行平衡測(cè)試，發(fā)現(xiàn)BU-BV大于3 g，很可能為磁鼓處有臟污物質(zhì)，開蓋清理后正常。

2)105罐壓力值無法傳輸?shù)诫娔X，液位和溫度都可以？

處理：輸入命令EP、ES、均無錯(cuò)誤，EH有錯(cuò)誤代碼，確認(rèn)功能板問題，更換后正常。

3)105號(hào)罐無法測(cè)量液位，壓力溫度正常？

處理：輸入命令ES，顯示ES=0407，查找錯(cuò)誤代碼，提示為馬達(dá)沒有解鎖或力傳感器初始化錯(cuò)誤，檢查發(fā)現(xiàn)力傳感器

與馬達(dá)相連的鋼絲斷了。必須更換力傳感器。

5 結(jié)語

經(jīng)過近10年的使用，發(fā)現(xiàn)Enraf 854系列伺服液位計(jì)是一種精度高、穩(wěn)定性好、基本免維護(hù)、性能優(yōu)越的儀表，比雷達(dá)液位計(jì)、雙法蘭液位計(jì)等其它液位計(jì)有無法比擬的優(yōu)越性。個(gè)人認(rèn)為此系列液位計(jì)非常適合丙烯等輕質(zhì)液體的液位測(cè)量，值得推廣。

[1] 黃紅星.Enraf伺服液位計(jì)的測(cè)量原理及應(yīng)用[J].河南化工,2011(15):58-60.

(本文文獻(xiàn)格式：張希心，任國建.恩拉福伺服液位計(jì)在丙烯球罐的應(yīng)用[J].山東化工,2017,46(15):122-123.)

2017-05-23

張希心(1987—)，男，山東青州人，助理工程師，2008年畢業(yè)于青島科技大學(xué)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)，現(xiàn)任山東濱化集團(tuán)股份有限公司電儀車間班長，主要從事自動(dòng)化儀表的研究；通訊作者：任國建(1983-)，男，山東陽谷人，本科學(xué)歷，工程師，2007年畢業(yè)于青島科技大學(xué)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)，現(xiàn)任山東濱化集團(tuán)股份有限公司電儀車間工段長。

TQ056.1

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