Nghiên cứu về các nhiệt Rosemount

Ngành tự động hóa đang ngày càng hiện đại và phái triển. Các thiết bị tự động hóa ngành càng được đổi mới và phát triển. Là những sinh viên của ngành kỹ thuật điều khiển và tự động hóa, chúng em cần phải nhận biết, phân biệt, hiểu được cấu tạo, cách sử dụng,… của các thiết bị tự động hóa.

ĐỀ TÀI: Nghiên cứu về các nhiệt Rosemount

Sinh viên thực hiện: MSSV

Lời nói đầu

HÀ NỘI-2015

Ngành tự động hóa đang ngày càng hiện đại và phái triển Các thiết bị tự động hóa ngành càng được đổi mới và phát triển

Là những sinh viên của ngành kỹ thuật điều khiển và tự động hóa, chúng em cần phải nhận biết, phân biệt, hiểu được cấu tạo, cách sử dụng,… của các thiết bị

tự động hóa

Dưới sự hướng dẫn của thầy Bùi Đăng Thảnh, chúng em đã được giao đề

tài:” Tìm hiểu các nhiệt Rosemount” Trong bài báo cáo này, chúng em đã trình bày tổng quan về các thiết bị nhiệt Rosemount, nguyên lý hoạt động, cấu tạo, cách khắc phục các sự cố thường gặp khi sử dụng, hiệu chỉnh thiết bị, bảo dưỡng thiết bị

Trong quá trình tìm hiểu, do trình độ còn thấp và còn non kinh nghiệm nên

trong quá trình hoàn thành bài báo cáo, chúng em còn nhiều thiếu xót Chúng em mong thầy cô chỉ bảo và dẫn dắt chúng em.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm sinh viên thực hiện

Mục lục

Chương 1: Tổng quan 3

Chương 2: Cảm biến đo độ điện dẫn 4

2.1: Nguyên tắc hoạt động của thiết bị đo độ điện dẫn Rosemount Emerson 225-03-564 2.1: Cách lắp đặt 5

2.3: Cách khắc phục các sự cố thường gặp 5

2.4: Hiệu chỉnh thiết bị 6

2.5: Bảo trì 7

Chương 3: Máy phát nhiệt độ 3144P 8

3.1: Cấu tạo 8

3.2: Cài đặt 8

3.3: Cách khắc phục các sự cố thường gặp 9

3.3.1: Thiết bị không hiển thị trên phân khúc 9

3.3.2: Thiết bị không đứng yên trên đoạn 9

3.4: Hiệu chỉnh thiết bị 10

3.4.1: Căn chỉnh tần số có thể kéo theo làm thay đổi nhiều ứng dụng 10

3.5: bảo trì 11

3.5.1: Kiểm tra lại thiết bị đầu cuối (HART/ chỉ 4-20mA) 11

3.5.2: Kiểm tra các thiết bị cảm biến 11

3.5.3: Hệ thống điện 11

3.5.4: Chuẩn đoán lỗi của các máy phát 12

Chương 4: Máy phát nhiệt không dây 848T 13

4.1: Cấu tạo 13

4.2: Thông điệp an toàn 14

4.3: Cấu hình 14

4.3.1: Cấu hình bang thông 14

4.3.2: Cấu hình mặc định 15

4.3.3: Cấu hình thiết bị mạng 16

4.4: Cài đặt 17

4.4.1: Xem xét thiệt bị không dây 17

4.4.2: Kết nối cảm biến 18

4.4.3: Cài đặt vật lý 19

4.5: Cách khắc phục sự cố thường gặp 20

4.6: Hiệu chỉnh 21

4.6.1: Cảm biến cắt 21

4.6.2: Chỉnh lại máy cắt 21 4.7: Bảo trì 21 Tài liệu tham khảo 23

Chương 1:Tổng quan

Đo lường nhiệt độ góp phần tối ứu hóa chất lượng sản phẩm và giúp qui trình sản xuất an toàn hơn Giúp doanh nghiệp tối tang cường được khả năng cạnh tranh, tiết kiệm chi phí Công ty thiết bị tự động hóa Rosemount-Emerson là một trong những lựa chọn hàng đầu trong việc cung cấp các sản phẩm đo lường nhiệt độ

Hãng thiết bị tự động hóa công nghiệp Rosemount – Emerson là một hãng thiết bị lâu đời, có uy tín cao trên toàn thế giới Hãng luôn theo đuổi không mệt mỏi và đầu tư, phát triển các thiết bị về đo lường, phân tích chất lượng cao

Các thiết bị nhiệt của Rosemount luôn là một trong những sự ưu tiên hàng đầutrong ngành công nghiệp đo lường và tự động hóa Chúng ta có thể kể đến các thiết bị như: Cảm biến đo độ điện dẫn, cảm biến báo mức, thiết bị đo nhiệt độ, bộphát nhiệt độ,…

Tại Việt Nam, thế mạnh của Rosemount là cung cấp cấp thiết bị cảm biến cho các lĩnh vực như: báo mức cao, mức thấp, báo rỗng, thiết bị đo độ dẫn điện trong nhà máy bia, rượu, thực phẩm, đồ uống

Chương 2 Cảm biến đo độ điện dẫn

Cảm biến đo độ điện dẫn Rosemount model 225-03-56

Trong nhà máy bia rượu, có rất nhiều công đoạn như CIP đòi hỏi chất lượng cảm biến biến phải rất tốt, cấp bảo vệ cao, chống chịu được các tác nhân tẩy rửa công nghiệp mạnh như Xút Caustic, Acid…cũng như nhiệt độ cao, áp suất

Cảm biến đo độ điện dẫn Rosemount mẫu 225 được thiết kế cho ngành dược phẩm, thực phẩm và đồ uống Đây là luôn là lựa chọn tốt cho những điều kiện khắc nhiệt như trên Ứng dụng điện hình của thiết bị này là đo nồng độ

2.1 Nguyến tắc hoạt động của thiết bị đo độ điện dẫn Rosemount Emerson 225-03-56

Cảm biến đo độ điện dẫn Model 225-03-56 bao gồm 2 cặp cuộn dây

bằng kim loại có vỏ bên ngoài làm bằng chất liệu nhựa kỹ thuật chất lượng cao chống ăn mòn (PEEK) hoặc Tefzel, một cuộn đóng vai trò là bộphát, cuộn còn lại đóng vai trò là bộ thu Khi cảm biến được nhúng vào chất lỏng dẫn điện và cuộn phát được cấp điện, nó sẽ sinh ra một dòng điện trong dung dịch Dòng điện trong dung dịch sẽ gây ra một dòng điện khác trong cuộn thu, dòng điện này sẽ tỉ lệ thuận với độ điện dẫn trong dung dịch, nhờ vậy mà ta có thể đo được điện dẫn trong dung dịch

Cảm biến đo đọ điện dẫn Rosemount Emerson Model 225-03-56 có

thể kết nối phù hợp với hầu hết các thiết bị phân tích của Rosemount, tất

cả chúng đều tích hợp RTD (nhiệt điện trở) để đo bù nhiệt cho độ điện dẫn

2.2 Cách lắp đặt

Cảm biến đo độ điện dẫn Rosemount Emerson Model 225-03-56 CIP

được thiết kế cho các ngành công nghiệp dược phẩm, thực phẩm và nhà máy

bia rượu,với chất liệu PEEK (Polyether ether ketone) chúng có thể chịu

đựng tốt quá trình tẩy rửa công nghiệp CIP trong các nhà máy bia rượu

Cảm biến có thể được lắp đặt ngập trong chất lỏng, gắn kết các cảm biến trong một đường ống chạy dọc theo dòng chảy từ dưới lên là tốt nhất Giữ khoảng cách giữa cảm biến và thành ống ít nhất là 2,5cm Trong trường hợp tiết diện ống quá nhỏ thì phải hiệu chỉnh lại cảm biến

2.3 Cách khắc phục các sự cố thường gặp

• Không hoạt động

+ Có thể là do dây sai: phải xác minh và nối chính xác lại dây.+ RTD hở hoặc quá thiếu: kiểm tra lại RTD làm cho mạch hở hoặc quá ngắn và điều chỉnh

+ Cảm biến không hoạt động trong môi trường: xác nhận rằng cảm biến hoàn toàn chìm trong môi trường

+ Cảm biến bị hỏng: kiểm tra lại và sửa chữa

• Ảnh hưởng của môi trường xung quanh:

+ Cảm biến bị lắp đặt sai: đảm bảo thiết bị hoàn toàn chìm trong chất lỏng

+ Cảm biến hoạt động gần dây điện cao áp: di chuyển dây điện rachỗ khác

+ Cảm biến chuyển động: điều chỉnh cho cảm biến đứng yên

• Đọc sai hoặc thấp hơn so với dự kiến:

+ Hằng số tế bào sai: hiệu chỉnh và xem lại khoảng cách với đườngống

+ Thiết bị không chìm trong dòng chất lỏng: điều chỉnh cho thiết bịchìm trong dòng chất lỏng

+Bubbles đang bị mắc kẹt trong các cảm biến,đặc biệt là trong việc mở toroid: Cài đặt các cảm biến trong một đường ống chạy dọc với dòng chảy ống Tăng dòng chảy nếu có thể

+ Nhiệt độ khi hiểu chỉnh sai: hiệu chỉnh lại nhiệt độ

+ Phản ứng chậm khi thay đổi nhiệt độ đột ngột: sử dụng một RTD

để bù nhiệt

• Phản ứng chậm :

+Cảm biến được cài đặt trong một khu vực chết trongđường ống: di chuyển cảm biến đến một vị trí tốt hơn của dòng chảy

+Phản ứng chậm khi thay đổi nhiệt độ đột ngột: sử dụng một RTD

để bù nhiệt

2.4 Hiệu chỉnh thiết bị:

Hằng số cell của cảm biến 225 là 2,7 / cm Các lỗi trong hằng số tếbào là khoảng ± 10% Vì vậy, sử dụng hằng cell sẽ có một lỗi ít nhất là ±10% Để có độ chính xác cao, chúng ta phải hiệu chỉnh cảm biến

Vì ảnh hưởng của hiệu ứng tường là rất lớn, nên để cảm biến có độ chính xác cao, chúng ta phải hiệu chỉnh cảm biến tương thích với chất liệu của ống:

• Với ống kim loại, độ dẫn điện là cao hơn hoặc bằng độ dẫn điện chuẩn thì khoảng cách đối với tường tỷ lệ nghịch với độ dẫn điện

• Với ống nhựa, độ dẫn điện là nhỏ hơn hoặc bằng độ dẫn điện chuẩn thì khoảng cách đối với tường là tỷ lệ thuận với độ dẫn điện

• Khoảng cách đối với thành ống là lớn nhất khi độ dẫn điện của thành ống bằng độ dẫn điện chuẩn và khoảng cách này là 1inch ( cỡ2,5 cm)

ống nhựa ống kim loại

2.5 Bảo trì

• Có kế hoạch vệ sinh đạt tiêu chuẩn ( tiêu chuẩn 3A)

• Không lắp đặt thiết bị trong môi trường ô nhiễm, dễ ăn mòn

• Vệ sinh xuyến dẫn điện và các mặt thủy tinh thường xuyên

• Các vật liệu cảm biến ướt có thể không tương thích với các quá trình hoạt động và điều kiện

• Trước khi gỡ thiết bị ra, cần phải đảm bảo áp suất ở mức 0 và nhiệt

độ được giảm đến mức an toàn

Nói chung việc vệ sinh thiết bị thường xuyên là cần thiết để đảm bảo thiết bị được hoạt động tốt nhất Tùy vào từng môi trường mà chúng ta có những kế hoạch vệ sinh thích hợp nhất, kế hoạch này nên dựa vào kinh nghiệm của người

sử dụng

CHƯƠNG 3: Máy phát nhiệt độ 3144P

- Đầu vào được thiết kế tích hợp với hầu hết các cảm biến

- Cấu hình sử dụng giao diện HART hoặc FOUNDATION

- Thiết bị có vỏ bọc hoàn toàn bằng kim loại

- Thiết bị được thiết kế với 4 đầu ra analog

3.2 Cài đặt:

Trong khi lắp đặt, cần phải thực hiện theo những điều sau để đảm bảo an toàn:

• Không tháo lắp mạch ở nơi dễ chay nổ

• Mức độ an toàn của môi trường đặt máy phát là ở mức cho phép

• Máy phát phải có đầy đủ cả 2 vỏ để đề phòng cháy nổ

• Người lắp đặt phải đủ trình độ

• Trong quá trình cài đặt không có áp lực từ môi trường bên ngoài tác dụng vào máy phát

• Không tháo lắp thiết bị khi hoạt động

• Phải cẩn thận khi tiếp xúc với thiết bị đầu cuối

Thiết bị nên được đặt ở một địa điểm cao trong ống dẫn để hơi ẩm sẽ không theo các đường ống vào trong thiết bị Còn nếu thiết bị được đặt ở một điểm thấp trong ống dẫn thì khoang cuối của thiết bị phải được chứa đầy nước.

• Lắp thiết bị vào đường ống trong nhà Cài đặt cảm biến, sau đó dùng bơm áp lực kiểm tra các vết rò rỉ

• Lắp thêm các thiết bị đi kèm như khớp nối, các phụ kiện mở rộng ( nếu yêu cầu)

• Bật cảm biến

• Kiểm tra các yêu cầu về môi trường

• Lắp thêm vào cảm biến và bịt lại bằng băng PTFE ( nếu cần)

• Lắp thêm vào các thiết bị mở rộng, khớp nối của cảm biến vào phầncuối của máy phát

• Lắp đặt phần dây cáp điện cho các cho các đường dẫn còn lại của máy phát

3.3 Cách khắc phục các sự cố thường gặp:

3.3.1 Thiết bị không hiển thị trên phân khúc:

+ Thiết bị không đủ điện:

• Đảm bảo thiết bị được kết nối với phân khúc này

• Kiểm tra lại điện áp, nên để điện áp vào khoảng 9-32 VDC

• Kiểm tra và đảm bảo dòng điện vào khoảng 11mA + Phân khúc có vấn đề: kiểm tra lại hệ thống dây điện

+ Thiết bị bị hỏng: thay thế thiết bị khác

+ Thiết lập mạng không tương thích: thay đổi thông số mạng

3.3.2 Thiết bị không đứng yên trên đoạn:

+ Mức tín hiệu không chính xác:

• Kiểm tra lại 2 terminators

• Chiều dài cáp bị thừa

• Kiểm tra lại nguồn cung cấp điện

+ Phân khúc bị nhiễu:

• Kiểm tra và điều chỉnh lại các dây nối đấy không đúng

• Kiểm tra lại các dây che chắn

• Xiết chặt các dây kết nối lại

• Kiểm tra độ ẩm trên thiết bị và xem thiết bị có bị ăn mònkhông.

• Kiểm tra lại nguồn cung cấp điện

+ Thiết bị bị hỏng: thay thế thiết bị khác

+ Vấn đề khác: kiểm tra vùng nước xung quanh thiết bị

3.4 Hiệu chỉnh thiết bị:

Đo lường có sử dụng máy phát nhiệt cho kết quả có độ chính xác cao hơn Người sử dụng có thể dùng các chức năng ngắn gọn để hiệu chỉnh thiết bị, các chức năng này cho phép chúng ta hiểu chỉnh lại thiết bị nhanh hơn

Hiệu chỉnh thiết bị bao gồm:

• Thay đổi lại thông số tín hiệu trong thiết bị

• Tạo ra một đường cong tùy chỉnh để phù hợp với đường cong của cảm biến

• Hiệu chỉnh quy mô của một thông số nào đó ví dụ như: dòng điện, điện áp,…

3.4.1 Căn chỉnh tần số: căn chỉnh tần số có thể kéo theo làm thay đổi rất

• D/A tác dụng = (% của khoảng mỗi 1°C thay đổi) x ( nhiệt

độ thay đổi của môi trường) x ( dải nhiệt độ tác dụng)

• Độ chính xác của cảm biến = ° C

• TPE= căn bậc 2 của ( (độ chính xác kỹ thuật số)^2+

(D/A)^2+( ảnh hưởng của nhiệt độ)^2+( D/A tác dụng)^2+( độ chính xác của cảm biến)^2)

+ Bước 3: tính mức độ ổn định mỗi tháng:

= ( % mỗi tháng) x ( dải nhiệt độ tác dụng)

+ Bước 4: tính toán hiệu chỉnh tần số

Tần số = ( hiệu suất yêu cầu – TPE)/( mức độ ổn định mỗi tháng)

3.5 Bảo trì:

Máy phát 3144P không có bộ phận tự chuyển động, đòi hỏi cần một khoản tiền nhất định để bảo trì và thiết kế các mô-đun để bảo trì dễ dàng Nếu xảy ra một xự cố bất ngờ, chúng ta nên kiểm tra các nguyên nhân bên ngoài trước khi xem phần này

3.5.1 Kiểm tra lại thiết bị đầu cuối (HART/ chỉ 4-20mA):

Các thiết bị đầu cuối kiểm tra rồi chúng ta đánh dấu là (T), các thiết

bị đã đạt yêu cầu đánh dấu là (-) sẽ thuận tiện hơn trong quá trình kiểm tra

Chúng ta kiểm tra các thiết bị qua một đi-ốt vòng lặp Các thiết bị qua đi ốt ta đánh dấu là (T), các thiết bị kết nối được với đi ốt ta đánh dấu

là (-) Để đảm bảo trong quá trình kiểm tra không rò rỉ điện áp ra ngoài, chúng ta nên dùng điện trở trong quá trình không quá 10 ohms, giá trị điệntrở vào khoảng 30 ohms sẽ làm kết quả sai đi 1%

3.5.2 Kiểm tra các thiết bị cảm biến:

Nếu các cảm biến được cài đặt trong một môi trường có điện cao áp

và có tình trạng lỗi hoặc cài đặt báo lỗi xảy ra, các cảm biến dẫn và thiết

bị đầu cuối của máy phát có thể gây chết người, sử dụng phải thật thận trọng khi tiếp xúc với chúng.

Để xác định xem các cảm biến có bị lỗi không, ta thay thế cảm biến khác hoặc kiểm tra bằng cách nối cảm biến cục bộ ở máy phát và kiểm tra cảm biến cần kiểm tra từ xa bằng hệ thống dây điện Cài đặt máy phát với

mã C7, nối với cảm biến cần kiểm tra Chọn một tiêu chuẩn có sẵn của cảm biến ở máy phát, hoặc tham khảo thiết bị cảm biến thay thế phù hợp

từ nhà sản xuất

3.5.3 Hệ thống điện:

Máy phát được thiết kế với 2 ngăn Một ngăn chứa các mô đun điện từ, các thiết bị đầu cuối khác, hệ thống dây điện và các vật có chức năng thông tin

+ Tháo các mô đun điện tử:

Chú ý: các thiết bị điện tử được bao bọc trong một lớp nhựa chống ẩm Nếu lớp nhựa này bị hỏng bị ở trong phải thay thế hoàn toàn

Các mô-đun điện tử 3144P nằm trong khoang đối diện với thiết bị dây đầucuối

Các bước để tháo mô đun điện tử:

• Ngắt kết nối điện cho máy phát

• Tháo nắp đậy, di chuyển màn hình LCD nếu cần

• Tháo 2 ống vít ở vỏ bọc bằng nhựa

• Nhấc mô đun ra, chú ý không để hỏng các chân kết nối

Nếu thay thế mô đun mới, phải đảm bảo các công tắc báo động phải đúng vị trí Và thực hiện ngược lại các bước trên để thay thế mô đun mới

3.5.4 Chuẩn đoán các lỗi của máy phát:

Máy phát có chức năng chuẩn đoán lỗi, những gì gây ra lỗi cho máy sẽ được báo động, ngay cả khi lỗi đó đã biến mất Ví dụ cảm biến phát hiện một cảm biến có thiết bị đầu cuối bị lỏng, hệ thống sẽ báo động cho chúng

ta biết Để các báo động này chấm dứt, chúng ta phải xác định lỗi và sửa

chữa nó Tính năng này giúp chúng ta giảm được thời gian sửa chữa cho máy phát.

Chương 4 : Máy phát nhiệt không dây 848T

4.1 Cấu tạo:

• Thiết bị có 4 cấu hình RTD độc lập, cặp nhiệt điện, ohm, millivolt, và đầu vào 4-20 mA

• Sử dụng 8 cấu hình để thông báo quá trình và biến đổi của thiết bị

• Sử dụng mạng không dây hiệu quả bằng cách cả 4 phép đọc cảm biến trong 1 thông điệp truyền đi

• Lắp đặt và vận hành tiết kiệm các ứng dụng một cách tối đa

Chú ý:Cảm biến nhiệt độ điện như RTD và cặp nhiệt điện tạo ra tín hiệu cấp thấp tỉ lệ thuận với nhiệt độc chúng nhận được Máy phát nhiệt không dây 848T chuyển tín hiệu này thành tín hiệu ở dạng số không dây.

4.2 Thông điệp an toàn:

Hướng dẫn và quy trình trong phần này có thể đòi hỏi biện pháp phòng ngừa đặc biệt để đảm bảo sự an toàn của những người thực hiện các hoạt động Vuilòng tham khảo các thông điệp an toàn sau đây trước thực hiện một hoạt độngnào đó:

Việc không tuân theo các hướng dẫn cài đặt có thể dẫn đến tử vong hoặc thương tích nghiêm trọng

* Hãy chắc chắn rằng nhân viên đủ điều kiện thực hiện cài đặt Vụ nổ có thể dẫn đến tử vong hoặc thương tích nghiêm trọng

* Trước khi kết nối một bộ chia mạch trong một bầu không khí dễ cháy nổ, đảm bảo các thiết bị được cài đặt theo tập quán nối dây hiện trường thực sự

an toàn hay không

* Xác minh rằng bầu không khí hoạt động của máy phát là phù hợp với các vịtrí nguy hiểm xác nhận thích hợp

Rò rỉ quá trình có thể dẫn đến tử vong hoặc thương tích nghiêm trọng

* Không tháo hộp đo nhiệt trong khi hoạt động

* Cài đặt và thắt chặt hộp đo nhiệt và cảm biến trước khi áp dụng

Sốc điện có thể gây tử vong hoặc chấn thương nghiêm trọng

* Sử dụng hết sức thận trọng khi tiếp xúc với các dây dẫn và thiết bị đầu cuối.Thiết bị này tuân thủ Phần 15 của Quy định FCC Hoạt động tùy thuộc vào các điều kiện sau đây: Thiết bị này không gây nhiễu có hại, thiết bị này phải chấp nhận bất kỳ gây nhiễu nào, bao gồm cả gây nhiễu do các hoạt động không mong muốn

Thiết bị này phải được cài đặt để đảm bảo một khoảng cách ăng ten cách tối thiểu 20 cm từ tất cả mọi người

Nếu các cảm biến được cài đặt trong một môi trường điện cao áp và một tình trạng lỗi hoặc cài đặt lỗi xảy ra, các dây dẫn cảm biến và thiết bị đầu cuối máy phát có thể có điện áp gây chết người Sử dụng hết sức thận trọng khi tiếp xúc với các dây dẫn và thiết bị đầu cuối.

4.3 Cấu hình

4.3.1 Cấu hình đầu băng thông

Cấu hình đầu băng thông đòi hỏi một bộ chỉnh mạch , hoặc AMS Nối bộ chỉnh mạch dẫn đến các thiết bị đầu cuối có gắn nhãn "COMM" trên các khối thiết bị đầu cuối.Đây là quá trình là thử nghiệm của máy phát và kiểm tra các

dữ liệu cấu hình máy phát Quá trình này đảm bảo rằng tất cả các mạng thiệt lập đang được thiết lập chính xác

Cấu hình không dây AMS:

AMS là khả năng kết nối với các thiết bị trực tiếp, sử dụng một modem HART, hoặc không dây bằng cách sử dụng cửa ngõ thông minh không dây