1-伺服液位计培训教材.ppt

1、01/14/2011 Slide 1 Endress+Hauser NMS5 伺服液位计培训教材伺服液位计培训教材 01/14/2011 Slide 2 培训内容培训内容 二二 原理原理 三三 安装安装 四四 接线接线 五五 调试调试 六六 常见故障检查常见故障检查 一一 产品介绍产品介绍 01/14/2011 Slide 3 罐区产品罐区产品 质量流量计质量流量计 罐区用压力变送器罐区用压力变送器 伺服液位计伺服液位计 雷达液位计雷达液位计 温度测量仪表温度测量仪表 远程终端单元远程终端单元RTU 罐区监控和数据采集系统罐区监控和数据采集系统FuelsManagerTM 和和Tankvisi

2、on 01/14/2011 Slide 4 伺服液位计伺服液位计 01/14/2011 Slide 5 概述 伺服液位计是用于存储罐及工艺过程罐的高精度测量的液位计。伺服液位计是用于存储罐及工艺过程罐的高精度测量的液位计。 The proservo NMS53x series intelligent tank gauge is designed for high accuracy liquid level measurement in storage and process applications. 优点：优点：精度高、测量稳定、维护量小、使用寿命长精度高、测量稳定、维护量小、使用寿命长 主

3、要测量参数：主要测量参数： 液位 Level 界面 Interface 密度 Density 01/14/2011 Slide 6 工作原理 空高 Ullage Level 液位 Level Displacer Wire drum 罐高 Tank height Ullage Level 液位液位=罐高罐高-空高（空高（钢丝长度）钢丝长度） 01/14/2011 Slide 7 工作原理 重量 信号 CPU 平衡浮子 位置 马达 马达驱动信号 编码器 平衡浮子 钢丝 外轮鼓 电磁转换器 磁鼓重量 内轮鼓 01/14/2011 Slide 8 工作原理 浮力平衡原理 平衡重量=浮子重量-平衡体积*

4、密度 Balance Weight = Displacer Weight Balance Volume*Density W M W B 马达马达 CPU 当执行当执行“Level”命令命令 时，时，CPU就会比较就会比较 测量重量与平衡重测量重量与平衡重 量的大小，以决定量的大小，以决定 伺服马达是否工作伺服马达是否工作 及转动方向。及转动方向。 01/14/2011 Slide 9 工作原理 定义：定义： 平衡体积：浮子体积的一半。 平衡浮力：只有平衡体积浸入液体中时所受的浮力。 平衡重量：浮子受到平衡浮力时对钢丝的拉力。 拉力=浮子重量-浮力 平衡重量=浮子重量-平衡体积*密度 Balan

5、ce Weight = Displacer Weight Balance Volume*Density 01/14/2011 Slide 10 工作原理 重量测量 浮子的重量是怎样测量出来的？浮子的重量是怎样测量出来的？ 重量测量：扭矩力矩重量测量：扭矩力矩=磁耦合力矩磁耦合力矩 N 产生电压 V1 产生电压 V2 S S N 霍尔元件 霍尔元件 Inner Magnet Measuring Wire Displacement Wire Drum Hall Element (x5 sets) Outer Magnet Displacer (Case: Inner magnet not movi

6、ng) 01/14/2011 Slide 11 工作原理 钢丝长度的测量 CPU Encoder Motor (Encoder CPU) A Phase: 1 rev. = 20 pulses Z Phase: 1 rev. = 1 pulse 记录脉冲值(CPUMotor Driver) Revolution = 7200 pulses (24 pulses 1mm) 1pulse 0.042mm 钢丝长度是怎样测量的？钢丝长度是怎样测量的？ 记录脉冲数记录脉冲数 01/14/2011 Slide 12 工作原理工作原理 浮力平衡 浮力平衡 钢丝长度 罐高值 液位值 空高 Ullage Le

7、vel 液位 Level Displacer Wire drum 罐高 Tank height Ullage Level 01/14/2011 Slide 13 工作原理 液位变化液位变化-Liquid surface change “浮子重量”变化“浮子重量”变化-Displacer Buoyancy change : Displacer weight change 轮毂转动轮毂转动Drum rotation: Shift of magnetic position 磁通量变化磁通量变化Hall elements detect magnetic flux change 重量信号变化重量信号变化

8、-Weight signal changed 计算重量值计算重量值-CPU calculates displacer weight value 驱动马达找到新液面驱动马达找到新液面-CPU controls motor to balance displacer on liquid surface 01/14/2011 Slide 14 安装 典型安装 01/14/2011 Slide 15 安装 典型安装 01/14/2011 Slide 16 无导向安装无导向安装 在这种情况下， proservo NMS5没有 导向装置，直接 安装于罐顶的安 装短管上，安装 准备要查看有关 安装短管的位置

9、及最小测量液位 介绍。 01/14/2011 Slide 17 带导波管安装 导波管直径要求 导波管能保护测 量钢丝，但不影 响其测量，导波 管直径视管高而 定，可以上下相 同，也可以上小 下大。 注：应用于带压注：应用于带压 罐上时必须使用罐上时必须使用 阀门。阀门。 注：安装于不对注：安装于不对 称导波管，罐顶称导波管，罐顶 上时必须必须依上时必须必须依 据图示安装据图示安装 01/14/2011 Slide 18 计算导波管内径计算导波管内径 依据以下公式 D1 导波管上部内径 D2 导波管下部内径 L 导波管长度（从伺服法兰到导波管底端） v 单位长度导波管偏离距离 d 浮子直径 e

10、由于轮毂槽而使浮子在单位长度上横向偏离的距离 （标准钢丝：1.23mm/m,最大33mm） 导波管上部内径导波管上部内径 D1d+10mm,并且并且D180mm 导波管下部内径导波管下部内径 -不对称导管 D2d+el+2vl+10mm -轴对称导管 D2d+2el+2vl+10mm 轴对称导波管推荐的内径D2（标准测量钢丝） 01/14/2011 Slide 19 导波管要求导波管要求 保持导波管焊接处平滑 当在导波管上钻孔时，保证孔的内表面无渣和毛刺 通过抛光或图层来防止导波管内表面生锈 尽可能的使导波管垂直 把不对称导波管安装在阀门下，并对准proservo和阀门的中心 设置不对称导波管

11、下部的中心，使其对准浮子运动方向 01/14/2011 Slide 20 安装位置安装位置 警告： 在向储罐进料前，必须确保进 入储罐的液体不直接冲击浮子。 在储罐出料前，应避免浮子被吸 入出料管道。 01/14/2011 Slide 21 布线 01/14/2011 Slide 22 布线 To NXA820 Power AC/DC 2 wire Power AC/DC Servo Average Temperatur e Promonitor NMS5与NMT53x、PMD235、 NRF560之间的HART通信电缆采 用屏蔽双绞线，屏蔽层在 NMS5侧单端接地。 NMS5x到控制室通信接

12、口的通 信总线电缆采用屏蔽双绞线， 屏蔽层在控制室侧单端接地， 总线支路的屏蔽层必须与主 干线的屏蔽层联通。 01/14/2011 Slide 23 接线 1.轮毂规格 2.型号 3.序列号 4.电源要求 5.测量范围 6.浮子重量 7.浮子直径 8.测量钢丝直径 9.密度下限 10.密度上限 11.生产日期 12.检验日期 13.检验者名 14.参考点 15.防暴证书号 16.PTB证书号 17.PTB证书号 01/14/2011 Slide 24 当防爆认证是EEx d(ia)，与其它本安HART仪表（如NMT539）连接时， 只允许使用电缆入口C 。 请核实伺服液位计的型号是否带Pt10

13、0输入功能？错误的连接设 备到24、25和26接线端子，将会造成不可修复的硬件损坏不可修复的硬件损坏！ 01/14/2011 Slide 25 当伺服为低电压版本时，必须保证伺服电机在转动时的现场端 子电压大于20VDC，最好在22VDC以上，否则会造成伺服测量值误伺服测量值误 差很大差很大。 请注意2种不同的4-20mA输出方式： 2通道4-20mA辅助输出，对 应的接线端子是20、21和22、23，量程的设定在G2V5H0 - G2V5H6； HART主输出（有源/无源4-20mA），对应的接线端子是6、7， 量程的设定请使用HART手操器或CommuWin II。 01/14/2011

14、Slide 26 操作 上电前拆下轮毂盖，去掉固定轮上电前拆下轮毂盖，去掉固定轮 毂的卡子，及固定钢丝的胶带毂的卡子，及固定钢丝的胶带 01/14/2011 Slide 27 操作 矩阵操作 + E 3 s PROSERVO NMS530 带背光双行16字符 LCD显示，显示液位，显示液位， 温度，无需另接输温度，无需另接输 入器入器 光敏键操作，不需不需 打开仪表罩即可操打开仪表罩即可操 作作 E+H编程式矩阵概念 01/14/2011 Slide 28 操作 矩阵设置 STATICMATRIXGONMS version4.2xNMT version4.0NRF version1.8 H01

15、23456789 V 0MEASUREDMEASUREDULLAGEUPPERMIDD.BOTTOMUPPERMIDDLEDENSITYLEVEL VALUE 1LEVELLEVELINTERF.LEVINTERF.LEVLEVELDENSITYDENSITYBOTTOMDATA 1MEASUREDLIQUIDDEV(1)DEV(2)GAS TEMP.ZERO POINTSPANLENGTH VALUE 2TEMP.UNIT 2OPERATIONOPERATIONOPERATINGBALANCINGOPERAT.BYOPERAT.BYDEVICE IDSOFTWARE STATUSSTATUS

16、NRFHOSTVERSION 3MOREMATRIX OF(Calendar)ALARM(AlarmDIAGNOSTIC(ErroneousACCESS FUNCTIONCONTACTMessage)COMessage)CODE 静态矩阵（静态矩阵（ Static Matrix G0） 01/14/2011 Slide 29 操作 矩阵设置 静态矩阵参数设置（静态矩阵参数设置（ Static Matrix G0 Settings） 上层介质密度（上层介质密度（ Upper Density 005 ） 输入实际的介质密度 中层介质密度（中层介质密度（ Middle Density 006 ） 输

17、入实际的介质密度或保持默认值 底层介质密度（底层介质密度（ Density Bottom 007 ） 输入实际的介质密度或保持默认值 设置访问代码（设置访问代码（Access Code 039） 操作代码：50/51 Service代码：530/777/987 01/14/2011 Slide 30 操作 矩阵设置 动态矩阵动态矩阵Dynamic Matrix - Calibration G1 DYNAMICMATRIXG1CALIBRATIONNMS version 4.2xNMT version 4.0NRF version1.8 H0123456789 V 4 LEVELTANK HEI

18、GHTDIP POINTDISPLACERDISPLACERDISPLACER DATAOFFSETDRAUGHTRAISE DENS. SUBM. DENS. 5 CALIBRATIONSET LEVELTANKTANK CORRECTLEVCORRE. COEF 6 ADJUSTMENTUPPER STOP LOWER STOPOVERUNDERSLOW HOIST TENSION SETTENSION SET 7 AUTO WIRECOMPENS. CALIBRATIONLIMIT 8 AUTO CALIBR. CALIBRATIONSTART TIME INTERVALAUTODEVI

19、ATIONCOMPENSATE DISP.AUTO/MANUALTIMECOMPENSATELIMIT OFF 9 DISPLAYSELECTLANGUAGELCDYEARMONTHDAYHOURMINUTESELECTLCD CHECK DISPLAY MODECONTRASTSETTINGSETTINGSETTINGSETTINGSETTINGDECIMAL 01/14/2011 Slide 31 操作 矩阵设置 Calibration矩阵参数设置（矩阵参数设置（Calibration G1 Settings） 罐高（罐高（Tank Height 140） 罐高值初始设置为：安装法兰面到罐

20、底零点的距离 可以通过调整罐高使测量值与相一致 上下停止位上下停止位 上停止位（Upper Stop 160） 下停止位（Lower Stop 161） 显示（显示（Display） 选择显示模式（选择显示模式（Select Disp. Mode 190）：）：Ullage/Measured Level 时间日期设定（时间日期设定（ Calendar 193 198） 01/14/2011 Slide 32 操作 矩阵设置 动态矩阵动态矩阵Dynamic Matrix Device Data G2 DYNAMICMATRIXG2DEVICE DATANMS version4.2xNMT ver

21、sion4.0NRF version1.8 H0123456789 V 4CONTACTSELECTASSIGNRELAYSWITCHINGHYSTERESISRELAY ON ON DELAYOFF DELAY OUTPUTRELAYRELAYFUNCTIONPOINTALARMTIMETIME 5ANALOGASSIGNADJUST 4mAADJUST 20mAASSIGN ADJUST 4mAADJUST 20mADEVICE AT OUTPUTOUTPUT 1OUTPUT 2ALARM ADJUSTMENT 6PARTS DATAPARTS PARTS TYPEMAINTENANCE

22、MAINTENANCE OPERATION PARTSREPLACEDPARTS NUMBERFACTORVALUETIMEOVERUSEDPARTSREPLACED DATEDATE 7INPUT OPERATIONCUSTODYSOFTWAREHARDWAREOPE.OPE. CONT. SIGNALCONTACTTRANSFERVERSIONVERSIONDENSITYSTATUS 8COMMUNI-LEVELSET LEVELLEVEL SET LEVELHYSTERESISADDRESSPROTOCOLCOMMUN.COMMUN. CATIONALARM 1ALARM 1ALARM

23、2ALARM 2LINE ADJUSTSTATUS 9NONE 01/14/2011 Slide 33 操作 矩阵设置 Device Data矩阵参数设置（矩阵参数设置（Device Data G2 Settings） Contact Output 240-248 (可选) Analog Output Adjustments 250-259(可选) 此处只能设定2通道420mA辅助输出，HART 420mA主输出的设 定需要用HART手操器或FXA191&CommuWin II来完成。 Input Signal 270-279 (可选) 通讯设置Communication 通讯地址Addres

24、s 285：0 - FF 通讯协议Protocol 286：V1、RackBus、HART etc. 01/14/2011 Slide 34 维护维护 重量表标定重量表标定 做重量表之前确定以下参数已经设置： Wire Drum Circum 340 Wire Weight 341 Displacer Weight 342 Access Code 039：51 or higher Zero ADJ. Weight 379：0.0 或 50.x 浮子停在标定腔或维护腔： Operation 020：Stop Weight Calib. 373 = On 01/14/2011 Slide 35 维

25、护维护 重量表标定重量表标定 设置Weight Calib. 373 = On 在显示“Disp. Down ? +/-”时： 希望浮子在标定腔：输入No(-) 希望浮子在维护腔：输入Yes(+) 01/14/2011 Slide 36 在显示“xx.x Low on:E&-”时： 当xx.x为“0.0”，抬起浮子，等待Sa和 Sb稳定后，同时按下“E”和“-”键 当xx.x为“50.x”，换上50.x的标准浮 子，等待Sa和Sb稳定后，同时按下“E” 和“-”键 在显示“Displacer Set ok ? : E key on”时： （如为“50.x” 的标准浮子，请先 换上测量浮子）输入

26、“E”键 在显示“Displacer on: E&+”时： 等待Sa和Sb稳定后，同时按下“E”和 “+”键 开始自动标定（10分钟） 01/14/2011 Slide 37 在显示“2 Table Make set ?”时： 输入“-” 在显示“Weight Calibr. OFF”时： 输入“E” 检查GVH370 = GVH342 +/- 2.0g ? 如果Yes：重量表标定结束 如果No： 确定在标定过程中是否有震动 重新调整Hall传感器并重新标定 01/14/2011 Slide 38 维修维护 - 故障判断 当伺服液位计工作异常时，故障信息会不时地闪现。 也可以检查GVH036（

27、当前故障）和GVH037（历史故障） OVER TENSION / UNDER TENSION（钢丝张力异常） DEVICE/LOCAL ERROR: DEV1 / DEV2 / NMT / NRF（伺服与外围设备 通信异常/外围设备故障） A PHASE / Z PHASE NO INPUT（Detect Unit CPU 编码信号异常） ADJ. A, I, Z COUNTER（可能由液面波动造成） MPU: RESET（CPU模块供电太低） IMPOSSIBILITY（无重量表，操作无法执行） WIRE / DISPL CALIB ERROR（钢丝/浮子校准超范围） ADC SENSOR ERROR （Detect Unit CPU A/D信号异常） 01/14/2011 Slide 39 故障信息 01/14/2011 Slide 40 故障信息 01/14/2011 Slide 41 欢迎提问