Om SmartMeterVerification™ MÅLER JERES FLOWMÅLER RIGTIGT? Har I hørt det før? “Højere procesudnyttelse kræver færre procesafbrydelser” “Jeg bliver nødt til at stå ud “Produktionen vil have af sengen og køre hen til fabhurtige svar om årrikken midt om natten for at sagerne til kvalitetsfejl i kontrollere et instrument” processen” “Jeg spilder min be“Vi er blevet færre grænsede vedligeholdi vedligeholdelsestid på unødvendige elsesafdelingen” udrykninger i processen” Faktarude »» Kan aktiveres på fastsatte tidspunkter »» Påvirker ikke den aktuelle flowmåling Intelligent diagnostik til hele flowmåleren »» Komplet kalibreringskontrol af hele flowmåleren. Transmiter, kabler og flowrør Direkte respons »» Svar inden for 2 minutter »» Ingen manuel håndtering af flowmåleren »» Ikke nødvendigt at afmontere måleren »» Forenkler den forebyggende vedligeholdelse Meter Verification “On Demand” »» Kan aktiveres, når I ønsker det GØR VEDLIGEHOLDELSEN MERE EFFEKTIV gennem avanceret instrumentdiagnostik. Se hvad Micro Motion kan gøre for dig! Er det tid til kalibrering af din flowmåler? Trænger din coriolis-flowmåler til at blive omkalibreret? Her er et eksempel på, hvordan avanceret diagnostik kan hjælpe dig med at finde ud af, om flowmåleren skal fjernes fra processen, eller om det kan vente. En coriolis-flowmåler består af et eller to rør, hvor igennem der passere væsker eller gas. En elektrisk drivspole tilfører oscillerende kraft til rørene, så de begynder at svinge med deres resonansfrekvens. Når der passerer væske eller gas gennem rørene, bliver de vredet på grund af corioliskraften. Vridningen af rørene er direkte proportional med masseflowet og registreres som en faseforskydning. Ved at måle faseforskydningen kan man beregne masseflowet. Coriolismåleren kan også måle massefylde, fordi frekvensen er proportional med væskens massefylde. Frekvensen måles, og massefylden kan beregnes. Coriolis-flowmåleren måler masseflow. Anvendelse af coriolismålere giver sikre og enkle installa- Drivspole Magnetspole “Pick-off coil” tioner med få installationskrav som f.eks. krav om lige rørstrækninger før og efter måleren og uden begrænsninger, hvad angår flowprofiler. Masseflowet påvirkes heller ikke af temperatur- eller trykændringer i mediet. Dette gælder både væsker og gasser. Hvis der er behov for høj målenøjagtighed, vælger man normalt også coriolis-masseflowmålere. Hvis tykkelsen på flowmålerens rør ændres på grund af korrosion, erosion eller belægning, ændres stivheden i rørene. Ændret rørstivhed kan også opstå, hvis rørenes materiale har forandret sig, eller hvis rørene er blevet deformeret. Afhængigt af forholdene i processen kan noget af dette ske i en coriolismåler. Hvis det sker, og rørenes stivhed har ændret sig, så gælder instrumentets grundkalibrering for masseflow og massefylde ikke længere. Kontrollen (verificering) af kalibreringen er ofte tidskrævende, og det kan forstyrre processen. Verificering og kalibrering er ofte en bekostelig affære, men det skal gøres jævnligt for at sikre processens kvalitet. Hvis der ikke er noget flow, er der heller ingen corioliseffekt, og sinuskurverne er i fase. Flowrør Magnetspole “Pick-off coil” RTD Indkapsling Splitter Når der er flow gennem flowrørene måles der en corioliseffekt, der får rørene til at vride sig i forhold til hinanden. Sinuskurvernes faseforskydning måles og betegnes “Delta-T”, som er direkte proportional med masseflowet. Inget flöde Splitter Corioliskraft LPO (inlet) RPO (outlet) Figur 1. Coriolissensor – opbygning 2 = Corioliskraft Pickoff (inlet) Pickoff (outlet) Figur 2. Coriolis-måleprincippet - kraften påvirker rørene VÆRD AT VIDE - Om SmartMeterVerification™ Figur 3. Forskellige forhold kan påvirke rørene i en coriolismåler Erosion Revner Micro Motion Diagnostik 1: Meter Verification Traditionelle metoder til kontrol af flowmåleres kalibrering kræver normalt kostbart udstyr, for eksempel “master”-målere, mobile kalibreringsvogne, “provers” eller vejeudstyr. Disse metoder kræver specialuddannet personale. Denne kontrol indebærer også, at man skal afbryde processen og afmontere måleren. I bedste fald betyder det, at man “bare” ikke har flowmålinger i løbet af denne kontrol. Proceduren er dyr og tidskrævende, og den forstyrrer processen. En bedre løsning er Micro Motions unikke InLine Meter Verification Belægning ændringer i rørenes stivhed på grund af korrosion, erosion, materialeændringer eller deformation. Den strukturelle stivhed i coriolis-flowmålerens rør måles ved den første kalibrering af instrumentet på fabrikken. Disse oplysninger gemmes i instrumentets “core processor” som en signatur. Ved aktivering af In-line Meter Verification i processen sammenlignes den oprindelige signatur med den signatur, som måleren aflæser på aktiveringstidspunktet. Instrumentet udfører kontrollen ved, at drivspolen frembringer forskellige toner (frekvenser), der efterfølgende aflæses af målerens magnetspoler (pick-up coils). Herved afgør måleren, om rørenes strukturelle stivhed har ændret sig. Hvis der er en afvigelse, kan man også se, hvor stor den er. Kontrollen kan udføres, uanset hvilken væske eller gas, der findes i rørene. Kontrollen er også uafhængig af, om måleren har et tomt eller et fuldt rør, og om Stivhed Det er en diagnostik, der verificerer hele flowmåleren. Al elektronik, kabler og mekanik. Diagnostikken kan kontrollere, om der har været Korrosion Påtrykker toner Frekvens Figur 4. Forskellige toner (frekvenser) sporer ændringerne i rørene. VÆRD AT VIDE - Om SmartMeterVerification™ 3 væsken eller gassen er i bevægelse eller står stille. Meter Verification kan udføres uden at afmontere instrumentet. Selv flowsignalet er aktivt gennem hele kontrollen, således at processen slet ikke forstyrres. Hvis der har været en forstyrrelse af processen, og flowmåleren skal kontrolleres på grund af en eventuel instrumentfejl, kan en In-Line Meter Verification afgøre dette inden for 2 minutter. In-Line Meter Verification oplyser, om måleren følger den faktiske kalibrering. Hvis den gør det, kan vedligeholdelsespersonalet koncentrere sig om anden fejlfinding i processen og på andre instrumenter i stedet for at bruge kostbar vedligeholdelsestid på at finde ud af, om flowmåleren fungerer eller ej. Kun hvis rørenes stivhed har ændret sig væsentligt, er yderligere fejlfinding på måleren nødvendig. Denne stivhedsændring kan være knyttet til en procesændring, hvilket også skal undersøges. Efter at disse spørgsmål er blevet undersøgt, kan måleren kalibreres og sættes i drift med en ny signatur for igen at kunne registrere senere ændringer i rørenes stivhed. SMART In-line Meter Verification Med opgradering til SMART Meter Verification kan denne proces aktiveres per automatik. Kontrollen kan indstilles til at aktivere sig selv automatisk med intervaller fra 1 til 1000 timer. Kontrollen udføres, uden at måleren afbryder flowsignalet til styresystemet. Hvis denne kontrol finder en stivhedsændring i rørene, afgiver instrumentet en alarm. Man kan også aktivere Meter Verification manuelt ved akut behov. Ved hjælp af digitale kommunikationsprotokoller såsom HART, Foundation Fieldbus, Modbus eller WirelessHART kan Smart Meter Verification fjernaktiveres fra f.eks. et kontrolrum. Teknikeren behøver ikke at gå ud i processen for at tilslutte udstyr eller aktivere det lokale instrumentdisplay. Smart Meter Verification kan aktiveres fra alle styre- og vedligeholdelsessystemer, der under- 4 støtter EDDL (Electronic Device Description Language, www.eddl.org), hvilket alle førende systemer gør. EDDL-graffikken, som er udarbejdet af flowmålerens producent, viser med tekst og grafiske billeder operatøren, hvordan kontrollen skrider frem. På grund af den enkle og informationsrige billedhåndtering behøves der ikke specialuddannelse for at håndtere SMART Meter Verification. Hvis resultatet er “Ikke godkendt” skal teknikeren kontrollere processen og eventuelt genkalibrere måleren eller udskifte den, hvis den er beskadiget. Hvis resultatet er “Godkendt”, kan man vente med omkalibrering. Kontrollen er betydeligt hurtigere at håndtere end en omkalibrering. Herved undgås unødvendige kalibreringer med betydelige omkostningsbesparelser til følge. Man behøver således kun at kalibrere målere, der virkelig har brug for det. Når man ved, at coriolismålerens rør er uden strukturelle forandringer, og løbende overvåger dette, kan man forlænge tidsintervallerne mellem såvel processtop til vedligeholdelse som kalibrering, hvilket øger tilgængeligheden. Med denne In-Linekontrol kan man identificere problemerne, før der opstår negative konsekvenser for processen. Kalibrering på det rigtige tidspunkt øger kvaliteten, og man undgår kostbart dobbeltarbejde og kassationer. Selve anlæggets produktivitet forbedres også, når man altid benytter korrekt kalibrerede flowmålere. Micro Motion Diagnostik 2: Registrering og håndtering af 2-faset flow Alle flowteknikker har begrænsninger, og de fleste har meget svært ved at fungere tilfredsstillende ved 2-faset flow. Væskens dynamiske egenskaber ved 2-faset flow er ekstremt komplekse, og det gælder stadig, at de generelt set ikke er veldefinerede i dynamiske modeller. Derfor kan det ikke overraske, at flowmåling af et sådant uforudsigeligt flow er en stor udfordring for flowmålere uanset typen, og det gælder også coriolismålere. Luft i væsken kan skyldes begyndende utætheder i en pumpe eller ventil med efterfølgende indsugn- VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification™ Figur 7. Let overskuelig billedgrafik for en coriolismåler via en EDDL-menu Figur 8. Inden påbegyndelse af Meter Verification kontrollerer systemet, om om indstillinger har været ændret. “Nulstilling” af måleren kontrolleres også. Figur 9. Meter Verification er aktiveret, og kontrollen har godkendt coriolismåleren Figur 10. Ved hjælp af AMS eller Prolink kan der oprettes Meter Verification-rapporter til senere arkivering VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification™ 5 Micro Motion – et udvalg fra de mange brugere: THE ABSOLUT COMPANY System: Micro Motion Coriolis og Rosemount magnetiske flowmålere med Meter Verification. Pär Björklund Instrumentansvarlig THE ABSOLUT COMPANY (Absolut Vodka) har investeret i Micro Motion Coriolis og Rosemount magnetiske flowmålere med Meter Verification. Som instrumentansvarlig er Pär Björklund særdeles tilfreds med funktionen Meter Verification. Pär fortæller også, at revisoren for den seneste kvalitetsrevision var virkelig glad for, at man nu på en enkel måde kan kontrollere flowmålernes funktion. Herved kan vi kan sikre, at måleren fungerer efter specifikationerne, at måleværdierne er korrekte, at vi lever op til de interne krav til vedligeholdelsesprocedurerne, og at vi hurtigt kan kontrollere en måler ved fejlfinding i forbindelse med procesforstyrrelser PERSTORP SPECIALTY CHEMICALS AB System: Micro Motion Coriolis og Rosemount magnetiske flowmålere med Meter Verification. Christer Sjunnesson Instrumentansvarlig PERSTORP SPECIALTY CHEMICALS AB har investeret i en række Micro Motion Coriolis og Rosemount magnetiske flowmålere med Meter Verification. Christer Sjunnesson, instrumentansvarlig hos Perstorp Specialty Chemicals, udtaler at man længe har ønsket at kunne kontrollere kalibreringen af et instrument på en hurtig og enkel måde, mens det sidder i processen. Med denne Meter Verification-funktion skal der ikke bruges ekstra udstyr, og man skal blot aktivere funktionen for at få instrumentet til at udføre kontrollen og give svar tilbage inden for 2 minutter. Enklere kan det ikke være. PREEMRAFF System: Micro Motion Coriolis flowmåler med Meter Verification. Olof Olsson Leder, el og instrumenter PREEMRAFF i Göteborg har investeret i en række eksemplarer af Micro Motions største coriolismåler. Modellen hedder HC3. De er installeret på Göteborgs havn og anvendes ved udlosning af brændstof til skibe. På grund af de store mængder brændstof, der leveres årligt, er det meget vigtigt, at disse målere leverer korrekte måleværdier. Selv en lille flowfejl kan forårsage store omkostninger. Preemraff bestilte målerne med funktionen Meter Verification. Med denne funktion kan de nu nemt påvise eventuelle afvigelser i instrumenternes kalibrering. Projektleder Lars Axelsson har alle HC3-instrumenterne koblet op til et overordnet datasystem (Prolink), der blev bestilt hos Emerson ved samme lejlighed. Dette system kan levere skriftlige rapporter fra hver enkelt kontrol. ing af luft til væsken. Et andet scenarie kan være for lavt væskeniveau i en tank ved udpumpning. Her begynder man også at suge luft ind i væsken, så der skabes et 2-faset flow. 2-faset flow er en stor udfordring for enhver flowteknologi, og det kan afføde store problemer i de forskellige processer på grund af ustabile signaler, information om forkert flowmængde m.m. Micro Motion ELITE-serien har længe været den mest velegnede coriolisflowmåler på markedet til håndtering af 2-faset flow. Det skyldes, at den arbejder med en meget lav drivfrekvens til rørene. Jo lavere frekvensen er, desto mindre luft kastes der frem og tilbage i væsken. Micro Motion har nu videreudviklet sin unikke ELITE-serie gennem en forfining af al sensormekanikken i kombination med den nye digitale Enhanced Core Processor (800). Disse tiltag har gjort det muligt at håndtere 6 2-faset flow (luft i væske) endnu bedre. Selvom Micro Motion i dag kan håndtere 2-faset flow, har man brug for oplysningerne, når det indtræffer. Årsagen er, at man har brug for at udføre fejlfinding på processen for at undgå et større uforudset processtop. Micro Motionmåleren afgiver en advarsel, når der er 2-faset flow gennem måleren. Ved at bruge standarden EDDL til at strukturere menusystemet med tekst, grafik og billeder bliver det langt lettere at håndtere flowmålerens diagnostik, samtidig med at der er fuld funktionalitet. Fordi diagnostikken opdager problemer med 2-faset flow på et tidligt tidspunkt, forbedres kvaliteten i processen, og antallet af produktionsfejl og omkørsler reduceres. VÆRD AT VIDE - Om SmartMeterVerification™ Figur 12. Hvilken type 2-faset flow har du? PROD 2 Slipper væske ned i tankene Sensoren blæses tom efter brug Omrører pisker luft i væsken LASTNING PROD 1 LUFTFORSYNING Sensoren drejes efter brug for at undgå tilstopning/ forurening af måleproduktet LOSNING Utætte pumper suger luft ind PROD 2 Utætte ventiler suger luft ind Pumper slutfasen ud af tankene Figur 13. 2-faset flow opstår i mange forskellige processer og situationer Vigtigt med online-diagnostik De fleste procesanlæg har hundreder eller tusinder af procesinstrumenter. Mange af dem er svært tilgængelige, eller er installeret i et eksplosionsfarligt område. For de fleste målepunkter gælder det, at en fejl, der ikke udbedres, får en negativ indvirkning på processen i form af forringet produktkvalitet, nedsat proceseffektivitet eller måske en fuldstændig afbrydelse af processen. Selvom man regelmæssigt forsøger at kontrollere disse punkter manuelt, er der stor risiko for, at problemerne ikke opdages i tide. Tidligere kontrollerede man normalt ikke coriolis-flowmålere eller andre måleinstrumenter, medmindre der var en mistanke om fejl. Selvom instrumenterne havde indbygget selvdiagnostik, var man stadig nødt til at sende en tekniker ud til målepunktet for at kontrollere funktionen via instrumentets display eller en håndholdt konfigurationsenhed for at undersøge, om instrumentet fungerede normalt. Denne fremgangsmåde er reaktiv snarere end proaktiv, hvilket resulterer i en mindre effektiv vedligeholdelse. Hvis man nøjes med at stole på det lokale display, udnytter man ikke hele coriolismålerens intelligens. Ved at koble coriolismåleren op i et netværk som f.eks. HART, Foundation Fieldbus, Modbus eller WirelessHART får man løbende overvågning af instrumenterne. Hvis man ud over dette har et generelt vedligeholdelsesprogram, AMS, bliver de unødvendige tidskrævende kontroller ude på anlægget reduceret. Kontrollerne udføres med automatik og håndteres fra kontrolrummet. Resultatet bliver, at teknikerne kan koncentrere sig om ting, der virkelig har brug for deres opmærksomhed, for VÆRD AT VIDE - Om SmartMeterVerification™ 7 Figur 14. Trådløs overførsel af procesdata og diagnostik fra coriolismåleren eksempel forebyggende vedligeholdelse, der kan føre til færre akutte procesafbrydelser. Der er ikke grund til at sende en tekniker ud i processen for at se på det lokale instrumentdisplay for at afgøre, om der eksempelvis er 2-faset flow eller andre problemer. anlæggets DCS-styresystem via Modbus-kommunikation. Hermed kan man få trådløs adgang til andre procesvariabler såsom volumenflow, massefylde og temperatur fra coriolismåleren. Diagnostikken kan ses på displayet for operatøreller vedligeholdelsessystemet (AMS). Desuden bliver problemerne rapporteret med det samme, de opdages af instrumentets selvdiagnostik. Der bliver foreslået korrigerende foranstaltninger i form af tekst, grafik og billeder (EDDL), der guider teknikeren i retning af en hurtig løsning på problemet. Moderne styresystemer med Foundation Fieldbus eller HART kan nemt få adgang til funktionaliteten i moderne flowmålere. Selvom anlæggets eksisterende styresystem ikke understøtter åbne busprotokoller, er det alligevel muligt at drage nytte af SMART Meter Verification og 2-faset flow. Kalibreringen af en flowmåler bør kontrolleres regelmæssigt, og derfor er SMART Meter Verification fra Micro Motion en fornuftig investering. Det gøres ved at montere en WirelessHARTadapter (Thum) på coriolisflowmåleren. Ved hjælp af en trådløs gateway og software kan man udføre SMART Meter Verification og anden diagnostisk overvågning fra en enkeltstående computer. Den trådløse gatewayenhed kan også sluttes til Konklusion: Ved at udnytte den intelligente 800 Core Processor i Micro Motion-måleren kan man også håndtere og registrere 2-faset flow på et tidligt tidspunkt. Det øger produktiviteten på grund af færre procesafbrydelser, færre kassationer samt lavere drifts- og vedligeholdelsesomkostninger, fordi man kun behøver at kalibrere, når der virkelig er behov det, og fordi man slipper for at sende vedligeholdelsespersonalet ud på unødvendig instrumentkontrol i anlægget. En produktionsenhed, der udnytter instrumenternes intelligens gennem digitale netværk og vedligeholdelsessystemer (AMS) til at forbedre produktiviteten vil blive morgendagens vinder. Læse mere om Smart Meter Verification på: www.emersonprocess.com/MicroMotion 8 VÆRD AT VIDE - Om SmartMeterVerification™