MÄTER ER FLÖDESMÄTARE RÄTT?

Transkript

1 Om SmartMeterVerification MÄTER ER FLÖDESMÄTARE RÄTT? Har Ni hört detta förut? Produktion vill ha snabba svar om anledningar vid kvalitetsfel i processen För att nå ett högre processutnyttjande krävs färre processavbrott Jag slösar bort min begränsade underhållstid på onödiga akututryckningar i processen Jag måste gå upp ur sängen, åka till fabriken mitt i natten, för att kontrollera ett instrument Vi är färre personer på underhållsavdelningen Faktaruta Smart Diagnostik för hela flödesmätaren Komplett kalibrering-verifiering för hela flödesmätaren. Transmitter, kablar och flödesrör Meter Verification "On Demand" Kan aktiveras när Ni önskar Kan aktiveras på förbestämda tider Påverkar inte aktuell flödesmätning Direkt respons Svar inom 2 minuter Ingen manuell hantering av flödesmätaren Inget behov att demontera mätaren Förenklar förebyggande underhåll

2 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 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. Drivspole Flödesrör När det inte finns något flöde finns det ingen Corioliseffekt och sinuskurvorna är i fas med varandra. Magnet-Spole Pick-off coil Magnet-Spole Pick-off coil 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. RTD Kapsling Inget flöde = Corioliskraft Splitter Splitter LPO (inlet) Corioliskraft Pickoff (inlet) RPO (outlet) Pickoff (outlet) Bild 1. Coriolissensor - uppbyggnad Bild 2. Coriolis mätprincip - Kraften påverkar rören 2 VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification

3 Bild 3. Olika betingelser kan påverka rören i en Coriolismätare Erosion Sprickor Korrosion Påbyggnad 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 Detta är en diagnostik som verifierar hela flödesmätaren. All elektronik, kablar och mekanik. 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 Initierar signalton Frekvens Bild 4. Olika toner (frekvenser) spårar förändringar i rören. VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification 3

4 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. Det är möjligt att aktivera Smart Meter Verification från alla styr- och underhållssystem som stödjer EDDL ( 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 4 VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification

5 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

6 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. 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. 6 VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification

7 Bild 12. Vilken typ av 2-fasflöde har ni? Bild 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

8 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. 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. 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 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. Summering: 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: 8 VÄRT ATT VETA - Om SmartMeterVerification