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多变量DP流量计如何提高性能?

   日期:2019-09-03     浏览:17    评论:0    
核心提示:使用DP流量计测量基本流量测量之外的其他变量,可提高精度并降低成本。DP流量计是用于测量过程流体流量的常用且易于理解的技术,原因如下:多功能性:它几乎可以测量任何类型的流体:液体,气体或蒸汽。可扩展性:安装可以是任何大小。精度:DP设计和执行良好时,精度非常高。另一个属性是DP流量计使用复杂的变送器测量多个变量的能力。让我们解开这个想法,考虑什么是流量以及如何衡量。

使用DP流量计测量基本流量测量之外的其他变量,可提高精度并降低成本。DP流量计是用于测量过程流体流量的常用且易于理解的技术,原因如下:

多功能性:它几乎可以测量任何类型的流体:液体,气体或蒸汽。

可扩展性:安装可以是任何大小。

精度:DP设计和执行良好时,精度非常高。

另一个属性是DP流量计使用复杂的变送器测量多个变量的能力。让我们解开这个想法,考虑什么是流量以及如何衡量。

无补偿与补偿流量

在测量流量时,简单的DP流量计仅使用DP测量即可提供读数。使用简单的公式,DP值可用于确定流速。对于许多工艺,例如可以合理地假设密度和其他性质的液体,这就是所需要的。然而,存在许多应用,其中蒸汽或气体是过程流体,并且未补偿的读数不提供有用的信息。蒸汽或气体需要补偿流量读数,或者可能需要质量流量测量来将液体输送到关键化学反应以进行贸易交接和其他应用。

一些流量计技术,例如科里奥利,本身测量质量流量。该技术可以提供与DP流量计不同的变量范围,因此根据过程的需要,它可能是更合适的选择。例如,该技术可以计算流体的比重以及固体含量。

如果该过程需要质量流量测量,则可以使用多变量技术调节DP流量计(图1)中的流量测量值。多变量DP流量计能够提供额外的过程测量和过程信息,包括过程温度,管线压力,流体属性以及有关管道几何形状和主要元素的细节。当此信息可用时,补偿流量测量将校正密度,粘度和其他动态流体属性的变化,从而使DP流量计可用于更具挑战性的流体或关键应用。

例如,如果使用多变量技术的DP流量计从温度传感器获取输入,则可以通过使用其流量计算中的温度值来提高其流量精度。如果变送器已经编程了过程流体的密度值与温度曲线,它可以实时执行任何过程液体补偿流量读数所需的所有计算。

当使用温度和其他变量来补偿流量值时,根据条件,精度可以提高到±1%或更高。由于复杂的DP流量计具有高精度,因此这可能是非常有用的改进。

压力也很重要

DP变送器设计用于测量过程中两点之间的差异。在DP流量计的情况下,主要元件的上游侧的压力高于下游侧的压力。例如,假设给定流量条件下的压降为1.35psi。这是一个准确的读数,但它没有说明该行的压力。它可能是20或200 psi,没有额外的压力测量就无法知道。还有吗?一些DP变送器也可以以表压或绝对值来测量管路压力。通过一起使用差压和管线压力测量,可以确定主要元件两侧的压力。在这个例子中,高压侧为64.92 psig,低压侧为63.57 psig。

了解使用气体或蒸汽时的高压和低压线压对于生成精确的流量测量非常重要,DP变送器可以监控变化的条件并实时进行复杂的计算。

精确和成本

到目前为止,测量的机制以及它们如何影响精度。精密的DP变送器具有过程流体的特性以及温度和管路压力测量功能,可以非常精确地测量质量或体积。这种发射机可以每秒20次或更多次通过计算程序,以确保真正的实时测量。

成本在哪里?DP流量计的类型执行若干单独仪器的功能:DP产生元件,例如孔板,DP发射器,仪表或绝对发射器,温度变送器和流量计算机。使用单个多变量DP流量计及其先进的变送器和辅助测量,无需安装所有这些附加设备,至少在大多数情况下如此。

一些工艺工程师可能不愿意使用二级变量进行关键测量。例如,DP流量计可以提供自己的温度读数,但可能没有与工业制造中独立温度传感器和变送器一样快的更新速率。当然,可能是少数情况下温度变化如此迅速,如果关键循环基于温度,它肯定需要自己的仪器。

附加测量的实用性

将额外测量用作更大过程自动化决策的一部分的实用性,将取决于它们的提取方式。 DP流量计可以访问已经提到的测量值以及嵌入在配置中的任何其他信息,例如液态密度特性和线路尺寸。变送器不断地使用这些信息进行内部计算。

如果在基金会现场总线或支持HART的I / O环境中使用DP流量计或任何其他类型的多变量仪器,则捕获其他数据非常简单。分布式控制系统(DCS)只需要编程即可访问数据,以及如何在更大的控制工作中使用它。

在传统的模拟I / O环境中,访问额外的函数和变量更复杂。 HART多路复用器往往需要很长时间才能循环通过它们所服务的所有发送器,因此额外的读数将不具有快速更新速率。 HART接口(图3)可与单个多变量仪器配合使用,打破附加读数并将其转换为单独的4-20 mA信号。虽然很有效,但DCS必须将它们视为单独的标签,就像单个仪器一样,增加了布线成本。

WirelessHART可能是在简单的有线I / O环境或新安装中进行改造的最佳方法。现在许多智能制造工厂都有WirelessHART网络,可以用于各种用途,并且在DP流量计上添加适配器(图4)很简单。然后,它可以通过网络将所有数据发送到需要使用的大型系统中的任何点。无需额外的有线I / O插槽。

多变量仪器的优点

因变送器电子设备的进步,当下的多变量仪器成为可能。 外壳内的小电路板是真正强大的计算机,能够以惊人的速度执行计算。 当应用于DP流量计时,这些功能可在各种流体类型和特性上提供出色的精度。

在有用的情况下,次要变量可以提供过程信息而无需额外的工具或过程渗透。 性能和成本优势的双重好处有助于优化流程,同时降低收,并有效解决所需数据的成本。

 


 
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