เครื่องส่งสําหรับระดับ 7ML5221-1BA11 7ML5 221-1BA11 7ML52211BA11

Siemens 7ML5221-1BA11 | SITRANS Probe LU เครื่องวัดระดับอัลตราโซนิก — PVDF 6 เมตร, จ่ายไฟแบบ 2 สาย, 4–20mA / HART, เกลียว 2" NPT, ตัวเรือน PBT, FM / CSA / CE

ภาพรวม

Siemens 7ML5221-1BA11 คือ SITRANS Probe LU ในรุ่น PVDF copolymer ขนาด 6 เมตร — เครื่องวัดระดับอัลตราโซนิกแบบ 2 สายที่ใช้พลังงานจากลูปขนาดกะทัดรัด ซึ่งให้บริการอุตสาหกรรมน้ำ, น้ำเสีย และการจัดเก็บสารเคมีมานานหลายปีในฐานะเครื่องมือที่ใช้งานได้จริงและติดตั้งง่ายสำหรับการวัดระดับแบบไม่สัมผัสอย่างต่อเนื่อง

ปรัชญาการออกแบบพื้นฐานของ Probe LU คือความเรียบง่ายโดยไม่ลดทอนความอัจฉริยะในการวัด: ทำงานทั้งหมดจากกระแสลูป 4–20mA, ไม่ต้องใช้สายไฟเลี้ยงแยกต่างหาก, เหมาะกับหัวต่อมาตรฐาน 2" NPT ที่มีอยู่ทั่วไปในถังอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ และสามารถตั้งค่าผ่านหน้าจอแสดงผลภาษาอังกฤษธรรมดาพร้อมการนำทางเมนูที่ใช้งานง่าย ซึ่งไม่ต้องอ้างอิงคู่มือสำหรับงานตั้งค่าพื้นฐาน

ทรานสดิวเซอร์ PVDF copolymer ในรุ่นนี้ทำให้แตกต่างจากรุ่นทรานสดิวเซอร์ ETFE ทั้ง PVDF และ ETFE ให้ความทนทานต่อสารเคมีหลากหลายชนิดได้ดีเยี่ยม แต่ PVDF มีความเฉื่อยทางเคมีและความทนทานต่อกรดแก่, ด่าง, ฮาโลเจน และสารออกซิไดซ์ที่สูงกว่า ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมเมื่อสภาพแวดล้อมของกระบวนการมีสื่อที่รุนแรงกว่า หรือเมื่อพื้นที่ไอเหนือของเหลวมีการกัดกร่อน

การใช้งานจัดเก็บสารเคมี — ถังกรด, ถังด่าง, ถังเก็บตัวทำละลาย, บ่อพักสารเคมี — เป็นที่ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับ Probe LU ที่ติดตั้ง PVDF

สถาปัตยกรรมแบบ 2 สายที่ใช้พลังงานจากลูปมีประโยชน์ในทางปฏิบัติที่ใครก็ตามที่เคยเดินสายเครื่องมืออุตสาหกรรมจะชื่นชม: สายไฟสองเส้นที่ส่งสัญญาณวัด 4–20mA ก็เป็นแหล่งจ่ายไฟให้กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องวัดด้วย ไม่จำเป็นต้องเดินสายไฟเลี้ยง 24V แยกต่างหาก

สิ่งนี้ช่วยลดความซับซ้อนในการเดินสายแผงควบคุม, ลดต้นทุนสายเคเบิลในการติดตั้งใหม่ และทำให้การติดตั้งระบบวัดระดับเพิ่มเติมในลูปเครื่องมืออนาล็อก 4–20mA ที่มีอยู่ทำได้ง่าย — เครื่องวัดจะเข้ามาแทนที่อุปกรณ์ใดๆ ที่เคยเชื่อมต่อกับลูป

ข้อมูลจำเพาะหลัก

Sonic Intelligence — การประมวลผลเสียงสะท้อนที่ทำให้การวัดมีความน่าเชื่อถือ

เอนจิ้นประมวลผลสัญญาณของ Probe LU คือ Sonic Intelligence ของ Siemens ซึ่งเป็นชุดอัลกอริทึมที่ก้าวข้ามการวัดเวลาเดินทางของเสียงแบบง่ายๆ เพื่อจัดการกับความซับซ้อนของสัญญาณเสียงสะท้อนในถังอุตสาหกรรมจริง

เครื่องส่งอัลตราโซนิกจะส่งพัลส์ไปยังพื้นผิวของเหลวและวัดเวลาที่เสียงสะท้อนกลับ — หลักการง่ายๆ แต่ในทางปฏิบัติ เสียงสะท้อนที่กลับมาจะแข่งขันกับเสียงสะท้อนจากผนังถัง, โครงสร้างภายใน, ท่อทางเข้า และคลื่นนิ่งที่เกิดจากความปั่นป่วน

หากไม่มีการประมวลผลอัจฉริยะ เสียงสะท้อนที่แข่งขันกันเหล่านี้อาจถูกเข้าใจผิดว่าเป็นพื้นผิวของเหลว

Sonic Intelligence จะประเมินความน่าเชื่อถือของเสียงสะท้อน — วิเคราะห์รูปร่าง, ความแรง และความสม่ำเสมอของเสียงสะท้อนที่เข้าข่ายเพื่อระบุว่าเสียงใดเป็นพื้นผิวของเหลวจริง

เมื่อรวมกับ Auto False Echo Suppression (AFES) ซึ่งจะแมปและกรองเสียงสะท้อนจากสิ่งกีดขวางในถังที่บันทึกไว้ระหว่างการตั้งค่า เอนจิ้นประมวลผลจะรักษาการวัดที่เชื่อถือได้แม้ในถังที่มีสิ่งกีดขวางมาก ซึ่งเครื่องมือที่ง่ายกว่าจะประสบปัญหา

เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิภายในเพิ่มความสมบูรณ์ของการวัดอีกชั้นหนึ่ง ความเร็วเสียงในอากาศ — สื่อที่พัลส์อัลตราโซนิกเดินทางผ่าน — เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ

เครื่องส่งที่สมมติว่าความเร็วเสียงคงที่ที่ 20°C จะสะสมข้อผิดพลาดเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเปลี่ยนแปลง

เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิภายในของ Probe LU จะวัดอุณหภูมิแวดล้อมอย่างต่อเนื่องและแก้ไขการคำนวณเวลาเดินทางของเสียงตามนั้น ทำให้ความแม่นยำในการวัดอยู่ในข้อกำหนดตลอดช่วงอุณหภูมิปกติของการติดตั้งอุตสาหกรรม

การคำนวณปริมาตร, การไหล และการวัดในช่องเปิด

นอกเหนือจากการวัดระดับแบบง่ายๆ Probe LU สามารถคำนวณปริมาตรถังได้โดยตรง — หากรูปร่างถัง (ทรงกระบอกก้นแบน, ทรงกระบอกแนวนอน, กรวย, พาราโบลา หรือตารางจุดหักเหแบบกำหนดเอง) ถูกตั้งโปรแกรมไว้ เครื่องวัดจะแปลงระดับที่วัดได้เป็นปริมาตรและส่งสัญญาณ 4–20mA แทนระดับ

สิ่งนี้มีค่าอย่างยิ่งในการใช้งานการจัดการสินค้าคงคลังที่ผู้ปฏิบัติงานติดตามปริมาณผลิตภัณฑ์แทนที่จะเป็นความสูงของระดับน้ำ

สำหรับการวัดการไหลในช่องเปิด (รางน้ำ, ฝาย) Probe LU สามารถติดตั้งเหนือโครงสร้างการไหลและตั้งโปรแกรมด้วยสูตรการแปลงระดับเป็นอัตราการไหลที่เหมาะสม (ฝายสี่เหลี่ยม, ฝายรูปตัววี, รางพาร์แชล หรือรูปทรงเรขาคณิตมาตรฐานอื่นๆ)

เครื่องวัดจะส่งสัญญาณอัตราการไหล เปลี่ยนการวัดระดับแบบง่ายๆ ให้เป็นเครื่องมือวัดการไหลโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์หรือการคำนวณเพิ่มเติมใดๆ

PVDF เทียบกับ ETFE — การเลือกวัสดุทรานสดิวเซอร์

ทั้ง PVDF copolymer และ ETFE (ethylene tetrafluoroethylene) เป็นวัสดุในกลุ่มฟลูออโรโพลีเมอร์ที่มีความทนทานต่อสารเคมีในวงกว้าง

PVDF ให้ความทนทานต่อสารประกอบคลอรีน, กรดเข้มข้นรวมถึงกรดไฮโดรฟลูออริก และตัวทำละลายอินทรีย์หลายชนิดที่โจมตี ETFE ในความเข้มข้นสูงได้ดีกว่า 

นอกจากนี้ยังมีความทนทานต่อรังสียูวีได้ดีกว่า ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการติดตั้งภายนอกอาคารที่ทรานสดิวเซอร์สัมผัสกับแสงแดด

ETFE แม้จะมีความทนทานต่อสารเคมีน้อยกว่า PVDF เล็กน้อย แต่ก็สามารถจัดการกับสารเคมีในกระบวนการที่หลากหลายที่พบในการวัดระดับทั่วไป และมีแนวโน้มที่จะเกิดกลไกความล้าทางกลไกบางอย่างในการใช้งานเสียงความถี่สูงได้น้อยกว่า

สำหรับสภาพแวดล้อมไอสารเคมีที่รุนแรง, ความเข้มข้นของกรดสูง หรือการใช้งานที่ทรานสดิวเซอร์จะสัมผัสกับของเหลวกระบวนการบ่อยครั้งระหว่างการทำงานของถัง PVDF เป็นข้อกำหนดที่ปลอดภัยกว่า

สำหรับการใช้งานน้ำทั่วไป, น้ำเสีย และสารเคมีอ่อน ETFE เป็นทางเลือกที่คุ้มค่า

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: Probe LU เป็นแบบ 2 สาย ใช้พลังงานจากลูป แรงดันไฟเลี้ยงลูปและช่วงกระแสที่ต้องการคือเท่าใด?

แรงดันไฟเลี้ยงลูปสำหรับ SITRANS Probe LU คือ 14.5 ถึง 35V DC (สำหรับการใช้งานที่ไม่เป็นอันตราย)

เครื่องวัดจะดึงพลังงานการทำงานจากลูปและปรับกระแสระหว่าง 4mA (แทนระดับ 0%) และ 20mA (แทนระดับ 100%) เพื่อส่งสัญญาณการวัด 

แหล่งจ่ายไฟลูปต้องสามารถจ่ายกระแสได้อย่างน้อย 20mA ที่แรงดันไฟฟ้าทำงานขั้นต่ำของเครื่องวัด — 14.5V — พร้อมทั้งคำนึงถึงแรงดันตกคร่อมความต้านทานอนุกรมใดๆ (ความต้านทานสายเคเบิล, ตัวกั้น, ตัวแยก) ในลูป

แหล่งจ่ายไฟลูปมาตรฐาน 24V DC พร้อมการจัดการความต้านทานลูปที่เหมาะสมสามารถใช้งานร่วมกับ Probe LU ได้

คำถามที่ 2: Probe LU ตั้งโปรแกรมสำหรับถังเฉพาะได้อย่างไร และสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ HART communicator หรือไม่?

ได้ — หน้าจอแสดงผลและปุ่มกดในตัวของ Probe LU ให้การเข้าถึงเมนูการกำหนดค่าได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ภายนอกใดๆ

ขั้นตอนการตั้งโปรแกรมเป็นลำดับขั้นตอนที่ง่ายและมีคำแนะนำเป็นภาษาอังกฤษ: ผู้ปฏิบัติงานจะกำหนดระยะห่างจากจุดว่าง (หน้าเซ็นเซอร์ถึงก้นถัง), ระยะห่างจากจุดเต็ม (หน้าเซ็นเซอร์ถึงจุดตั้งค่าระดับสูง), เลือกหน่วยวัด และอาจตั้งโปรแกรมรูปร่างถังเพื่อแสดงผลปริมาตร

หน้าจอแสดงผลจะยืนยันแต่ละรายการและให้ข้อมูลย้อนกลับทันทีเกี่ยวกับระดับที่วัดได้ตลอดการตั้งค่า

HART communicator หรือ PC ที่มี SIMATIC PDM สามารถเข้าถึงพารามิเตอร์และการวินิจฉัยเพิ่มเติมได้ แต่การตั้งค่าพื้นฐานสามารถทำได้ด้วยตัวเองทั้งหมด

คำถามที่ 3: Probe LU กำลังจะเลิกผลิต ควรจะระบุรุ่นนี้ต่อไป หรือเปลี่ยนไปใช้รุ่นทดแทน Probe LU240 โดยตรง?

สำหรับโครงการที่กำลังดำเนินอยู่ซึ่ง Probe LU ได้ถูกระบุไว้แล้ว และ 7ML5221-1BA11 ยังคงมีให้สั่งซื้อ การสั่งซื้อตามข้อกำหนดเดิมนั้นเป็นเรื่องปฏิบัติ สำหรับการออกแบบโครงการใหม่ การระบุ SITRANS Probe LU240 (ซีรีส์ 7ML51) จะสมเหตุสมผลกว่า — เป็นแพลตฟอร์มปัจจุบันที่มีอิเล็กทรอนิกส์ที่อัปเดต, การสนับสนุนซอฟต์แวร์ต่อเนื่อง และวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ที่เหลืออยู่นานกว่า

ซีรีส์ LU240 ได้รับการออกแบบมาเพื่อทดแทน Probe LU และครอบคลุมการใช้งานการวัดระดับหลักแบบเดียวกันกับมิติการติดตั้งทางกายภาพที่เข้ากันได้

ยืนยันรหัสการสั่งซื้อ LU240 กับ Siemens สำหรับการกำหนดค่า 6m PVDF 2" NPT HART ที่เทียบเท่ากัน

คำถามที่ 4: SITRANS Probe LU สามารถวัดระดับในถังที่มีพื้นผิวของเหลวปั่นป่วนหรือมีฟองอากาศได้หรือไม่?

ความปั่นป่วนและฟองอากาศส่งผลต่อการวัดระดับอัลตราโซนิกทั้งคู่

พื้นผิวที่ปั่นป่วนจะกระจายพัลส์อัลตราโซนิกและอาจลดความแรงของเสียงสะท้อนกลับ ฟองอากาศ — ฟองอากาศที่กระจายอยู่ในของเหลว — ไม่ส่งผลกระทบต่อการวัดอัลตราโซนิกอย่างมีนัยสำคัญ ตราบใดที่การวัดทำที่ส่วนต่อประสานระหว่างของเหลวกับอากาศเหนือโซนที่มีฟองอากาศ ซึ่ง Probe LU ทำจากด้านบน 

การกวนพื้นผิวที่รุนแรงมาก, ชั้นโฟมที่ปกคลุมพื้นผิวของเหลวทั้งหมด หรือการไหลเข้าที่ปั่นป่วนอย่างยิ่ง อาจเป็นความท้าทายต่อการประมวลผลเสียงสะท้อน

ในกรณีเหล่านี้ การประเมินความน่าเชื่อถือของเสียงสะท้อนของ Sonic Intelligence และ AFES ช่วยรักษาค่าที่อ่านได้ให้เสถียร แต่หากความปั่นป่วนรุนแรง การเพิ่มการตั้งค่าการหน่วงและเปิดใช้งานการเฉลี่ยเพิ่มเติมในการกำหนดค่าเครื่องวัดจะช่วยเพิ่มความเสถียรโดยแลกกับเวลาตอบสนอง

คำถามที่ 5: ระยะห่างที่ว่างเปล่าต่ำสุดใต้ Probe LU คือเท่าใด และส่งผลต่อการเลือกจุดตั้งค่าระดับสูงอย่างไร?

SITRANS Probe LU มีระยะห่างที่ว่างเปล่า — โซนที่อยู่ใต้หน้าทรานสดิวเซอร์ทันที ซึ่งเสียงสะท้อนไม่สามารถประมวลผลได้อย่างน่าเชื่อถือ

สำหรับ Probe LU ขนาด 6 เมตร โซนที่ว่างเปล่าจะขยายออกไปประมาณ 0.25 เมตร (10 นิ้ว) ใต้หน้าทรานสดิวเซอร์ 

พื้นผิวของเหลวใดๆ ที่อยู่ในโซนนี้จะไม่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำ

เมื่อวางตำแหน่งเครื่องวัด จุดตั้งค่าสัญญาณเตือนระดับสูงสูงสุดควรอยู่ห่างจากหน้าทรานสดิวเซอร์อย่างน้อย 0.25 เมตร และควรติดตั้งเครื่องวัดให้สูงพอที่ระดับการเติมสูงสุดของถังจะอยู่นอกโซนที่ว่างเปล่า 

สำหรับถังที่สูงมาก โซนที่ว่างเปล่าแทบไม่จำกัดการติดตั้ง; สำหรับถังตื้นหรือบ่อพัก โซนนี้จะกลายเป็นพารามิเตอร์สำคัญในการเลือกตำแหน่ง