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电磁流量计

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设计电磁流量计流量控制集成管理面板的7个技巧

来源:作者:发表时间:2020-07-03 14:08:28

        开发或指定可以针对特定应用进行优化的标准设计面板,可使电磁流量计OEM避免为每个水处理系统开发定制的流量控制。

 
        建造由燃气电磁流量计加热的熔炉,烤箱,干燥机,窑炉和锅炉的过程加热设备OEM面临着与流量控制面板开发相关的挑战。尽管流量控制对于电磁流量计的安全有效运行至关重要,但每个客户或项目通常都有其独特的要求。这可能导致许多非标准面板设计,使工程,调试,维护和服务复杂化。
 
        最终用户的特定要求也可能导致使用许多不同的控制组件(即,火焰防护装置,温度和极限控制器,燃料/空气比率控制子系统和PLC的多种版本)。使用的硬件组件种类越多,维护备件库存和处理保修问题就越难。
 
过程加热设备OEM可以从标准化,灵活的流量控制面板设计中受益:
 
        只需很少的更改即可在许多应用程序中运行。
        控制具有不同顺序和燃油空燃比要求的电磁流量计。
        使用通用硬件。
        减少每个项目所需的工程。
        可以进行远程监控,以最大化设备的正常运行时间并最大程度地减少保修成本。
        在本文中,我将重点介绍开发这种解决方案的七种最佳实践,从指定硬件到设计,实施和测试。
 
提示1:标准化单一设计
        由于大多数项目都有一些独特的要求,因此OEM可以陷入为每个客户或应用程序设计新的流量控制面板的陷阱。更好的策略是定义一个或两个标准面板设计,以满足大约80%的要求。对于每个特定的应用程序,可以通过配置修改此标准设计,使其具有每个客户所需的功能。
 
        标准面板设计的规范应由公司中的一个人或一个小组创建,并具有对不同最终用户需求的最佳整体印象。标准设计应可通过软件和硬件配置,以便可以为每个项目调整关键参数。当客户有特定需求时,标准化设计可以为非标准项目提供有效的基础,并且,如果设计正确,则可以轻松进行修改。
 
        通过最小化所需的工程时间,使用标准设计将缩短将客户订单转换为已制造,经过测试和调试的过程加热器控制所需的时间。
 
提示2:在设计中构建灵活性
        在开发标准设计时,请考虑用户对系统各部分的要求。考虑以下每个类别中的要求,以将其包含在单个标准化设计中:
 
电磁流量计管理
 
        直接电磁流量计点火,中断或间歇性引燃?
        单火焰或双火焰感应?
        排序选项,例如气门验证,提前火花终止,先导和主气门正时以及先导气门保持。
        空燃比控制
 
        带有O2内件的平行定位,完全计量的空燃比控制和烟气再循环选项。
        执行器和变频驱动器(VFD)的数量和类型。
        执行器和VFD位置和频率误差公差设置。
        安全极限
 
        热电偶,RTD和4至20 mA变送器的数量和类型。
        特殊逻辑,例如双传感器比较和传感器平均。
        温度控制
 
        本地PID还是远程点火速率控制?
        传感器和控制回路精度。
        远程设定值选项。
介面
 
        用户界面包括安装在面板门上的触摸屏HMI,灯和控制按钮,离散控制器和火焰安全显示器。
        如果需要,可以连接到上游PLC或DCS系统。
        除上述组件外,要考虑的其他最佳实践要求还包括使用SIL级电磁流量计控件。使用此类控件意味着该设计将适用于所有应用程序,包括客户需要SIL批准的应用程序。另一个最佳实践是包括先进的通告,这在对成本敏感的应用程序中经常被忽略。先进的报警功能使系统更容易识别电磁流量计故障背后的根本原因,从而节省了系统寿命。此外,远程监控(将在下面进行更详细的讨论)通过帮助防止中断而提供了长期利益。
 
集成流量控制
        一家石膏产品制造商通过集成的流量控制装置提高了生产线的性能和可靠性。
 
提示3:选择合适的硬件
传统上,面板硬件包括:
 
独立的火焰防护装置。
燃油空气控制器。
单回路温度控制。
高温安全装置。
所有这些设备都连接在一起,并与外部上游过程PLC或DCS集成在一起。该硬件满足系统要求,但根据项目要求,需要使用每种设备的不同版本(即,每当安全时间更改时,都需要使用不同的火焰防护装置)。由于面板内的设备内布线,这也是劳动密集型的。
 
        为了实施标准的流量控制设计,公司必须从固定功能的硬件转移到可配置的可编程系统。集成的流量管理系统将上述所有设备整合到模块化硬件平台中。结果,在出厂的每个面板中都使用了相同的硬件平台,并且将软件配置为控制特定于客户的需求。
 
        例如,一些集成的流量管理系统将电磁流量计管理,燃油空气比控制,流量安全极限控制,先进先出信号以及可编程PLC和用户HMI集成到一个系统中。所有流量控制和电磁流量计管理功能都是用户可配置的,并且通过了机构认证。硬件设计消除了大多数内部面板布线,从而降低了面板制造成本。
 
        也可以使用SIL级PLC并开发用于流量管理的程序。使用通用SIL级PLC的缺点是硬件成本可能更高,因为通用设备可能具有流量控制不需要的功能。同样,工程时间和成本也将更高,因为OEM需要开发用于电磁流量计排序和其他安全功能的程序,然后将该程序逻辑提交给机构,以批准诸如燃油空气比和高温限制之类的安全功能。借助集成的流量管理系统,为应用程序设计了硬件,并且程序逻辑已通过机构认证。
 
技巧4:建立功能块库
一旦选择了硬件,就可以对其进行编程了。将标准设计实施到硬件中的一种简单,直观的方法是使用功能块编程。建立支持常见流量控制功能的功能块库,使该公司无需或很少需要额外的工程或编程即可处理多种应用。
 
流量控制
流量控制可以将电磁流量计管理,燃油-空燃比控制,流量安全极限控制,先进警报以及可编程PLC和用户HMI集成到单个系统中。该系统的硬件设计消除了大多数内部面板布线,从而降低了面板制造成本。
 
提示5:包括远程监控
        当熔炉,窑炉,流体加热器或锅炉不工作时,最终用户的成本可能是每小时损失的成千上万美元。通过在标准面板设计中使用远程监视系统,OEM可以将可能导致故障的问题通知最终用户,并在发生故障时提供远程帮助。它还使现场技术人员可以在前往现场之前,向他们提供问题的详细信息和必要的备件。最后,在面板中包括远程监控功能使OEM可以根据实际现场情况创建预防性维护服务包。
 
        远程监控需要在设计阶段进行前期计划。需要决定应监视哪些参数以进行分析和报警,以及在出现问题时应通知谁。
 
        为远程监控解决方案选择正确的硬件将影响系统的安全性以及最终用户的IT团队对其的接受程度。由于网络安全问题,许多工厂不允许将远程监视硬件连接到工厂控制网络。使用蜂窝调制解调器监视过程加热设备可以使其独立于站点的IT网络运行。蜂窝调制解调器可以在距面板数百英尺的范围内进行布线,并应连接到安全的后端服务器。
 
提示6:如果设计过于复杂,请缩小范围
        如果设计变得笨拙,则需要缩小功能要求或添加更多设计。过于复杂的设计的两个迹象是,太多难以解释的配置参数以及用于传感器或控制信号选项的复杂面板接线。
 
可配置的流量控制面板
        通过使用标准化的可配置流量控制面板设计,过程加热设备OEM可以减少项目工程时间,减少零件库存,为客户提供更可靠的系统并在出现问题时提供更好的服务。
 
提示7:留出足够的时间进行测试
        对整个面板进行彻底的测试似乎是显而易见的一步,但是由于要测试的可配置功能数量众多,因此可能很耗时。在现场环境中使用PLC程序仿真工具执行测试有助于防止制造延迟并在现场安装和调试之前识别设计错误。
 
总之,通过使用标准化的可配置流量控制面板设计,过程加热设备OEM可以减少项目工程时间,减少零件库存,创建更可靠的系统并帮助公司在出现问题时提供更好的服务。除了远程监视,OEM还可以为最终用户创建自己的预防性维护服务程序。   

 

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