伺服式液位计
伺服液位计在石化企业罐区中的应用
一
７ ４品牌与标准化
伺服液位计在石化企业罐 区中的应用
陈 帅
（ 中国石油锦西石化公司 ， 辽宁葫芦岛 １ ２ ５ ０ ０ ０ ）
１ 伺服液位计的原理和优点 １ ． １ 伺服 液位 计 的原理
住浮 子 ， Ｓ Ｏ退 出维 护模 式即可 。这对伺服 液位计 日常 维护极 其重要 。
测量数据均有可能不动 。以Ｅ ＮＲ ＡＦ ８ ５ ４ 为例 ， 液位计 自带故 障 化 汽柴油 、 液化气 、 丙烯等产品的计量过程中使用可靠 ， 随 着液 代码诊 断功能 。输入 Ｅ ｓ 查 看错误代码 ， 若为 ６ ０ ５ 或６ １ １ 即 为钢 位计 性能提升 ， 影 响液位计正常计 量的因素越 来越少 ， 液位 计 丝无张 力或过大 。需进入维护模式 。命令 Ｇ Ｄ下降浮子 ， Ｆ Ｒ ． 停 的维护工作变得简单 ， 相信液位计的使用将更加广泛。晶
垢清理后 ， 仪表测量正常。
（ ２ ） 浮子 丢失 。丙烯罐区 的液 位计某天 数据不动 ， 打开 腔 室后发现腔室内布满污垢 ， 伺暇钢 丝脱离磁鼓。拉起后发现浮
图１ 伺 服 液 位 计 的 工 作 原 理
子丢失 。发现钢丝腐蚀后被浮子拉断 ， 浮子掉入罐内 。一般是
选型不 当引起 。重新选型为抗腐蚀的浮子和测量钢丝后 ， 投用
３ ． ２ 正确 安装
安装时须做到几点 ： （ １ ） 安装液位计法兰须水平 ， 水平度不 预制安装 。浮子与导波管 内壁 间距 小 ， 导波管 内有焊渣或开孔 大于 ２ 。， 否则可能造成误差。 （ ２ ） 导波 管必 须竖 直 ， 从顶部 吊挂 时的毛刺挂靠 ， 造成 “ 卡浮子” 的情况 。 浮子到管底 ， 锤心距 中心偏差不超过 ５ ｍ ｍ。 多次 发生“ 卡浮子 ” 的液 位计 ， （ １ ） 可 用便携式手操 器进行 ３ ． ３ 维 护要 求 处理 。命令伺服 电机提升 或下 降浮子 ， 使其脱离被卡处 。 （ ２ ） 校
伺服液位计
MCG 1500S FI 伺服液位计MCG 1500SFI伺服液位计可测量液体的液位、界面、介质密度，并变送介质的温度、压力等参数。
MCG 1500SFI伺服液位计可适用于石油、化工、轻工、电力等行业的大型高、低压储罐。
MCG 1500SFI伺服液位计可以配合使用MCG 351平均温度计和MCG 2350平均温度变送器测量并变送储罐多点温度。
MCG 1500SFI伺服液位计使用MCG 2150或MCG2151(PDA)红外手持器调整和标定仪表的参数，下载程序，方便可靠。
MCG 1500SFI伺服液位计可选用MCG 1350罐底显示器在罐底显示液位、温度等数据，并且可用MCG 2150红外手持器在MCG1350上调整和标定仪表参数，避免了经常爬上罐顶的麻烦。
MCG 1500SFI伺服液位计可配接MCG 3200系列现场总线转换器将数据信息传送到DCS系统。
MCG 1500SFI伺服液位计可配接MCG 5101、MCG5102实现无线通讯，将数据信息传送到DCS系统，节省现场线缆。
技术参数液位测量范围 22m(标准)；46m(可选)液位测量精度 0.8mm液位分辨率 0.25mm液位测量重复性 0.8mm温度测量可选RTD铂电阻温度计和多点平均温度计温度测量精度 0.3℃温度测量分辨率 0.06℃密度测量精度 5kg/m³显示 4行×40字符LCD通讯 L&J “TANKWAY”总线、M/S总线、RS485(Modbus RTU)、HART、ENRAF、4-20mA等电源 220VAC、110VAC、24VDC、48VDC、20W波特率 300-9600可设定雷电保护多级保护控制点 2点(泵和阀)（0.5A/24VDC）I/O 2个4～20mA输出，3个4～20mA输入温度介质温度：-100℃～+315℃环境温度：-40℃～+85℃工作压力大气压(25psig)；150psi，300psig(可选)安装 2″法兰(标准)，其他可选现场接线 4线(两根双绞线)或KVV四芯电缆至MCG3200（L&J总线）接线口尺寸两个3/4″NPT螺纹表体材料铝，不锈钢安全认证 UL / CUL-Explosion ProofClass I , Div.1 Group C&D ,(Group B option)CENELEC/ ATEXII 1/2 G EEx d ⅡB T6重量铝制11.37kg，不锈钢26kg外形尺寸图安装伺服液位计的浮子在储罐中升降移动会受到液体的扰动和冲击，因此为了保证测量的平稳和准确必须加装导向管。
伺服式液位计工作原理
伺服式液位计工作原理伺服式液位计是一种常见的用于测量液体水平的仪器。
它通过一定的工作原理来实现对液位的准确测量。
下面将详细介绍伺服式液位计的工作原理。
伺服式液位计主要由传感器、控制电路和输出装置组成。
传感器是伺服式液位计的核心部件，它能够感知液位的变化并将其转化为电信号。
控制电路接收传感器的信号并进行处理，然后输出给输出装置，从而实现对液位的监测和显示。
伺服式液位计的工作原理基于浮子测量的原理。
传感器中的浮子与液位的变化相连，当液位升高时，浮子也随之上升，反之亦然。
浮子上安装有磁性物质，传感器内部则安装有与之相配的磁性组件。
当浮子上升或下降时，磁性组件也会相应地上升或下降。
传感器内部的磁敏元件能够感知到磁场的变化，并将其转化为电信号。
这个电信号经过放大和处理后，传递给控制电路进行进一步的计算和分析。
控制电路会根据传感器的信号来确定液位的高低。
通过比较传感器信号与预设的标准信号，控制电路可以得出液位的准确数值。
然后，控制电路将这个数值转化为可视化的信号，并输出给输出装置。
输出装置通常是液晶显示屏或数字显示器，它能够将液位的数值以数字的形式显示出来。
通过输出装置，用户可以直观地了解液体的水平，并及时采取相应的措施。
除了浮子测量的原理，伺服式液位计还可以通过其它方式来实现液位的测量，例如电容测量、声波测量等。
但无论采用何种测量原理，伺服式液位计的工作原理都是通过传感器感知液位的变化，并将其转化为电信号，然后经过控制电路的处理和输出，最终实现对液位的准确测量和显示。
总结一下，伺服式液位计通过浮子测量等原理，实现对液位的准确测量。
传感器感知液位的变化，并将其转化为电信号，控制电路根据信号进行处理和分析，输出装置将液位的数值以数字的形式显示出来。
伺服式液位计在工业、农业等领域具有广泛的应用前景。
enraf伺服液位计
enraf伺服液位计enraf 伺服液位计enraf, 液位计, 伺服恩拉福854ATG伺服液位计在石化产品储罐上的应用前言：恩拉福公司的伺服液位计是进入中国较早的高精度液位检测仪表，在客户的使用中得到好评。
在中原乙烯的一期工程原料产品罐区的建设中使用了35台854ATG伺服液位计，虽然中间出现过一些问题，但总的来说对这些伺服液位计的评价远远高于其它品牌的液位计。
由于采用了特殊的测量原理，所以在仪表对大高度测量，以及界面和密度的检测上有其它种类仪表不能比拟的良好性能。
通过多年的使用，现在就使用中应该注意的事项和一些问题的处理过程同大家进行一下交流。
测量的基本原理伺服液位计的测量原理如图所示：由力传感器检测浮子上浮力的变化。
浮子由缠绕在带有槽的测量磁鼓上的结实柔软的测量钢丝吊着。
磁鼓通过磁耦合与步进马达相连接。
浮子的实际重量由力传感器来测量。
力传感器测得的浮子重量与预先设定的浮子重量比较。
如果测量值和设定值之间存在偏差，先进的软件控制模块就会调整步进马达的位置，使浮子向下或向上移动，最终在力达到平衡的时候伺服电机停止转动。
1.1.1 液位测量产品液位的变化引起浮子浸没深度的变化，浮子所受的浮力同时也变化，浮力的变化被力传感器检测到。
测量值和设定值之间的的偏差引起步进马达位置的变化，升高和降低浮子的位置，直到测量值和设定值相等为止。
为了避免振动，软件还可以调整滞后作用和积分时间。
这样可以得到比较稳定和精确的平均液位。
步进马达每旋转一周大约使浮子上下移动10mm。
每旋转一周被分成200步，因此每步相当于0.05mm。
这直接决定了马达的分辨率。
同时不停地检测步进马达的位置。
这是通过安装在马达轴上的独特的码盘来实现的。
1.1.2 两种产品间的界面测量两种产品间的界面是通过向液位计发命令来实现的。
当你的设定点（一个浮子减浮力的一部分的值）等于浮子在两种液体受到的浮力的平均值的重量的时候，仪表就可以检测界面的位置。
伺服液位计工作原理
伺服液位计工作原理
伺服液位计是一种常用的液位测量仪表，其工作原理基于液位和液压的平衡关系。
下面是伺服液位计的工作原理：
1. 设备结构：伺服液位计通常由液位感应器、传感器、电磁阀等组成。
2. 液位感应器：液位感应器通常安装在液体容器或槽的底部或侧面。
它可以通过浮球、浮子、纵型导线或电容传感器等来感应液位高度的变化。
3. 平衡系统：传感器将液位的变化转化为一个力的变化，送到平衡系统。
平衡系统通常由弹簧和活塞组成。
4. 作用力平衡：平衡系统中的弹簧使得活塞受到一个恒定的向上的力，该力与液位高度成正比。
当液位上升时，液位感应器感应到液位的变化，传感器会相应地改变作用于平衡系统的力，使得系统重新达到平衡状态。
5. 动态调节：当液位上升或下降时，平衡系统将相应地调整电磁阀的开度，从而调整液体进入或流出容器的速率，以维持液位的稳定。
6. 测量液位：通过监测电磁阀的开度或闭合程度，可以间接测量容器中的液位高度。
电磁阀的开度与液位高度成正比。
总之，伺服液位计通过感应液位的变化，通过控制液体的进出速率来维持液位的稳定。
伺服液位计说明书
伺服液位计说明书伺服液位计是一种高精度的液位测量仪器，广泛应用于工业生产中。
以下是伺服液位计的说明书：一、产品概述伺服液位计采用非接触式测量原理，能够测量各种液体介质的液位高度，具有高精度、高稳定性和高可靠性等特点。
该液位计具有数字显示和输出功能，可与计算机等设备连接，实现自动化控制。
二、产品特点1. 高精度测量：采用非接触式测量原理，测量精度高，误差小。
2. 多种测量方式：根据不同的液体介质和测量要求，可以选择不同的测量方式，如定点测量、连续测量等。
3. 数字显示和输出：液位计具有高分辨率的数字显示屏幕，能够实时显示液位高度，同时具有标准输出接口，可与外部设备连接。
4. 操作简便：液位计具有友好的操作界面，用户可以快速掌握使用方法。
5. 可靠性高：采用优质的材料和先进的工艺制造而成，保证了液位计的高可靠性和长寿命。
三、使用方法1. 安装：根据液位计的安装要求，将其安装在液体容器或管道上，确保测量准确可靠。
2. 调试：在安装完成后，需要对液位计进行调试，以确保其正常工作。
根据不同的测量要求，可以调整液位计的参数，以达到最佳的测量效果。
3. 操作：在操作时，用户可以通过液位计的数字显示屏幕或外部设备来查看液位高度。
同时，可以根据需要设置报警限值，当液位超过或低于设定值时，液位计会自动报警。
4. 维护：为了保证液位计的正常运行，需要定期对其进行维护和保养。
如清洁传感器、检查线路连接等。
四、注意事项1. 在使用过程中，应避免剧烈震动或撞击，以免影响测量精度。
2. 在安装或使用过程中，应确保传感器与液体介质接触良好，避免出现泄漏或测量误差。
3. 在进行维护和保养时，应遵循产品说明书的指导，避免对产品造成损坏或影响测量精度。
4. 在使用过程中，如发现异常情况或故障，应及时联系专业人员进行维修和保养。
伺服液位计测量原理
伺服液位计测量原理854 XTG伺服液位计：基于阿基米德原理，测量浮子处于被测液体的表面，测量浮子的底部通常沉入液面1 ~2mm。
此时，测量浮子受到其本身的重力和液体的浮力（阿基米德浮力原理），在测量钢丝上则表现为测量浮子所受重力和浮力之合力，即测量钢丝上的张力。
当液位静止时，测量浮子处于相对静止状态。
此时，测量钢丝、测量鼓及力传感器以杠杆滑轮原理构成力平衡，工厂给定静止状态下测量钢丝上的张力为208g，力传感器不断地检测到平衡张力为208g之对应频率。
当液位下降时，测量浮子所受浮力减小，则测量钢丝上的张力增加，张力的改变立即传达至力传感器的张力丝上，使其拉紧，检震器检测到张力丝上的频率增加，伺服控制器随即发出命令，令伺服电机带动测量鼓逆时针转动，伺服电机以0.05mm的步幅放下测量钢丝，测量浮子不断地跟踪液位下降的同时，计数器记录了伺服电机的转动步数，并自动地计算出测量浮子的位移量，即液位的变化量。
当液位上升时，这个过程相反。
油水界面的测量，只要将平衡张力改为120g，测量浮子则会自动地穿过油层到达油水界面，通过测量浮子的位移量，即可算出水位的高度。
在测量液位的基础上，通过使用高精度的力传感器、独特的算法和经过标定的密度测量浮子，可以进一步测量产品的密度。
854XTG伺服液位计可以测量产品液位以下10个点的密度，通过平均计算可以获得产品的伺服密度和10个点的密度分布信息。
使用伺服密度测量技术，避免了使用压力变送器需要不断标定的烦恼，可以常年保持高精度。
Enraf公司集合了现代高精度伺服技术和数字处理技术，在原有伺服液位计技术的基础上开发的第6代854系列伺服液位计，投放市场近25年，展现了它高度的可靠性能和全面的测量功能，得到了用户的充分认可。
伺服液位计的测量原理
伺服液位计的测量原理
1.压力测量原理：伺服液位计的一种常见工作原理是基于液体的静水
压力。
通过安装在液体容器底部的压力传感器来测量液体的静水压力，然
后将压力信号转换为液位高度值。
根据波尔雅德定律，液体的静水压力与
液体的深度成正比。
因此，通过测量液体压力可以推断出液体的液位高度。
2.浮子测量原理：另一种常见的伺服液位计工作原理是通过使用浮子
来测量液位。
该装置一般由一个浮子和与之相配套的线性位移传感器组成。
当浮子浮在液体表面时，其位置会随液位的变化而变化。
位移传感器通过
测量浮子位置的变化来获得液位的高度信息。
3.振荡测量原理：振荡测量原理是一种较新的液位测量技术。
该原理
基于声波或微波的传递时间和能量损失与液位高度之间的关系。
伺服液位
计通过发射和接收声波或微波信号，测量传递时间和能量损失，从而确定
液体的液位高度。
该方法可以用于不同类型的液体，无论液体是固态、液
态还是气态。
这些测量原理在实际应用中可以根据不同的要求和场景灵活选择。
然而，无论使用哪种原理，伺服液位计都需要进行校正和校准以确保准确性
和精度。
此外，还需要注意选择合适的材料和工艺来应对液体的特性，以
确保仪器的稳定性和可靠性。
总的来说，伺服液位计的测量原理主要基于压力、浮子和振荡三种方式。
通过选择不同的测量原理和配套的传感器可以满足不同液体的测量需求，从而实现液位的准确测量和控制。
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浮子
• 浮子形状, 直径, 材料
– – – – – – – – 园锥型, 50mmf, 不绣钢 AISI316 园锥型, 50mmf, PTFE 园柱型, 50mmf, 不绣钢 AISI316 园柱型, 40mmf, 不绣钢 AISI316 园柱型, 30mmf, 不绣钢 AISI316 70mmf, 不绣钢 AISI316, NMi W&M 110mmf, 不绣钢 AISI316, PTB W&M 园锥型, 50mmf, (哈氏 C)
2013-8-18
E+H China 季建华
Proservo 操作
PROSERVO NMS530
>3s
E
–
+
不需打开仪表罩即可操作
3 个调节键
LCD 显示液位，温度，无需另接输 入器
2013-8-18
E+H China 季建华
Proservo操作
• 编程式矩阵概念
2013-8-18
E+H China 季建华
E+H China 季建华
2013-8-18
供电电源
• 2 种类型, 例如, 高压和低压
– 高压类型
• 85 … 264 VAC, 50/60 Hz, 20VA
– 低压类型
• 20 … 62 VDC, 20W
或者
• 20 … 55 VAC, 50/60Hz, 20VA
2013-8-18
E+H China 季建华
AC90-240
2013-8-18
E+H China 季建华
伺服液位计与磁致伸缩式液位计的比较
伺 服 适用场合 油库计量 磁致伸缩 加油站油罐测量
安装位置
拱顶罐 内浮顶：导向管
全量程：0.7mm 0.1oC 全量程测量，无盲区 可对浮子上挂料进行修正
拱顶罐 内浮顶：浮子容易卡在导向 管内，所以无法适用
– NMT536
• EExd CENELEC
2013-8-18
E+H China 季建华
NMT Prothermo
• 本地 HART 通信 • 测量范围 – -50...+200 ℃ 对应 NMT535, 536
根据 PTB W&M 认证
• 测量元件数 – 带Pt100 最多到 16 元件
2013-8-18
与 NMS 53x 连接使用 •平均温度测量
(从不同测量值中取平均值)
•HART 通讯协议 •自我诊断 (错误显示:温度错误，断线) •几乎测量每一点温度
2013-8-18
E+H China 季建华
NMT Prothermo
• 型号
– NMT535
• Exd TIIS • Exi Zone 0 (PTB) approved • W & M approval (PTB)
由于缆的拉伸变形，无法保 证理论测量精度 1.5oC 底部有盲区 浮子挂料易卡浮子
液位精度 温度精度 盲区 长期稳定性
密度测量
有（实测）
无（只能软件输入）
2013-8-18
E+H China 季建华
E+H伺服液位计与Enraf伺服液位计比较
E+H 精度 标定腔 现场显示操 作 温度精度 供电 防爆 一体化 两行背光LCD显示，红外、光 敏触摸操作 0.15oC 220VAC、24VDC 本安+隔爆 0.7mm Enraf 1mm 分体型，需单独订购 需外接手操器 0.1oC 220VAC 隔爆
2013-8-18
E+H China 季建华
O-型圈和腔室
• O-型圈: 氟橡胶, 标准腔室 • O-型圈: 硅橡胶, 标准腔室 • O-型圈: PTFE, PTFE 涂层腔室
2013-8-18
E+H China 季建华
可选项
• • • • • • 带清洗的安装短管 带气体净化的安装短管 带导向线 外部标定腔室 带安全阀 带安全阀和压力表
E+H 公司 系统及罐区仪表分支
Endress+Hauser 系统及测量分支 -总公司 德国马尔堡
Sakura Endress Ltd. Yamanashi, Japan
Coggins Systems, Inc. 亚特兰大，佐治亚州
Whessoe Varec, Inc. Cypress, California
Proservo 认证
• T&W 认证
– NMI – PTB – 中国计量器具型式批准书
• Ex 认证
– – – – – – –
2013-8-18
中国的NEPSI防爆认证 ATEX CENELEC PTB TIIS FM CSA
E+H China 季建华
Proservo通讯
• 主通讯
– Sakura V1 I/F
• 电缆入口
– – – – G(PF)1/2”, G(PF)3/4” NPT1/2”, NPT3/4” => FM PG16, PG20 M20, M25
2013-8-18
E+H China 季建华
过程连接
• • • • • • • • JIS 10K 80A RF 法兰 JIS 10K 80A FF 法兰 ANSI 3” 150lbs RF 法兰 ANSI 3” 300lbs RF 法兰(for 25 bar 轮鼓) DIN DN80 PN10 RF 法兰 DIN DN80 PN25 RF 法兰(for 25 bar 轮鼓) JPI 3” 150lbs RF 法兰 JPI 3” 300lbs RF 法兰(for 25 bar 轮鼓)
E+H China 季建华
其它 NMT 535 简图
HART NMS 53x 系列
AC 100 V LCD
选项
温度显示
A BC
蒸发汽 液体 软管
2013-8-18 E+H China 季建华
显示平均温度
NMT535 NRF560 应用
AC 90-240V NMT 535 NMS 53x 双向双线系列 数字型 RS 485 4-20mA 输出 警报输出 HART 平均温度 NRF 560
+ Inventory Management
2013-8-18
E+H China 季建华
E+H 罐区仪表系统
MODBUS
MODBUS
NRS NRM
V1I/F or Rackbus/RS485
MODBUS RTU8130
V1I/F
2013-8-18
E+H China 季建华
Proservo卓越的性能
一体化的补偿功能 表体温度补偿 钢丝重量/温度补偿
罐顶变形补偿
浮子重量补偿 维护记忆功能
2013-8-18
E+H China 季建华
Proservo测量精度
• 液位,三种介质的两个界面,密度,罐底,温度 – 液位.....±0.7 mm – 界面.....±2.7 mm – 密度.....±0.005 g/cm3 – 罐底.....±2.1 mm – 温度.....±0.1°C
Whessoe Varec Ltd. Newton Aycliffe, UK
Whessoe Varec SA Calais, France
2013-8-18
E+H China 季建anager 软件
远程终端单元(RTU)通讯接口 综合系统 支持服务 罐区仪表及检测器: –NMS 5x (伺服式) –NMT 53x (平均温度计） –PMD 235 (差压-平均密度计） –FMR 53x,13x,23x,24x(雷达式) –PROMASS(质量流量计) –LIQUIPHENT (音叉限位开关) –LT1000 (钢带式)
电磁转换器 外轮鼓 内轮鼓
重量 信号
磁鼓重量
钢丝
平衡浮子 位置
CPU
平衡浮子
马达
编码器
马达驱动信号
2013-8-18
E+H China 季建华
Proservo 测量功能
液位
上层
上界面
上层
上密度
密度=0.8
上界面
中层
下层
下界面
中层
下层
中密度 下界面
底密度
罐底
密度=1.0
2013-8-18
E+H China 季建华
Proservo & Prothermo
2013-8-18
E+H China 季建华
Proservo & Prothermo
Proservo & Prothermo
Installation for Cone Roof 拱顶罐上的安装 Tank
2013-8-18
E+H China 季建华
Prothermo NMT 53x
过程连接
电路 价格 密度测量
2013-8-18
3“
智能模块化设计
6“
板卡型（故障率高） ATG系列：7000美元（基价） XTG系列：5500美元（基价）
标准浮子
E+H China 季建华
需特殊浮子
E+H 罐区仪表系统
Proservo
High Accuracy
+/- 0.7 mm
Gauging system
2013-8-18
E+H China 季建华
压力等级，轮鼓腔室材料
• 铝外壳 – 低压 0.2bar… NMS51 – 中压 6bar… NMS54
• 不绣钢外壳 – 低压 0.2bar… NMS52 – 中压 6bar… NMS55 – 高压 25bar… NMS56