YOKOGAWA NSPP EJA530A-EAS4N-00DNFU1 EJA530AEAS4N00DNFU1

Yokogawa EJA530A-EAS4N-00DNFU1 | Bộ chuyển đổi áp suất đo tương đối nối tuyến — Cảm biến DPharp, Bộ đo 0,5–10 MPa, BRAIN/HART, 4–20mA, Vỏ nhôm đúc, 1/2NPT

Tổng quan

Bộ chuyển đổi áp suất đo tương đối nối tuyến Yokogawa EJA530A-EAS4N-00DNFU1 thuộc dòng EJA-A của Yokogawa, được trang bị bộ đo dải E bao phủ từ 0,5 đến 10 MPa (72,5 đến 1.450 psi).Nó áp dụng công nghệ cảm biến cộng hưởng silicon DPharp của Yokogawa để cung cấp đầu ra 4–20mA DC với giao tiếp kỹ thuật số BRAIN hoặc HART chồng lên, và có độ chính xác tham chiếu là ±0,065% của phạm vi hiệu chuẩn mà dòng EJA-A nổi tiếng trong môi trường đo lường quy trình khắc nghiệt.Chỉ định "NSPP" xác nhận tình trạng cung cấp Hàng tồn kho mới / Rút từ dự án — một thiết bị được vận chuyển từ việc mua sắm dự án ban đầu, chưa sử dụng và chưa lắp đặt, thường mang khả năng cấu hình đầy đủ và cài đặt gốc của nhà máy.

Tình trạng cung cấp này phổ biến trong các ngành công nghiệp quy trình, nơi các dự án bị vượt chi phí, thay đổi phạm vi nhà máy hoặc thay thế thiết bị dẫn đến tồn kho dư thừa các thiết bị được chỉ định đầy đủ trong bao bì gốc.

Trung tâm của EJA530A là cảm biến cộng hưởng DPharp — một phần tử silicon đơn tinh thể phản ứng với áp suất tác dụng bằng cách thay đổi tần số cộng hưởng của cấu trúc rung của nó. Vì tần số là đầu ra chính của phần tử cảm biến và tần số có thể được đếm kỹ thuật số mà không có các hiện vật chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số, bộ chuyển đổi DPharp tránh được các lỗi chuyển đổi và trôi dạt mà các phần tử cảm biến tương tự đưa vào.

Cảm biến tạo ra tín hiệu kỹ thuật số trực tiếp mà bộ chuyển đổi xử lý và chuyển đổi đồng thời thành đầu ra vòng lặp 4–20mA và kênh giao tiếp kỹ thuật số.

Thông số kỹ thuật chính

Thông số

Giá trị

Các bộ chuyển đổi áp suất thông thường sử dụng phần tử cảm biến điện dung hoặc áp điện trở tạo ra điện áp hoặc dòng điện tương tự tỷ lệ với áp suất tác dụng — một tín hiệu yêu cầu chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số trước khi bộ xử lý của bộ chuyển đổi có thể xử lý nó.

Mọi giai đoạn của chuỗi chuyển đổi đó đều tạo ra các lỗi nhỏ: trôi điểm không, trôi độ lợi, nhiễu và phi tuyến tính mà bộ điều chỉnh tín hiệu của bộ chuyển đổi phải bù trừ theo nhiệt độ và thời gian.

DPharp loại bỏ phần lớn chuỗi này. Tần số cộng hưởng của cảm biến silicon đơn tinh thể thay đổi tỷ lệ thuận với áp suất tác dụng, và tần số được đếm kỹ thuật số trực tiếp từ đầu ra bộ dao động mà không có bất kỳ bước trung gian tương tự nào.

Kết quả đo lường có tính tuyến tính vốn có, ổn định hơn và ít nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ hơn so với các phương pháp tương tự cạnh tranh.

Sự vắng mặt của độ trễ trong vật liệu silicon đơn tinh thể là một lợi thế thực tế khác: cảm biến trở về cùng một đầu ra tại cùng một áp suất tác dụng bất kể áp suất đang tăng hay giảm, điều này không phải lúc nào cũng được đảm bảo với các phần tử cảm biến tương tự có thể biến dạng.

Trong EJA530A, lõi DPharp này cung cấp độ chính xác tham chiếu ±0,065% và độ ổn định ±0,1% URL mỗi năm, làm cho nó phù hợp với các đường quy trình nơi đo áp suất chính xác ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng, an toàn hoặc tiêu thụ năng lượng.

Bộ đo E — 0,5 đến 10 MPa, Lớp áp suất tương đối cao

Bộ đo dải E bao phủ dải áp suất tương đối từ 0,5 đến 10 MPa — một phạm vi nằm trên các bộ đo B và C dải trung bình (tương ứng 2–200 kPa và 0,1–2 MPa) và phục vụ các ứng dụng quy trình áp suất trung bình đến cao phổ biến nhất trong các đường ống dầu khí, đường quy trình nhà máy lọc dầu, sản xuất và phân phối hơi nước, lò phản ứng hóa học áp suất cao và giám sát hệ thống thủy lực.

Trong phạm vi 0,5–10 MPa của bộ đo E, người dùng cấu hình phạm vi hiệu chuẩn khi đưa vào sử dụng thông qua thiết bị đầu cuối BRAIN hoặc bộ giao tiếp cầm tay HART.

Bộ chuyển đổi có thể được hiệu chuẩn ở bất kỳ phạm vi nào từ phạm vi hiệu chuẩn tối thiểu 0,5 MPa đến tối đa 10 MPa — một tỷ lệ điều chỉnh cung cấp sự linh hoạt trên nhiều mức áp suất vận hành quy trình thực tế khác nhau trong cùng một thiết bị. 

Áp suất làm việc tối đa (MWP) là 25 MPa cung cấp khả năng chịu quá áp đáng kể trên phạm vi đo, bảo vệ bộ đo và kết nối quy trình khỏi các đỉnh áp suất mà không làm hỏng cảm biến.

Vật liệu kết nối quy trình — thép không gỉ SUS316L cho thân đầu nối và các bộ phận tiếp xúc với quy trình — phù hợp với phần lớn các dịch vụ không ăn mòn đến ăn mòn nhẹ gặp phải trong các ứng dụng nhà máy quy trình chung.

Đối với các dịch vụ yêu cầu khả năng chống ăn mòn cao hơn, các bộ phận tiếp xúc với quy trình bằng Hastelloy C-276 có sẵn trong các biến thể khác của dòng EJA530A.

4–20mA với BRAIN / HART — Giao tiếp hai kênh

EJA530A-EAS4N-00DNFU1 xuất tín hiệu tương tự 4–20mA DC tiêu chuẩn đại diện cho áp suất tương đối đo được trên phạm vi hiệu chuẩn. Đồng thời, dữ liệu giao tiếp kỹ thuật số được chồng lên trên cùng một vòng lặp hai dây bằng một trong hai giao thức BRAIN của Yokogawa (tương thích với thiết bị đầu cuối BRAIN BT200) hoặc giao thức HART (tương thích với các thiết bị cầm tay HART và bất kỳ hệ thống chủ nào có khả năng HART).

Giao thức BRAIN là triển khai bus trường kỹ thuật số độc quyền của Yokogawa được phát triển song song với tiêu chuẩn HART và nó được hỗ trợ trong toàn bộ cơ sở hạ tầng quản lý thiết bị của Yokogawa, bao gồm cả phần mềm cấu hình FieldMate.

Khả năng tương thích HART đảm bảo khả năng tương tác với các hệ thống quản lý tài sản của bên thứ ba, bộ đa kênh HART của hệ thống điều khiển và các bộ giao tiếp HART di động mà kỹ sư thiết bị tại chỗ có khả năng mang theo nhất.

Thông qua một trong hai kênh kỹ thuật số, người vận hành có thể cấu hình từ xa điểm không và phạm vi của bộ chuyển đổi, đặt đơn vị kỹ thuật và độ damping, đọc nhiệt độ quy trình từ phép đo nhiệt độ tích hợp của bộ đo, truy xuất dữ liệu chẩn đoán và thực hiện hiệu chuẩn mà không cần tháo thiết bị khỏi hoạt động.

Kênh kỹ thuật số cũng mang thông tin trạng thái tự chẩn đoán mà hệ thống chủ hoặc phần mềm quản lý tài sản có thể ghi lại cho mục đích bảo trì dự đoán.

Vỏ, Chỉ báo và Cấu hình tại hiện trường

Vỏ bộ khuếch đại bằng nhôm đúc cung cấp khả năng bảo vệ môi trường IP67 (tương đương NEMA 4X) mà các thiết bị lắp đặt tại hiện trường trong môi trường nhà máy quy trình yêu cầu.

Hai đầu vào ống dẫn 1/2 NPT của vỏ cho phép định tuyến dây riêng biệt cho nguồn/tín hiệu và tính liên tục của ống dẫn theo yêu cầu của mã lắp đặt địa phương, với một đầu vào được niêm phong tùy chọn khi chỉ cần một kết nối ống dẫn.

Chỉ báo LCD kỹ thuật số — với khả năng cài đặt phạm vi bằng nút nhấn trực tiếp trên thiết bị — cho phép điều chỉnh điểm không và phạm vi cục bộ cũng như cấu hình phạm vi mà không cần kết nối thiết bị đầu cuối BRAIN hoặc bộ giao tiếp HART. Màn hình hiển thị giá trị áp suất đo được bằng đơn vị kỹ thuật có thể cấu hình, phần trăm phạm vi và mã trạng thái báo động.

Khả năng cấu hình trên thiết bị này giúp giảm thời gian đưa vào sử dụng và đơn giản hóa việc kiểm tra hiệu chuẩn tại hiện trường khi không có bộ giao tiếp di động.

Nắp vỏ của bộ chuyển đổi có thể xoay theo các bước 90°, cho phép chỉ báo và khối đầu cuối hướng về hướng ưu tiên sau khi thiết bị được lắp đặt vào kết nối quy trình — một lợi ích lắp đặt thực tế khi hướng lắp đặt bị hạn chế bởi đường ống, cấu trúc hoặc yêu cầu tiếp cận liền kề.

Ứng dụng và khả năng tương thích quy trình

Phạm vi đo áp suất tương đối 0,5–10 MPa và các bộ phận tiếp xúc với quy trình SUS316L của EJA530A làm cho nó phù hợp với nhiều điểm đo quy trình công nghiệp.

Trong sản xuất và truyền tải dầu khí, nó phục vụ giám sát áp suất giếng, kiểm soát áp suất đường ống, đo áp suất bộ tách và giám sát hệ thống tiện ích.

Trong các quy trình lọc dầu và hóa dầu, nó xử lý đo áp suất đường quy trình trong các dòng tương thích với các bộ phận tiếp xúc với quy trình bằng thép không gỉ 316L. Hệ thống sản xuất và phân phối hơi nước sử dụng EJA530A để giám sát áp suất đầu hơi và đo áp suất nước cấp lò hơi trong giới hạn nhiệt độ và áp suất của bộ đo. Hệ thống thủy lực và khí nén áp suất cao, hệ thống phun nước và phân phối khí nén hoàn thiện cơ sở ứng dụng phổ biến.

Thời gian phản hồi 90ms làm cho EJA530A phù hợp với các ứng dụng vòng điều khiển áp suất mà tốc độ phản hồi vòng lặp quan trọng — đủ nhanh cho điều khiển áp suất trong hầu hết các ứng dụng quy trình, mà không có rủi ro quá tải mà phản hồi cực nhanh có thể gây ra trong các vòng điều khiển có độ lợi cao.

Câu hỏi thường gặp

Q1: Mã bộ đo "E" có nghĩa là gì và phạm vi áp suất chính xác là bao nhiêu?

Bộ đo dải đo E trên EJA530A bao phủ phạm vi hiệu chuẩn từ tối thiểu 0,5 MPa đến tối đa 10 MPa (72,5 đến 1.450 psi). Áp suất làm việc tối đa (MWP) — áp suất tĩnh tối đa mà bộ đo có thể chịu được mà không bị hư hại — là 25 MPa.

Thiết bị được hiệu chuẩn tại nhà máy hoặc tại hiện trường cho bất kỳ phạm vi cụ thể nào trong phạm vi 0,5–10 MPa. 

Dưới bộ đo 0,5 MPa, bộ đo D (0,1–2 MPa) bao phủ các ứng dụng áp suất tương đối thấp hơn; trên bộ đo E, không có bộ đo dải cao hơn tiêu chuẩn nào trong EJA530A — các ứng dụng trên 10 MPa yêu cầu các biến thể EJA530A dải cao hơn.

Q2: Sự khác biệt giữa giao tiếp BRAIN và HART trên EJA530A là gì?

Cả hai giao thức đều là tín hiệu kỹ thuật số chồng lên trên cùng một vòng lặp hai dây 4–20mA và mang cùng dữ liệu cấu hình và chẩn đoán. BRAIN là giao thức độc quyền của Yokogawa, tương thích với thiết bị đầu cuối BRAIN BT200 của Yokogawa và phần mềm FieldMate — được sử dụng rộng rãi trong các cơ sở có DCS của Yokogawa hoặc cơ sở hạ tầng hiệu chuẩn Yokogawa hiện có. HART là tiêu chuẩn công nghiệp mở, tương thích với bất kỳ bộ giao tiếp cầm tay hoặc hệ thống chủ nào tuân thủ HART bất kể nhà sản xuất.

Việc lựa chọn giữa chúng phụ thuộc vào công cụ hiện có tại chỗ. Cả hai đều cho phép điều chỉnh điểm không/phạm vi từ xa, cấu hình đơn vị kỹ thuật, cài đặt độ damping, đọc chẩn đoán và ghi lại tham số mà không làm gián đoạn đầu ra vòng lặp tương tự.

Q3: Có thể cấu hình lại EJA530A-EAS4N-00DNFU1 cho các phạm vi hiệu chuẩn khác nhau tại hiện trường không?

Có. Điểm không và phạm vi hiệu chuẩn có thể được đặt thành bất kỳ giá trị nào trong phạm vi 0,5–10 MPa của bộ đo E bằng cách sử dụng thiết bị đầu cuối BRAIN BT200, bộ giao tiếp cầm tay HART hoặc phần mềm cấu hình FieldMate của Yokogawa.

Đơn vị kỹ thuật, hằng số thời gian damping, hướng đầu ra (tác động trực tiếp hoặc ngược), định dạng hiển thị chỉ báo kỹ thuật số và chế độ cắt thấp đều là các tham số có thể cấu hình.

Điều chỉnh điểm không và phạm vi cục bộ thông qua nút nhấn trên chỉ báo kỹ thuật số cũng có sẵn cho các tác vụ đặt phạm vi cơ bản mà không cần bộ giao tiếp. Khả năng cấu hình lại tại hiện trường này có nghĩa là một thiết bị duy nhất có thể bao phủ nhiều điểm đo trong suốt vòng đời hoạt động của nó mà không cần gửi về nhà máy.

Q4: DPharp là gì và tại sao Yokogawa sử dụng nó thay vì phần tử cảm biến điện dung thông thường?

DPharp là công nghệ cảm biến áp suất độc quyền của Yokogawa dựa trên cảm biến cộng hưởng silicon đơn tinh thể. Áp suất tác dụng làm thay đổi tần số cộng hưởng của phần tử rung silicon, và tần số đó được đếm kỹ thuật số trực tiếp từ bộ dao động — không cần bước chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số.

Điều này tránh được các lỗi chuyển đổi, trôi nhiệt độ và độ trễ mà các phần tử cảm biến điện dung đưa vào thông qua chuỗi tín hiệu tương tự của chúng.

Kết quả là tuyến tính tốt hơn, ít ảnh hưởng của nhiệt độ hơn và không có độ trễ — cảm biến trở về cùng một đầu ra ở cùng một áp suất bất kể hướng thay đổi áp suất. Độ chính xác tham chiếu ±0,065% và độ ổn định ±0,1% URL/năm của EJA530A là hệ quả trực tiếp của các đặc tính của cảm biến DPharp.

Q5: EJA530A yêu cầu khoảng thời gian bảo trì là bao lâu và thông số độ ổn định dài hạn có ý nghĩa thực tế như thế nào?

Thông số độ ổn định ±0,1% URL mỗi năm có nghĩa là độ trôi hiệu chuẩn của bộ chuyển đổi vẫn nằm trong phạm vi đó trong điều kiện hoạt động bình thường trong mỗi năm sử dụng, mà không cần hiệu chuẩn lại.

Nhiều nhà máy sử dụng thông số này để kéo dài khoảng thời gian hiệu chuẩn vượt quá chu kỳ hàng năm truyền thống — trong các ứng dụng mà điều kiện quy trình ổn định và phép đo không quan trọng về an toàn, khoảng thời gian hiệu chuẩn từ hai đến bốn năm có thể được hỗ trợ với mức độ ổn định này, giảm tổng chi phí sở hữu.

Khả năng tự chẩn đoán của bộ chuyển đổi liên tục giám sát sức khỏe của cảm biến và bộ khuếch đại và báo lỗi phần cứng thông qua kênh giao tiếp kỹ thuật số và màn hình báo động của chỉ báo, do đó sự suy giảm có thể ảnh hưởng đến chất lượng đo lường có thể được phát hiện giữa các lần kiểm tra hiệu chuẩn theo lịch trình.