Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster Integrierte VeriMass Geräte-Verifikation und Diagnose

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1 Change from one to two columns White paper WP/CORIOLIS/VERIMASS-DE Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster Integrierte VeriMass Geräte-Verifikation und Diagnose Automatische In-situ-Überwachung von Messrohren auf mögliche Erosion oder Belagbildung. Von Georg Horst & Frank Frenzel Measurement made easy Zur Verifikation eingesetzte Messtechnik Das Kernelement von Coriolis Masse-Durchflussmessern sind schwingende Rohre. Sobald ein Massestrom durch sie hindurch fließt, wirkt eine Corioliskraft auf die Schwingung und erzeugt eine Phasenverschiebung. Diese Wirkung ist proportional und kann zur Messung des Massedurchfluss verwendet werden. Die Messung ist zwar unabhängig vom Durchflussprofil und benötigt keine geraden Ein- und Auslaufstrecken, es werden jedoch stabile Rohre benötigt, die mechanisch im Gleichgewicht sind. Rohre im Gleichgewicht benötigen sehr wenig Energie, um zu schwingen. Die benötigte Energie wird als Treiberstrom gemessen. Jedes Messgerät verlässt das Werk mit gut ausbalancierten Rohren und minimiertem Treiberstromverbrauch. Jede mechanische Veränderung der Rohre, wie Erosion oder Belagbildung, führt mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einer Änderung des Gleichgewichts der Rohre und zu höheren Treiberströmen, um das gleiche Maß an Schwingungen beizubehalten. Dieses Grundprinzip kann genutzt werden, um Rohrveränderungen zu erkennen, und kann als In-situ- Diagnose dienen.

2 Change from two to one column Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster Integrierte VeriMass Geräte-Verifikation und Diagnose Bei Veränderungen von Rohren sind Ungleichgewichte die häufigste Ursache von Messfehlern und schleichendem Messwertfehlern. Ihre Erkennung stellt einen wichtigen Fortschritt in der Coriolis-Durchfluss-Messtechnik dar. VeriMass-Technologie VeriMass nutzt dieses Grundprinzip und überwacht den Treiberstrom, um mögliche mittel- oder langfristige Änderungen und schleichende Veränderungen der Rohre zu erkennen. Die Beseitigung aller kurzfristigen Prozesseffekte auf die Verifikation ist beim Einsatz dieser Art von Verifikation eine große Herausforderung. Ständige Prozesseffekte wie Gasphasen in Flüssigkeiten oder größere Viskositätsänderungen können jedoch nicht beseitigt werden. Diese spezielle Fähigkeit von VeriMass wird als Erosionsmonitor bezeichnet. Abb. 1: Schwingende Rohre in einem Coriolis-Durchflussmesser Abb. 2: Verteilung von Corioliskräften in einem Coriolis- Durchflussmesser Nach Installation des Durchflussmessers wird ein erster Fingerabdruck (auch: erster Basiswert) erstellt. Der Benutzer legt einen Kalibrierzeitraum fest, in dem das Messgerät das normale Verhalten des Durchflussmessers in der jeweiligen Anwendung erlernt. Es erkennt den Treiberstrom, beseitigt jegliche Kurzzeiteffekte und definiert den zugrunde liegenden ersten Basiswert des Treiberstroms. Diese Selbstkalibrierung ist wichtig, um VeriMass an möglicherweise anspruchsvolle Prozesse wie Flüssigkeiten mit hoher Viskosität, kurzzeitige Gasphasen in Flüssigkeiten oder Flüssigkeitstropfen in Gasen anzupassen. Alle diese Prozesse können mithilfe der Selbstkalibrierfähigkeit von VeriMass verifiziert werden. Der Kalibrierzeitraum bzw. die Selbstlerndauer kann einige Minuten bis mehrere Wochen betragen. Es ist sogar möglich, dass der Durchflussmesser installiert und der Zeitraum zur Selbstkalibrierung des Fingerabdrucks aktiviert wird, der eigentliche Prozess jedoch erst nach einigen Tagen beginnt. All dies wird berücksichtigt und beeinflusst die Qualität der Verifikation nicht. Der Rauschpegel des Treiberstromsignals während des Selbstkalibrierzeitraums definiert die Enge der Alarmschwelle. Ruhige Prozesse werden mit sensibleren Alarmschwellen überwacht als unruhige Prozesse. Dies vermeidet mögliche Fehlalarme. Der Selbstkalibrierungszeitraum legt ebenfalls die periodischen Überwachungszeiträume fest. Am Ende jedes Zeitraums wird der neu ermittelte Basiswert mit dem Fingerabdruckzeitraum verglichen. Eine Überschreitung des Fingerabdruckbasiswerts einschließlich der definierten Toleranzen durch den gefundenen Basiswert löst einen Alarm aus. Dies wird automatisch wiederholt und erfordert keine weitere Interaktion mit dem Durchflussmesser. 2 WP/CORIOLIS/VERIMASS-DE Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster

3 Change from one to two columns 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2, , G11930 Abb. 3: Prinzip der VeriMass Fingerabdruck- und In-situ-Verifikation Treibersignal Erster Basiswert Alarmschwelle 2. Basiswert 3. Basiswert xn Basiswert 1 Kalibrierzeitraum / Selbstlerndauer 2 1. Überwachungszeitraum 3 2. Überwachungszeitraum 4 xn Überwachungszeitraum Die nachstehende Tabelle zeigt die Art von Prozessen, bei denen diese Art der Verifikation am besten funktioniert. Art des Prozesses oder Veränderung von Rohren Eignung von VeriMass Anmerkungen Belag an Rohren +++ Erosion von Rohren ++ Erosion muss Ungleichgewichte des Rohrs verursachen, um einen höheren Energieverbrauch zu erzeugen. Typische Erosionsprobleme erzeugen Ungleichgewichte. Alle Arten von flüssigen Prozessen mit nur geringen +++ Viskositätsänderungen und nur kurzzeitigen Gasblasen Flüssigkeiten mit wechselnden Dichten +++ Wechselnde Dichten haben kaum Einfluss auf den Treiberstrom Flüssigkeiten mit unstetigen Viskositäten einschließlich - Kaum möglich Änderungen von 50 mpas und mehr Gase mit gelegentlichen Flüssigkeitstropfen +++ Flüssigkeiten mit Veränderungen unterschiedlicher Medien mit erheblich abweichenden Viskositäten + Ja, wenn die Änderungen während des Fingerabdruckzeitraums vorhanden waren Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster WP/CORIOLIS/VERIMASS-DE 3

4 Change from two to one column Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster Integrierte VeriMass Geräte-Verifikation und Diagnose Handhabung von VeriMass Über den CoriolisMaster DTM Es gibt verschiedene Wege, VeriMass zu handhaben und zu betreiben. Über die lokale LCD-Anzeige des Durchflussmessers Abb. 5: Die DTM-Lösung bietet drei verschiedene Zugriffsmethoden A Leitsystem DTM B Lokales HART-Modem C Lokaler Bedienschnittstellen-Adapter (TTG) 1 DTM in Leitsystem 2 CoriolisMaster DTM 3 Kommunikations-DTM des HART-Modems 4 HART-Modem 5 ABB HART-Kommunikation DTM 6 Infrarot-Schnittstelle Der DTM bietet alle Interaktionsfähigkeiten, die auch von der Anzeige geboten werden. Zusätzlich kann ein Verifikationsbericht erzeugt werden. Der Benutzer kann Datum und Kenndaten des Bedieners eingeben, der die Verifikation prüft, und zwei Arten von Berichten erzeugen. Entweder einen kurzen Bericht, der sich auf den Erosionsmonitor konzentriert oder auch Alarmstatus, Ereignisprotokoll und Alarmhistorie einschließt oder eine vollständige Version, die ebenfalls die Parametrierung zeigt. Abb. 4: Teil des Parametermenüs des CoriolisMaster- Durchflussmessers G11931 Die VeriMass-Option ist für alle Modelle FCB100 und FCB400 sowie FCH100 und FCH400 verfügbar. Wenn Messgeräte nicht mit aktiviertem VeriMass bestellt werden, kann die Option im Feld jederzeit durch Eingabe eines messgerätespezifischen Schlüssels aktiviert werden. Die Selbstkalibrierung des Fingerabdrucks kann durch Aktivieren von Start Selbstlernen gestartet werden. Neben automatischen Definitionen von Alarmschwellen kann ein manueller Modus ausgewählt werden. Sobald die Überwachung gestartet ist, läuft sie vollautomatisch ab. 4 WP/CORIOLIS/VERIMASS-DE Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster

5 Abb. 6: CoriolisMaster DTM-Seite Erosionsmonitor Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster WP/CORIOLIS/VERIMASS-DE 5

6 Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster Integrierte VeriMass Geräte-Verifikation und Diagnose Beispiel für VeriMass Verifikationsbericht Zusammenfassung des Messgerätestatus: Gut 6 WP/CORIOLIS/VERIMASS-DE Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster

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9 Change from two to one column Beispiel für VeriMass Verifikationsbericht Zusammenfassung des Messgerätestatus: Fraglich, weitere Prüfungen durchführen Change from one to two columns Fazit VeriMass bietet die automatische Überwachung der Messrohre auf mögliche Erosion oder Belagbildung. Es nutzt das Grundprinzip, dass Messrohre, die nicht im Gleichgewicht sind, mehr Energie benötigen, um die Rohrschwingungen stabil zu halten. Dieses innovative Verfahren wurde im Feld entwickelt und getestet und stellt eine benutzerfreundliche Methode dar, um die hauptsächliche Fehlerquelle bei Coriolis- Durchflussmessern zu erkennen. Eine Funktion zur Berichterstellung ergänzt das Angebot. Erkennung von Belagbildung oder Erosion der Rohre Überwachung aller wichtigen Messgeräteteile, welche die Leistung und Genauigkeit des Messgeräts beeinflussen Einfache Berichterstellung mit Trendvisualisierung Weitere Informationen enthalten das Datenblatt und die Betriebsanleitung auf der Internetseite unter abb.com/flow. Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster WP/CORIOLIS/VERIMASS-DE 9

10 Notizen Notizen 10 WP/CORIOLIS/VERIMASS-DE Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster

11 Notizen Notizen Masse-Durchflussmesser CoriolisMaster WP/CORIOLIS/VERIMASS-DE 11

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