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電磁流量計如何進行自我校驗與驗證

來源:作者:發表時間:2019-03-14 10:00:56

     流程制造和其他工業設施必須經常提供電磁流量計性能的書面證據,以保持與各種監管機構的合規性,確保產品質量并優化生產。今天的智能儀器通過可追溯到已知計量標準的內置驗證技術幫助工廠完成這些任務。

法規要求

     红龙德州app下载在水和污水處理行業,典型的流量計要求是:

必須定期驗證流量計。

     驗證必須由合格的第三方以及基于質量法規的公認檢驗方法執行,例如國際標準化組織(ISO)9001。

     红龙德州app下载必須提供測試報告以提供記錄的驗證證明。

     在制藥行業,質量風險管理已成為藥品制造商的強制性監管要求。在美國食品和藥物管理局(FDA)和歐洲藥品管理局(EMA)發布的客戶和供應商都應該遵守的過程儀表準則和要求。FDA的“過程驗證:一般原則和實踐”和EMA發布的附件15等指南提供了幫助藥品制造商正確管理儀器的輸入。

     化工行業要求按照國際電工委員會(IEC)61508和IEC 61511 進行驗證測試,而石油和天然氣行業必須遵守買賣雙方之間的合同協議,并遵守政府機構的要求。例如,根據與土地管理局或業主簽訂的協議從井中取油的公司可能必須以確定的頻率證明流量計。

校準與驗證

     基于科里奧利,電磁,超聲波,渦流或熱測量原理運行的現代流量計不具有易磨損的運動部件。但是它們可能存在需要重新校準的問題,包括內部部件的故障或由于溫度對電子設備的影響而降級 - 或者流量計主體中的腐蝕,堵塞或涂層堆積。

     法定要求通常通過濕校準來實現,其中流量計從過程中移除(參見圖1),被帶到流動實驗室或校準裝置,并通過與直接或間接與國家標準相關的標準的正式比較進行測試。通過調整校準系數,可以在校準后校正顯示值與參考值之間的檢測偏差。發布校準協議以記錄調查結果,并記錄在案以進行可能的審核。

     濕校準的缺點是通常必須將儀器從過程中移除。校準后,儀器將被送回要重新安裝的設施。運輸或處理過程中的損壞有時可能無法檢測到,并導致最近校準的儀器不符合規格要求。

     滿足法律要求的另一種方法是對流量計進行板載驗證。流量計的變送器電子裝置運行機載診斷程序,在此期間檢查儀器的所有相關組件以確認并記錄儀器仍處于校準狀態,并且儀表組件均未超出原始公差范圍。

     可以在不從過程中移除儀器的情況下執行具有內置功能的流量計的驗證。甚至可能不需要中斷該過程,因為驗證測試??可以在后臺執行。本文以Endress + Hauser的Heartbeat技術為例。

自我驗證的工作原理

红龙德州app下载     幾個流量計制造商提供自我驗證,所有工作都不同,并具有不同的功能。配備Heartbeat技術的流量計的驗證基于對所有相關內部參數以及機械,機電和電子組件的連續監控。

     通常,在流量計的設計階段使用故障模式,效果和診斷分析來識別信號鏈中的關鍵組件,從過程潤濕的部件開始,然后是機電組件,放大器板,主電子模塊和輸出。然后為每個關鍵路徑或組件分配適當的安全裕度。

红龙德州app下载     這些測試包括數字信號處理和借助內部參考組件的連續循環檢查。對于科里奧利流量計 - 以及其他基于時間的測量原理,如渦流或超聲波 - 頻率參考振蕩器用于分析測量管的頻率。對于電磁流量計,這是參考電壓,因為測量值是通過將電極上的電壓與參考電壓進行比較來確定的。

     主參考由第二個冗余參考系統監控,以確保它在設備生命周期內不會發生變化。來自主要和次要參考的兩個參考信號相互比較。通過設備診斷可以立即檢測并報告兩個系統之間的漂移或偏差。

     對于用作診斷參考的內部組件,它必須滿足特殊要求,例如工廠可追溯性和出色的長期穩定性。對于最關鍵的電路,實現了獨立和冗余組件,大大降低了未檢測到的漂移的可能性。今天,可以設計自診斷覆蓋率為94%或更高(符合IEC 61508)的儀器,以及相應的低危險未檢測故障率。

     心跳技術持續監控整個信號鏈,以確定緊密帶內的偏差。故障閾值由流量計指定的精度定義。如果診斷程序檢測到錯誤,則測試解決方案會發送符合NAMUR建議NE 107的警報消息(參見圖1)。報警顯示在流量計的前面板上,可以通過接口作為消息發送到自動化系統。該消息還包括故障排除提示和補救說明。

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驗證功能

     用于檢測問題的診斷是連續執行的,但是對來自自動化系統或儀器本身的命令進行驗證。在大多數情況下,診斷會在后臺執行所有相同的檢查,因為驗證是按需執行的。因此,驗證只是一個及時的快照。驗證允許從設備生成文檔證據并保存以用于記錄保存。

红龙德州app下载     對于科里奧利設備,該技術測試電動激勵,電動傳感器,溫度傳感器,連接器,電纜和測量管(見圖2)。它驗證勵磁系統和電磁流量計的線圈電流,并檢查傳感器和溫度傳感器的電氣和機械完整性(如適用)。這使得能夠檢測由流體特性或過程操作條件等因素引起的系統故障。

     該測試解決方案完全符合DIN EN ISO 9001:2008第7.6節“監控和測量設備控制”的可追溯驗證要求。對流量計進行定期驗證可將校準周期延長10倍或更高,無需危及質量或法規遵從性。在某些情況下,甚至可以通過驗證完全替換濕校準。

红龙德州app下载     完成驗證后,將生成一份匯總結果的報告。在審核的情況下,可以向檢查員顯示該報告。

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狀態監測

红龙德州app下载     運行期間流量計故障未被診斷檢測到,可能導致工廠意外停機,產品損失或產品質量下降。在由于諸如多相介質,堆積,腐蝕或磨損等苛刻的操作條件而預期在操作期間與過程相關的故障的應用中尤其如此。狀態監測可識別流量計的測量性能或完整性是否受損。

     上述監測值被傳送到外部狀態監測系統,例如Endress + Hauser的基于PC的FieldCare軟件。狀態監測系統可用于識別二級測量值的趨勢并評估各個參數之間的關系。狀態監控可降低意外故障的風險。狀態監視還可以顯示臨時的,特定于過程的故障,校準和驗證都無法檢測到,因為后者僅拍攝設備狀態的快照,而不是連續狀態監視。

結論

红龙德州app下载     即使在運行期間,也可以從自動化系統本地或遠程啟動內置流量計驗證。由于該過程簡單且無創,因此可以定期(例如,每天或每季度)驗證儀表,從而大大降低濕校準之間儀表性能下降的風險。在批量應用中,可以在啟動批次之前從自動化系統啟動系統檢查,以確保所有流量計正常工作,從而大大降低因儀器故障而導致產品損失的風險。