Série 5300 da Rosemount

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1 Manual de referência Radar por onda guiada com desempenho superior

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3 Manual de referência Transmissores de interface e de nível de radar por onda guiada AVISO Leia este manual antes de trabalhar com este equipamento. Para garantir sua segurança, a segurança do sistema e o desempenho ideal deste equipamento, entenda o conteúdo deste manual antes de instalar, usar ou efetuar a manutenção deste aparelho. Nos Estados Unidos, a Emerson Process Management tem dois números de suporte gratuitos. Central de Atendimento ao Cliente: (07:00 às 19:00 Horário Central dos EUA) Perguntas relativas a suporte técnico, estimativas e pedidos. Centro de respostas da América do Norte: Necessidades de manutenção de equipamentos (24 por dia Inclui o Canadá) Para manutenção de equipamentos ou necessidades de suporte fora dos EUA, entre em contato com o representante local da Emerson Process Management. CUIDADO Os produtos descritos neste manual NÃO foram concebidos para aplicações nucleares qualificadas. A utilização de produtos não qualificados para uso nuclear em aplicações que exijam equipamentos ou produtos qualificados para uso nuclear pode causar leituras imprecisas. Para obter informações sobre produtos qualificados para uso nuclear, entre em contato com o representante local da Emerson Process Management. Esse produto foi projetado para atender aos requisitos da FCC e da R&TTE para um radiador não intencional. Ele não requer nenhuma licença e não tem restrições do tanque associadas aos problemas de telecomunicações. Esse dispositivo está em conformidade com a parte 15 das regras da FCC. A operação está sujeita às duas condições a seguir: (1) Esse dispositivo não pode provocar interferência danosa e (2) esse dispositivo deve aceitar qualquer interferência recebida, inclusive interferência que possa provocar operação indesejável. Foto da capa: 5300_coverphoto.tif

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5 Manual de referência Sumário SEÇÃO 1 Introdução SEÇÃO 2 Visão geral do transmissor SEÇÃO 3 Instalação mecânica Mensagens de segurança Visão geral do manual Suporte de manutenção Reciclagem/Descarte do produto Teoria da operação Aplicações Componentes do transmissor Arquitetura do sistema Guia de seleção de sonda Zonas de transição Características de processo Incrustação Conexão Espuma Vapor Hidrocarbonetos de ebulição Range de medição Interface Características do recipiente Bobinas de aquecimento, agitadores Formato do tanque Procedimento de instalação Mensagens de segurança Considerações de montagem Ligação de processo Instalação de sondas com condutor simples em recipientes não metálicos Instalação em silos de concreto Considerações para aplicações sólidas Montagem em câmara/tubo de aço Substituição de um deslocador em uma câmara de deslocador existente Espaço livre Posição de montagem recomendada para líquidos Montagem recomendada para sólidos Tanques isolados

6 Manual de referência Montagem Conexão do flange Conexão roscada Conexão Tri-Clamp Montagem em suporte Redução da sonda Ancoramento Montagem de um disco de centralização para instalações do tubo SEÇÃO 4 Instalação elétrica SEÇÃO 5 Configuração Mensagens de segurança Entradas de cabo/conduíte Ligação à terra Seleção de cabos Áreas perigosas HART Exigências de alimentação de energia Resistência máxima do circuito Conectando o transmissor Saída não intrinsecamente segura Saída intrinsecamente segura FOUNDATION Fieldbus Exigências de alimentação de energia Conectando o transmissor Saída não intrinsecamente segura Saída intrinsecamente segura Dispositivos opcionais Conversor Tri-Loop de HART para analógico Indicador de sinal de campo Mensagens de segurança Informações gerais Configuração básica Ajuste de eco Configuração do LCD Configuração avançada Ferramentas de configuração Parâmetros de configuração básica Unidades de medição Geometria do tanque e da sonda Ambiente do tanque Configuração de volume Saída Analógica (HART) Configuração utilizando um Comunicador de Campo Configuração básica utilizando o Rosemount Radar Master Requisitos do sistema Ajuda no RRM Instalação do software RRM para comunicações HART Especificando a porta COM Para configurar os buffers de porta COM Instalação do software RRM para FOUNDATION Fieldbus Especificando as unidades de medição Usando as Funções de Configuração Sumário-2

7 Manual de referência Configuração Guiada Device Properties (propriedades do dispositivo) Informações gerais Probe (sonda) Geometria Tank Environment (ambiente do tanque) Volume Saída Analógica (HART) Finish Configuration Wizard (encerrar o assistente de configuração) Configuração específica do dispositivo Reiniciar o transmissor Exibir Valores Medidos Backup Configuração básica utilizando a plataforma de software MAS (HART) Configuração básica usando DeltaV Visão geral da FOUNDATION Fieldbus Atrribuir identificação do dispositivo e endereço de nó Operação do bloco FOUNDATION Fieldbus Configurar o Bloco AI Exemplo de aplicação Exemplo de aplicação Exemplo de aplicação Tri-Loop HART para conversor analógico Configuração de comunicações multiponto HART SEÇÃO 6 Operação SEÇÃO 7 Manutenção e solução de problemas Mensagens de segurança Visualização de dados de medição Usando o painel de exibição Especificando variáveis do painel de exibição Exibição de dados de medição no RRM Visualizando dados de medição na Suite AMS Exibição de dados de medição no DeltaV Mensagens de segurança Analisando o sinal de medição Pulso de superfície não encontrado Projeção da extremidade da sonda Tratamento de ecos de interferência Curva de Patamar de Amplitude (ATC) Interferência no topo do tanque Pulso de superfície não encontrado Métrica da qualidade do sinal Utilizando o analisador de curva de eco Uso do Rosemount Radar Master A guia Configuration Mode (modo de configuração) A guia View/Record Mode (modo de exibição/registro) A guia File Mode (modo de arquivo) Usando o Echo Curve Analyzer (analisador de curva de eco) com um comunicador de campo Medições de interface com sondas totalmente submersas Sumário-3

8 Manual de referência Calibração da saída analógica Calibração de nível e distância Registro de dados de medição Realizando um backup da configuração do transmissor Configuration Report (relatório de configuração) Reset to Factory Settings (restaurar para as configurações de fábrica) Diagnóstico Usando o Simulation Mode (modo de simulação) Protegendo um transmissor contra gravação Entre no modo Service Mode (modo de manutenção) no RRM Vendo os registros Input (entrada) e Holding (retenção) Remover a cabeça do transmissor Troca da sonda Compatibilidade da sonda e do firmware Verifique o firmware e a versão da sonda Troca da sonda Mensagens de Diagnóstico Diagnóstico de Problemas Status do transmissor Erros Advertências Status de medição Status da interface Status de cálculo de volume Status da saída analógica Mensagens de Erro do LCD Mensagens de erro de LED Mensagens de erro de FOUNDATION Fieldbus Bloco de recursos Bloco transdutor Bloco da função de entrada analógica (AI) SEÇÃO 8 SIS (Safety Instrumented Systems) (apenas 4 20 ma) Mensagens de segurança Informações Gerais Modelos aplicáveis Nível de habilidade pessoal Especificações funcionais Instalação Configuração Amortecimento Níveis de Alarme e de Saturação Protegido contra gravação Aceitaçao do local Operação e manutenção Geral Inspeção Referências Especificações Dados da taxa de avaria Vida útil Peças sobressalentes Termos e definições Sumário-4

9 Manual de referência APÊNDICE A Dados de referência APÊNDICE B Certificações do produto APÊNDICE C Configuração avançada APÊNDICE D Montagem remota Especificações A-1 Classificação de temperatura e pressão de processo a-4 Classificação da conexão com o flange a-6 Padrões de classificação do flange a-6 Temperatura ambiente a-7 Range de medição da caixa remota a-8 Desenhos dimensionais a-9 Informações para Pedidos A-21 Peças sobressalentes a-30 Mensagens de segurança b-1 Conformidade com a UE B-2 Informações sobre Diretrizes Europeias ATEX B-3 Segurança intrínseca b-3 À prova de chamas b-6 Aprovações do National Supervision and Inspection Center for Explosion Protection and Safety of Instrumentation (NEPSI) B-8 Aprovações da Factory Mutual (FM) B-11 Segurança intrínseca b-11 À prova de explosão b-13 Aprovação da Canadian Standards Association (CSA) B-14 Segurança intrínseca b-14 À prova de explosão b-16 Aprovação IECEx B-17 Segurança intrínseca b-17 À prova de chamas b-20 Combinação de aprovações b-22 Desenhos de aprovação b-22 Mensagens de segurança c-1 Ponto de referência superior definido pelo usuário c-3 Controle de interferências do bocal c-4 Trim Near Zone (Zona próxima ao ajuste) c-4 Alteração da Zona nula superior c-7 Configurações de patamares c-8 Projeção da extremidade da sonda c-10 Monitoramento de eco c-12 Configurações da Constante dielétrica c-14 Compensação estática por vapor c-14 Produto inferior c-14 Compensação dinâmica por vapor c-15 Configuração de instalação c-18 Métrica da qualidade do sinal c-20 Visualização da Métrica de qualidade do sinal no RRM C-22 Caixa remota, unidades novas d-1 Conexão remota, aperfeiçoamento no campo d-3 Configuração da caixa remota d-4 Sumário-5

10 Manual de referência APÊNDICE E Realização de testes de avaliação APÊNDICE F Bloco transdutor de nível APÊNDICE G Registrar Bloco transdutor APÊNDICE H Configuração avançada do bloco transdutor APÊNDICE I Bloco de recursos do transdutor APÊNDICE J Bloco de entrada analógica Realização de testes de avaliação e-1 Comunicador de Campo E-1 Rosemount Radar Master (RRM) E-3 Suite AMS E-5 Informações gerais f-1 Definição F-1 Definições dos canais f-2 Parâmetros e descrições f-2 Unidades suportadas f-8 Códigos das unidades f-8 Erros de Diagnóstico do dispositivo f-9 Informações Gerais G-1 Registrar acessar parâmetros do bloco transdutor G-1 Informações Gerais H-1 Parâmetros da Configuração avançada do bloco transdutor h-1 Informações Gerais I-1 Parâmetros e descrições I-1 Alertas PlantWeb I-5 Prioridade dos alarmes I-7 Alarmes de processo I-7 Ações recomendadas para Alertas PlantWeb I-7 Simulação J-3 Amortecimento J-4 Conversão de sinal J-5 Erros do bloco J-6 Modos J-6 Detecção do alarme J-7 Manipulação de status J-8 Recursos avançados J-8 Configurar o bloco AI J-9 Sumário-6

11 Manual de referência Seção 1 Introdução Mensagens de segurança página 1-1 Visão geral do manual página 1-2 Suporte de manutenção página 1-4 Reciclagem/ Descarte do produto página 1-4 MENSAGENS DE SEGURANÇA Os procedimentos e instruções neste manual podem exigir precauções especiais para garantir a segurança dos funcionários que estão executando as operações. As informações que indicam possíveis problemas de segurança são indicadas por um símbolo de advertência ( ). Consulte as mensagens de segurança listadas no começo de cada seção antes de executar uma operação precedida por esse símbolo. ADVERTÊNCIA Podem ocorrer mortes ou ferimentos graves se estas instruções de instalação não forem observadas. Certifique-se de que apenas pessoal qualificado realize a instalação. Use o equipamento apenas como especificado neste manual. O descumprimento dessas recomendações pode danificar a proteção fornecida pelo equipamento. Explosões podem causar morte ou ferimentos graves. Verifique se o ambiente de operação do transmissor está de acordo com as certificações apropriadas para locais perigosos. Antes de conectar um comunicador baseado em HART em um ambiente em que haja risco de explosão, certifique-se de que os instrumentos envolvidos no circuito estejam instalados em conformidade com práticas de fiação de campo intrinsecamente seguras ou antideflagrantes. Choques elétricos podem causar morte ou ferimentos graves. Seja extremamente cauteloso quando tiver contato com os condutores e terminais. ADVERTÊNCIA Qualquer substituição de peças não autorizadas ou reparos, além da troca da cabeça completa do transmissor ou do conjunto da sonda, pode ameaçar a segurança e é proibida. Modificações não autorizadas no produto são estritamente proibidas, à medida que podem, de maneira não intencional e imprevisível, alterar o desempenho e ameaçar a segurança. Modificações não autorizadas que interfiram com a integridade de soldas ou flanges, como a realização de perfurações adicionais, comprometem a integridade e a segurança do produto. As classificações e certificações do equipamento não mais são válidas sobre todos produtos que tenham sido danificados ou modificados sem a permissão prévia por escrito da Emerson Process Management. Toda continuação de uso de produtos que tenham sido danificados ou modificados sem consentimento prévio por escrito é exclusivamente por conta e risco do cliente.

12 Manual de referência VISÃO GERAL DO MANUAL Este manual fornece informações sobre instalação, configuração e manutenção para o Transmissor de radar da série de modelos 5300 da Rosemount. Seção 2: Visão geral do transmissor Teoria da operação Descrição do transmissor Características de processo e de recipiente Seção 3: Instalação mecânica Considerações sobre a montagem Montagem Seção 4: Instalação elétrica Ligação à terra Seleção de cabos Requisitos de alimentação de energia Fios Dispositivos opcionais Seção 5: Configuração Configuração básica Configuração usando um Comunicador de campo 375 Configuração por meio do software RRM Configuração usando o AMS Suite Configuração usando DeltaV FOUNDATION Fieldbus Seção 6: Operação Visualização de dados de medição Funcionalidade de exibição Seção 7: Manutenção e solução de problemas Funções de serviço Mensagens de diagnóstico Mensagens de erro Seção 8: SIS (Safety Instrumented Systems) (apenas 4 20 ma) Especificações funcionais Instalação Configuração Operação e manutenção Peças sobressalentes Apêndice A: Dados de referência Especificações Desenhos dimensionais Informações sobre pedidos 1-2

13 Manual de referência Apêndice B: Certificações do produto Etiquetas Informação sobre a Diretriz Europeia ATEX Aprovações NEPSI Aprovações FM Aprovações CSA Aprovações IECEx Combinação de aprovações Desenhos de aprovação Apêndice C: Configuração avançada Advanced Tank Geometry (geometria de tanque avançada) Configuração avançada do transmissor Compensação dinâmica por vapor Métrica da qualidade do sinal Apêndice D: Montagem remota Caixa remota, unidades novas Caixa remota, aperfeiçoamento no campo Configuração da caixa remota Apêndice E: Realização de testes de avaliação Descreve o processo de execução do teste de avaliação. Apêndice F: Bloco transdutor de nível Descreve a operação e os parâmetros do bloco transdutor de nível. Apêndice G: Registrar Bloco transdutor Descreve a operação e os parâmetros do bloco transdutor de registro. Apêndice H: Configuração avançada do bloco transdutor Descreve a operação e os parâmetros do bloco transdutor de configuração avançada. Apêndice I: Bloco de recursos do transdutor Descreve a operação e os parâmetros do bloco transdutor de recursos. Apêndice J: Bloco de entrada analógica Descreve a operação e os parâmetros do bloco transdutor de entrada analógica. 1-3

14 Manual de referência SUPORTE DE MANUTENÇÃO RECICLAGEM/ DESCARTE DO PRODUTO Para acelerar o processo de retorno fora dos Estados Unidos, entre em contato com o representante mais próximo da Emerson Process Management. Dentro dos Estados Unidos, ligue para o Centro de Resposta Nacional da Emerson Process Management usando o número de telefone gratuito RSMT (7768). Este centro, disponível 24 horas por dia, lhe auxiliará com qualquer informação ou material que você precise. O centro solicitará o número do modelo e o número de série do produto e lhe fornecerá um número de autorização de devolução de material (RMA, na sigla em inglês). O centro também perguntará o nome do material ao qual o produto foi exposto pela última vez. Os representantes do Centro de Resposta da Emerson Process Management explicarão as informações e os procedimentos adicionais necessários; ao se retornar produtos expostos a substâncias perigosas será possível evitar lesões se os representantes forem informados e entenderem o perigo. Se o produto que está sendo devolvido foi exposto a uma substância perigosa, de acordo com o definido pela OSHA, é necessário incluir uma cópia da folha de dados de segurança do material (MSDS, na sigla em inglês) com os produtos que estão sendo devolvidos para cada substância perigosa identificada. A reciclagem do equipamento e da embalagem deve ser levada em conta e realizada em conformidade com os regulamentos/leis locais e nacionais. 1-4

15 Manual de referência Seção 2 Visão geral do transmissor Teoria da operação página 2-1 Aplicações página 2-2 Componentes do transmissor página 2-5 Arquitetura do sistema página 2-7 Guia de seleção de sonda página 2-9 Características de processo página 2-11 Características do recipiente página 2-14 Procedimento de instalação página 2-15 TEORIA DA OPERAÇÃO Figura 2-1. Princípio de medição A Série 5300 de transmissor de radar da Rosemount é um transmissor de nível contínuo de dois fios inteligente baseado nos princípios de TDR (Time Domain Reflectometry, Refletometria no domínio do tempo). Os pulsos de nanosegundos de baixa potência são guiados ao longo de uma sonda submersa. Quando um pulso atinge a superfície, parte da energia é refletida de volta ao transmissor e a diferença de tempo entre o pulso gerado e o refletido é convertida em uma distância, que calcula o nível total ou o nível da interface (veja abaixo). A refletividade do produto é um parâmetro essencial para o desempenho da medição. A mídia com constante dielétrica alta fornece melhor reflexão e um range de medição mais longo. Amplitude de sinal Pulso de referência Nível Nível de interface Tempo

16 Manual de referência APLICAÇÕES A Série 5300 de transmissor de radar da Rosemount é adequada para agregar medições de nível (total) na maioria das interfaces de líquidos, semilíquidos, sódios e líquido/líquido. A tecnologia de micro-onda guiada oferece a mais alta confiabilidade e precisão para garantir medições que não sejam afetadas virtualmente por temperatura, pressão, misturas de gases de vapor, densidade, turbulência, borbulha/ebulição, nível baixo, variação da mídia dielétrica, ph e viscosidade. A tecnologia de radar por onda guiada em combinação com o processamento avançado de sinal torna os transmissores Rosemount 5300 adequados para uma grande variedade de aplicações: Figura 2-2. Exemplos de aplicação O transmissor Rosemount 5300 funciona bem em condições de ebulição com vapor e turbulência. Se houver objetos que geram interferência nas proximidades do transmissor, a sonda coaxial será particularmente adequada. A série de modelos 5300 da Rosemount é adequada para aplicações de câmara, como colunas de destilação. 2-2

17 Manual de referência O Rosemount 5302 mede o nível e o nível da interface em um tanque separador. Óleo Óleo Água A série de modelos 5300 da Rosemount é uma boa opção para tanques subterrâneos. Ele é instalado no topo do tanque com o pulso do radar concentrado próximo à sonda. Ele pode ser equipado com sondas que não são afetadas por aberturas altas e estreitas ou por objetos próximos. A tecnologia de radar de onda guiada fornece medições confiáveis em tanques de amônia, LNG e LPG. 2-3

18 Manual de referência 5303 O modelo 5303, com uma sonda com condutor simples flexível, é a solução para sólidos, pós e grânulos. Ele faz a medição independentemente de poeira, superfícies curvas, etc. O Rosemount 5300 com compensação dinâmica por vapor compensará automaticamente as alterações dielétricas nas aplicações de vapor de alta pressão e mantém a precisão do nível. 2-4

19 Manual de referência COMPONENTES DO TRANSMISSOR A Série 5300 de transmissor de radar da Rosemount tem uma caixa do transmissor de alumínio ou aço inoxidável (SST) que contém componentes eletrônicos avançados e software para processamento do sinal. A caixa de SST é preferida para aplicações em ambientes adversos, como plataformas em alto mar ou outros locais onde a caixa pode ser exposta a agentes corrosivos, como soluções salinas e cáusticas. Os componentes eletrônicos do radar geram um pulso eletromagnético que é guiado pela sonda. Ele vem com ligação de processo flangeada, roscada ou tri-clamp. Existem diferentes tipos de sonda disponíveis para diversas aplicações: Condutor duplo rígido, condutor duplo flexível, condutor simples rígido, condutor simples flexível e coaxial. Figura 2-3. Componentes do transmissor. Caixa com dois compartimentos Entrada de cabo: ½ pol. NPT. Adaptadores opcionais: M20, eurofast, minifast Componentes eletrônicos do radar Conexões de processo flangeadas Sonda Ligações de processo roscadas BSP (G) Versão HTHP NPT Condutor simples rígido Condutor simples flexível com peso Coaxial Condutor duplo flexível com peso Condutor duplo rígido 2-5

20 Manual de referência Figura 2-4. Componentes da caixa remota. A caixa remota permite que a cabeça do transmissor seja montada separadamente da sonda. Caixa com dois compartimentos Parafuso em U Suporte Suportes de fixação Porca M50 Conexão remota do cabo 2-6

21 Manual de referência ARQUITETURA DO SISTEMA A Série 5300 de transmissor de radar da Rosemount conta com circuito fechado e usa os mesmos dois fios para a fonte de alimentação e o sinal de saída. A saída é um sinal analógico de 4 20 ma sobreposto com um sinal digital HART ou FOUNDATION Fieldbus. Utilizando o Tri-loop HART Rosemount 333 opcional, o sinal HART pode converter até três sinais analógicos de 4 20 ma adicionais. Com o protocolo HART é possível a configuração multiponto. Nesse caso, a comunicação é restrita à digital, uma vez que a corrente é fixada para o valor mínimo de 4 ma. O transmissor pode ser conectado a um indicador de sinal de campo Rosemount 751, ou pode ser equipado com um mostrador integral. O transmissor pode ser configurado facilmente por meio do uso de um comunicador de campo Rosemount 375 ou de um PC com o software Rosemount Radar Master. Os transmissores da série de modelos 5300 da Rosemount também podem ser configurados com a plataforma de softwate AMS e com o software DeltaV, além de outras ferramentas que ofereçam suporte à funcionalidade Electronic Device Description Language (EDDL). Para a comunicação HART, é necessária uma resistência mínima de carga de 250 Ω no interior do circuito. Figura 2-5. Arquitetura de sistema do HART Mostrador integral TRANSMISSOR DE RADAR DA SÉRIE 5300 Rosemount 751 Indicador de sinal de campo 3 x 4 20 ma HART Tri-Loop Rosemount 333 DCS 4 20 ma/hart Modem HART Comunicador de campo 375 da Rosemount Nota! Para a comunicação HART, é necessária uma resistência mínima de carga de 250 Ω no interior do circuito. Rosemount Radar Master ou Suíte AMS 2-7

22 Manual de referência Figura 2-6. Arquitetura do sistema FOUNDATION Fieldbus Manutenção Sistema host/dcs (por exemplo, DeltaV ) H2 High Speed Fieldbus H1 Low Speed Fieldbus Comunicador de campo 375 Mostrador Modem fieldbus Máximo de m (6.234 pés) (dependendo das características do cabo) Rosemount 5400 Rosemount 5300 Rosemount 5600 Observação: As instalações intrinsecamente seguras podem permitir um número menor de dispositivos por barreira I.S. devido às limitações de corrente. PC com Rosemount Radar Master 2-8

23 Manual de referência GUIA DE SELEÇÃO DE SONDA As orientações a seguir devem ser usadas para escolher a sonda apropriada para o transmissor 5300 da Rosemount: Tabela 2-1. Guia de seleção de sonda Condutor simples rígido Condutor simples flexível Coaxial Condutor duplo rígido Condutor duplo flexível B=Bom NR=Não recomendado DA=Dependente da aplicação (consulte seu representante local da Emerson Process Management) Medições Nível B B B B B Interface (líquido/líquido) B B B B B Características de meio de processo Alteração de densidade B B B B B Alteração dielétrica (1) B B B B B Amplas variações de ph B B B B B Alterações de pressão B B B B B Alterações de temperatura B B B B B Vapores de condensação B B B B B Superfícies com bolha/de ebulição B DA B B B Espuma (fuga mecânica) NR NR DA NR NR Espuma (medição do topo da espuma) DA DA NR DA DA Espuma (medição de espuma e líquido) DA DA NR DA DA Líquidos limpos B B B B B Líquido com constantes dielétricas muito baixas, consulte também a Tabela 2-4. B B (2) B B B (2) Líquidos incrustantes/pegajosos DA DA NR NR NR Líquidos viscosos DA B NR DA DA Líquidos cristalizantes DA DA NR NR NR Sólidos, grânulos, pós DA B NR NR NR Líquidos fibrosos B B NR NR NR Considerações do ambiente do tanque A sonda está próxima (<30 cm/12 pol.) à parede/objetos que geram interferência DA DA B B B do tanque A sonda pode tocar a parede, o bocal ou objetos que geram interferência do NR NR B NR NR tanque Turbulência B DA B B DA Condições turbulentas que causam forças de ruptura NR DA NR NR DA Bocais altos, estreitos DA DA B DA DA Superfície angular ou oblíqua (materiais viscosos ou sólidos) B B NR DA DA A pulverização de líquido ou vapor pode tocar a sonda acima da superfície NR NR B NR NR Interferência eletromagnética gerada no tanque DA DA B DA DA Facilidade de limpeza da sonda B B NR DA DA (1) Para aplicações de nível geral, uma alteração dielétrica não tem efeito na medição. Para medições da interface, a alteração dielétrica para o fluido máximo reduzirá a precisão da medição da interface. (2) Range de medição limitado. 2-9

24 Manual de referência Zonas de transição O range de medição depende do tipo de sonda e das propriedades do produto e é limitado pelas zonas de transição superior e inferior. Nessas zonas, a precisão da medição pode ser reduzida. A Zona de transição superior é a distância de medição mínima entre o ponto de referência superior e a superfície do produto. Na extremidade da sonda, a precisão da medição é reduzida na Zona de transição inferior. As zonas de transição variam dependendo do tipo de sonda e do produto. A Figura 2-7 ilustra como o range de medição está relacionado às zonas de transição: Figura 2-7. Zonas de transição Ponto de referência superior Zona de transição superior 20 ma Range 0 100% Range de medição máximo recomendado 4 ma Zona de transição inferior Tabela 2-2. Zonas de transição para diferentes tipos de sonda e constantes dielétricas Constante dielétrica Condutor simples rígido Condutor simples flexível Coaxial Condutor duplo rígido Condutor duplo flexível Zona de transição (1) superior Zona de transição (2) inferior cm (4,3 pol.) 11 cm (4,3 pol.) 11 cm (4,3 pol.) 11 cm (4,3 pol.) 12 cm (4,7 pol.) 2 16 cm (6,3 pol.) 18 cm (7,1 pol.) 11 cm (4,3 pol.) 14 cm (5,5 pol.) 14 cm (5,5 pol.) 80 5 cm (2 pol.) 0 cm (0 pol.) (4)(3) 1 cm (0,4 pol.) 3 cm (1,2 pol.) 5 cm (2 pol.) (4) 2 7 cm (2,8 pol.) (5) 5 cm (2 pol.) peso longo (4) 8 cm (3,2 pol.) peso curto (4) 5 cm (2 pol.) 10 cm (4 pol.) 14 cm (5,5 pol.) (4) (1) A distância a partir do ponto de referência superior em que as medições têm a precisão reduzida. Consulte a figura acima. (2) A distância a partir do ponto de referência inferior em que as medições têm a precisão reduzida. Consulte a figura acima. (3) O range de medição da sonda com condutor simples flexível revestido de PTFE inclui o peso. Para mídia dielétrica baixa, talvez seja necessária uma configuração especial. (4) Observe que o peso-comprimento é adicionado à área não mensurável e não está incluído na tabela. Veja Desenhos dimensionais na página A-9. (5) Se utilizar um disco de centralização de metal, a zona de transição inferior estará acima de 20 cm (8 pol.). Se utilizar um disco de centralização de PTFE, a zona de transição inferior não será afetada. NOTA! As medições nas zonas de transição podem não ser lineares ou apresentam precisão reduzida. É recomendável que os pontos de 4 20 ma sejam definidos entre as zonas de transição. 2-10

25 Manual de referência CARACTERÍSTICAS DE PROCESSO Incrustação A série de modelos 5300 da Rosemount apresenta alta sensibilidade devido ao seu processamento de sinal avançado e ao sinal alto na taxa de ruído. Isso possibilita o tratamento de várias interferências, no entanto, as circunstâncias a seguir devem ser consideradas antes de montar o transmissor. A incrustação pesada da sonda deve ser evitada, pois pode reduzir a sensibilidade do transmissor e induzir a erros de medição. Em aplicações viscosas ou pegajosas, a limpeza periódica pode ser necessária. Para aplicações viscosas ou pegajosas, é importante escolher uma sonda adequada: Tabela 2-3. Guia de tipo de sonda para produto com viscosidade diferente Coaxial Condutor duplo Condutor simples Viscosidade máxima 500 cp 1500 cp 8000 cp (1)(2) Incrustação/Acúmulo A incrustação não é A incrustação fina é permitida, Incrustação permitida recomendada mas sem conexão (1) Consulte seu representante local da Emerson Process Management para obter informações sobre agitação/turbulência e produtos com viscosidade alta. (2) Cuidado em aplicações de mídia cristalizante ou viscosa HTHP onde a temperatura na conexão do instrumento é significativamente inferior à temperatura do processo, com o risco de incrustação na parte superior da sonda, o que pode reduzir o sinal da medição. Considere o uso de sondas HP ou STD nessas aplicações. Erro máximo de medição devido à incrustação é 1 10%, dependendo do tipo de sonda, da constante dielétrica, da espessura da incrustação e da altura da incrustação acima da superfície do produto. A opção de diagnóstico SQM (Signal Quality Metrics, Métrica da qualidade do sinal) pode dar uma indicação da qualidade do sinal da superfície em comparação com o ruído e durante a limpeza da sonda. Conexão Espuma Vapor Hidrocarbonetos de ebulição A incrustação pesada de produtos resulta na conexão entre as duas sondas em uma versão de condutor duplo, ou entre o tubo e a haste interna em sondas coaxiais, e pode causar leituras de nível incorretas, então deve ser evitada. A sonda de condutor simples é recomendada nessas situações. A medição do transmissor de radar da série de modelos 5300 da Rosemount em aplicações espumosas depende das propriedades da espuma; leve e aerada ou densa e pesada, da constante dielétrica alta ou baixa, etc. Se a espuma for condutora e cremosa, o transmissor poderá medir a superfície da espuma. Se a espuma for menos condutora, as micro-ondas poderão penetrar na espuma e medir a superfície do líquido. Em algumas aplicações, tais como água em ebulição de alta pressão, há vapor pesado acima da superfície do produto que poderá influenciar na medição do nível. O Série 5300 de transmissor de radar da Rosemount pode ser configurado para compensar a influência do vapor. Para produtos com constantes dielétricas muito baixas, como hidrocarbonetos de ebulição e sólidos, talvez seja necessário reduzir o patamar e/ou ativar a função PEP (Probe End Projection, Projeção da extremidade da sonda). 2-11

26 Manual de referência Range de medição O range de medição difere, dependendo do tipo de sonda e das características da aplicação. A Tabela 2-4 pode ser usada como uma orientação para líquidos limpos. Consulte o Apêndice A: Dados de referência para obter o range de medição quando usar a caixa remota. Tabela 2-4. Range de medição Condutor simples rígido Condutor simples flexível (1) Coaxial Condutor duplo rígido Range de medição máxima Condutor duplo flexível 3 m (9 pés 10 pol.) para sondas de 8 mm 50 m (164 pés) 6 m (19 pés 8 pol.) 3 m (9 pés 10 pol.) 50 m (164 pés) 4,5 m (14 pés 9 pol.) para sondas de 13 mm Constante dielétrica mínima no range de medição máximo 1,4 (1,25 se instalado em um desvio metálico 1,4, até 15 m (49 pés) (1) ou poço de amortecimento) (1)(2) 1,8, até 25 m (82 pés) (1) 2,0, até 35 m (115 pés) (1) 3, até 42 m (138 pés) 4, até 46 m (151 pés) 6, até 50 m (164 pés) 1,2 (Padrão) 1,4 (HP/C) 2,0 (HTHP) 1,4 1,4, até 25 m (82 pés) (1) 2,0, até 35 m (115 pés) (1) 2,5, até 40 m (131 pés) (1) 3,5, até 45 m (148 pés) 6, até 50 m (164 pés) (1) A função do software de projeção da extremidade da sonda melhorará a constante dielétrica mínima. Consulte seu representante local da Emerson Process Management para obter detalhes. (2) O range de medição pode ser menor, dependendo da instalação. O range de medição máximo difere com base na aplicação, de acordo com: Objetos que geram interferência próximos à sonda A mídia com constante dielétrica mais alta (ε r ) tem melhor reflexão e um range de medição mais longo A espuma da superfície e as partículas na atmosfera do tanque podem afetar o desempenho da medição A contaminação/incrustação pesada na sonda pode reduzir o range de medição e causar leituras de nível incorretas Ambiente EMC que gera interferência no tanque Material do tanque (por exemplo, concreto ou plástico) para medições com sondas de condutor simples Interface Figura 2-8. Medição da interface com um Rosemount 5302 e um Rosemount 5301 (sonda totalmente submersa). O Rosemount 5302 é a opção ideal para medir o nível de óleo e a interface de óleo e água, ou outros líquidos com diferenças dielétricas significativas. O Rosemount 5301 também pode ser usado para medição da interface em aplicações onde a sonda fica totalmente submersa no líquido Nível Level Nível Level = Interface = Nível Level da interface Nível Interface de Level interface 2-12

27 Manual de referência Para medir o nível da interface, o transmissor usa a onda residual da primeira reflexão. Parte da onda, não refletida na superfície superior do produto, continua até que seja refletida na superfície inferior do produto. A velocidade dessa onda depende totalmente da constante dielétrica do produto superior. Para medir a interface, os seguintes critérios devem ser atendidos: A constante dielétrica do produto superior deve ser conhecida e deve ser constante. O software Rosemount Radar Master tem uma calculadora de constante dielétrica integrada para auxiliar na determinação da constante dielétrica do produto superior (consulte Constante dielétrica/range dielétrico na página 5-23). O produto superior deve ter uma constante dielétrica menor que o produto inferior para ter uma reflexão distinta A diferença entre as constantes dielétricas para os dois produtos deve ser maior que 6 A constante dielétrica máxima para o produto superior: 10 para a sonda coaxial, 7 para o condutor duplo e 8 para sondas com condutor simples A espessura do produto superior deve ser maior que 0,13 m (5,1 pol.) para todas as sondas, exceto a sonda coaxial HTHP, que requer 0,2 m (8 pol.), para distinção de ecos dos dois líquidos O range de medição/espessura máximo permitido do produto superior é basicamente determinado pelas constantes dielétricas dos dois líquidos. As aplicações alvo incluem interfaces entre óleo/líquido como óleo e água/líquido como água com uma constante dielétrica baixa (<3) para o produto superior e uma constante dielétrica alta (>20) para o produto inferior. Para essas aplicações, o range de medição máximo é limitado pelo comprimento das sondas coaxiais, com condutores duplos rígidos e simples rígidos. Para sondas flexíveis, o range de medição máximo é reduzido pela espessura máxima do produto superior, de acordo com o diagrama abaixo. No entanto, as características podem variar entre as diferentes aplicações. Figura 2-9. Espessura máxima do produto superior para a sonda com condutor simples flexível. Espessura máxima do produto superior, m (pés) (115) (35) (98) (30) (82) (25) (66) (20) (49) (15) (33) (10) 516 (16) (5) Condutor simples flexível Constante dielétrica do produto inferior Constante dielétrica do produto superior 2-13

28 Manual de referência Figura Espessura máxima do produto superior para a sonda com condutor duplo flexível. Espessura máxima do produto superior, m (pés) 35 (115) 30 (98) 25 (82) 20 (66) 15 (49) 10 (33) 5 (16) Condutor duplo flexível Constante dielétrica do produto inferior 0 Constante dielétrica do produto superior NOTA! Distância máxima até a interface = 50 m (164 pés) Espessura máxima do produto superior. Camadas de emulsão Às vezes, uma camada de emulsão (mistura de produtos) se forma entre os dois produtos e pode afetar as medições da interface. Para obter assistência sobre aplicações de emulsão, consulte seu representante local da Emerson Process Management. CARACTERÍSTICAS DO RECIPIENTE Bobinas de aquecimento, agitadores Formato do tanque Como o sinal do radar é transmitido ao longo de uma sonda, o transmissor de radar modelo 5300 da Rosemount geralmente não é afetado por objetos no tanque. Evite o contato físico com objetos metálicos quando utilizar sondas com condutor duplo ou simples. Evite o contato físico entre as sondas e os agitadores, bem como aplicações com movimento forte do fluido, exceto se a sonda estiver fixada. Se a sonda conseguir se movimentar 30 cm (1 pé) de qualquer objeto, como um agitador, durante a operação, será recomendável usar um cabo de amarração de sonda. Para estabilizar as forças laterais da sonda, um peso pode ser pendurado na extremidade da sonda (somente em sondas flexíveis) ou fixar/orientar a sonda no fundo do poço. O transmissor de radar por onda guiada é insensível ao formato do tanque. Como o sinal do radar percorre ao longo da sonda, o formato do fundo do tanque não tem quase nenhum efeito sobre o desempenho da medição. O transmissor pode ser usado em tanques com fundo plano ou arredondado. 2-14

29 Manual de referência PROCEDIMENTO DE INSTALAÇÃO Siga estas etapas para realizar a instalação apropriadamente: Revise as considerações de montagem (consulte a página 3-3) Monte o transmissor (consulte a página 3-15) Instale a fiação do transmissor (consulte a Seção 4: Instalação elétrica) Assegure-se de que as tampas e conexões de cabos/conduítes estão firmes Ligue o transmissor Configure o transmissor (consulte a Seção 5: Configuração) Verifique as medições Defina a proteção contra gravação 2-15

30 Manual de referência 2-16

31 Manual de referência Seção 3 Instalação mecânica Mensagens de segurança página 3-1 Considerações de montagem página 3-3 Montagem página 3-15 MENSAGENS DE SEGURANÇA Os procedimentos e instruções desta seção podem exigir precauções especiais para assegurar a segurança dos funcionários que estão executando as operações. As informações que indicam possíveis problemas de segurança são indicadas por um símbolo de advertência ( ). Consulte as seguintes mensagens de segurança antes de executar uma operação precedida por este símbolo. ADVERTÊNCIA Podem ocorrer mortes ou ferimentos graves se as instruções de instalação não forem observadas. Certifique-se de que apenas pessoal qualificado realize a instalação. Use o equipamento apenas como especificado neste manual. O descumprimento dessas recomendações pode danificar a proteção fornecida pelo equipamento. Não realize nenhuma manutenção que não esteja descrita neste manual, a menos que você tenha as qualificações necessárias para realizá-la. Vazamentos no processo podem causar morte ou ferimentos graves. Manipule o transmissor com cuidado. Se a vedação do processo for danificada, poderá escapar gás do tanque se a cabeça do transmissor for removida da sonda. ADVERTÊNCIA A alta tensão que pode estar presente em condutores pode causar choques elétricos: As sondas revestidas com plástico e/ou discos de plástico poderão gerar um nível de carga eletrostática com capacidade de ignição em certas condições extremas. Portanto, quando a sonda for utilizada em uma atmosfera potencialmente explosiva, devem ser adotadas medidas apropriadas para impedir descargas eletrostáticas.

32 Manual de referência ADVERTÊNCIA Qualquer substituição de peças não autorizadas ou reparos, além da troca da cabeça completa do transmissor ou do conjunto da sonda, pode ameaçar a segurança e é proibida. Modificações não autorizadas no produto são estritamente proibidas, à medida que podem, de maneira não intencional e imprevisível, alterar o desempenho e ameaçar a segurança. Modificações não autorizadas que interfiram com a integridade de soldas ou flanges, como a realização de perfurações adicionais, comprometem a integridade e a segurança do produto. As classificações e certificações do equipamento não mais são válidas sobre todos produtos que tenham sido danificados ou modificados sem a permissão prévia por escrito da Emerson Process Management. Toda continuação de uso de produtos que tenham sido danificados ou modificados sem consentimento prévio por escrito é exclusivamente por conta e risco do cliente. 3-2