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前言：

   液化石油氣簡稱液化氣，是石油產品之一，主要成份為丙烷及少量丁烷，液化氣在適當壓力和溫度下以液態儲存于儲罐容器中。在石化行業的煉制過程中，經常會碰到液化氣球罐的液位測量，但由于液化氣的介電常數εr＜1.9，液化程度受溫度、壓力變化影響很大，因此對于傳統的液位測量儀表就無法準確的測量其液位。過去大多用靜壓式液位計測量，靜壓式液位計受介質密度和溫度影響很大，測量不夠準確。近年來出現的雷達液位計，雖然安裝簡單，但其精度較略低。所以只有伺服液位計比較適用于液化氣罐區的液位測量。目前有29臺伺服液位計用于我廠液化氣罐區。

1、伺服液位計工作原理和結構特點

1.1基本原理

   伺服液位計基于力平衡的原理，由微伺服電動機驅動體積較小的浮子，使其中精確地進行液位或界面測量，其基本工和過程是：浮子用測量鋼絲懸掛在儀表外殼內，而測量鋼絲纏繞在精密加工過的外輪鼓上，外磁鐵被固定在外輪鼓內，并與固定在內輪鼓內磁鐵耦合在一起。當液位計工作時，浮子作用于細鋼絲上的重力在外輪鼓的磁鐵上產生力矩，從而引起磁通量的變化。輪鼓組件間的磁通量變化導致內磁鐵上的電磁傳感器（霍爾元件）的輸出電壓信號發生變化，其電壓值與貯存于CPU中的參考電壓相比較。當浮子的位置平衡時，其差值為零。當被測介質液位變化時，使得浮子發生改變。其結果是磁耦力矩被改變，使得帶有溫度補償的霍爾元件的輸出電壓發生變化。該電壓值與CPU中的參考電壓的差值驅動伺服電動機轉動，帶動浮子上下移動重新達到平衡點。整個系統構成了一個閉環反饋回路，其精確度可達±0.7mm，而且其自身帶有的掛料補償功能，能夠補償由于鋼絲或浮子上附著被測介質導致的鋼絲張力的改變。

1.2液位測量：

   液位的變化引起浮子浸沒深度的變化，浮子所受的浮力同時也變化，浮力的變化被力傳感器檢測到。控制單元對測量值和設定值之間的偏差進行比較后，發出指令，引起步進馬達位置的變化，升高和降低浮子的位置，直到測量值和設定值相等為止，停止伺服電機。為了避免振動，控制單元還可以調整滯后作用和積分時間，這樣可以得到比較穩定和精確的平均液位。

1.3結構特點：

   伺服液位計采用多功能模塊化結構，由微處理器控制的智能化儀表，在結構上由磁鼓室、接線室、電氣室三部分組成，接液部件與電子回路完全分離保障了隔爆安全。液體測量精度達到+/-0.7mm，可測量三種比重不同的液體之間的兩個界面。提供整個儲罐（儲罐分布）和上層液體（I/F分布）密度分析功能。可接入單點溫度計（PT100Ω，3線制）。具有多種輸出信號包括V1、RS485、WM500、M/S、EnrafBPM以及HART協議。還可以選擇液位模擬信號輸出、伺服密度測量、外接油水界面測量設備的功能，我廠目前使用的是V1協議與DCS通訊。

2、伺服液位計的安裝及注意事項

   2.1將伺服液位計搬到現場后，垂直小心地除去伺服液位計法蘭下面的包裝材料與填塞物，正確地與罐上的法蘭連接；

   2.2打開輪鼓腔的蓋子，取下黑色的輪鼓固定裝置，注意不要用手轉動輪鼓！以免內外

輪鼓錯位；

   2.3不要取出輪鼓，不要旋松蓋條，小心除去粘在輪鼓上的紙膠帶，不要弄亂測量鋼絲；

   2.4最后蓋上輪鼓蓋，對稱旋緊內六角；

   2.5投入使用前注意事項

   2.5.1安裝前確保罐內空罐而且無壓力，安裝就位后拆除腔室內的包裝物體和固定物。未調試前，不要打開連接球罐的球閥。

   2.5.2打開輪鼓腔的蓋子，取下黑色的輪鼓固定裝置，注意不要用手轉動輪鼓，以免內外輪鼓錯位。

   2.5.3除去粘在輪鼓上的紙膠帶，小心不要弄亂測量鋼絲

   2.5.4調試完成后，開啟球閥。如果罐內帶壓力的話，打開與伺服液位計相連接的球閥時一定要緩慢的小開度開啟，等罐內壓力和伺服腔室壓力平衡后再全部開啟。千萬要避免快速開啟，否則罐內壓力沖擊伺服的浮子造成鋼絲斷或者浮子脫落。

3、伺服液位計維護

   3.1伺服液位計磁鼓鋼絲更換

   3.1.1在更換鋼絲前要記錄罐內液位的高度，方便更換后重新調準液位。該罐不能有進料的作業。更換磁鼓必須停電。

   3.1.2取出磁鼓：打開液位計磁鼓室后蓋和標定底座的后蓋，先從標定底座的開口內，拉出鋼絲和取出浮子。防止在取出磁鼓過程中，浮子掉落罐內。同時剪斷鋼絲，將鋼絲中的圓環取出保存好，以后可以繼續使用。取出磁鼓要緩慢用力。拆除磁鼓上剩余鋼絲的時候要注意取出的方向，到時候也要按照這個方向裝入鋼絲。

   3.1.3拆除鋼絲：用手指伸入磁鼓后面的3個孔中，拉出磁鼓，然后將鋼絲散在地上，剪斷鋼絲根部和磁鼓連接的地方，然后用內六角扳手打開磁鼓上的鋼絲固定螺絲，將廢棄的一段鋼絲取出。

   3..2安裝鋼絲：（安裝鋼絲需要兩個人互助）將新鋼絲的打圈的一頭取出200mm左右，然后將剩余的鋼絲再用膠帶固定在盤內，然后將這個圈穿入磁鼓，套在固定螺絲上，上緊螺絲，然后一個人拿這個磁鼓，另外一個人拿著鋼絲盤，將鋼絲盤上的膠帶保護完全撕去，轉動磁鼓，將盤上的鋼絲纏繞到磁鼓的凹槽內，等到鋼絲全部繞到磁鼓上后，再保留出用400mm左右長度，剩下的用電工膠帶纏繞在磁鼓根部，將鋼絲固定好。（工廠提供的鋼絲另外一頭是帶掛浮子圓環的，現場無需安裝。）

4、液位計投用時的調試方法

4.1調試菜單。

   E鍵：長按E鍵（大于3秒）進入主菜單，再次長按E鍵退回到測量畫面

   ＋或者－選擇菜單或者修改參數數值

4.2操作浮子：

   在測量畫面下，按E鍵超過3秒，進入菜單G0，按+或者-找到OPERATION（操作），按+或者-激活密碼51后，按+或者-找到相關的浮子指令（UP上升；DOWN下降，BOTTOM罐底測量），選擇后按E確認。浮子會產生相關的動作。

4.3參數設置步驟如下：

   進入動態菜單在測量畫面下，按E鍵超過3秒，進入靜態菜單，按+或者-到MOREFUNCTION，按E進入動態菜單，然后按+或者-找到DeviceData，按E進入，接著多次按E直到ACCESSCODE，按+或者-修改為50或者51或者777，按E確認激活參數修改權限，接著按E再次到MOREFUNCTION，按+進入到DeviceData的子菜單CONTACTOUTPUT，按+直到COMMUNICATION，按E多次，直到G2V8H5，按+或者-修改設置。

   G0V2H0：浮子操作，有多個選項。UP為上浮浮子，BOTTOMLEVEL為底部測量，LEVEL為液位測量，STOP浮子停止

   G1V4H0：罐高，通過操作浮子BOTTOMLEVEL至罐底后得出

   G1V6H0：浮子運行上限位置，設置后一定要保證浮子在觀察窗能看到，過高會導致浮子纏到輪轂而致損壞

   G2V8H5：設置伺服的地址，數值1-247

   G2V8H6：設置伺服的通訊協議

   G2V8H9：MODBUSCONFIG

   G3V4H0：伺服輪轂的周長，一般出廠設置好，可檢查數值與據刻在輪轂上的周長是否一致

   G3V4H1：鋼纜的重量，一般出廠設置好，可檢查數值與名牌上的重量是否一致

   G3V4H2：浮子的重量，一般出廠設置好，可檢查數值與名牌上的重量是否一致

   G3V4H3：浮子體積，一般出廠設置好，可檢查數值與浮子上刻的數據是否一致

   G3V6H1：選擇CONTACT2，此時NRF560可以與伺服進行通訊

   G3V6H2：選擇接入的溫度類型，單點溫度（PT100）則選擇SPOTTEMP

5、伺服液位計日常維護及注意事項

   5.1罐內進入介質需要測量液位時，將操作模式改為LEVEL

   5.2伺服液位計屬于浮子接觸式測量儀表，一般在使用中要定期對輪鼓、鋼絲及浮子清理污垢，在清洗浮子或輪鼓時候一定要在輪鼓上用膠帶把鋼絲固定好，不能讓鋼絲散亂；

   5.3伺服液位計安裝在罐頂要做好設備的防水和防雷檢查；設備接地是否完好，電氣接口是否做好防水措施，保持防爆撓性管連接牢靠，必要時加防雨罩；

   5.4儲罐清罐時必須先把浮子放置標定室里面，防止作業時誤碰或損失浮子；

   5.5由于鋼纜線徑很小，稍有不注意可能導致斷纜或者浮子掉下，所以處理伺服液位計時要周全細致，謹小慎微。

   5.6該液位計具有很強的自診斷功能,從而可監測其操作情況.當發生故障時LCD顯示相應的出錯信號,所選的矩陣內容與錯誤信息每隔幾秒鐘輪流顯示,當顯示所選的矩陣時,可從中獲得數據,錯誤信息存儲在ProservoNMS53x的存儲器中,靜態矩陣的G0V3H7位置提供故障的歷史記錄并根據提示進行維修。

6、伺服液位計簡單故障處理

   6.1液位指示與人工檢尺誤差大

   顯示液位和人工檢尺有差別，如顯示2米，檢尺3米，可以通過修改G1V5H0（SETLEVEL）步驟如下：

   進入動態菜單在測量畫面下，按E鍵超過3秒，進入靜態菜單，按+或者-到MOREFUNCTION，按E進入動態菜單，然后按+或者-找到Calibration，按E進入，接著多次按E直到ACCESSCODE，按+或者-修改為50或者51或者777，按E確認激活參數修改權限，

   接著按E再次到MOREFUNCTION，按+進入到Calibration的子菜單,用＋找到SETLEVEL，按E進入，按+或者-修改設置，把人工檢尺的值3米輸入。修改完成后按E保存，然后長按E鍵回到測量畫面

   6.2罐體溫度顯示不正常

   6.2.1現場熱電阻損壞或線路故障；

   6.2.2伺服液位計溫度選擇器接地接觸不好；

   6.2.3伺服液位計溫度選擇器進水損壞；由于安裝不當，穿線管高于電纜進線口，使得設備容易從電纜進線口進水，燒壞電子元件。

   解決辦法：

   更換熱電阻；做好接地線使接觸牢固；現場穿線管不能高于設備進線口，采用防爆不銹鋼金屬軟管和防爆接頭密封，防止雨水進入設備。

7、結束語

    伺服液位計的故障原因是方方面面的，但是只要在使用前選好型、正確的安裝，做好日常的維護保養；做好設備的防水、防雷措施；不定期的進行人工比對，檢查液位是否顯示正常；當設備發生故障時，應根據故障現象、部位，結合設備結構，對故障原因進行分析，并針對性的進行日常維護或維修解決。只有如此，才能保證儀表可靠使用和安全運行。