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Metso Valve Manager™ DTM Technical Guide ND9000 Interpretação dos Diagnósticos © Metso Metso Valve Controls Product Family For Control Valves 3 Intelligent w/ standard diagnostics Analog Pneumatic 3-15psi Analog Electro- pneumatic Limit Switch, SOV & ESD Small valves, all industries Control On/off On/off & Control Valves Electric Valves Pneumatic NDX NE700 Valvcon...NP700 Intelligent w/ advanced diagnostics ND9000 © Metso NE Series Electro-pneumatic positioner Neles ball valves for control service ND800 Series Digital valve controller ND9000 Series Intelligent valve controller NP Series Pneumatic positioner Nossas soluções e serviços são baseados em 50 anos de experiência em controladores de válvulas e em mais de 1 milhão de dispositivos fornecidos. 1959 1961 1975 1996 2003 2016 Neles® NDX valve controller 4 Ampliando o portfólio e tecnologia em posicionadores Neles NDX © Metso 50 years of valve control experience 1975 NE Series Electro-pneumatic positioner 1996 ND800 Series Digital valve controller 2003 ND9000 Series Intelligent valve controller 1961 NP Series Pneumatic positioner …the rapidly increasing installed base is over 1,000,000 units 2000 Neles ValvGuard VG800 SIL 3 safety valve controller 2006 Neles SwitchGuard SG9000 Intelligent on/off valve controller 2008 Neles ValvGuard VG9000 Intelligent SIL3 safety valve controller neles 2016 NDX 2003 Metso FieldCare 2017 Metso DeviceCare © Metso Tipos de Posicionadores • Posicionadores Analógicos - Pneumático (i.e. NP700) • Posição é controlada através sinal 3-15psi tipicamente enviando através conversor I/P externo. - Eletro-pneumático (i.e. NE700) • Posição é controlada através de sinal 4-20mA signal de saída analógica (AO) do DCS ou PLC - Controle apenas proporcional • Usa alavanca, molas, cames… • Menos preciso e resistente à vibração do que os posicionadores digitais. Além do tempo necessário para calibração manual. • Posicionadores Digitais | Inteligentes (i.e. ND9000 / NDX) - Posição é controlada através sinal 4-20mA ou sinal fieldbus via control system. - Maior precisão de controle. Calibração Automática. Diagnósticos identifica e previne problemas com o posicionador + válvula. © Metso NP700 Posicionador Pneumático • Opera com o sinal pneumático 3-15 psi - ‘Standard split range’: 0-100%, 0-50% e 50-100% • Um modelo para atuadores dupla ação ou simples ação • Disponível para Válvulas Rotativas e Lineares • Comutação reversível em campo permite que a direção da operação seja alterada facilmente. • Versão ‘Explosion Proof’ disponível, NP70_/B1 - Conversor I/P diretamente montado no posicionador. • Quando especificar: - Cliente ‘solicita’ o posicionador pneumático - Possui somenyte sinal de controle pneumático disponível • Tipicamente possui conversor I/P próximo, mas não existe cabeamento 4-20mA conectado ao posicionador. • O cliente solicita um eletro-pneumático mas aprovação para explosion-proof é necessária (N/A w/ NE700) 7 3-15psi © Metso NE700 Posicionaodor Eletro-Pneumático • Opera com sinal analógico (mA) - 4-20mA ou 0-20mA - ‘Standard split range’: 0-100%, 0-50% e 50-100% • Um modelo para atuadores dulpa ação e simples ação • Disponíveis pata Válvulas rotativas e lineares • Comutação reversível em campo permite que a direção da operação seja alterada facilmente. • Quando especificar: - O cliente solicita um posicionador “burro” eletropneumático sem aprovações de área perigosa, comunicação fieldbus ou diagnósticos internos. - Geralmente devemos sugerir a série ND. Por um pequeno aumento de preço inicial, ele economiza tempo durante o comissionamento, melhora o controle e adiciona diagnósticos valiosos para melhorar a solução de problemas / manutenção. 8 4-20mA © Metso Posicionadores Analógicos são apenas para controle proporcional: O posicionador não irá corrigir nenhum ‘offset’ após o movimento inicial © Metso Digital / Smart Positioners Algoritimo de controle avançado: • Baseado no estudo matemático detalhado da dinâmica da válvula de controle. • Algoritimo reconhece os níveis de atrito estático e envia um “impulse” de pressão para quebrar rapidamente o atrito estático © Metso Velocity F ri c ti o n Static friction Dynamic friction Actuator pressure Control signal Valve position ‘Não linearidades devido à fricção’ © Metso Without advanced control algorithm With advanced control algorithm Algoritimo de controle avançado Reduz ‘dead time’ e o tempo de resposta (response time) em geral Prestage Unit Local User Interface (LUI) Spool Valve Assembly Mech. and Digital Position Indicator Hart, Profibus PA and Foundation Fieldbus Communication Board Connection for 4-20 mA output Posicionador ND9000 – Visão Geral © Metso Interface de Usuário Local - LUI • A interface de Usuário Local (LUI) pode ser usada para monitorar o comportamento do dispositivo além de configurar e colocar o posicionador em serviço durante a instalação e o funcionamento normal. • A LUI consiste de uma LCD de 2 filas e uma interface com teclado de 4 teclas. © Metso ND9000 Montagem ND9000 em Válvula rotativa & linear 15 © Metso Position Feedback • O sensor de posição sem contato está fisicamente conectado ao atuador com um clipe H para atuadores rotativos ou uma régua de realimentação linear para atuadores lineares • O único “detalhe” de montagem é garantir que o sensor de posição da válvula permaneça na área de medição conforme imagens; Área de Medição do sensor H-Clip Régua de realimentação Linear © Metso Mosaic Unidade Uberaba Montagem ND9000 em Atuadores Simples e Dupla-ação 17 © Metso Posicionador ND9000 – Configurando o posicionador Após configuração dos parametros anteriores, pressione o botão, [+], selecione (CAL) e confirme com (ENTER). OBSERVAÇÃO: NÃO efetue a calibração com a válvula em processo pois a mesma irá percorrer o curso totalmente (0 à 100%) podendo colocar em risco a segurança operacional e pessoal. © Metso O display local (LUI) mostrando POS, indica a posição da válvula (%[Default],ANG). Pressione [+], a LUI mostra a posição desejada da válvula. Pressione [+], exibe o setpoint de controle (mA [Default], %). Pressione [+], exibe a pressão diferencial do atuador (bar [Default], psi). Pressione [+], exibe a pressão de alimentação (bar [Default], psi). Pressione [+], exibe a temperatura (°C [Default], F). Posicionador ND9000 – Leituras do LUI Pressione [-] & [+] simultaneamente para acessar o menu de configuração. O MENU será indicado. Pressione [←] fazendo com que o modo comece a piscar. Use [+] & [-] para mudar entre o modo AUTO e MAN (Ajustando TPOS usando [+] & [-]). Pressione [←] para gravar o modo selecionado. Seleção modo de operação. Pressione [+] para a tela PAR. Pressione [←] para entrar no menu de parâmetros. Configuração dos parâmetros © Metso O primeiro parâmetro do menu é o nível de performace do posicionador (ganho). Pressione [←] irá piscar e selecione a opção desejada através [+] & [-] os níveis disponíveis mostrados abaixo. Pressione [←] para gravar a opção selecionada. Posicionador ND9000 – Configurando o posicionador © Metso Pressione [+] para selecionar CUTL (Corte baixo) e tecle [←] e através [+] & [-] ajuste para o valor desejado e tecle [←] para gravar. O valor default é 2%. A faixa de segurança de corte baixo garante o fechamento da válvula contra paradas mecânicas o valor ajustado de fábrica é 2%. Ex: Se o sinal de entrada for inferior ao corte baixo, a válvula fechará totalmente. Posicionador ND9000 – Configurando o posicionador © Metso Pressione [+] para selecionar a opção DIR e tecle [←]. Selecione o direção do sinal analógico através [+] & [-] e tecle [←] para gravar. Ex: Selecione a opção OPE para abrir a válvula com o sinal crescente do 4 ~20 mA. A opção CLO se selecionada irá fechar a válvula com o sinal crescente do 4 ~ 20 mA. Pressione [+] para selecionar a opção VTYP e tecle [←]. Selecione o tipo de válvula (rotativa ou linear) através de [+] & [-] e tecle [←] para gravar. Pressione [+] para selecionar a opção ATYP e tecle [←]. Selecione o tipo de atuador através de [+] & [-] e tecle [←] para gravar. Posicionador ND9000 – Configurando o posicionador PFA – Ação de falha do posicionador Define a posição da válvula em condição de falha do dispositivo. ROT – Direção de rotação da válvula Define a relação entre o sensor de posição e o sentido de rotação da válvula ou seja, cC para sentido horário e cCC para sentido anti- horário. AO – Ângulo morto da válvula Permite o ajuste do ângulo morto do segmento da esfera de acordo com a válvula. Para as válvulas mencionadas da tabela 5 do manual do ND9000, utilizar 0%.Seleção do idioma da interface LANG. Altere para o idioma de preferência [+] & [-] e tecle [←] e em seguida tecle [C] para sair do menu de parametrização. © Metso Control valve performance Testing procedures based on standards • IEC 60534-4 Inspection and routine testing • IEC 61514 Methods of evaluating the performance of valve positioners with pneumatic outputs • ISA 75.25 Test Procedure for Control Valve Response Measurement from Step Inputs Date INTERNAL 23 © Metso Static performance Dead band Date INTERNAL 24 Dead band (Banda morta) é o intervalo pelo qual um sinal de entrada pode variar com a inversão de direção, sem uma mudança observável no deslocamento da válvula. Travel Signal Dead band Time % © Metso Static performance Resolution Date INTERNAL 25 Resolution (Resolução) é o menor incremento de degrau do sinal de entrada em uma direção para a qual o movimento do deslocamento da válvula é observado. Travel Signal Resolution Time % © Metso Static performance Hysteresis Date INTERNAL 26 Hysteresis (estática) é a diferença máxima entre curso da válvula com um sinal crescente e com um sinal decrescente na mesma entrada. A medição é feita quando o curso da válvula está estabilizado. Time Valve travel hysteresis © Metso Static performance Linearity Date INTERNAL 27 Linearity error (non-linearity) (não-linearidade) é o maior desvio médio da curva de deslocamento de uma linha reta independente. A medição é feita quando a posição da válvula está estabilizada. -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 INPUT SIGNAL % T R A V E L E R R O R ( % ) Linearity error © Metso Dynamic performance Step response • Dead time, Td • Response times - T63 - T86 - T98 • Overshooting • Dynamic hysteresis INTERNAL 28 © Metso Dynamic performance Rise time T63 Rise time T63 (Tempo de subida T63) descreve a velocidade da resposta. É o tempo entre a mudança do setpoint e o momento em que a resposta atinge 63% da mudança final. Date INTERNAL 29 Time Setpoint T63 Valve position 100% 63% T63 includes dead time! © Metso Dynamic performance Rise time T86 Rise time T86 (Tempo de subida T86) descreve a velocidade da resposta. É o tempo entre a mudança de setpoint e o momento em que a resposta atinge 86% da mudança final. Date INTERNAL 30 Time Setpoint T86 Valve position 100% 86% T86 includes dead time! © Metso Dynamic performance Overshooting Date INTERNAL 31 Overshooting é a quantidade de deslocamento da válvula DhO que excede a posição de estado estacionário em comparação com o tamanho do degrau ocorrido Dh. Geralmente é apresentado em porcentagens. Observe que a alteração do sinal de entrada não é usada no cálculo de overshooting. Time DhDi DhO Overshooting h h O D D *100 © Metso Dynamic performance Dynamic hysteresis Date INTERNAL 32 Dynamic hysteresis or dynamic loop (histerese dinâmica ou o teste de loop dinâmico) é o gráfico do deslocamento da válvula para aumentar continuamente e voltar ao ponto de partida, diminuindo continuamente o sinal. © Metso Common control valve problems Stick-slip (deslizamento), stiction (atrito estático) & hunting (”Caça | Procura/busca”) • Se o atrito estático (Friction) for muito maior que o atrito dinâmico (ou cinético), o sistema é sensível ao stick- slip. ➢‘Curso/deslocamento’ é interrompido após mudança ‘bruscado salto’ e se o a mudança do sinal continua, o deslocamento ‘salta’ novamente. • Stiction is ➢Resistência de atrito estático (Static friction) ao início do movimento. • Hunting é uma oscilação indesejável de saída com entrada constante INTERNAL 33 Time Valve travel Input © Metso Fluxo para criação Manutenção Preditiva Visão Geral 1. Instalação e configuração do Asset Management system. a. Instale o Metso Device DTMs no PC do Asset Management. b. Configure a rede para estabelecer a comunicação com o dispostivo de campo. c. Faça o Scan da rede e configure os TAG´s com seus endereços. 2. Configuração do Dispositivo a. Configure o dispositivo para operação através da Local User Interface (LUI) ou remotamente através do “HART”. Uma vez finalizado, proceda com a calibração. 3. Configure os Alert Limits do dispositivo a. Alguns limites estão relacionados com o Tipo/Modelo da Válvula & Atuador bem como condições de Operação & Processo a quais estão submetidas. Nestes casos é fácil define- los após poucos meses de operação. O nível da tendência será ajustada para nível normal de operação, dessa forma os limites podem ser ajustados de acordo, i.e. 20% maior que a valor de tendência. b. Alert limits devem ser ajustados de acordo com a criticidade e/ou requisitos da aplicação. i. Ex.. em aplicações em PSA, ou similar, onde a válvula movimenta-se muito rapidamente e permanence maior parte do tempo aberta/fechada, dynamic state deviation deve ser ajustado com valor alto. O Steady state deviation alarm deve ser ajustado para 5 seg. então o alarme terá tempo suficiente para ser ativo se necessário. 34 © Metso ND9000 DTM Visão geral Upload Download Device Type & Rev Funções adicionais Help Status da conexão DTM Status geral do dispositivo 36 © Metso ND9000 DTM Vista Inicial DTM & ‘Uploading’ as informações • Quando conectado, Performance view é atualizado (a cada 10 seg) • Outras informações armazenadas na memória interna do ND9000 e necessitam ser atualizadas manualmente. Clique botão esquerdo ícone da caixa de ferramentas e clique no botão ‘All views’. 37 Bara exibe o progresso da informação é exibida durante o processo de upload do dispositivo para o DTM. Status geral do dispositivo Configuração & Calibração ND9000 38 © Metso ND9000 Configuração & Calibração Device Identification | Operation Unit (HART apenas) • Verificando / alteração HART Tag, Descrição… Nota: Quando a data na tela não coincide com a do dispositivo este irá ficar em * azul. Parameter Description Range [Default] HART Tag Software tag, i.e. FCV10013 8 char. [ND9000] Description Device Description 16 char [ND9000] Device Date i.e. Data quando foi instalado Date… [1/1/2003] Message Qualquer outra informação relevante 32 char. [ND9000] HART Long Tag Permite maiores HART tags 32 char. [ND9000] 39 © Metso ND9000 Configuração & Calibração Device Identification | Positioner • Todos os campos são apenas para leitura de informação do ND9000. Parameter Description S/N Format Device Type Code Device Type Code: 229 = ND9H, 228 = ND9H_T - VC PCB Serial Number Valve Controller board serial number YYWWNNNNBB HART PCB Serial Number HART board serial number YYWWNNNNBB Device Serial Number Device serial number TTYYWWNNNNBB HART Board HW revision HART board hardware revision - SW Revision Device software revision - HART Board DAC SW rev Position Transmitter software revision - Serial Number Format: TT = positioner factory YY = year (last 2 digits) WW = week NNNN = count BB = board number40 © Metso ND9000 Configuração & Calibração Configuration | Position Control • Selecione o ‘Performance Level’ (Ganho) através da lista Performance Level Descrição Aggressive - A(1) Resposta imediata para mudança de sinal, overshoots Fast - B(1) Resposta rápida para mudança de sinal, pequeno overshooting Optimum - C(1) Pouco overshoot com minímo de tempo á resposta de sinal. Stable - D(1) Não há overshooting, resposta lenta para mudança de sinal Maximum Stability - E Inexistente overshooting, deadband pode aumentar lentamente, mas comportamento estável A1..D1 são usados para montagens com volume/exhaust boosters. As características são as mesmas, mas as propriedades de adaptação do algoritmo de controle do ND serão desativados 41 © Metso ND9000 Configuração & Calibração Efeito do Performance Level Figura 1 mostra as diferenças típicas entre os performance levels. Com aggressive 'A‘ selecionado, irá ocorrer um overshoot (vermelho) mas este ajuste permite resposta mais rápida possível e tempo para resposta ao setpoint. No outro extremo (azul), o ajuste max stable 'E' está movimentando lentamente mas não há overshoot do setpoint. A válvula deve se mover por um longo período tempo até o valor de setpoint. 42 © Metso ND9000 Configuração & Calibração Configuration | Assembly Related • Ajuste conforme conjunto da válvula. Parâmetros Descrição / Opções Range Actuator Type Single Acting (Spring Return) or Double Acting - Valve Acting Type Rotary or Linear (sliding stem) valve - Valve Rotation Direction Clockwise to close or Counterclockwise to close direção de rotação - Dead Angle (a0) Total de rotação (abertura) sem fluxo pela válvula. 0..99% Positioner Fail Action Open/Close on loss of supply pressure or fatal error - Position Transmitter Direction Normal : 4mA = 0%, Reversed: 20mA = 0%, Not in Use: Este modelo não possui transmissor instalado - 43 © Metso ND9000 Configuração & Calibração Dead Angle (AO) - Explicação • “Dead Angle” é o percentual de rotação da posição fechada antes que ocorra o fluxo em Válvulas esfera e segmentada. O ajuste do “A0” irá compensar este, permitindo que toda a gama de sinal seja utilizado para controle. Com isso, significa que o ND9000 irá compensar automaticamente o ângulo morto ajustado permitindo o fluxo imediato através da válvula. O deslocamento é o maior em ângulos baixos de abertura e diminuem à medida que a válvula abre. 44 Nota: Esta definição pode causar confusão se comparar o valor da posição real POS para o sinal de controlo do valor nominal ou sinal de realimentação de posição de 4-20 mA. O TPOS (Target Position) irá exibir o valor nominal interno que o ND9 está usando para o controle de posição. © Metso ND9000 Configuração & Calibração Configuration | Signal Modification • Ajuste a direção do sinal de entrada aumentando sinal de corrente para abrir ou fechar a válvula. Definir parâmetros de modificação de sinal adicionais. Parâmetro Descrição / Opções Range Direction Incremento sinal de corrente para abrir or fechar a válvula - Valve Position Limit Low / High limites de curso da válvula não mecânicos 0..100% Travel Rate Close/Open Percentagem da mudança por seg. no ponto de ajuste que a válvula se move em direção Open / Close 0..1000 %/s Low / High Cut- off Move a válvula para 0% / 100% quando a posição/target está abaixo / acima destes valores 0..100% Split Range Low / High Sinal de entrada para deslocamento máximo da válvula; 50% = 12 mA 0..100% Bypass Signal Modification Ignora todas as configurações acima No / Yes 45 © Metso ND9000 Configuração & Calibração Configuration | Signal Modification • Signal Modification – Observações sobre; - Direction – Na indústria, convencionalmente o 4mA é corresponde com a falha de posição da válvula. Padrão para uma válvula “falha fecha” é usar “Rising setpoint to open” então, 4mA irá fechar a válvula. (“Rising setpoint to close” para válvula “falha abre”) - Valve Position Limit – O limite de posição não pode ser mantindo após a perda de energia ou pressão de alimentação do ND9 (posição de falha de segurança irá ser obtida). - Travel Rate - pode ser apenas usado para diminuir a velocidade da válvula e não para aumentar a velocidade. - Cut-off – quando dentro do “corte” a pressão do atuador irá ser despressurizado ou pressurizado (max. pressão de aliementação). Isto significa que os ajustes Valve Position Limit e Travel Rate serão ignorados quando o set point estiver dentro do ajustes de corte. Se isto não é desejado, então o Low cut-off precisa ser ajustado para 0% e o High Cut-off para 100%. - Split Range – Verifique se o cartão I/O possui capacidade para alimentar ambos positiondores. 46 © Metso ND9000 Configuração & Calibração Enviando alterações para o device - Download • O botão download é a seta para baixo em amarelo. Clique! Confirm Changes Desmarque todos os parâmetros que não deseja que seja alterados. Clique em Download para enviar para o device. 47 © Metso ND9000 Configuração & Calibração Calibration | Automatic Calibration • Clique “Start Calibration” para iniciar a calibração automática. Nota: dispositivo em calibração ... será exibida enquanto a calibragem está sendo executado (aproximadamente 2..6 min, dependendo do tamanho da válvula). Certifique-se de que é seguro operar a válvula entre as posições aberta e fechada. Pressione OK para iniciar a calibração. 48 © Metso ND9000 Configuração & Calibração Calibration | Automatic Calibration • Descrevendo “Automatic Calibration” - A calibração automática encontra os extremos de abertura / fechamento e ajuste de desempenho no ND9000. - Antes de iniciar a calibração, monitoramento pode ser iniciado para ver o progresso da calibração. - A Interface de Usuário Local (LUI) irá exibir passos 1..100 durante o processo. Step Description 1..10 Determina os extremos para a válvula e Spool Valve 11..20 Medição da velocidade da válvula 20..50 Sintonizando 51..100 Ajustando e calculando os indíces internos. 49 © Metso ND9000 Configuração & Calibração Calibration | One Point Calibration • Use One Point Calibration quando o ND9000 precisa ser substituído, mas a válvula não possibilita mudar de posição (válvula ou seja, está ativa). Antes de pressionar Iniciar, utilize o LUI para definir o modo para manual e ajustar a posição de destino (TPOS) para corresponder à real posição da válvula. Enter the maximum tuning angle and press Start Calibration. Parâmetro Descrição Range Maximum Tuning Angle rotação da válvula de 0..100%, ou seja, 90 graus para válvula ¼ de volta 20..110° 50 Profibus PA Comunicação & Configuração © Metso ND9000P Comunicação com DCS/PLC • A comunicação de controle é basicamente como segue abaixo; - PLC/DCS escreve setpoint posição da válvula para o ND9000P - PLC/DCS ler a medição da posição através do ND9000P • Esta comunicação [e configurada através do módulos GSD. • GSD module é conjunto de dados, os quais o ND9000P e DCS/PLC troca ciclicamente. • Os modulos GSD são listados no GSD file. O nome do ND9000P GSD file é Nel_06CA.gsd. • Durante a configuração no DCS/PLC, o software de configuração, como por exemplo Siemens Simatic Step 7, lê o Nel_06CA.gsd file e pergunta ao usuário, quais modulos GSD devem ser usados. 52 23092004 Sami Nousiai nen PROFIBUS BASICS 7.10.2004, Durban © Metso ND9000P Comunicação com DCS/PLC • O ND9000P possui os seguintes módulos GSD - SP (short) - SP (long) - RCAS_IN, RCAS_OUT - SP, READBACK, POS_D - SP, CHECKBACK - SP, READBACK, POS_D, CHECKBACK - RCAS_IN, RCAS_OUT, CHECKBACK - SP, RCAS_IN, READBACK, RCAS_OUT, POS_D, CHECKBACK 53 23092004 © Metso ND9000P Comunicação com DCS/PLC • SP (long / short) é o set point de posição da válvula em AUTO mode. O target default do Analog Output Block do ND9000P é AUTO. O range é 0- 100%.• READBACK é a medição da posição da válvula. O range é 0-100%. • POS_D contem as informações de limit switch. Os valores são: - 1 = closed / Fechado - 2 = opened /Aberto - 3 = intermediate / Intermediário • Se os limit switches não estão instalados, o valores de POS_D serão determinados pela medição de posição do sensor de posição como descritos abaixo: - 1 = closed / fechado, Posição <= 2% - 2 = opened / aberto, Posição >=98% - 3 = intermediate / intermediária, 2 < Posição < 98 54 23092004 Sami Nousiai nen © Metso ND9000P Comunicação com DCS/PLC • RCAS_IN é o setpoint da posição da válvula em Remote Cascade mode. Antes deste ser usado, o modo atual do Analog Output Block (AO) deve estar em RCAS mode. Isto requer o seguinte; - Modo AO block deve ser selecionado como RCAS. - O DCS/PLC deve inicializar a sequência the remote cascade com o ND9000PA. Isto é feito automaticamente usando os bytes de STATUS dos sinais do RCAS_IN e RCAS_OUT. • RCAS_OUT feeds back através do SP ou RCAS_IN, depende do modo de operação. • CHECKBACK é o diagnóstico do sinal. 55 23092004 Sami Nousiai nen Byte 0 •0x01 Field device in Fail safe active •0x02 Request for local Operation •0x04 Field device under local control, LOCKED OUT switch is in gear •0x08 Emergency override active •0x10 Actual position feedback different from expected position •0x20 Indicates that the torque limit in OPEN direction is exceeded •0x40 Indicates that the torque limit in CLOSE direction is exceeded •0x80 Indicates status of travel monitoring equipment, travel time for actuator has exceeded. Byte 1 •0x01 Actuator is moving towards open direction •0x02 Actuator is moving towards close direction •0x04 The alert generated by any change to the static data (Function and Transducer Block). •0x08 Simulation of process values is enabled •0x10 - - •0x20 Internal control loop disturbed •0x40 Positioner inactive (OUT status = BAD) •0x80 Device under self-test Byte 2 •0x01 Indicates that total valve travel limit is exceeded •0x02 Indicates that an additional input (i.e. for diagnostics) is activated •0x04 to 0x80 - - Diagnostics ND9000 56 © Metso Processo de Interpretação dos Diagnósticos Visão geral 1. Use programa asset management e alertas / utilidades condition monitoring para monitorar quaisquer atividades de alerta. 2. Quando um é ativo, conecte-se ao dispositivo através do DTM para obter maiores informações a. O Performance / Safety View coleta e analiza as informações de diagnósticos on-line e apresenta graficamente a condição do conjunto válvula/atuador. Esta visualização possui recurso de report o qual fornece mais explicações sobre o problema detectado além de sugerir ações para a solução do problema. 3. Online Monitoring a. O device variable monitoring mostra em tempo real as “linhas” valve position, setpoint, e outras valores de medições. O operador pode também realizer uma pequena alteração de setpoint para monitorar o comportamento da válvula. 4. Offline Tests a. Se a condição de processo permitir, offline tests movimenta independentemente do controle de sinal para realização do teste. Dois diferentes testes podem ser “sobrepostos” para detector alguma mudança ao longo do tempo. 57 © Metso Processo de Interpretação dos Diagnósticos Exemplo através do Metso FieldCare PRO 1. Alarme é detectado através do condition monitoring 2. Análise detalhada do DTM revela excessive consume de ar - Índice de desempenho baixo do atuador - Mudança gradativa da posição do Spool Valve 3. Falha (furo) no diafragma do foi identificado durante a manutenção 58 1 2 3 © Metso59 • Principal vista do DTM resume de forma objetiva o status do conjunto elemento final de controle… - Posição atual da válvula vs Target Position - Atual, pressão de alimentação e pressão do atuador - Ìndices de Performance: • Control: desempenho geral da válvula, atuador e ND9000 • Positioner: condição do ND9000 • Actuator: condição geral do atuador • Valve: condição geral da válvula • Environment: condição do “ambiente” como pressão e temperatura - Performance Report: Motivos para redução dos índices de desempenho com recomendações para ser executadas. Processo de Interpretação dos Diagnósticos Performance View – Diagnóstico de forma simples e fácil Recommended Actions Description of Diagnostic © Metso ND9000 Performance View Cálculo do índice de desempenho • Trends (media 24 h) • Limites de Alarme • Counters / Counter diagnostics • Fatores de “peso” • Device status • Alarm limits 60 © Metso ND9000 Online Diagnostics Online Diagnostics | Online Valve Signature (Rev 4 e >) • Online Signature exibe pressão total requirida para abrir e fechar a válvula à abertura da válvula. A informação é atualizada continuamente e o número de medições é exibida no gráfico abaixo. 61 © Metso ND9000 Online Diagnostics Online Diagnostics | Device Status • Status exibe o status de diagnóstico individual. O status de cada grupo é definido pelo estado mais “crítico” possível em cada um destes. O status é atualizado a cada 10 seg. 62 © Metso ND9000 Online Diagnostics Online Diagnostics | Device Status Namur NE107 Status Symbols 63 © Metso Namur NE107 - Categorias • NE107 categorias… 64 © Metso ND9000 Online Diagnostics Online Diagnostics | Device Status 65 Status: Device State / Software Limit Switches Descrição Device in Manual Mode O modo de operação do dispositivo pode ser alterado entre modo auto / modo na LUI. Nota: No modo manual o ND9 não vai seguir o ponto de ajuste externo. A posição pode ser alterada a partir da LUI (consulte o manual) Device in Failsafe Mode O posicionador irá mover a válvula na posição failsafe quando ocorrer falha de prestage, memória posicionador, sensor de posição, processador posicionador ou na perda do sinal de controle. Modo failsafe mantem-se ativo até a correção do erro e reboot. Device in Reduced Performance Mode Sensor do spool valve ou sensores de pressão estão danificados Calibration Recommended Devido a: A última calibração não foi concluída com sucesso (verificar o log de eventos), última calibração foi cancelado, um parâmetro de configuração de montagem foi alterado, ou se houver um erro de posição de totalmente fechado / aberto dentro do limite de alarme de desvio. Calibration Running Calibração em processo Device HW Write Protected Proteção HART é ativa através do (DIP1) na placa de comunicação abaixo do modulo LUI. Alterações de configuração não são possíveis até desativar o DIP1. Configuration Changed Isso indica que os dados de configuração (por exemplo, tag, mensagem, limite de alerta ...) foi alterado. Reset através; Advanced | Reset Valve Position Low Limit Exceeded Posição da válvula está abaixo do limite inferior. (Disabled by default – 0%) Valve Position High Limit Exceeded Posição da válvula está acima do limite superior. (Disabled by default – 100%) © Metso ND9000 Online Diagnostics Online Diagnostics | Device Status 66 Status: Self Diagnostics Descrição Pressure Sensor 1 Failure Detected Sensor de pressão do atuador C1 danificado. O desempenho do dispositivo irá reduzir se usado em atuador de dupla ação. Quando possível dispositivo de substituir. NOTA: Ex. Usar em atuador simples ação! Pressure Sensor 2 Failure Detected Sensor de pressão do atuador C2 danificado. O desempenho do dispositivo será reduzido. Quando possível substituir dispositivo Pressure Sensor 3 Failure Detected Sensor de pressão danificado. Isto não irá comprometer o desempenho. Spool Valve Sensor Failure Detected Sensor de posição do Spool danificado ou problema de conexão. O desempenho do dispositivo é reduzido. ND91: substituir o conjunto Spool valve assembly. ND92 / 93, substituir sensor do spool valve! Temperature Sensor Failure Detected Sensor de temperature danificado. A medição e precisão é reduzida. ContinuedProcessor Reset Detected Processador do posicionador danificado. Substitua o posicionador. Position Sensor Failure Detected Modo Failsafe ativo devido à falha do sensor de posição. Substitua o posicionador. Position Sensor Out Of Range Detected O ponteiro do sensor de posição está girando fora do range de medição indicado na parte inferior do invólucro, ver figura 6 no manual Input Signal Sensor Failure Detected Falha sensor de sinal de entrada 4-20mA Prestage Shortcut Detected Existe um curto-circuito na unidade prestage. Resistência deve ser ~160 Ω Prestage Cut Detected Fios da unidade Prestage está rompido ou problema no conector (circuito aberto) © Metso ND9000 Online Diagnostics Online Diagnostics | Device Status 67 Status: Lifecycle Diagnostics Descrição Steady State Deviation Trend Exceeded O desvio médio diário do setpoint enquanto o setpoint está estável aumentou devido ao maior atrito na válvula ou atuador, vazamento pneumático, ou pressão de alimentação insuficiente. Dynamic State Deviation Trend Exceeded O desvio médio diário do setpoint enquanto o setpoint está em transição aumentou por exemplo devido à capacidade de ar pequena devido ao filtro de ar de alimentação sujo, muito pequeno Spool ou tubulação pequena. Desvio estado dinâmico também é influenciada pelo nível de fornecimento de pressão, nível de desempenho, e calibração / ajuste do dispositivo. Grande desvio estado dinâmico é normal para uso on-off e grandes atuadores Stiction Trend Low Limit Exceeded A pressão média diária necessária para mover a válvula diminuiu. Pode haver grande desgaste, uma falha na vedação de válvula, ou haste/eixo de válvula quebrada. Stiction Trend High Limit Exceeded A pressão média diária necessária para mover a válvula tem aumentado devido ao desgaste ou concetração/incrustação na válvula ou atuador. Alto atrito estático pode também ser causada por um atuador subdimensionado. Load For Opening Trend Low Limit Exceeded A pressão média diária necessária para abrir a válvula diminuiu. Pode haver grande desgaste, uma falha na vedação de válvula, ou a quebra do eixo/haste de válvula. Batentes do atuador pode terem sido movidos. Load For Opening Trend High Limit Exceeded The daily average pressure required to move the valve from closed position has increased due to wear or flow media build-up in the valve or actuator. A high load for opening may also be caused by an undersized actuator. Actuator end stops may have been moved. © Metso ND9000 Online Diagnostics Online Diagnostics | Device Status 68 Status: Counter Diagnostics Descrição Total Operation Time Limit Exceeded O contador de tempo em horas que o ND9 foi ligado excedeu o limite de alerta Total Valve Travel Limit Exceeded O contador de “movimento” da válvula excedeu o limite de alerta Total Valve Reversals Limit Exceeded O contador de reversóes da válvula excedeu o limite de alerta Total Actuator Travel Limit Exceeded O contador de “movimento” do atuador cumulativa excedeu o limite de alerta Total Actuator Reversals Limit Exceeded O contador de reversões do atuador excedeu o limite de alerta Total Spool Valve Travel Limit Exceeded O contador do spool valve excedeu o limite de alerta Total Spool Valve Reversals Limit Exceeded O contador de reversões do spool valve excedeu o limite de alerta Daily Setpoint Reversals Trend Limit Exceeded O contador de reversões do Setpoint excedeu o limite de alerta Daily Valve Reversals Trend Limit Exceeded O contador de reversões da vávula por dia excedeu o limite de alerta Daily Valve Reversals while Stable Setpoint Trend Limit Exceeded O contador de reversões da válvula enquanto setpoint estável excedeu o limite de alerta © Metso ND9000 Online Diagnostics Online Diagnostics | Device Status 69 Status: Online Diagnostics Descrição Supply Pressure Limit Exceeded Pressão atual excedeu os limites superior e inferior (defaut 1.4 – 8 bar) Temperature Limit Exceeded Temperatura atual está fora dos limites range de operação (-40 – 85°C) Hunting Detected Quando o “hunting” (buscando/caçando o setpoint) na válvula é detectado possivelmente parâmetro de desempenho agressivo “A”, spool valve grande para o atuador, alto atrito no spool valve, loose mechanical linkage feedback, or boosters without a large enough bypass/deadband setting. Steady State Deviation Limit Exceeded O desvio atual em relação ao setpoint estável é elevado devido ao maior atrito na válvula / atuador, o vazamento pneumático, ou pressão de alimentação insuficiente. Stiction Low Limit Exceeded A pressão necessária para mover a válvula diminuiu possivelmente devido ao grande desgaste, uma falha na vedação de válvula, ou eixo /haste de válvula quebrada. Stiction High Limit Exceeded A pressão necessária para mover a válvula tem aumentado, possivelmente devido ao desgaste ou “aumento - DP” na válvula / atuador ou um atuador subdimensionado. Load For Opening Low Limit Exceeded A pressão necessária para mover a válvula de uma posição fechada diminuiu. Pode haver grande desgaste, uma falha na vedação de válvula, ou eixo/haste da válvula está quebrada. Batentes do atuador pode ter sido alterados. Load For Opening High Limit Exceeded A pressão necessária para mover a válvula de uma posição fechada tem aumentado devido ao desgaste ou de aumento/incrustação nos internos da válvula ou actuador. Uma carga elevada de abertura pode também ser causada por um actuador subdimensionado. Batentes do atuador pode ter sido alterados. Spool Valve Problem Detected Limite de desvio de estado estacionário excedeu / está ativo, devido à posição do spool valve não se posicionar adequadamente. Esta é possivelmente devido à alta fricção ou detritos dentro no Spool valve. Pneumatics Problem Detected Limite de desvio de estado estacionário excedido / está ativo, devido à pressão do actuador não mudar adequadamente com posição spool / adequada; devido a fugas na ND9, atuador, tubulações, ou juntas. Friction Problem Detected Limite de desvio de estado estacionário excedeu / está ativo, devido à válvula não está se movendo corretamente com Spool valve ou pressão adequada. Isto é possivelmente devido ao atrito na válvula ou actuador Supply Pressure Too Low for Single Acting Actuator A pressão de ar para a posição é muito baixo para conduzir a válvula através do range completo. A pressão necessária é calculada durante a calibração e atualizado durante a operação normal. © Metso ND9000 Online Diagnostics Online Diagnostics | Alarm Limits • Alarmes online são projetados para detectar problemas agudos no desempenho da válvula. Um alarme é ativado se uma medição excede o limite por mais tempo do que o tempo / tempo limite (Latch time). Os limites de alarme são tipicamente definido 50- 100% maior do que o valor de medição normal. 70 © Metso ND9000 Online Diagnostics Online Diagnostics | Alarm Limits 71 Parâmetro Descrição Range [Default] Steady State Deviation High Limit Diferença máxima entre a posição real da válvula e setpoint quando a válvula não está se movendo. 0..100% [5%] Steady State Deviation Latch Time Quantidade de tempo para ultrapassar o limite antes de um alerta >0s [30s] Supply Pressure Low Limit nível mínimo de pressão de alimentação 14..116psi [20psi] Supply Pressure High Limit Nível máximo de pressão de alimentação 14..116psi [116psi] Supply Pressure Latch Time Quantidade de tempo para ultrapassar o limite antes de um alerta >0s [30s] Temperature Low Limit Temperatura mínima de dispositivo -40..185°F [-40°F] Temperature High Limit Temperatura máxima do dispositivo -40..185°F [185°F] Temperature Latch Time Quantidade de tempo para ultrapassar o limite antes de um alerta >0s [120s] Stiction Low Limit pressão necessária muito baixa para mover a válvula 0..290psi [0psi] Stiction High Limit pressão necessária muito alta para mover a válvula 0..290psi [145psi] Stiction Latch Number# De vezes que o limite pode ser ultrapassado antes de um alerta >1 [10] Load For Opening Low Limit Pressão muito baixa necessária para abrir a válvula de perto 0..145psi [0psi] Load For Opening High Limit pressão muito alta para abrir a válvula 0..145psi [0psi] Load for Opening Latch Number # De vezes que o limite pode ser ultrapassado antes de um alerta >1 [10] Valve Position Alert Low Limit posição da válvula abaixo do limite baixo 0..100% [0%] Valve Position Alert High Limit posição da válvula acima do limite alto 0..100% [100%] Valve Position Alert Latch Time Quantidade de tempo para ultrapassar o limite antes de um alerta 0..36000s [30s] © Metso ND9000 Online Diagnostics Online Diagnostics | Event Log • O log de eventos mostra os 25 eventos mais recentes do dispositivo. É possível navegar até 8.000 eventos com o botão Mais Eventos. • Note: O momento em que ocorreu o evento é em horas desde o ND foi ligado pela primeira vez. Se desligado o relógio para, assim a coluna de data é uma estimativa (*). 72 © Metso ND9000 Diagnostics Monitoring | Dynamic Variables • O monitoramento pode ser muito útil para ver como a válvula está respondendo às mudanças de setpoint, enquanto o processo está em execução. Pressione começar“ • A função "Start Log" pode ser usado para salvar os dados em um arquivo e / ou registrar os dados durante um período prolongado de tempo (ex. Durante a noite) Replace screen shot… 73 As variáveis monitoradas pode ser alteradas através Advanced | HART Configuration = Target – Valve Position © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Lifecycle Diagnostics | Valve Diamond • A Valve Diamond é uma forma de resumir o estado dos diagnósticos do ciclo de vida. O centro do diamante é o valor da linha de base, as bordas são os limites de alerta, e os últimos valores avg/dia. são traçados Se a trend aumentou e excedeu o limite de alerta, será exibido em amarelo. 74 © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Visão geral das tendências - Gráficos • A cada 24 horas por dia novo valor é adicionado à tendência - Dados de tendência é aramazenado na memória permanente a cada 8 horas. - Tendência exibe os últimos 30 dias, 12 meses, e até 20 anos. • barras de tendência pode estar faltando porque o valor não foi medido para esse dia / mês ... Load for opening para abertura é medida somente quando a válvula se move de totalmente fechado, então, os dados serão faltando se a válvula fecha apenas uma vez por semana - . 75 Para aumentar o zoom: clique / segure e arraste sobre a área desejada. Para diminuir o zoom: pressione a tecla "z" Low Warning Limit Baseline first 3 month average High Warning Limit Last days value triggers a warning Now = Last 24 hr avg. © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Lifecycle Diagnostics | Steady State Deviation • O que isso me diz: - Uma visão do histórico geral de precisão de controle da válvula; medido como o desvio entre a posição atual e setpoint em percentual. É atualizada sempre após estabilizar a posição após uma mudança, após mudança de setpoint, e o setpoint é considerado para alcançar a posição desejada. • O que pode causar alterações: - Aumento do atrito na válvula/atuador, vazamento no atuador/tubings, alterações nas condições de processo • O que posso fazer para resolver isto: - Um bom valor é < 1%. Tipicamente pequenos aumentos pode ser corrigidos com a auto calibração. - Reparo Válvula / atuador pode ser necessário. - Reparo no Spool valve pode ser necessário. • Lifecycle Diagnostics - Steady State Deviation 76 Lifecycle Diagnostics Warning limit Online Diagnostics Alarm limit © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Steady vs Dynamic State • O exemplo seguinte mostra a diferença entre os estados estável (Steady) e dinâmico (Dynamic State). - isto é, a posição da válvula se estabelece em 51,2%. A válvula é estável se o valor da posição não se altera em mais de +/- 1% durante 2 segundos (entre 50,2% e 52,2%) 77 © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Lifecycle Diagnostics | Dynamic State Deviation • O que isso me diz: - Uma visão do histórico no desvio entre a posição de destino e a posição da válvula enquanto o setpoint está mudando ea válvula está se movendo. - Valor absolute não é importante, apenas alterações devem ser monitoradas. • O que pode causar alterações: - Aumento do atrito na válvula / atuador, restrição na pressão de alimentação ou o fluxo de escape, mudanças nas condições de processo, mudanças na dinâmica das válvulas, tais como tempo de resposta • O que posso fazer para resolver isto: - Verifique o nível de pressão de alimentação ou por quaisquer restrições de fluxo, ou seja, regulador de filtro entupido ou tubulação atuador esmagado. - Verifique se há quaisquer restrições de fluxo de escape. - serviço / actuador de válvula pode ser necessário. - serviço no spool valve pode ser necessário. • Lifecycle Diagnostics - Dynamic State Deviation 78 Lifecycle Diagnostics Warning limit © Metso V a lv e p o s it io n T ra v e l s e tp o in t Quando você olha ciclo limite, isto significa que a válvula tende à apresentar agarramento. DTM Monitoring Posição da válvula Setpoint ND9000 Lifecycle Diagnostics Example Limit Cycle • Se Steady State Deviation ou Dynamic State estado dinâmico são altos ou apresentou aumentos, verifique se há um ciclo limite usando "Monitoring", enquanto o processo está em execução 79 © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Lifecycle Diagnostics | Stiction (Static Friction) • O que isso me diz: - Visão do histórico da diferença entre os valores de nível de pressão da válvula entre a rampa de subida e descida - Deve ser menor que 40% da pressão de alimentação para um bom desempenho de controle. • O que pode causar alterações: - Aumento da indicação: Aumento do atrito interno da válvula, que pode causar problemas de precisão - Diminuição da indicação: problemas como desgaste, quebra do eixo/haste da válvula, ou perda do assentamento. • O que posso fazer para resolver isto: - Reparo Válvula / Atuador pode ser necessário. • Lifecycle Diagnostics - Stiction 80 Lifecycle Diagnostics High Warning limit Online Diagnostics High Alarm Limit Lifecycle Diagnostics Low Warning Limit Online Diagnostics Low Alarm Limit © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Lifecycle Diagnostics | Stable State Load • O que isso me diz: - Visão do histórico da pressão necessária para manter a válvula na posição estável. Com um atuador simples ação temos a idéia da força da mola. - Valor absoluto não é importante, apenas alterações devem ser monitoras. • O que pode causar alterações: - Uma mola quebrada fará com que ele diminua sensivelmente. Para actuadores de duplo efeito isso pode indicar que a válvula está lutando contra a pressão do processo. - Pequenas mudanças podem ser em função da operação da válvula em diferentes ângulos de abertura. • O que posso fazer para resolver isso: - Reparo do atuador pode ser necessário • Lifecycle Diagnostics - Stable State Load 81 © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Lifecycle Diagnostics | Stable State Load • Stable State Load pode diagnosticar se existe uma ruptura de mola dentro do atuador. 82 © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Lifecycle Diagnostics | Load for Opening • O que isso me diz: - Visão do histórico da pressão pneumática necessária para mover a válvula a partir da posição completamente fechada, isto é, fora do assento. Este valor é atualizado apenas quando a válvula é movida a partir da posição completamente fechada. • O que pode causar alterações: - Aumento da indicação: Processo de cristalização/incrustação da válvula / interna ex. Válvulas esferas - Diminuição da indicação: desgaste da sede / quebra, especialmente em Válvulas borboletas • O que posso fazer para resolver isto: - Reparo da válvulapode ser necessário • Lifecycle Diagnostics - Load for Opening 83 Online Diagnostics High Alarm limit Online Diagnostics Low Alarm limit Lifecycle Diagnostics Low Warning limit Lifecycle Diagnostics High Warning limit © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Example Load For Opening diminuição da indição problema na sede da válvula 84 © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Lifecycle Diagnostics | Spool Valve Position • O que isso me diz: - A historical look at.the average position of the spool while the valve is fully stable. - Posição típca 45-55% • O que pode causar alterações: - Vazamento no atuador ou tubing - Após a calibração o substituição do spool valve, a posição pode mudra pouco o percentual sem nenhum problema externo • O que posso fazer para resolver isto: - Reparo do atuador pode ser necessário • Lifecycle Diagnostics - Spool Valve Position 85 © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Example Spool Valve Position mudança na indicação devido à problema no diafragma • Spool Valve Position - tendência mostra claramente a alteração na saída pneumática para compensar o vazamento. Diafragma do atuador danificado, aumento do vazamento! 86 © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Lifecycle Diagnostics | Supply Pressure • O que isso me diz: - Visão do histórico da pressão média de alimentação na conexão "S". • O que pode causar alterações: - Ajuste do regulador, ou um filtro entupido. Assinale isto se a dinâmica da válvula têm degradado ou se há queixas de que a válvula não será totalmente aberto. • O que posso fazer para resolver isto: - Analizar possiveis probelmas com pressão de alimentação. • Lifecycle Diagnostics - Supply Pressure 87 © Metso ND9000 Pressão de alimentação recomendada ND9000 Recommended Supply Pressure Level* Metso Actuator Act. Spring Rate [PSI] Min1 [PSI] Suggested Range2 [PSI] Max1 [PSI] B1C6..60, _502, 602 - 20 See NOTE 1 115 B1C75, 752 - 20 See NOTE 1 70 B1JK… 44 35 45..60 115B1J… 58 45 60..75 B1JV… 80 55 80..95 QPX_A 20 20 20..35 100 QPX_B 40 30 40..55 QPX_C 60 45 60..75 QPX_D 80 55 80..95 VPVL_DA - 20 See NOTE 1 115VPVL_SR4/5 60 45 60..75 VPVL_SR6 80 60 80..95 1 Based on the worst case rating for the actuator and ND9000 2 Should be defined based on actuator torque requirements NOTE 1: Set ~10 psi below the min. expected air supply pressure * Filter Regulators (5um) are always recommended Conceitos gerais: • Não exceda a especificação de pressão máxima do atuador ou 115 psi para o ND9000. • Para spring return, ajuste ~15 psi > que faixa da mola • Para double action, um pouco abaixo da pressão mínima disponível no sistema de ar. • Pressão minima para o ND9000 is 20 psi. 88 © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Lifecycle Diagnostics | Temperature • O que isso me diz: - Visão do histórico da temperatura média no interior do ND9000. • O que pode causar alterações: - Alteração da temperature externa - Temperatura do processo pode alcançar ao limite do posicionador. - Nota: Alerta de Friction com a queda temperature de zero ao mesmo tempo pode indicar congelamento de água dentro do atuador • O que posso fazer para resolver isto: - Analisar possíveis problemas relacionados ao ambiente • Lifecycle Diagnostics - Temperature 89 © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Lifecycle Diagnostics | Valve Position Histogram • O que isso me diz: - Visão do histórico do percentual de abertura vs. tempo de operação da válvula. - Ele é usado para verificar o “comportamento” adequado da válvula. - Uma boa regra de ouro para o bom dimensionamento de uma válvula de controle é a operação entre 20% aberto na vazão mínima e 80% aberto no fluxo máximo. • O que pode causar alterações: - Mudanças nas condições de processo - Bloqueio ou desgaste no trim da válvula • O que posso fazer para resolver isto: - Analisar o dimensionamento da válvula para as condições atuais do processo. • Lifecycle Diagnostics - Valve Position Histogram 90 Essa é uma válvula em condição adequada de controle closed = position < 1% open = position > 99% © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Lifecycle Diagnostics | Valve Position Histogram / conti…… • O que isso me diz: - Visão do histórico do percentual de abertura vs. tempo de operação da válvula. - Ele é usado para verificar o “comportamento” adequado da válvula. - Uma boa regra de ouro para o bom dimensionamento de uma válvula de controle é a operação entre 20% aberto na vazão mínima e 80% aberto no fluxo máximo. • O que pode causar alterações: - Mudanças nas condições de processo - Bloqueio ou desgaste no trim da válvula • O que posso fazer para resolver isto: - Analisar o dimensionamento da válvula para as condições atuais do processo • Lifecycle Diagnostics - Valve Position Histogram 91 closed = position < 1% open = position > 99% Esta é uma válvula de controle de superdimensionada Uma válvula de grandes dimensões pode não ser capaz de controlar com precisão e pode prematuramente desgastar a válvula devido a taxas de fluxo em alta velocidade © Metso ND9000 Lifecycle Diagnostics Lifecycle Diagnostics | Warning Limits for Performance • Warning Limits são ajustados para detectar pequena deterioração no desempenho da válvula. A cada 24h o valor médio é salvo e comparados com o limite de aviso respectivo. Warning limits são tipicamente ajustados entre 20-30% acima da tendência de medição. Warning Limit Descrição Range Steady State Deviation Diferença entre a posição real da válvula e o set point quando a válvula não está se movendo. 0..100% [3%] Dynamic State Deviation Diferença entre a posição real da válvula e o set point quando a válvula está se movendo. 0..100% [20%] Stiction Low A pressão necessária para mover a válvula. 0..290psi [0psi] Stiction High A pressão necessária para mover a válvula 0..290psi [58psi] Load for Opening Low Pressão mín. requerida para abrir a válvula / totalmente fechada 0..145psi [0psi] Load for Opening High Pressão máx.. requerida para abrir a válvula / totalmente fechada 0..145psi [0psi] 92 © Metso ND9000 Counter Diagnostics Counter Diagnostics | Daily Setpoint Reversals • O que isso me diz: - Visão do histórico do número de reversões de setpoint do sistema de controle • O que pode causar alterações: - Mudanças no controle de processo, sintonia do sistema de controle. - Problema com o Trasmissor nível / temperatura / pressão ou limite do ciclo da válvula devido à agarramento. • O que posso fazer para resolver isto: - Analisar se o processo está sendo afetado por outro processo que baixo desempenho de controle ou o feedback de transmissor ‘ruim'. - Verifique o ciclo de limite - Verifique sintonia do Loop • Counter Diagnostics - Daily Setpoint Reversals 93 Counter Diagnostics Warning limit © Metso ND9000 Counter Diagnostics Counter Diagnostics | Daily Valve Reversals • O que isso me diz : - Visão do histórico do Número de reversões da Válvulas realizada pelo ND9000. - Indica condição difícil de operação que a válvula se encontra e a taxa na qual está acumulando desgaste. - Ideal para acompanhar reversões diárias. • O que pode causar alterações: - Aumento da reação Atrito / desgaste do conjunto da válvula. • O que posso fazer para resolver isto: - Analisar se a válvula é capaz de acompanhar as mudanças do setpoint. - Ajustar o ‘tuning’ do ND9000 para previnir oscilações. • Counter Diagnostics - Daily Valve Reversals 94 370 Counter Diagnostics Warning limit © Metso ND9000 Counter Diagnostics Counter Diagnostics | Daily Valve Reversals while Stable Setpoint • O que isso me diz: - Visão do histórico do número de reversões de válvulas realizada pelo ND9000 enquanto o set point é estável. - Ideal que seja baixo ou perto de zero. • O que pode causar alterações: - ‘hunting’ da válvula, possível alto friction, probelmas no ND9 ou ND9“Performance” ajustado muito alto. • O que posso fazer para resolver isto: - Recalibrar / sintonizar o ND9000 para evitar oscilações. • Counter Diagnostics - Daily Valve Reversals while stable setpoint 95 Counter Diagnostics Warning limit © Metso ND9000 Counter Diagnostics Counter Diagnostics | Daily Valve Position • O que isso me diz: - Visão do histórico da posição média de operação da válvula. • O que pode causar alterações: - Possíveis mudanças na operação da planta, possíveis obstruções ou desgaste do trim da válvula. • O que posso fazer para resolver isto: - Se não houve alterações de processo e a posição está diminuendo, verifique desgaste em torno do trim ou se a posição aumentou verifique possíveis incrustações no trim da válvula. • Counter Diagnostics - Daily Valve Position 96 © Metso ND9000 Counter Diagnostics Counter Diagnostics | Counters • Contadores mensura o total de tempo de operação, travel and reversals for setpoint, atuador, válvula e spool valve. Counter Descrição Total Operation Time Número total em horas que o posicionador esteve energizado Total Valve/ Actuator/ Spool Valve / Setpoint Travel Total de travel para a respective categoria. Travel aumenta 1 por movimento completo, ex. 10 movimentos de 10% = 1 travel Total Valve/ Actuator/ Spool Valve / Setpoint Reversals O número total de vezes que a respectiva categoria muda de direção. 97 © Metso ND9000 Counter Diagnostics Counter Diagnostics | Counters • Notas sobre Counter: - Relação de Valve Reversals para Setpoint reversals ou Valve Travel to Setpoint Travel. • Ideal que seja aproximadamente iguais (i.e. Relação de ~1) • Valve reversals muito alto indica movimento indesejável da válvula (hunting) ou comportamento de overshooting (i.e. Relação >5) • Setpoint reversals muito alto indica que a válvula não consegue seguir setpoint e o loop não está ajustado adequadamente à resposta da válvula (i.e. Relação < 0.3) 98 © Metso ND9000 Counter Diagnostics Counter Diagnostics | Warning Limits for Counters • Warning Limits for Counters são usados para gerar alerta quando o contador alcança seu respectivo limite. Usado para lembrar a necessidade de avaliação periódica da válvula. Quando possível, é bom calibrar e testar o desempenho da válvula quando um limite de contador é atingido. 99 © Metso ND9000 Counter Diagnostics Counter Diagnostics | Warning Limits for Counters • Warning Limits for Counters são usados para gerar alerta quando o contador alcança seu respective llimite. . 100 Warning Limit Descrição Range [Default] Total Operation Time O número total de horas que o ND9 foi energizado. Quando desligado, contador para. >=0h [216,000h] Total Valve Travel Movimento acumulativo da válvula quando 1 = 100% stroke >=0 [250,000] Total Valve Reversals O número de vezes que o valor muda de direção >=0 [1,000,000] Daily Valve Reversals O número de vezes que o valor muda de direção por dia >=0 [10,000] Daily Valve Reversals while Stable Setpoint O número de vezes que o valor muda de direção por dia, enquanto o set point é estável >=0 [5,000] Total Actuator Travel Movimento acumulativo do atuador quando 1 = 100% stroke >=0 [250,000] Total Actuator Reversals O número de vezes que o actuador muda de direção >=0 [1,000,000] Total Spool Valve Travel Movimento acumulativo da spool valve quando 1 = 100% stroke >=0 [10,000,000] Total Spool Valve Reversals O número de vezes que houve mudanças de direção do spool valve >=0 [10,000,000] Daily Setpoint Reversals O número de vezes que o setpoint muda por dia >=0 [10,000] Nota: Não deve ser> 0,5% de variação para detectar uma viagem ou reversão © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Visão geral • Testes Off-line irão avaliar o desempenho da válvula de controle. Os testes são realizados pelo próprio dispositivo sem qualquer mudança no sinal de entrada a partir do sistema. Antes de realizar qualquer teste Off-line, deve ter- se o cuidado de que a válvula não está em processo ou o estado do processo permite que a válvula se mova totalmente posição fechada para totalmente aberta. • Visão geral dos testes - Multipoint Step Test – 1 ou mais, até 10, steps são realizados com específicas posições de start/stop e duração. - Dynamic Loop Test - A válvula é movimentada desde o início até a posição final e volta. - Valve Analysis Test – A válvula é movimenta a partir de posição fechada para “target”, mantida durante o tempo constante, Movimenta para abrir e em seguida volta para a mesma ‘rampa’. - Valve Deadband Test – Após a válvula se mover para a posição inicial, o set point é aumentado em 0,1% passos até que a válvula se mova. O setpoint é, em seguida, diminuido em 0,1% passos até que a válvula se mova. 101 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Valve Offline Tests | Multipoint Step Test • O multipoint step test avalia o desempenho de controle; quão bem o set point é seguido, estabilidade e velocidade de resposta. Parameter Description Range [Default] Number of Steps Number of steps 1..10 [1] Start Position Valve starting position 0..100% [40%] Stop Position Valve end position 1..100% [60%] Init Time Time to reach the Start Position 0..120s [10s] Duration Time between successive steps 1..120s [20s] Total Time per step = Init Time + Duration 102 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Multipoint Step Test Results Indica: Desempenho de controle, estabilidade, tempo de resposta Test Result Descrição Dead Time, Td Tempo ápós mudança do sinal de entrada até que a válvula se mova. Step Response Time, T63 & T86 Tempo para a válvula mova-se de 63,0% ou 86,5% do passo realizada. Overshoot movimento na posição de stop, como uma percentagem do passo realizado Travel Gain Relação do movimento atual da válvula para um step. Ideal = 1.0 103 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Multipoint Step Test Example: Aumento do Friction na Válvula 104 Movimento da válvula Lento durante meio step Increased dead time Baseline © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Multipoint Step Test Example: Vazamento no cilindro do atuador 105 Aumento do desvio a partir do setpoint Baseline © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Multipoint Step Test Example: Restrição na linha de Ar 106 tempo de resposta aumentou apenas na direcção do ar. Nota: que as grandes mudanças de setpoint são normalmente necessários para ver uma mudança em resposta devido a uma restrição de suprimento de ar. Baseline © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Multipoint Step Test Examples: Misc 107 Overshoot © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Valve Offline Tests | Dynamic Loop Test • O dynamic loop test avalia a estabilidade, a “suavidade” de controle e as eventuais dificuldades de controle em determinados ângulos de abertura. Parameter Descrição Range [Default] Start Position Posição de início da válvula 0..100% [5%] End Position Posição final da válvula 0..100% [95%] Init Time Tempo para inciar o ponto de início 0..120s [10s] Ramp Time Duração de cada rampa 1..500s [60s] Total Time per step = Init Time + (2 * Ramp Time) 108 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Dynamic Loop Test Results Test Result Descrição Maximum Dynamic Error Band diferença máxima de curso da válvula entre rampa abertura/fechamento. Note-se a primeira e a última a 10% da rampa são ignorados. Setpoint at Maximum Dynamic Error Band O valor do setpoint em que a margem máxima de erro dinâmico é medida. Indica: estabilidade, suavidade de controle, dificuldade de controle em certos pontos de abertura. 109 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Dynamic Loop Test Example: Normal 110 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Dynamic Loop Test Example: Deslizamento da haste/eixo 111 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Dynamic Loop Test Example: Deslizamento da haste/eixo 112 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Valve Offline Tests | Valve Analysis Test• O valve analysis determina o desempenho de controle Parameter Descrição Range [Default] Target Position Posição na qual a válvula de para a medição histerese estática. 10..90% [50%] Steady Time Tempo para permanecer na posição de destino e a tempo para permanecer na posição 100% antes da rampa de início de fechamento. 1..30s [10s] Init Time Tempo para a válvula atingir a posição 0% quando se inicia o teste. 0..120s [10s] Ramp Time Tempo para a válvula se movimentar entre a posição 0% ou 100%. 10..500s [30s] Total Time per step = Init Time + (4 * Ramp Time) + (2 * Steady Time) 113 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Valve Analysis Test Results Indica: Desempenho de controle Test Result Descrição Static Hysteresis A diferença entre a posição média da válvula na rampa de abertura vs rampa de fechamento, durante o tempo constante na posição ‘target’. Dynamic Sensitivity Alteração percentual no sinal de entrada necessário para iniciar o movimento da válvula novamente após o tempo constante da rampa de abertura. Load for Opening Alteração de pressão necessária para começar a abrir a válvula de uma posição fechada. Seat Load A diferença de pressão absoluta entre a pressão de alimentação (mola para abrir), ou a pressão do ar (mola para fechar), e a pressão à qual a válvula fecha. Stroking Range open to close, (close) A pressão do actuador quando a válvula está em movimento de aberto para fechada e atinge a posição fechada. Stroking Range open to close, (open) A pressão no actuador quando a válvula está começando a mover-se suavemente da posição aberta para a posição fechada. Stroking Range close to open, (close) A pressão no actuador quando a válvula está começando a mover-se suavemente a partir do encerramento para a posição aberta. Stroking Range close to open, (open) A pressão do actuador quando a válvula se move a partir da posição fechada para aberta e atinge a posição aberta. 114 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Valve Analysis Test Example: Aumento Friction na Válvula 115 Baseline diferença de pressão aumentou durante todo o curso completo. © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Valve Analysis Test Example: Vazamento no cilindro do atuador 116 Baseline diferença de pressão aumentou apenas na posição “target”. © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Valve Analysis Test Example: Restrição na linha de Ar 117 Baseline diferença de pressão diminuiu apenas na posição ‘target’. © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Valve Offline Tests | Valve Deadband Test • O Deadband test avalia o controle de resolução sobre reversão de direção; o intervalo através do qual o sinal de entrada pode ser variada sem uma mudança de posição da válvula. Parameter Descrição Range [Default] Start Position Válvula posição inicial 0..100% [50%] Init Time Tempo para atingir a posição inicial 0..120s [10s] Step Wait Time Tempo entre sucessivas etapas de 0,1%. Quando o sinal muda de direção o tempo de espera é dobrado 1..20s [5s] The maximum test time is 40 * Step Wait Time 118 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Deadband Test Results Test Result Descrição Deadband Percentual de alteração do valor nominal, mediante inversão de direção, necessário para alterar a posição da válvula Indica: Resolução de Controle 119 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Deadband Test Example: Aumento Friction na Válvula 120 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Deadband Test Example: Vazamento cilindro do Atuador 121 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Deadband Test Example: Restrição linha de Ar 122 © Metso ND9000 Off-line Valve Tests Compare … Tests • Cada teste que é executado são salvos em um banco de dados no PC. • Para comparar os resultados dos testes, clique em Selecionar A .. e Selecione B .. para escolher a partir de uma lista dos testes salvos. • Você pode importar / testes de exportação pelo botão direito sobre o Teste A ou coluna Teste B. • A tabela de comparação de teste e gráfico podem ser salvos em um relatório com "Salvar como PDF" 123 Diagnostics Workflow High Friction Example 124 © Metso High Valve Friction Example • Monitorar o sistema de Monitoramento de Alerta / Condição para qualquer alerta. - Quando a alto friction na válvula provoca um desvio do valor nominal no ND9000 que irá ativar um alarme de desvio, bem como um alarme problema de Friction. • Inicie o sistema de gestão de ativos e carregue os dados de diagnósticos do ND9000 memória onboard. - Primeira visão é do Performance View. Valve Friction vai ser visto como uma diminuição nas barras de desempenho da válvula e do actuador. Clique no relatório de dispositivo para ver os detalhes e ações recomendadas. © Metso High Valve Friction Example Continuação… - Under the Lifecycle Diagnostics abrir a tendência stiction. Aumentos na tendência irá indicar que a pressão requerida para mover a válvula, enquanto no intervalo de controle aumentou. - Através do Lifecycle Diagnostics abra o Load for Opening trend. Aumentos na tendência indicar a pressão necessária para mover a válvula a partir da posição completamente fechada aumentou. Isto pode indicar a acumulação ou escoriações na sede da válvula. © Metso High Valve Friction Example Continuação… • Durante a próxima parada executar um teste de análise de válvula e comparar com o último teste. Advanced Settings ND9000 128 © Metso ND9000 Advanced Settings Advanced | Flow Modification • Flow Modification permite que você modifique a curva característica de fluxo de uma válvula para melhorar a controlabilidade e otimizar o desempenho malha de controle. Input Signal Modification Descrição Not Used (Linear) Flow modification não é usado Shape Factor < 1.0 = quick opening; 1.0 = linear; > 1.0 = equal percent Custom Table Selecione um modelo, crie manualmente a tabela da curva, ou usar o assistente 129 © Metso ND9000 Advanced Settings Advanced | Reset • Reset permite limpar o histórico de diagnósticos e status. Depois de repor os itens, os dados antigos são excluídos permanentemente. Reset Options Statuses Configuration Changed Flag Diagnostics Counters, Trends, Event Log, All Selecione a opção desejada e pressione “Reset” 130 © Metso ND9000 Advanced Settings Advanced | Status Configuration • Status configuration permite desativar ou reativar todos os status dentro do dispositivo. Isso pode ser usado para desativar os alertas ativos. Desmarcar um alertas indesejados, em seguida, fazer o download das alterações 131 © Metso ND9000 Advanced Settings Advanced | Write Protection • Write Protection permite bloquear e desbloquear o dispositivo LUI (Interface de Usuário Local) e evita escrever comandos de outro mestre HART primária ou secundária. Write Protection Description Unlocked LUI is not write protected Temporary LUI locked until the device is restarted Permanent LUI locked until the target is set to Unlocked Selecione a opção desejada e então baixar as mudanças 132 © Metso ND9000 Advanced Settings Advanced | Write Protection • Quando o dispositivo está protegido contra gravação, seguintes ações são impedidos : - Todas as opções de calibração - Alteração de parâmetros de configuração • Quando o dispositivo está protegido contra gravação, seguintes ações são permitidas : - ler eventos - ler estátisticas - ler parâmetros Date Author Title133 LUI shows a Lock Symbol © Metso ND9000 Advanced Settings Advanced | HART Configuration • HART Configuration permite ajustar o HART Dynamic Variables e configuração Burst Mode. Selecione as opções desejadas, em seguida, fazer o download das alterações 134 © Metso ND9000 Advanced Settings Advanced | HART Configuration • Explicação sobre HART Dynamic Variable - O dispositivo irá responder com os dados variáveis HART cada vez que recebe o comandoHART. • 3: Leia variáveis dinâmicas e “corrente do circuito” • Explicação sobre Burst mode - O dispositivo pode enviar uma resposta HART repetidamente sem comando repetido. Isto pode ser usado para enviar, por exemplo, variáveis de dispositivo ou informações de status, dependendo do comando : • 1: Read Primary Variable • 2: Read Loop Current and Percent of Range • 3: Read dynamic variables and loop current • 9: Read device variables with status - NOTA: modo Burst só pode ser ligado e configurado remotamente através HART (DTM). 135 © Metso ND9000 Advanced Settings Advanced | HART Configuration 136 Parameter Description Options / Range 1st, 2nd, 3rd, & 4th Dynamic Variable Code Device variable assignment to the HART Dynamic Variables (PV, SV, TV, QV). i.e. the variables used in Monitoring Setpoint, Valve Position, Cylinder Pressure C1, Cylinder Pressure C2, Supply Pressure, Device Temperature, Spool Position, Target Position, Actuator Pressure Difference Supply Pressure Unit Unit for supply pressure variable Bar / Psi Pressure Difference Unit Unit for pressure difference variable Bar / Psi Device Temperature Unit Unit for device temperature variable °C / °F Cylinder Pressure (C1) Unit Unit for cylinder pressure (C1) variable Bar / Psi Cylinder Pressure (C2) Unit Unit for cylinder pressure (C2) variable Bar / Psi Response Preambles Number of preambles in the slave device response in HART Communication 5..20 Burst Mode Control Turn Burst Mode Off or On Off / On Burst Mode Command HART Command sent in burst mode 1 (Primary variable), 2 (Loop current & percent of range), 3 (Dynamic variables & loop current), or 9 (Device variables with status) 1st, 2nd, 3rd, & 4th Burst Variable Code Device variable assignment to the HART Burst Variables (PV, SV, TV, QV). Setpoint, Valve Position, Cylinder Pressure C1, Cylinder Pressure C2, Supply Pressure, Device Temperature, Spool Position, Target Position, Actuator Pressure Difference © Metso ND9000 Advanced Settings Device Variable Options 137 Device Variable Description Setpoint Loop current/setpoint from the host. The process connection. Valve Position The measured position of the valve between the values of 0..100%. The calibration determines this travel range so 0% is the minimum valve opening and 100% is the maximum valve opening. Target Position Final valve set point after all signal modifications (computational value) Spool Position Position of the internal spool valve controlling the cylinder pressures of the pneumatic actuator. Cylinder Pressure C1 Measured pressure from cylinder 1 at port ”C1” Cylinder Pressure C2 Measured pressure from cylinder 2 at port ”C2” Actuator Pressure Difference Difference of pressures C1 and C2 (computational value) Supply Pressure Supply pressure provided for the pneumatic control valve at port “S” Device Temperature Temperature inside the device on the PCB. © Metso ND9000 History History • A função Histórico permite-lhe verificar se há alteração nos parâmetros do dispositivo e restaurar as mudanças anteriores à DTM e dispositivo. Pressione a laranja Seta para restaurar os valores antigos, em seguida, Confirmar e descarregue as mudanças 138 © Metso ND9000 Exporting DTM Data Export DTM Data as an XML • O XML Export permite o envoi de dados DTM para outro PC ou usuário. 1. Faça o upload dos dados para o DTM e executar todos os testes desejados. 2. Disconecte o device, clique na “chave de fenda” e “Export…” 3. Selecione o local e nome do arquivo e export file 4. A exportação criará um .XML e um arquivo DAT. O arquivo DAT contém os dados de teste e de história off-line armazenados 139 company/metso metsogroup metsoworldmetsoworld metsogroup www.metso.com
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