Prima pagina MANUALE D USO. FLOWSIC100 Flare. Descrizione Installazione Funzionamento

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1 Prima pagina MANUALE D USO FLOWSIC100 Flare Descrizione Installazione Funzionamento

2 Informazioni sul documento Prodotto Nome del prodotto: FLOWSIC100 Flare ID documento Titolo: Manuale d uso FLOWSIC100 Flare N. ordine: Versione: 2.1 Data di pubblicazione: Produttore SICK AG Erwin-Sick-Str. 1 D Waldkirch Germania Telefono: Fax: info.pa@sick.de Luogo di fabbricazione SICK Engineering GmbH Bergener Ring 27 D Ottendorf-Okrilla Germania Marchi Windows è un marchio d Microsoft Corporation. Altri nomi di prodotti menzionati nel presente documento potrebbero essere marchi e sono qui utilizzati per scopi puramente identificativi. Documenti originali La versione inglese del presente documento è quella originale del produttore. SICK AG declina qualsivoglia responsabilità in merito alla correttezza di traduzioni non autorizzate. In caso di dubbi si prega di rivolgersi al produttore. Informazioni legali. SICK AG. Tutti i diritti riservati. 2 FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

3 Simboli di avvertenza Pericolo (generale) Pericolo causato dalla tensione Pericolo causato da gas esplosivo o combustibile Pericolo causato da sostanze nocive Livelli di avvertenza e terminologia PERICOLO Rischio di situazione pericolosa che comporta gravi lesioni personali o la morte. AVVERTENZA Rischio di situazione pericolosa che può comportare gravi lesioni personali o la morte. ATTENZIONE Pericolo o procedura non sicura che può comportare lesioni personali o danni materiali. NOTA Pericolo che può comportare danni materiali. Simboli per le informazioni Informazioni per l uso in atmosfere potenzialmente esplosive Informazioni tecniche importanti su questo prodotto Informazioni aggiuntive Collegamento ad altre informazioni FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG 3

4 Contents Contents 1 Informazioni importanti Informazioni sul documento Pericoli principali Pericoli derivanti da gas caldi, freddi (criogenici) o aggressivi oppure da pressioni elevate Pericoli causati dalle apparecchiature elettriche Pericoli causati da gas esplosivi o combustibili Uso previsto Campo di applicazione del dispositivo Utilizzo corretto Limitazioni d uso Responsabilità dell utilizzatore Informazioni generali Informazioni di sicurezza e misure di protezione Dispositivo per il trasporto sicuro delle unità emettitore-ricevitore Descrizione del prodotto Informazioni di base sul sistema Principio di funzionamento Configurazione del sistema Comunicazione fra unità emettitore-ricevitore e unità di controllo Panoramica del sistema Componenti del sistema Unità emettitore-ricevitore FLSE Accessori per il montaggio Utensile per il montaggio del manicotto Unità di controllo MCUP Cavi di collegamento e pressacavi Tronchetto calibrato (opzione) Calcoli Calcolo e taratura della portata volumetrica Calcolo della portata massica e del peso molecolare Uso di trasmettitori di pressione e temperatura esterni Tempo di risposta Ciclo di controllo Controllo del punto di zero Span test Uscita analogica del ciclo di controllo FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

5 Contents 3 Montaggio e installazione Operazioni preliminari Scelta della posizione di installazione e misurazione Note aggiuntive sulle operazioni preliminari Note per l installazione di unità emettitore-ricevitore in configurazioni a 1, 2 o 3x1 raggi Operazioni preparatorie Indicazioni generali Note specifiche per la movimentazione del tronchetto calibrato Montaggio Montaggio dei manicotti sulla tubazione (sistemi di misura senza tronchetto calibrato) Installazione del tronchetto calibrato sulla tubazione Installazione dell unità di controllo MCUP Montaggio dell unità MCUP con flangia di fissaggio opzionale per montante da 2 pollici Note generali per l installazione delle unità emettitore-ricevitore Montaggio delle unità emettitore-ricevitore non estraibili Montaggio delle unità emettitore-ricevitore estraibili Installazione elettrica Informazioni generali e prerequisiti Requisiti per i cavi Requisiti per l installazione in zona Ex Collegamento delle unità emettitore-ricevitore Collegamenti dell unità MCUP Cablaggio Montaggio e collegamenti dei moduli opzionali d interfaccia e I/O Collegamento per trasmettitori esterni di pressione e temperatura Collegamento dei contatti di relè Messa in funzione e impostazione dei parametri Elementi di base Informazioni generali Installazione e uso del programma SOPAS ET Collegamento al dispositivo Informazioni sull utilizzo del programma Guida in linea Messa in funzione standard Immissione dei parametri specifici dell applicazione nelle unità emettitore-ricevitore Immissione nell unità MCUP di parametri specifici per la configurazione a un solo raggio Configurazione di parametri specifici per applicazioni con 2 raggi e tubazioni da 10" Impostazione del ciclo di controllo Impostazione dei parametri delle uscite analogiche Impostazione dei parametri per l uscita a impulsi Impostazione dei parametri degli ingressi analogici Definizione del valore di soglia Registro Backup dei dati Avvio della normale funzione di misura FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG 5

6 Contents 4.3 Funzione avanzata di messa in esercizio Immissione dei dati del cliente Immissione dei parametri relativi ai contatori Archiviazione dei dati Importazione in Excel di file CSV con caratteri speciali Immissione dei parametri di processo Impostazione dei parametri del modulo d interfaccia Impostazione dei parametri del modulo Modbus e HART Bus Taratura della misurazione della velocità del gas Funzionamento e impostazione dei parametri mediante display LCD opzionale Informazioni generali per l utilizzo Struttura dei menu Impostazione dei parametri Utilizzo del programma SOPAS ET per modificare le impostazioni di visualizzazione173 5 Manutenzione Informazioni generali Manutenzione delle unità emettitore-ricevitore Smontaggio delle unità emettitore-ricevitore Pulizia dell unità emettitore-ricevitore Manutenzione dell unità MCUP per zona Specifiche Dati tecnici Dimensioni e codici Unità emettitore-ricevitore FLOWSIC100 EX-S Unità emettitore-ricevitore FLOWSIC100 EX/EX-RE Unità emettitore-ricevitore FLOWSIC100 EX-PR Elenco dei componenti delle unità emettitore-ricevitore Cavi di collegamento Scatola di derivazione per zona 2 Ex (solo per versione ATEX) Manicotti Accessori aggiuntivi per unità emettitore-ricevitore estraibile Unità di controllo MCUP Optional per l unità di controllo MCUP Ingressi e uscite Modulo d interfaccia Moduli d interfaccia per MCUP versione da 19" Password Istruzioni per l installazione della tenuta Check list di messa in esercizio SICK Schemi elettrici per MCUP zona 1 Ex - Esempi di configurazione con moduli opzionali Schemi elettrici per USA e Canada FLSE100-EXS/FLSE100-EXPR FLSE100-EX/FLSE100-EXRE Collegamento per trasmettitori esterni di pressione e temperatura FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

7 Informazioni importanti FLOWSIC100 Flare 1 Informazioni importanti Informazioni sul documento Pericoli principali Uso previsto Responsabilità dell utilizzatore Dispositivo per il trasporto sicuro delle unità emettitore-ricevitore FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V2.1 SICK AG 7

8 Informazioni importanti 1.1 Informazioni sul documento Questo manuale d uso contiene informazioni di base su funzionamento, installazione, messa in esercizio e manutenzione. Per informazioni dettagliate sui controlli di funzionamento e le impostazioni dei dispositivi, il backup dei dati, l aggiornamento del software, la gestione di malfunzionamenti ed errori e possibili riparazioni, vedere il manuale di manutenzione del sistema di misura FLOWSIC100 Flare. NOTA Prima di effettuare un intervento, leggere il manuale d uso. Tutte le norme di sicurezza e le avvertenze devono sempre essere rispettate. 8 FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

9 Informazioni importanti 1.2 Pericoli principali Pericoli derivanti da gas caldi, freddi (criogenici) o aggressivi oppure da pressioni elevate Le unità emettitore-ricevitore sono montate direttamente sulla tubazione che convoglia il gas. In caso di pericolo potenziale ridotto (ad es. assenza di gas tossici, aggressivi o esplosivi, gas non pericolosi per la salute, pressione non critica, temperatura del gas non troppo alta né bassa/criogenica), montaggio e smontaggio possono essere eseguiti con l impianto in funzione, a condizione che vengano rispettate le norme e gli avvisi di sicurezza e che si adottino le opportune misure di protezione. Devono inoltre essere rispettate le normative speciali applicabili all impianto. AVVERTENZA - Pericoli connessi al gas Gli interventi su apparecchiature con elevato potenziale di rischio, ad esempio gas tossici, aggressivi ed esplosivi, rischio per la salute, pressioni e temperature elevate e temperature basse (criogeniche), devono essere effettuati in base alle leggi, alle normative e alle linee guida, nonché seguendo le istruzioni dell operatore dell impianto. Il montaggio dei dispositivi su impianti in funzione può essere eseguito soltanto da personale autorizzato con apposita qualifica per il metodo hot tapping (personale autorizzato pag. 16, 1.4). In caso contrario possono verificarsi gravi lesioni, quali intossicazioni, ustioni, ecc. Il personale deve essere formato e tecnicamente preparato per le installazioni con il metodo hot tapping e deve conoscere le leggi, le norme generali e le disposizioni locali. Per le installazioni in impianti in funzione è sempre necessario il consenso scritto dell operatore dell impianto. La responsabilità della professionalità del personale ricade unicamente sull operatore dell impianto. Si dovranno rispettare tutte le norme di sicurezza applicabili all impianto e adottare tutte le misure di protezione fondamentali e applicabili. Dovranno inoltre essere rispettate tutte le normative o disposizioni speciali applicabili all impianto Pericoli causati dalle apparecchiature elettriche Il sistema di misura FLOWSIC100 Flare è un apparecchiatura per impianti industriali che utilizzano tensioni elevate. AVVERTENZA - Pericolo causato dalla tensione di rete Prima di effettuare interventi sui collegamenti di rete o su componenti in cui circolano tensioni elevate, scollegare l alimentazione di rete. Prima di riattivare l alimentazione di rete rimontare eventuali dispositivi di protezione rimossi Pericoli causati da gas esplosivi o combustibili Il sistema di misura FLOWSIC100 Flare può essere utilizzato in atmosfere potenzialmente esplosive conformemente alle specifiche del prodotto. AVVERTENZA - Pericoli causati da gas esplosivi o combustibili Nelle atmosfere potenzialmente esplosive utilizzare esclusivamente la versione di FLOWSIC100 Flare specifica per tale applicazione ( pag. 10, 1.3.2). Durante gli interventi di installazione sugli impianti in funzione (metodo hot tapping ) attenersi alle istruzioni riportate nel FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V2.1 SICK AG 9

10 Informazioni importanti 1.3 Uso previsto Campo di applicazione del dispositivo Il sistema di misura FLOWSIC100 Flare deve essere utilizzato esclusivamente per la misura di velocità e volume del gas, portate massiche e peso molecolare nelle tubazioni Utilizzo corretto Informazioni generali Il dispositivo deve essere utilizzato nel rispetto delle presenti istruzioni. Il produttore declina qualsiasi responsabilità per impieghi diversi. Per preservare il corretto funzionamento del dispositivo nel tempo, attenersi alle istruzioni di manutenzione, controllo, trasporto e immagazzinamento. Non rimuovere, aggiungere o modificare componenti all interno o all esterno del dispositivo, salvo quando specificato e descritto nelle informazioni fornite dal produttore. In caso contrario: il dispositivo potrebbe diventare pericoloso la garanzia del produttore perde di validità Non utilizzare parti o componenti danneggiati Unità emettitore-ricevitore FLSE100 per zone Ex Sono disponibili come optional le unità emettitore-ricevitore versione FLOWSIC100 EX-S, EX, EX-RE e EX-PR per l impiego nelle zone 1 e 2 Ex o per la sola zona 2 Ex. Le unità emettitore-ricevitore contrassegnate con le diciture ATEX II 2 G IECEx e CSA classe I divisione 1 sono omologate per l impiego con gas nelle zone 1 e 2 Ex. Le unità emettitore-ricevitore contrassegnate con le diciture ATEX II 3 G e CSA classe I divisione 2 sono omologate per l impiego con gas nella zona 2 Ex Uso del sistema FLOWSIC100 FLARE in base alla classe di temperatura e alla temperatura del processo Installazione e uso delle unità emettitore-ricevitore FLSE100 in cui i componenti elettronici e i trasduttori sono nella stessa area Questa area viene definita come zona pericolosa, cioè zona 1 o zona 2, in cui è presente un atmosfera esplosiva in condizioni atmosferiche normali con: temperatura ambiente specificata da -40 a +70 C per T4 o da -40 a +55 C per T6, temperatura ambiente minima di -50 C come opzione pressione ambientale da 80 kpa (0,8 bar) a 110 kpa (1,1 bar) aria con tenore di ossigeno normale, in genere 21% v/v. 10 FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

11 Informazioni importanti Classe di temp. richiesta per zona pericolosa Temperatura del gas consentita a seconda del codice di temperatura dell FLSE100 Caso 1 (vedere pag. 11, Tabella 1): All esterno della tubazione l atmosfera è esplosiva in condizioni atmosferiche normali, cioè rientra nelle categorie zona 1 o zona 2. All interno della tubazione le condizioni di processo possono essere diverse da quelle atmosferiche. Le condizioni di processo possono rientrare nel campo specificato sulla targa dell FLSE100. In questo caso il gas o la miscela di gas può essere combustibile ma non deve essere esplosiva. Casi 2 e 3 (vedere pag. 11, Tabella 1): Sia all interno che all esterno della tubazione è presente un atmosfera esplosiva in condizioni atmosferiche normali. La parete del tubo separa le diverse zone, vale a dire zona 1 all interno del tubo e zona 2 all esterno. Ciò significa che la temperatura del gas e la pressione nella tubazione non devono superare i valori ambientali specificati. NOTA La parete del tubo funge da barriera divisoria delle zone. Tabella 1 Temperatura del gas consentita per il codice di temperatura Caso 1 Caso 2 Caso 3 Trasduttore a ultrasuoni Trasduttore a ultrasuoni all esterno dell atmosfera all interno dell atmosfera esplosiva, esplosiva, zona 1 o 2 zona 1 o 2 Elettronica all interno Elettronica all interno dell atmosfera dell atmosfera esplosiva, esplosiva, zona 1 o 2 zona 1 o 2 Pressione e temperatura del gas Pressione e temperatura del conformi alle specifiche ambientali gas conformi alle specifiche del dispositivo di targa del dispositivo Trasduttore a ultrasuoni all interno dell atmosfera esplosiva, zona 0 Elettronica all interno dell atmosfera esplosiva, zona 1 o 2 Pressione del gas a livello atmosferico e temperatura di max. +60 C Solo per tipi EX-S e EX-PR Zona 1 o 2 Atmosfera Zona 1 o 2 Zona 1 o 2 Zona 1 o 2 Zona 0 non Ex Il dispositivo FLSE100 standard (codice di temperatura T4) può essere utilizzato con le seguenti temperature del gas: T C C C T C C C T C C C FLSE100 con opzione T6 (non disponibile per versioni per alte temperature): T C C C 1 Versione opzionale per basse temperature con temperatura minima di -196 C (non disponibile per zona 1 EX/EX-RE e CSA) 2 Opzione per temperatura minima di -50 C 3 Limite per FLSE100 versione per temperature standard: +180 C, limite per FLSE versione per basse temperature: +100 C FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V2.1 SICK AG 11

12 Informazioni importanti NOTA Se la temperatura effettiva del gas nella tubazione è superiore a quella di accensione indicata nel codice di temperatura riportato sulla targa del dispositivo FLSE100, la possibile atmosfera esplosiva non deve contenere gas classificati in un codice con temperatura di accensione inferiore a quella massima del gas rispetto alla temperatura superficiale esterna della tubazione stessa. È necessario considerare la possibilità di riscaldamento dell aria ambiente ad opera della tubazione. La temperatura ambiente intorno alla custodia elettronica non deve superare i +70 C per il dispositivo FLSE100 con marcatura T4 e i +55 C per FLSE100 con marcatura T6. La responsabilità di rispettare questi requisiti ricade unicamente sull utilizzatore. In particolare, per il dispositivo FLSE100 con codice di temperatura T6 esiste il rischio di disattivazione non ripristinabile a causa degli interruttori termici presenti all interno della custodia elettronica. In questo caso il dispositivo FLSE100 deve essere riparato soltanto dal produttore e la garanzia decade. Il rispetto dei requisiti di cui sopra ricade unicamente sull utilizzatore. 12 FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

13 Informazioni importanti Unità emettitore-ricevitore con meccanismo di estrazione della sonda Il meccanismo di estrazione consente di rimuovere e rimontare le unità emettitore-ricevitore complete del FLOWSIC100 per eseguire interventi di manutenzione o sostituzione senza dover scaricare la pressione dalla tubazione in cui il sistema di misura è montato. In questo modo gli interventi di manutenzione non impongono l arresto del processo. AVVERTENZA - Pressioni e temperature d esercizio Utilizzare il meccanismo di estrazione della sonda soltanto alle temperature e pressioni d esercizio del gas riportate di seguito. Dispositivi tipo FL100 EX-S, EX e EX-RE Temperature del gas: da -20 C a +200 C Pressione d esercizio massima di 16 bar a 50 C (vedere gli schemi riportati nei paragrafi ) Dispositivo tipo FL100 EX-PR Temperature del gas: da -20 C a +200 C Il limite massimo di pressione d esercizio è di +0,5 bar in tutto il campo di temperatura AVVERTENZA - Gas pericoloso (potenzialmente esplosivo o tossico) Durante lo smontaggio e il montaggio dei gruppi dei trasduttori fuoriescono piccole quantità di gas. In condizioni di uso corretto l accumulo di gas bloccato nello spazio di estrazione è inferiore a 0,5 dm³ per dispositivi di tipo EX-S, EX ed EX-RE e a 2,5 dm³ per il dispositivo di tipo EX-PR. Il personale che esegue queste operazioni negli impianti con gas tossici o dannosi per la salute deve indossare dispositivi di protezione individuale adeguati al fine di evitare lesioni personali Unità di controllo MCUP L unità di controllo MCUP è disponibile nelle versioni per l impiego nelle zone 1 e 2 Ex o solo nella zona 2 Ex oppure per l uso in zone non Ex. Le unità di controllo con marcatura ATEX II 2 G Ex de II C T6 sono omologate per l impiego nelle zone 1 e 2 Ex. Le unità di controllo con marcatura ATEX II 3 G Ex na II T4 sono omologate solo per l impiego in zona 2 Ex o per le aree sicure. AVVERTENZA - Pericolo di esplosione L unità di controllo MCUP senza protezione contro le esplosioni può essere utilizzata solo in zone non Ex. Utilizzare l unità di controllo MCUP con protezione contro le esplosioni unicamente come previsto dalla marcatura Ex. FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V2.1 SICK AG 13

14 Informazioni importanti Limitazioni d uso AVVERTENZA - Pericolo causato da pressioni/temperature Utilizzare il sistema di misura solo entro i limiti di pressione e temperatura specificati nel manuale d uso e sulla targa identificativa del dispositivo. I materiali impiegati devono essere resistenti ai gas del processo. AVVERTENZA - Tensione pericolosa Quando si utilizzano unità emettitore-ricevitore FLSE100-EXS e EXPR per zona 1 la tensione nominale U M impiegata nell area sicura non può superare i 125 V. Eventuali tensioni più elevate possono mettere a rischio la sicurezza intrinseca del circuito dei trasduttori a ultrasuoni in caso di errori. Accertarsi che la tensione nominale U M utilizzata nell area sicura non superi i 125 V. Il dispositivo FLOWSIC100 Flare non è dotato di interruttore di alimentazione. Predisporre e installare un dispositivo sezionatore adeguato. I trasduttori a ultrasuoni e le sonde devono preferibilmente essere installati in tubazioni di trasporto del gas. Non è strettamente necessario che all interno della tubazione prevalgano le condizioni atmosferiche. La parete del tubo funge quindi da divisorio fra le zone, vale a dire che non viene definita una zona Ex all interno della tubazione, almeno temporaneamente. AVVERTENZA - Pericolo di perdite Non è consentito utilizzare il sistema in presenza di perdite. La custodia metallica completamente saldata e sigillata ermeticamente e la tenuta devono essere conformi ai requisiti di sicurezza, così come la tubazione per quanto riguarda la pressione e la temperatura nominali e la compatibilità dei materiali con il mezzo. I trasduttori a ultrasuoni con i loro alloggiamenti a tenuta di gas e pressione devono essere installati nella tubazione garantendo lo stesso tipo di tenuta. A seconda della configurazione, è necessario utilizzare almeno una tenuta con O-ring conformemente a DIN 3771 o una flangia di tenuta normalizzata. La tenuta stessa deve essere di materiale compatibile con il mezzo e adatta alle condizioni specifiche dell applicazione. Prima di eseguire l installazione verificare che le superfici e gli elementi di tenuta siano intatti. Dopo l installazione verificare la tenuta adottando metodi adeguati. Durante il funzionamento controllare regolarmente che non siano presenti perdite e sostituire la tenuta quando necessario. La tenuta deve essere verificata con metodi adeguati dopo l installazione e dopo ogni intervento che richiede smontaggio e rimontaggio. Durante il funzionamento si dovrà controllare regolarmente che non siano presenti perdite e sostituire la tenuta quando necessario. In caso di smontaggio e rimontaggio si dovranno utilizzare sempre nuove tenute adatte per la configurazione specifica. 14 FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

15 Informazioni importanti Uso delle unità emettitore-ricevitore FLSE100-EXS nella zona 0 Le sonde a ultrasuoni possono essere utilizzate anche nella zona 0 in condizioni atmosferiche (temperatura ambiente da -20 a 60 C e pressione ambientale da 0,8 a 1,1 bar assoluti). Il dispositivo dovrà avere come minimo la marcatura II 1/2 G Ex ia. Le sonde a ultrasuoni in titanio possono essere utilizzate nella zona 0 solo se il mezzo non contiene solidi (ad esempio polvere o altre particelle) e se sono installate nella zona 0 (ad esempio dentro un tubo) in modo tale da escludere il pericolo di accensione a causa di urti o attrito. I trasduttori a ultrasuoni a sicurezza intrinseca con i loro alloggiamenti a tenuta di gas e pressione devono essere installati sulla parete che separa le zone dalla zona 0 in condizioni di tenuta di gas e pressione. La parete deve avere uno spessore superiore a 3 mm. È necessario rispettare le disposizioni della norma EN sezione 4.6. FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V2.1 SICK AG 15

16 Informazioni importanti 1.4 Responsabilità dell utilizzatore Informazioni generali Utilizzatori previsti Installazione e utilizzo del sistema di misura FLOWSIC100 Flare sono consentiti solo a tecnici competenti i quali, grazie alla formazione e alle competenze tecniche acquisite e alla conoscenza delle norme applicabili, sono in grado di valutare le operazioni che devono effettuare e riconoscerne i rischi. I tecnici dovranno essere qualificati conformemente a quanto previsto dalle norme DIN VDE 0105 o CEI 364, oppure altre equivalenti. Tale personale dovrà conoscere con precisione i pericoli operativi causati ad esempio da gas caldi, tossici, esplosivi o sotto pressione, miscele di gas liquide o altri mezzi, nonché aver acquisito competenze sul sistema di misura tramite un corso di formazione. Requisiti specifici per l uso dei dispositivi in zone pericolose Cablaggio e installazione, configurazione del dispositivo, manutenzione e controlli possono essere eseguiti solo da personale esperto che conosca le disposizioni e le norme applicabili alle aree pericolose, in particolare: tipo di protezione regole di installazione definizione delle zone Normative applicabili: CEI CEI o normative nazionali equivalenti. Condizioni locali specifiche Per tutti gli interventi di preparazione e durante l utilizzo, attenersi alle norme locali in vigore nonché alle disposizioni tecniche relative all attuazione delle stesse nei rispettivi impianti. Particolari precauzioni e attenzione sono necessarie per gli impianti con pericolo potenziale superiore (tubi in pressione, zone con protezione contro le esplosioni). Attenersi alle normative specifiche in vigore. Effettuare tutti gli interventi in funzione delle condizioni locali specifiche dell impianto e nel rispetto di tutte le norme e precauzioni per il funzionamento. In funzione del rischio potenziale previsto devono essere disponibili per il personale dispositivi di protezione e attrezzature di sicurezza adeguate. Conservazione della documentazione Il manuale d uso del sistema di misura e tutta la documentazione dell apparecchiatura devono essere conservati in loco per la consultazione. Trasferire la documentazione ad eventuali nuovi proprietari del sistema di misura. Scelta dei materiali L utilizzatore ha la responsabilità di verificare che i materiali previsti per i componenti del dispositivo siano adeguati per le condizioni del processo. 16 FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

17 Informazioni importanti Informazioni di sicurezza e misure di protezione Dispositivi di protezione NOTA In funzione del rischio potenziale previsto devono essere disponibili per il personale dispositivi di protezione e attrezzature di sicurezza adeguate. Misure preventive per la sicurezza NOTA L utilizzatore deve verificare che: Guasti e misurazioni errate non comportino condizioni di funzionamento potenzialmente dannose o pericolose. Gli interventi di manutenzione indicati vengano effettuati regolarmente da personale qualificato ed esperto. Individuazione dei malfunzionamenti Tutte le anomalie di funzionamento devono essere prese in considerazione come possibili indicazioni di guasto. Si segnalano a titolo indicativo: Avvertenze visualizzate (ad esempio livello elevato di contaminazione) Derive significative dei risultati delle misure Aumento dell assorbimento elettrico Temperature elevate dei componenti del sistema Attivazioni di dispositivi di sicurezza Emissione di odori sgradevoli e fumo Prevenzione dei danni Riparazioni NOTA Al fine di evitare malfunzionamenti che possano, direttamente o indirettamente, causare lesioni personali o danni materiali, l operatore deve accertarsi che: Il personale addetto alla manutenzione sia sempre presente in loco e rapidamente reperibile. Il personale di manutenzione sia adeguatamente qualificato per risolvere eventuali problemi del sistema di misura e conseguenti malfunzionamenti (ad esempio per misurazioni e controlli). L impianto malfunzionante venga immediatamente arrestato in caso di dubbi e l arresto non causi guasti collaterali. NOTA Le riparazioni dei componenti di sistemi con protezione contro le esplosioni possono essere effettuate solo dal produttore del dispositivo e, in misura limitata, anche da altri soggetti. Per informazioni dettagliate sulle riparazioni possibili e sulle relative istruzioni, vedere il manuale di manutenzione. FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V2.1 SICK AG 17

18 Informazioni importanti 1.5 Dispositivo per il trasporto sicuro delle unità emettitore-ricevitore Al fine di evitare danni causati dal trasporto, prima di movimentare le unità emettitorericevitore assicurarle come mostrato nella Fig. 1: Il trasduttore deve essere posizionato sulla flangia di estrazione. Il tubo della sonda contenente il trasduttore deve essere fissato tramite coppiglie. Fig. 1 Dispositivo per il trasporto sicuro delle unità emettitore-ricevitore (rappresentato in semitrasparenza) Flangia di estrazione Coppiglia Tubo della sonda Trasduttore 18 FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

19 Descrizione del prodotto FLOWSIC100 Flare 2 Descrizione del prodotto Informazioni di base sul sistema Componenti del sistema Calcoli Ciclo di controllo FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V2.1 SICK AG 19

20 POWER Meas Descrizione del prodotto 2.1 Informazioni di base sul sistema Principio di funzionamento I dispositivi di misura della velocità del gas FLOWSIC100 Flare funzionano in base al principio della differenza dei tempi di transito degli ultrasuoni. Sui due lati della tubazione le unità emettitore-ricevitore vengono installate a una certa angolazione rispetto al flusso del gas ( Fig. 2). Nelle unità emettitore-ricevitore sono alloggiati dei trasduttori a ultrasuoni piezoelettrici che funzionano alternativamente come emettitori e ricevitori. Gli impulsi sonori vengono trasmessi con un angolo rispetto alla direzione del flusso. A seconda dell angolo e della velocità del gas v, si ottengono tempi di transito diversi nella rispettiva direzione (formule 2.1 e 2.2) a causa di determinati effetti di accelerazione o decelerazione. All aumentare della velocità del gas e con un angolo minore rispetto alla direzione del flusso, aumenta anche la differenza fra i tempi di transito degli impulsi sonori. La velocità v del gas viene calcolata in base alla differenza tra i due tempi di transito, indipendentemente dalla velocità del suono. Con questo metodo di misura, le variazioni della velocità del suono dovute a variazioni della pressione o della temperatura non influiscono sulla velocità del gas determinata. Fig. 2 Principio di funzionamento di FLOWSIC100 Flare Unità emettitorericevitore master (sonda A) v t AB Unità emettitorericevitore slave (sonda B) t BA L v = velocità del gas in m/s L = raggio di misura attivo in m = angolo del raggio in t AB = tempo di transito del suono nella direzione del flusso t BA = tempo di transito del suono in direzione contraria al flusso 20 FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

21 Descrizione del prodotto Calcolo della velocità del gas Il percorso di misura L è il raggio di misura effettivo, ossia il percorso in cui il profilo del flusso risulta ben sviluppato, essendo libero da fattori di disturbo (quali gomiti, valvole, curve, ecc.). Per il raggio di misura L, la velocità del suono c e l angolo del raggio tra la direzione del suono e quella del flusso, il tempo di transito del suono in cui il segnale si propaga nella direzione del flusso (in avanti) può essere espresso come: t AB = L c + v cos (2.1) Valido in controflusso: t BA = L c - v cos Risoluzione per i risultati v in: L 1 1 v = ( ) 2 cos t AB t BA (2.2) (2.3) cioè una relazione in cui, fatta eccezione per i due tempi di transito misurati, solo il raggio di misura attivo e l angolo del raggio sono costanti. Calcolo della velocità del suono La velocità del suono può essere stabilita risolvendo le formule 2.1 e 2.2 per c. L t c = ( AB + t BA ) 2 t AB t BA (2.4) In base alle dipendenze di cui alla formula 2.5, è possibile utilizzare la velocità del suono per determinare la temperatura del gas e il peso molecolare e per scopi diagnostici. c = c C (2.5) Calcolo della portata volumetrica La portata volumetrica in condizioni di funzionamento viene calcolata in base alla velocità del gas e alle dimensioni geometriche della tubazione. A pag. 63, sono illustrati i calcoli per la portata volumetrica in condizioni standard, la portata massica e il peso molecolare. FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V2.1 SICK AG 21

22 Descrizione del prodotto Configurazione del sistema Configurazione Misura a 1 raggio Le figure seguenti mostrano le versioni a inserzione (FLOWSIC100 EX/ EX-RE ed EX-S). In generale questa configurazione è valida anche per installazioni su un solo lato (FLOWSIC100 EX-PR). Descrizione 2 unità emettitore-ricevitore (1) montate sulla tubazione (2). Il raggio di misura (3) attraversa il centro della tubazione. Alcune applicazioni speciali possono richiedere un posizionamento del raggio fuori dal centro della tubazione (raggio di misura attivo più corto). Invece di due unità emettitore-ricevitore è possibile utilizzare anche una versione con sonda (tipo EX-PR). Misura a 2x1 raggi Misura a 2 raggi In questa configurazione l unità di controllo MCUP gestisce due sistemi di misura a 1 raggio fra loro indipendenti. Le due coppie di unità emettitore-ricevitore sono collegate alla stessa unità MCUP. L unità MCUP esegue elaborazioni separate e genera uscite diverse per i risultati di ciascun punto di misura. Preferibilmente entrambi i sistemi di misura vengono installati al centro della tubazione, come nel caso di 1 raggio di misura standard. Nella medesima posizione di misura vengono installate due coppie di unità emettitore-ricevitore, collegate alla stessa unità di controllo MCUP. I due raggi di misura devono essere preferibilmente posizionati fuori dal centro della tubazione ed essere paralleli fra di loro. Il calcolo dei due raggi di misura per ottenere un unico risultato viene eseguito dall unità MCUP. La misura a due raggi si utilizza per ottenere una maggiore precisione o per condizioni di flusso problematiche. Compensazione del raggio Il dispositivo utilizza un algoritmo integrato per la compensazione del raggio in caso di errore. In condizioni di corretto funzionamento, il sistema apprende la relazione fra velocità del gas e del suono dei due raggi di misura. In caso di errore lungo un raggio, il sistema è in grado di calcolare i valori teorici in base alle relazioni fra i raggi apprese e sostituire i valori non validi. È così possibile compensare temporaneamente l errore lungo un raggio e proseguire le misurazioni con un grado di incertezza leggermente superiore. In questi casi il sistema di misura genera i segnali Maintenance request (Richiesta di manutenzione). 22 FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

23 Descrizione del prodotto Configurazione Misura a 3x1 raggi Descrizione In questa variante è possibile collegare a un unità di controllo tre raggi di misura separati da diversi punti di misura. L unità MCUP esegue elaborazioni separate e genera uscite diverse per i risultati di tutti i tre punti di misura. FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V2.1 SICK AG 23

24 Descrizione del prodotto Comunicazione fra unità emettitore-ricevitore e unità di controllo Configurazione Misura a 1 raggio - collegamento di un punto di misura all MCUP Misura a 2 e 2x1 raggi - collegamento all unità MCUP e calcolo di due raggi di misura da un punto di misura Descrizione Due unità emettitore-ricevitore (tipo EX-S, EX e EX-RE) sono collegate all unità MCUP e funzionano come master eslave. L unità FLSE master ha una seconda interfaccia nella morsettiera, al fine di separare la comunicazione con l unità FLSE slave e con l MCUP. L unità master attiva l unità slave e controlla il regime di misurazione. L unità MCUP può richiedere separatamente alle unità master i valori misurati (in modo asincrono rispetto al ciclo di misura). FLSE100 Master FLSE100 Slave La comunicazione master-slave del dispositivo tipo EX-PR avviene internamente nella singola unità emettitore-ricevitore, collegata direttamente all unità MCUP. La comunicazione master-slave avviene applicando il medesimo principio adottato per la misura a un solo raggio. Il collegamento dei due raggi di misura si esegue solitamente con cavi bus. Scatola di derivazione Misura a 3x1 raggi - collegamento all MCUP di tre raggi di misura da diversi punti di misura Per il cablaggio nella zona 2 Ex è necessario utilizzare una scatola di derivazione omologata con protezione contro le esplosioni (opzione SICK). Il cablaggio nelle aree pericolose di tipo zona 1 Ex deve essere effettuato soltanto con una scatola di derivazione Exe o Ex-d omologata (non inclusa nella fornitura SICK). La comunicazione master-slave avviene applicando il medesimo principio adottato per la misura a un solo raggio. Il collegamento di tutti i raggi di misura deve essere eseguito con cavi bus. Per il cablaggio nella zona 2 Ex è necessario utilizzare una scatola di derivazione omologata con protezione contro le esplosioni (opzione SICK). Il cablaggio nelle aree pericolose di tipo zona 1 Ex deve essere effettuato soltanto con una scatola di derivazione Exe o Ex-d omologata (non inclusa nella fornitura SICK). FLSE100 Master FLSE100 Slave Scatola di derivazione FLSE100 Master FLSE100 Slave FLSE100 Master FLSE100 Slave 24 FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

25 Descrizione del prodotto Panoramica del sistema Il sistema di misura è costituito dai componenti seguenti: Unità emettitore-ricevitore FLSE100 (vedere pag. 27, 2.2.1) Per l invio e la ricezione degli impulsi a ultrasuoni, l elaborazione dei segnali e il controllo delle funzioni del sistema Manicotto (vedere pag. 49, ) Per il montaggio delle unità emettitore-ricevitore sulla tubazione Utensile per il montaggio del manicotto Per posizionare e allineare con precisione i manicotti Valvola a sfera (vedere pag. 50, ) Per il montaggio di unità emettitore-ricevitore estraibili sulla tubazione Unità di controllo MCUP (vedere pag. 53, 2.2.4) Per il controllo, l analisi e l invio in uscita dei dati dei sensori collegati mediante interfaccia RS-485 Cavo di collegamento fra unità emettitore-ricevitore Cavo di collegamento fra unità emettitore-ricevitore ed MCUP Opzione con tronchetto calibrato Tronchetto calibrato da montare su una tubazione esistente (collegamento tramite flangia o saldato) completo di materiali per il montaggio delle unità emettitore-ricevitore. A richiesta sono disponibili trasmettitori di temperatura e pressione esterni Componente Tipo di dispositivo FLOWSIC100 EX-S FLOWSIC100 EX FLOWSIC100 EX-RE FLOWSIC100 EX-PR FLSE100-EXS (master) FLSE100-EX (master) FLSE100-EXRE (master) Unità emettitore-ricevitore FLSE100-EXPR FLSE100-EXS (slave) FLSE100-EX (slave) FLSE100-EXRE (slave) Materiale per installazione MCUP FLSE100 non estraibile FLSE100 estraibile Senza protezione contro le esplosioni Con protezione contro le esplosioni Cavo di collegamento FLSE100 (master)-flse100 (slave) Manicotto ANSI CL150 2" o DN50 PN16 Manicotto ANSI CL150 3" o DN80 PN16 Manicotto, valvola a sfera, flangia cieca ANSI CL150 2"/CL150 3" o DN50 PN16/DN80 PN16 FLSE100 certificata per zona Ex 1: FLSE100 idonea per zona 2 Ex: MCUP V c.a. o 24 V c.c. Nella fornitura MCUP zona 1 ( V c.a. o 24 V c.c.) MCUP zona 2 (24 V c.c., 115/230 V c.a. con controllo automatico) MCUP zona 2 (24 V c.c., 115/230 V c.a. con controllo automatico) Non applicabile I sistemi di misura con tronchetto calibrato opzionale sono disponibili su richiesta con: Misurazione 3D Le incertezze geometriche sono ridotte al minimo. Calibrazione per il flusso Entrambe le varianti aumentano l accuratezza delle misurazioni ( pag. 182, 6.1). FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V2.1 SICK AG 25

26 PO WER FA ILU RE MA INTEN ANCE RE QUEST Descrizione del prodotto Panoramica del sistema per la versione a inserzione (esempio: FLOWSIC100 EX-S) Fig. 3 Panoramica del sistema con installazione orizzontale: FLOWSIC100 EX-S ed MCUP senza protezione contro le esplosioni Unità emettitore-ricevitore FLSE100-EXS master Sensore di pressione 3 D Sensore di temperatura Cavo di collegamento D Unità di controllo MCUP senza protezione contro le esplosioni Unità emettitore-ricevitore FLSE100-EXS slave Cavo di collegamento Atmosfera potenzialmente esplosiva zona 1 o zona 2 Area sicura Fig. 4 Panoramica del sistema con installazione orizzontale: FLOWSIC100 EX-S ed MCUP con protezione contro le esplosioni Unità emettitore-ricevitore FLSE100-EXS master Sensore di pressione 3 D Sensore di temperatura Cavo di collegamento Unità di controllo MCUP certificata per zona 1 Ex e zona 2 Ex Unità emettitore-ricevitore FLSE100-EXS slave Atmosfera potenzialmente esplosiva zona 1 o zona 2 Unità di controllo MCUP certificata solo per zona 2 Ex Cavo di collegamento 26 FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

27 Descrizione del prodotto 2.2 Componenti del sistema Unità emettitore-ricevitore FLSE100 Le unità emettitore-ricevitore sono costituite da un unità elettronica (sonda slave di tipo FLOWSIC100 EX-S senza unità elettronica), un elemento di collegamento e una sonda da condotto con modulo trasduttori. I singoli moduli dell unità emettitore-ricevitore vengono saldamente collegati dal produttore conformemente ai requisiti di protezione Ex e quindi costituiscono un unica unità che non può essere aperta. Fig. 5 Rappresentazione schematica dei moduli dell unità emettitore-ricevitore Versione a inserzione Lunghezza nominale (LN) Versione con sonda LN Morsettiera Exe 7 Trasduttore 2 Unità elettronica 8 Profilo della sonda ottimizzato per il flusso 3 Raccordo 9 Collegamento per sonda slave (solo per FLOWSIC100 EX-S) 4 Equilibratore della pressione (non rimovibile) 10 Morsetto di terra 5 Flangia di collegamento 11 Anello di fissaggio 6 Sonda da condotto 12 Anello di supporto FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V2.1 SICK AG 27

28 Descrizione del prodotto Tipo di dispositivo e corrispondente unità emettitore-ricevitore Tipo di dispositivo FLOWSIC100 EX-S FLOWSIC100 EX FLOWSIC100 EX-RE FLOWSIC100 EX-PR Nome unità emettitore-ricevitore FLSE100-EXS FLSE100-EX FLSE100-EXRE FLSE100-EXPR Versioni di unità emettitore-ricevitore Unità emettitore-ricevitore non estraibili Non possono essere rimosse o montate mentre l impianto è in funzione. Unità emettitore-ricevitore estraibili Possono essere rimosse o montate mentre l impianto è in funzione. Il montaggio sulla tubazione si esegue mediante manicotto e valvola a sfera ( pag. 96, 3.5.2). Opzione: valvola a sfera di sfiato per unità emettitore-ricevitore Le unità emettitore-ricevitore estraibili possono essere fornite con valvola di sfiato opzionale (valvola a sfera) in corrispondenza della flangia di estrazione. AVVERTENZA - Pericolo in caso di uso errato Le unità emettitore-ricevitore estraibili senza sfiato opzionale possono essere utilizzate solo con gas non pericolosi (cioè non aggressivi, tossici ed esplosivi e in caso di temperature basse) oppure a condizione che l operatore dell impianto adotti misure di protezione adeguate e precauzioni di sicurezza per lo sfiato. Lo sfiato è consentito solo se la valvola a sfera del processo è perfettamente chiusa. Opzione: collegamento per scarico della condensa nell unità emettitore-ricevitore È possibile utilizzare un raccordo opzionale per lo scarico della condensa valutando le limitazioni seguenti: L impianto di scarico deve essere chiuso e non è incluso nella fornitura SICK (tubazione, ecc.). L impianto di scarico deve essere progettato considerando le condizioni di processo (pressione, temperatura e composizione del gas). Quando si utilizza lo scarico per la condensa, è necessario rispettare tutte le norme di sicurezza, le disposizioni e le linee guida applicabili. L impiego dello scarico per la condensa rientra fra le responsabilità che ricadono unicamente sull operatore dell impianto. 28 FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V 2.1 SICK AG

29 Descrizione del prodotto Criteri di selezione Criterio Configurazione Note Temperatura del gas / Certificazione EX Composizione del gas Tipo di installazione Diametro tubazione Raccordo a flangia Versione standard fino a 180 C Versione per temperature elevate fino a 280 C Versione standard fino a 180 C Versione per temperature elevate fino a 260 C Materiale per la sonda da condotto con trasduttore: acciaio inox o titanio Dispositivo certificato per l impiego con gas conformemente ad ATEX/IECEx nelle zone 1 e 2 e CSA classe 1 divisione 1/divisione 2 Dispositivi idonei per gas solo in zona 2 Selezione in base alla resistenza alla corrosione rispetto al mezzo di misura Installazione su due lati Un unità emettitore-ricevitore sui lati opposti delle pareti del tubo Installazione su un lato Una sola unità emettitore-ricevitore (versione sonda) Installazione con manicotto Unità emettitore-ricevitore non estraibili Installazione con manicotto e valvola a sfera Unità emettitore-ricevitore estraibili 4" - 24" FLOWSIC100 EX-S 24" - 72" (standard) FLOWSIC100 EX ed EX-RE 12" - 48" FLOWSIC100 EX-PR, versione corta > 48" - 72" FLOWSIC100 EX-PR, versione lunga Predisposto per il montaggio su controflangia da 2" CL150 RF conf. ASME B16.5 o controflangia DN50 PN16 tipo B1 conf. a EN Predisposto per il montaggio su controflangia da 3" CL150 RF conf. ad ASME B16.5 o controflangia DN80 PN16 tipo B1 conf. a EN FLSE100-EXS, EX ed EXRE FLSE100-EXPR Tutte le unità emettitore-ricevitore possono essere utilizzate per pressioni all interno della tubazione di 16 bar max. Su richiesta del cliente, è possibile fornire anche unità emettitore-ricevitore di tipo diverso. FLOWSIC100 Flare Manuale d uso V2.1 SICK AG 29