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DT303 – Transmissor de Densidade com Tecnologia Profibus PA h

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1. COMUNICA O PROFIBUS PA DT303 O DT308 utiliza o princ pio de medi o de press o diferencial entre dois pontos separados por uma dist ncia fixa e conhecida para calcular com precis o a densidade e concentra o de l quidos 2 1 Princ pio de funcionamento O equipamento utiliza um sensor de press o diferencial tipo capacitivo que se comunica mediante capilares com os diafragmas submersos no fluido do processo separados por uma distancia fixa A press o diferencial sobre o sensor capacitivo ser diretamente proporcional densidade do l quido medido ver figura e f rmulas Este valor de press o diferencial n o afetado pela varia o do n vel do l quido nem pela press o interna do tanque O transmissor de densidade DT303 possui ainda um sensor de temperatura localizado entre os diafragmas para efetuar a corre o e normaliza o dos c lculos levando em conta a h temperatura do processo Com a temperatura do processo tamb m corrigida a dist ncia entre os diafragmas e a varia o volum trica do fluido de enchimento dos capilares que transmitem a press o dos diafragmas ao sensor capacitivo Sendo o sensor de press o diferencial utilizado do tipo capacitivo ele gera um sinal digital Como o processamento posterior do sinal se realiza tamb m digitalmente obt m se um alto n vel de estabilidade e exatid o na medi o Com a informa o gerada pelo sensor de press o diferencial capacitivo e a temperatura
2. o mais indicada de acordo com o processo A indica o deste transmissor pode ser expressa em unidades de densidade tais como g cm kg m Ibm f densidade relativa 20 C 4 C ou concentra o Brix Baum Plato API INPM GL de s lidos de Concentra o A troca de uma unidade de medi o por outra n o implica na necessidade de recalibra o do transmissor Algumas aplica es frequentes s o Refinarias de leo leos vegetais Extra o de miscela Usinas de a car e lcool Grau Brix no mosto e no mel Grau Brix no xarope entre efeitos e no ltimo est gio de evapora o Densidade do lodo no decantador Grau alco lico do lcool hidratado e anidro Grau Baum do leite de cal Ind strias aliment cias Densidade do leite pr condensado Dilui o de Amido Densidade da gua pesada M is gel ias gelatinas Ind strias de bebidas Grau Plato na fermenta o da cerveja Grau Plato nos cozinhadores de cerveja Grau alco lico de aguardente Grau Brix na dilui o de xaropes Concentra o dilui o de sucos de frutas Refrigerantes caf sol vel vinho malte tequila Qu micas e petroqu micas N vel de interface gua leo em tanques tratadores e separadores Densidade de leo cru leos lubrificantes Densidade de gasolina leo diesel querosene GLP Agua de lavagem de gases Concentra o e dilui o de cidos Conc
3. bra adeira tipo tri clamp foto da esquerda No modelo sanit rio a sonda que fica imersa no fluido de processo tem acabamento superficial polido de acordo com a norma 3 A para evitar dep sito de produto e a prolifera o de bact rias Ambos os modelos podem ser montados de forma lateral em tanques ou de topo utilizando se vasos amostradores Como o indicador digital pode ser rotacionado a leitura ser c moda em qualquer posi o de montagem O DT303 pode ser montado sem a interrup o do processo e devido ao seu princ pio de funcionamento n o requer nenhum tipo de calibra o especial em laborat rio para come ar a funcionar basta energiz lo para que ele comece a medir imediatamente pois ele deixa a f brica j calibrado na unidade e no range de medi o selecionados pelo usu rio 2 2 1 Montagem em tanques Em geral o modelo mais adequado para montagem em tanques o modelo curvo Este modelo montado na parede do tanque com uma conex o flangeada ou tri clamp Quando n o poss vel instalar se o transmissor diretamente no tanque pode se utilizar um tanque amostrador externo ver figuras abaixo Montagem lateral Montagem de topo 2 2 3 Montagem em linha Nos processos em que n o se disponha de recipientes ou tanques de armazenamento para fazer a medi o poss vel instalar se o DT303 em linha Para tanto basta intercalar na linha um vaso amostrador por onde circule o fluido de processo tal
4. DT303 Transmissor de Densidade com Tecnologia Profibus PA C sar Cassiolato Diretor de Marketing Evaristo Orellana Alves Gerente de Produto Smar Equipamentos Industriais Ltda 1 INTRODU O Diversos processos industriais requerem medi o cont nua da densidade para operarem eficientemente e garantirem qualidade e uniformidade ao produto final Isto inclui usinas de a car cervejarias destilarias latic nios qu micas e petroqu micas entre outras ind strias Muitos m todos s o utilizados para a medi o da densidade de l quidos baseados em diferentes tecnologias tais como medidores nucleares refrat metros princ pio de Coriolis diapas o vibrante are metros an lise de laborat rio etc Nos itens a seguir s o apresentadas as caracter sticas de um novo transmissor para a medi o cont nua de densidade e concentra o de l quidos diretamente nos processos industriais No item 2 0 apresentado o transmissor digital de densidade e concentra o Smar DT308 no item 2 1 o seu princ pio de funcionamento no item 2 2 as formas de instala o e montagem no item 2 3 os detalhes de calibra o e partida no item 2 4 s o apresentados os detalhes de opera o e manuten o No item 3 feita a compara o do DT303 com as outras tecnologias dispon veis para a medi o de densidade O item 4 lista algumas das aplica es mais frequentes deste transmissor 2 TRANSMISSOR DIGITAL DE DENSIDADE COM PROTOCOLO DE
5. ado especialmente para trabalhar com sistemas de limpeza CIP assegurando que todas as partes do transmissor que tenham contato com o processo sejam alcan adas pelo fluido de lavagem do sistema CIP 3 O Transmissor Digital de Densidade e Concentra o DT303 Comparado a Outras Tecnologias O Transmissor Digital de Densidade e Concentra o DT3083 tem muitas vantagens sobre outros tipos de transmissores de densidade Consegue se uma exatid o de 0 0004 g cm em compara o a 0 05 0 001 g cm de outras tecnologias permitindo maior uniformidade e qualidade ao produto final al m de em muitos casos proporcionar economia de aditivos e energia Outra grande vantagem a facilidade de instala o mec nica e el trica 3 1 Medidor Nuclear Este m todo requer desde o momento da instala o licen a especial devido ao uso de fontes radioativas Al m do mais deve se verificar periodicamente se n o existe vazamento de radia o na instala o o que dificulta e encarece a montagem e a manuten o do sistema A instala o compreende a fonte o detector a unidade eletr nica e o cabeamento entre os mesmos Como a fonte de radia o requer uma alimenta o de pot ncia n o pode ser alimentado por um par de cabos Este sistema s pode ser utilizado em l quidos em movimento portanto n o pode ser instalado em tanques O transmissor de densidade DT303 n o requer nenhuma certifica o especial oferece uma exatid o maior do que a d
6. anques 3 5 Are metros Os are metros n o fornecem medi o cont nua s o utilizados para medi es peri dicas tomando se amostras do produto Algumas aplica es requerem precau es especiais pois podem expor os oper rios a subst ncias t xicas ou corrosivas no momento de se coletar amostra ou em seu manejo posterior A exatid o da medi o que se pode obter com estes medidores muito baixa 3 6 An lise de laborat rio Da mesma forma que na medi o com o are metro na medi o por an lise em laborat rio deve se coletar uma amostra do fluido de processo e analis lo no laborat rio Apesar da exatid o conseguida na medi o da densidade ou concentra o em laborat rio ser em geral muito boa em muitos casos os valores obtidos n o correspondem realidade pois as condi es ambientais do processo n o podem ser reproduzidas em laborat rio o que pode ocasionar erros na an lise Em processos que variam rapidamente por exemplo em alguns processos de fermenta o o tempo de demora na an lise pode levar a tomar decis es err neas pois o valor conseguido na an lise carece de validade O transmissor de densidade DT303 oferece medi o em tempo real do que est acontecendo no processo nas condi es em que se encontra o l quido Deste modo a medi o muito mais confi vel da que se pode obter em laborat rio 4 Aplica es A versatilidade do DT303 permite ao usu rio utilizar a unidade de medi
7. como se v nos exemplos abaixo figuras da esquerda e do centro Como a entrada do produto no vaso amostrador se d simultaneamente pela parte superior e inferior a medi o n o afetada pela velocidade de circula o do fluido Instala o em linha Instala o em linha Medi o por horizontal vertical transbordamento Outra alternativa de montagem o uso de vaso amostrador com descarga por transbordamento nesta configura o o produto entra pela parte inferior e transborda na parte superior figura da direita Desta forma se dimensiona o recipiente para que a altura da coluna de l quido fixa que transborda cubra completamente os diafragmas repetidores de press o do transmissor 2 3 Calibra o e partida O DT303 calibrado em f brica na unidade de engenharia e no range de medi o designados pelo usu rio desta forma basta instalar o equipamento e energiz lo que ele j come a a medir Em caso de necessidade de recalibra o ou reprograma o do range de trabalho pode se utilizar o ajuste local atrav s de uma chave de fenda magn tica ou de forma remota utilizando se o Simatic PDM da Siemens Pode se fazer estas opera es sem a necessidade de se interromper o processo Como os c lculos de densidade e normaliza o por temperatura se realizam na mesma unidade n o s o necess rios outros dados al m do range de densidade ou concentra o que se vai trabalhar Uma caracter stica fundamental deste tran
8. do processo o software da unidade eletr nica efetua o c lculo da densidade ou da concentra o enviando um sinal digital relacionado escala de densidade ou concentra o selecionada pelo usu rio Brix Plato Baum g cm etc Sensor ES Capilar Diafragma A mesma informa o poder ser acessada no indicador digital local ou de forma remota atrav s do protocolo Profibus PA Os transmissores inteligentes de densidade DT303 oferecem uma exatid o de 0 0004 g cm 0 1 Brix e podem ser utilizados em medi o de densidades desde 0 5 g cm a5 g em Este m todo de medi o imune a varia es de n vel do recipiente e pode ser utilizado tanto em tanques abertos como pressurizados A nica obrigatoriedade que ambos diafragmas devem estar em contato permanente com o fluido de processo Outra importante vantagem deste transmissor sua robustez pois n o possui partes m veis e n o afetado por vibra es da planta diferentemente dos medidores de densidade baseados na oscila o de um elemento sensor 2 2 Instala o e montagem Sendo o DT303 uma unidade nica e integrada sua instala o torna se muito simples necessitando de apenas uma penetra o no recipiente esta caracter stica o diferencia de outros sistemas de medi o Esta linha de transmissores de densidade inclui um modelo industrial com montagem flangeada foto da direita e um modelo sanit rio com conex o ao processo usando
9. e transmissores nucleares uma unidade nica e integrada a alimenta o e a comunica o feita pelo mesmo par de fios e pode ser utilizado tanto em tanques quanto em linha 3 1 Medidores de Diapas o Vibrante Devido ao consumo elevado os transmissores de diapas o vibrante requerem alimenta o separada do la o de controle A exatid o para este tipo de transmissor inferior que se consegue com o transmissor de densidade Smar DT308 O custo do DT303 muito inferior aos dispon veis com tecnologia de diapas o vibrante n o necessita de alimenta o auxiliar e mais robusto por n o possuir partes m veis ou vibrantes 3 2 Medidores Coriolis Os transmissores de vaz o m ssica tipo Coriolis medem densidade como um dos par metros mas s podem ser instalados em linha na tubula o e consequentemente s o inadequados para medi es em tanques S o tamb m de dif cil instala o e remo o Outros problemas s o intercambiabilidade porque n o h nenhuma norma para regulamentar as dimens es a limpeza do tubo vibrante dif cil particularmente para os tubos n o retos e devido aos pequenos di metros n o podem ser utilizado em fluidos sujos ou com s lidos em suspens o Devido ao alto consumo os transmissores de Coriolis n o podem se beneficiar do sistema 2 fios e requerem cabeamento adicional para a alimenta o A tecnologia do medidor Coriolis usa um tubo vibrando uma desvantagem em rela o ao transmis
10. entra o de soda c ustica Dilui o de leite de cal Ind stria de Celulose e papel Concentra o de licor verde licor negro licor branco Densidade da lama cal Concentra o de soda c ustica Dilui o de amido Dilui o de talco cinzas Concentra o de tinta e Minera o e siderurgia Densidade de polpa de min rio Recupera o de finos C lula de flota o raspadores Extra o de lama lix via Dilui o de cidos Decapagem de chapas de a o 5 Diagrama de blocos A figura a seguir exemplifica o diagrama de blocos funcional do DT303 segundo o Profile V3 0 O DT303 possui um bloco Analog Input onde troca ciclicamente o valor da densidade concentra o com o mestre classe 1 do Profibus SENSOR Trimmed Value do Cal Point Lo Cal Point Hi Cal Unit Cal Min Span Pressure Value Sensor Hi Lim Sensor Lo Lim Primary Value map 0 Scale Out 0 AlChannel Scale Out Primary Value Unit Primary Value Type Density Measured Type Density Kg cm3 g cm3 Relative Dens 20 degC Relative Dens 4 degC Baume Brix igital Temp Value INPM dei emp Plato Degree C F K R Solid Percent Alcool 0 100 Temperature Value O arquivo gsd e as DDs do DT303 podem ser adquiridas gratuitamente na web Wwww smar com br 6 Conclus o O transmissor digital de densidade e concentra o de inser o por diferencial de press
11. o hidrost tica Smar DT303 que pode ser utilizado para monitora o e controle de processos industriais oferece um feedback em tempo real com alta precis o da densidade e concentra o de l quidos Este transmissor possui caracter sticas que fazem seu desempenho ser superior transmissores que utilizam outras t cnicas para medi o de densidade O DT3083 pode ser aplicado em todos os segmentos industriais
12. smissor que n o necess ria calibra o em laborat rio As unidades dispon veis para a medi o de densidade e concentra o s o g cem3 kg m8 lbm fB Brix Baum Plato API INPM GL Al m destas unidades poss vel tamb m configurar a unidade de sa da em de S lidos ou de Concentra o neste caso necess rio utilizar uma das seguintes op es um polin mio do 5 grau com os coeficientes configur veis para realizar a correla o entre a fun o da unidade do usu rio e a densidade uma tabela de 16 pontos com duas entradas para realizar uma lineariza o da fun o que relaciona a unidade do usu rio com a densidade Habilitando uma destas duas op es o transmissor de densidade e concentra o medir primariamente a densidade enquanto que a indica o local e a sa da digital seguir o a fun o carregada no polin mio ou na tabela 2 4 Opera o e manuten o O transmissor de densidade DT303 oferece uma indica o direta e em unidades de engenharia do valor da densidade do l quido assim como da temperatura do mesmo tanto no indicador local como atrav s da comunica o digital Este transmissor foi projetado para poder trabalhar com fluidos sujos sem a necessidade de filtragem O desenho dos diafragmas faz com que seja muito pouco frequente o dep sito de produto sobre os mesmos desta forma n o necess rio limpeza peri dica do equipamento O modelo sanit rio foi projet
13. sor Smar DT303 que n o tem partes m veis 3 3 Densidade Inferida Este m todo utiliza um transmissor de press o diferencial com selos remotos ou ent o dois transmissores de press o Deste modo se mede a press o diferencial entre dois pontos com o que se pode inferir a densidade Normalmente se faz necess rio uma medi o adicional de temperatura para se efetuar os c lculos de compensa o A instala o requer a montagem dos tr s transmissores e em alguns casos de computadores de campo onde se realizam os c lculos Em geral o c lculo de densidade se obt m em um sistema central e portanto n o est dispon vel em campo O DT303 uma unidade nica e integrada portanto requer uma nica perfura o no tanque al m disto os c lculos de densidade e compensa o de temperatura s o feitos na pr pria unidade eletr nica n o necessitando portanto de hardware adicional e as indica es est o dispon veis em campo 3 4 Refrat metro Os refrat metros n o s o sistemas a 2 fios e portanto requerem alimenta o externa em fios separados a unidade eletr nica separada e interconectada ao sensor atrav s de um cabo O refrat metro requer que o prisma que faz a refra o da luz esteja sempre limpo portanto cuidados especiais devem ser tomados na instala o para n o ocorrer o ac mulo de res duos Este tipo de medidor s pode ser aplicado em fluidos em movimento portanto s o inadequados para instala o direta em t

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