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5900 シリーズゲージ使用 による不確かさの減少

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容量の不確かさの比較

計算された換算容量の不確かさは、機器の精度ばかりでなく、

用途によっても変わります。下記は、典型的な5900S、5900C

および5300/5400 の各構成間の差を比較した例です。

原油:密度 887 kg/m3、製品温度 20°C (68°F) 時

タンク高さ:10 m (33フィート)

タンク直径:15 m (49フィート)

年間の在庫の数:12

年間のバッチ移動の回数:24

周囲温度:5 ~ 35°C (41 ~ 95°F)

これらの条件下での典型的な測定精度は次のとおりです:

5900S:±1 mm (0.04 in.)、0.17°C (0.30°F)

5900C:±3 mm (0.12 in.)、0.17°C (0.30°F)

5300/5400:±10 mm (0.4 in.)、1.2°C (2.2°F)(1)

従来型の機械式テープとフロートのシステム:

±25 mm (1 in.)、1.5°C (2.7°F)(1)

石油測定規格のAPI マニュアル、第11章に従い、レベルと温 度の不確かさの双方を考慮した、全容積(リットル単位)の 不確かさを表 3 に示します。

結果として、5900S の構成では、5300/5400 のシステム構成と 比較して、この例においては容量の不確かさがおよそ90%減 少しています。

さらに、5300/5400 システム構成では、機械式のテープとフ ロートのシステムと比較して、容量の不確かさがおよそ50%

減少しています。

ここでは特定用途を対象にした計算を行っていますが、これ は、サイズの大小を問わず、炭化水素の貯蔵タンクでの代表 的な値です。

圧力測定

基準精度 3051S コプレーナ圧力伝送器

ウルトラバージョンではスパンの最大 ± 0.025%、クラシック バージョンではスパンの最大 ± 0.035% です。

液体レベル圧力伝送器

ウルトラバージョンではスパンの最大 ± 0.055%、クラシック バージョンではスパンの最大 ± 0.065% です。

1. 推定値は低め。API の第7章によれば、十分な混合ができない大 型のタンクでは、3°C (5.4°F) までの垂直温度差は正常な範囲内で す。また、5°C (9.0°F) の差違は一般的です。

表 3. 容量の不確さかの比較(単位、リットル(バレル))

5900S 5900C 5300/5400

テープとフ ロート

在庫当たり(1)

1. 統計誤差、二乗平均値(RMS)。

263 (1.7)

648 (4.1)

2229 (14.0)

4732 (29.8) バッチ当たり(1) 304

(1.9)

891 (5.6)

2778 (17.5)

6429 (40.4) 年間当たりの総

不確かさ(1)(2)

2. 在庫 - 12、バッチ - 24 2403 (15.1)

6615 (41.6)

21332 (134.2)

47891 (301.2)

5900S 5900C 5300/5400 フロートと テープ

5900 シリーズゲージ使用

システムの設計仕様

システムのレイアウト

2410 タンクハブに接続された、自己構成のTankbus の通信は、

FOUNDATION Fieldbus に基づいています。また、Modbus を介

して以前の Rosemount タンク計測機器をシステムに接続する ことも、無線システムや他社製のシステムを統合することも 可能です(表 5 を参照してください)。

システムのカスタマイズに役立つ一部のデータ:

2410のタンクハブはTankbus に250 mAを送出します。

タンクハブに接続できるタンクとユニットの数は、どの フィールド機器を接続するか、またそれらの消費電力に よって変わります。フィールド機器ごとの電流の要件は、

表 4 に一覧されています。

タンク1基当たり2410 タンクハブ1台の組み合わせが、5900 シリーズシステム構成では推奨されています。

2410 タンクハブは、5300 または5400 のシステム構成で最 大で5基までのタンクをサポートします。

機器への最小供給電圧は9 V です。

表 4. 電源バジェット

例:

2410 タンクハブからの250 mA は以下に給電されます:

以下を搭載したタンク1 基:

5900S 2 in 1 レベルゲージ1 台

2240 多点入力温度伝送器1 台

2230 ディスプレイ2 台

3051S 圧力伝送器2 台 以下を搭載したタンク5 基:

5300 または 5400 レーダーレベル伝送器5 台

644 温度伝送器(センサー付き)5 台

2230 ディスプレイ1 台

Rosemount TankRadar

FBM 2180 Ext. pwrRS-232USBTxRxLo - GAIN - HiOn - TERM - Off

2240S 5900C

タンクバス 2410 タンクハブ

TRL2 Modbus

セカンダリバス

TankMaster PC

モデム 2460 シス テムハブ

2230 ディス プレイ

3051S

フィールド機器 電流消費(9V)

5900S シリーズレーダーレベルゲージ 50 mA

5900S レーダーレベルゲージ、2 in 1 100 mA

5300 または5400 シリーズレーダーレベ

ル伝送器 21 mA

2230 現場表示器 30 mA

2240S マルチ入力温度伝送器 30 mA(温度センサー

を含む)

644 温度伝送器 11 mA

3051S または2051 圧力伝送器 18 mA

表 5. 2460 システムのハブポート構成

ポート 1 2 3 4 5 6 7 8

タイプ フィールド ポート

フィールド ポート

フィールド ポート

フィールド ポート

フィールド/ ホストポート

フィールド/

ホストポート ホストポート ホストポート インター

フェイス

TRL2、

RS485、

Enraf BPM

TRL2、

RS485、

Enraf BPM

TRL2、

RS485、Enraf BPM

TRL2、

RS485、

Enraf BPM

フィールド ポート:

TRL2、

RS485、Enraf BPM ホストポー ト:TRL2、

RS485

フィールド ポート:

TRL2、

RS485、Enraf BPM ホストポー ト:TRL2、

RS485

TRL2、

RS485、

RS232

TRL2、

RS485、

RS232

プロトコル Modbus、

Enraf GPU

Modbus、

Enraf GPU

Modbus、

Enraf GPU

Modbus、

Enraf GPU

フィールド ポート:

Modbus、

Enraf GPU ホストポー ト:Modbus

フィールド ポート:

Modbus、

Enraf GPU ホストポー ト:Modbus

Modbus Modbus

タンクバスケーブルの要件

推 奨 さ れ る ケ ー ブ ル 配 線 は シ ー ル ド 撚 り 対 線、0.75 mm2 (AWG 18) です。他に利用可能なものは、シールド撚り対線、

0.5-1.5 mm2 (AWG 22-16) です。Tankbus ケーブル配線はFISCO ケーブルおよび設置条件を満たし、最小で 85°C (185°F) での 使用を対象とする認証が必要です。

IEFISCO(フィールドバス本質安全防爆コンセプト)

IEC 60079-27 によるFISCO では、次のケーブル特性が指定さ れています。

表 6. FISCO ケーブルの特性

既存ケーブル配線の再使用

上記の仕様に従って Tankbus の新しいケーブル配線を設置す ることが推奨されます。ほとんどの場合、FISCO の要件を満 たすならば、既存のケーブルの再使用が可能です。

該当するケーブルの代表的な特性は次のとおりです:

0.75 mm² (AWG 18)

42 Ω/km (ループ抵抗)

115 nF/km

0.65 mH/km

次の例は、異なるシステム構成でのケーブル配線の許容距離 を示します。全負荷のシナリオでのケーブル配線の末端に機 器が設置されていると想定します。実際の場合は、そうでな いことも多いため、許容距離がもっと長い場合もあります。

5900S 構成の最大電源使用時の最大距離:

Rosemount 2410 タンクハブは 250 mA (12.5 VDC) をタンクの 機器に送出することができます。3.5 V の電圧降下は許容され ます。これは、まったくの最悪の例で、ケーブル抵抗は、最 大14 Ω (3.5/0.250) までにできることを意味します。最大ケー ブル長は333 m (1,092 フィート)です。

5900S 構成での典型的な電源使用時の最大距離:

最も典型的な電流値は、5900S ゲージ 1 台、2230 ディスプレ イ1 台、2240S 温度伝送器1 台および3051S 圧力伝送器1 台を 搭載したタンクで、128 mAです。この場合、650 m (2130フィー ト) までの長さのケーブルを使用することができます。

パラメーター

ループ抵抗 15150 Ω/km ループインダクタンス 0.41 mH/km

静電容量 45200 nF/km

各スプール(1)ケーブルの 最大距離

1. スプールとは、ネットワークの終端処理がされていない部分です。

最大で60 m197フィート)の長さのスプールまで許されます。こ れより長い距離については、代替のネットワーク構成を考慮してく ださい。

ガスのグループIIC での60 m (197 フィート)

各トランク(2)ケーブルの 最大距離

2. トランクは、両端で終端処理がされているネットワークの部分で す。システム内で、トランクはタンクハブとセグメントのカップ ラーとの間、またはデイジーチェーン構成の最後の機器との間の ネットワーク部分です。

ガスのグループIIC で1,000 m (0.60 イル)、ガスのグループIIB で1,900 m (1.18マイル)

D

C

B A

D C D

C

B B

A A

ケーブルの合計距離A+B+C+D は表 7 の値を超えないよ うにしてください。

5900S 2 in 1 構成での典型的な電源使用時の最大距離:

タンク計装が前の例と同じですが、5900S 2 in 1 ゲージが代わ りに搭載されている場合は、典型的な電流値は178 mA となり ます。この場合、ケーブルは468 m (1,535フィート) にできます。

表 7 は、ケーブルタイプが一部共通である5900 シリーズのシ ステム構成で許容されるケーブルの長さのガイドです。

5300/5400 構成での典型的な電源使用時の最大距離:

5300 または5400 伝送器1 台および644 温度伝送器1 台を搭 載したタンクの場合は、典型的な電流値は32 mA です。これ は、ケーブルの長さを2,604 m (8,543フィート) までにできる ことを意味します。

許容されているケーブルの長さの合計を超えていない限り、

2410 のタンクハブ1 台に、これらの5300 または5400 ベース のタンク5 基を接続することが可能です。

表 8 は、ケーブルタイプが一部共通である5300 または5400 のシステム構成で許容されるケーブルの長さのガイドです。

表 7. 5900 シリーズ構成での最大ケーブル配線距離

ケーブル直径 ループ抵抗

電源(2410)からタンクのすべての機器までの最大ケーブル配線距離 250 mA の最大電源使用の

場合。

5900 シリーズ、2240S、

2230、3051S128 mA の 典型的な電源使用の場合。

5900S 2 in 1、2240S、

2230、3051S178 mA の 典型的な電源使用の場合。

距離:単位 m (ft) 距離:単位 m (ft) 距離:単位 m (ft)

20 AWG (0.5 mm2) 66 Ω/km 212 (695) 414 (1,358) 298 (978)

18 AWG (0.75 mm2) 42 Ω/km 333 (1,092) 651 (2,136) 468 (1,535)

17 AWG (1.0 mm2) 33 Ω/km 424 (1,391) 829 (2,720) 596 (1,955)

16 AWG (1.5 mm2) 26 Ω/km 538 (1,765) 1,000 (3,281) 756 (2,480)

ケーブルの合計長さA+B+C+D+E+F+G+H が表 8 の値を超えないようにしてください。

A

B

C

D

E

F

G

H

セグメントカプ ラー

セグメントカ プラー

セグメントカ プラー

表 8. 5300/5400 シリーズ構成での最大ケーブル配線距離

ケーブル直径 ループ抵抗

電源(2410)からタンクのすべての機器までの最大合計ケーブル長さ(単位:m(フィート) 5300/5400 と644 を搭載したタンク1 基当たりの典型的な電源使用が32 mA の場合

タンク5 基 タンク4 基 タンク3 基 タンク2 基 タンク1 基 距離:

単位 m (ft)

距離:

単位 m (ft)

距離:

単位 m (ft)

距離:

単位 m (ft)

距離:

単位 m (ft) 20 AWG (0.5 mm2) 66 Ω/km 331 (1,085) 414 (1,358) 552 (1,811) 828 (2,716) 1,000 (3,281) 18 AWG (0.75 mm2) 42 Ω/km 520 (1,706) 651 (2,135) 868 (2,847) 1,000 (3,281) 1,000 (3,281) 17 AWG (1.0 mm2) 33 Ω/km 662 (2,171) 828 (2,716) 1,000 (3,281) 1,000 (3,281) 1,000 (3,281) 16 AWG (1.5 mm2) 26 Ω/km 841 (2,759) 1,000 (3,281) 1,000 (3,281) 1,000 (3,281) 1,000 (3,281)

TRL2 フィールドバスケーブルに関する推奨事項

Rosemount タンクゲージシステムでは、2410 タンクハブは、

TRL2 Modbus プロトコルを使用して、2460システムハブと通

信します。

このTRL2 フィールドバスでは、最小面積 0.50 mm2 (AWG 20、

または同等) のシールド撚り線が必要です。

TRL2 フィールドバスの最大長さはおよそ 4 km (2.5 マイル )

です。TRL2 フィールドバスは、通常タンク区域内の既設の

ケーブルを使用することができます。

5900 シリーズシステムの構成内の典型的なTankbus 配線 現在利用可能な設置の構成により、容易でかつコスト効率に 優れたケーブル配線が可能になります。Rosemount タンク ゲージシステムには、Tankbus の手軽で便利な配線が実現する デイジーチェーン機能が付いています。

5900 シリーズのシステム構成内の機器は、オン/オフ選択可

能なバスターミネーターを内蔵しています(バスの最後の機 器で終端処理が必要です)。

Rosemount TankRadar

FBM 2180 Ext. pwrRS-232USBTxRxLo - GAIN - HiOn - TERM - Off

バスの最後の機器が5900 シリーズのゲージ、2240S または2230 である場合には、外部セグメントカップラーまたはバス ターミネーターは必要ありません。

非危険区域 危険区域

2410 タンクハブ:

内蔵ターミネー ター(オン)

2240S 温度伝送器:

内蔵ターミネー ター(オフ)

2240S 温度伝送器:

内蔵ターミネー ター(オン)

5900 シリーズレベルゲー ジ:内蔵ターミネーター (オン)

2230 ディス プレイ:内蔵 ターミネー ター(オン)

2410 タンクハブ:

内蔵ターミネー ター(オン)

2410 タンクハブ:

内蔵ターミネー ター(オン)

5900 シリー ズレベル ゲージ:内 蔵ターミ ネーター

(オフ)

5900 シリー ズレベル ゲージ:内 蔵ターミ ネーター

(オフ) 2240S:内 蔵ターミ ネーター

(オフ)

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