雷达液位计的系统结构及功能介绍

储运部门储罐主要储存转输成品油、原油和污油,多是常压浮顶储罐,采用导波管雷达液位计进行液位测量,液位测量系统由RTG液位计、FCU通讯单元、RTL/2现场总线、罐旁表RDU等组成,FCU与DCS利用Modbus协议进行通讯。

雷达测量精度可达±5mm,其独特低损耗模式(LOW LOSS MODE)并配置专用阵列式天线,采用调频连续波(FMCW)测量原理,可将雷达波聚集在导波管中心,回波信号强液位数据稳定。以下是储运罐区在用艾默生PRO系列雷达液位计的系统组成及功能介绍。

调频连续波 (FMCW) 测量原理

1、导波管专用阵列天线

它是由若干个小天线组成的天线阵,其发射电磁波的能量集中在导波管的中心,与管壁接触能量很小,因此其受不平整的管壁影响和对测量介质挂壁的影响都较小。

2、PRO系列雷达头

同一个雷达头可与不同天线类型灵活互换,降低备件成本。雷达表头主要由以下几个部件组成:

  • 变压器整流卡件TRC:交直流转换作用;
  • 现场通讯卡件FCC:负责处理与外部装置的通讯,不同的现场通讯卡对应不同的协议(Hart、FF、Modbus等);
  • 信号处理卡件SPC:保存检测器数据;
  • 模拟处理卡件APC:主要用于模拟输入信号滤波和多路复用传输;
  • 变送器接口卡件TIC:本质安全辅助输入需要使用此卡件;
  • 温度多回路复用卡件TMC:连接温度传感器;
  • 主板MB:用于连接各功能卡件。

3、雷达现场控制单元FCU

FCU单元包含电源模块、FCM通讯卡、FCI通讯卡、底板。FCM通讯板通过TRL/2现场总线与RTG雷达液位计进行连接通讯;FCI通讯板与DCS控制器通过MODBUS协议进行通讯。

FCU通常采用冗余配置增强通讯的安全性,非活动现场通讯单元经常检查连接的活动现场通讯单元是否处于活动状态。如果活动现场通讯单元出现故障,它将发送信号给备用现场通讯单元以接替它行使通讯功能,然后备用现场通讯单元立即切换到活动状态。

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