Seria przemysłowa: ZS8100-O2

Procesowy analizator tlenu ZS8100-O2

Precyzyjny pomiar O₂ metodą paramagnetyczną na potrzeby optymalizacji procesu

Zakres pomiarowy
0-25 %vol O₂
Dokładność
±0,05 %vol
Czas odpowiedzi
<5s T90
Wyjścia
4-20mA, Modbus, HART
Opis produktu

Przegląd

ZS8100-O2 zapewnia precyzyjny pomiar tlenu z wykorzystaniem technologii detekcji paramagnetycznej. Sprawdza się w sterowaniu spalaniem, weryfikacji inertyzacji i kontroli jakości w procesach chemicznych oraz petrochemicznych.

Najważniejsze cechy
  • Opcjonalne dwa czujniki (paramagnetyczny + cyrkonowy)
  • Automatyczna kalibracja z wewnętrznym odniesieniem
  • Poziom SIL 2 do zastosowań związanych z bezpieczeństwem
  • Podgrzewana droga próbki zapobiega kondensacji

Pełna specyfikacja techniczna

Kluczowe parametry pracy

Kluczowe parametry pracy ZS8100-O2
Parametr Wartość Status
Zakres pomiarowy 0-25%vol O₂ potwierdzono
Dokładność ±0.05%vol potwierdzono
Czas odpowiedzi <5s T90 warunkowo*
Wyjścia 4-20mA, Modbus, HART potwierdzono

* Czas odpowiedzi: podstawa dla całego układu lub samego ogniwa pomiarowego zostanie potwierdzona na etapie oferty

Pomiar

Specyfikacja pomiarowa ZS8100-O2
SpecyfikacjaWartość
Zasada pomiaruParamagnetyczna (wiatr termomagnetyczny) / tlenek cyrkonu
Zakres pomiarowy0–25 %vol O₂ (konfigurowalny do 0–100 %vol)
Dokładność±0,05 %vol (paramagnetyczny); ±0,1 %vol (cyrkonowy)
Powtarzalność≤0,02 %vol
Czas odpowiedzi (T90)<5 s (paramagnetyczny); <3 s (cyrkonowy)

Dane fizyczne

Dane fizyczne ZS8100-O2
SpecyfikacjaWartość
Wymiary (szer. × wys. × gł.)483 × 177 × 420 mm (szafa rack 19″)
Masa14,5 kg
Materiał obudowyAluminium malowane proszkowo, części mające kontakt z medium ze stali nierdzewnej SS316L
MontażSzafa rack 19″ (4U) / montaż naścienny / obudowa terenowa

Dane elektryczne

Dane elektryczne ZS8100-O2
SpecyfikacjaWartość
Zasilanie100–240 VAC, 50/60 Hz, maks. 80 W
Wyjście analogowe2 × 4–20 mA (izolowane, konfigurowalne)
Wyjście cyfroweModbus RTU/TCP, HART 7, OPC-UA
Wyjścia przekaźnikowe4 × SPDT (alarm, usterka, konserwacja, zakres pomiarowy)
WyświetlaczKolorowy ekran dotykowy TFT 5″

Warunki środowiskowe

Specyfikacja środowiskowa ZS8100-O2
SpecyfikacjaWartość
Temperatura pracy-20 °C do +50 °C
Temperatura przechowywania-40 °C do +70 °C
Wilgotność0–95 % RH (bez kondensacji)
Temperatura próbkiDo 200 °C (z podgrzewanym wlotem)
Ciśnienie próbki-50 do +500 mbar

Certyfikaty

Informacje o certyfikatach ZS8100-O2
SpecyfikacjaWartość
Strefa zagrożona wybuchemOpcja ATEX / IECEx dla stref zagrożonych wybuchem — zakres dla obudowy terenowej w Zone 1 jest warunkowy; końcowe oznaczenie Ex db, grupa gazowa, klasa temperaturowa i EPL zostaną potwierdzone na podstawie dostarczonego wyciągu z certyfikatu
Bezpieczeństwo funkcjonalneSIL 2 zgodnie z IEC 61508 / IEC 61511
Stopień ochrony obudowyIP66 (obudowa terenowa)
Kompatybilność elektromagnetycznaEN 61326-1:2021
JakośćWyprodukowano zgodnie z ISO 9001:2015

Zastosowania analizatora

Model przypisano do następujących zastosowań branżowych i zadań procesowych.

Petrochemia
Elektrownia
Hutnictwo i metalurgia
Separacja powietrza

Warunki zastosowania

Typowe warunki procesowe, w których rozważa się zastosowanie tego modelu.

Optymalizacja spalania
Inertyzacja gazem obojętnym
Instalacje separacji powietrza
Monitorowanie fermentacji

Zakres certyfikacji

Normy wymieniono wraz z zakresem i statusem, aby podczas przeglądu technicznego można było zweryfikować właściwą obudowę, strefę i wymagania bezpieczeństwa.

Zestawienie zakresu certyfikacji ZS8100-O2
Norma Zakres Wariant Status Dokument
CE (deklaracja zgodności UE) Wariant z obudową terenową Wariant projektowy zatwierdzono Na życzenie
SIL 2 zgodnie z IEC 61508 / IEC 61511 Bezpieczeństwo funkcjonalne w układach sterowania zawartością tlenu z funkcją bezpieczeństwa Wariant projektowy zatwierdzono Na życzenie
ATEX / IECEx dla stref zagrożonych wybuchem Opcja obudowy terenowej Zone 1; końcowe oznaczenie Ex db, grupa gazowa, klasa temperaturowa, EPL i zakres dla instalacji wodorowych zostaną potwierdzone na podstawie dostarczonego wyciągu z certyfikatu Wariant obudowy terenowej dopasowany do projektu warunkowo Wyciąg z certyfikatu dostępny na życzenie, jeśli ujęto go w zakresie zamówienia
CE SIL 2

Poproś o dokumentację

Poproś o karty katalogowe, instrukcje obsługi, certyfikaty i noty aplikacyjne dotyczące tego modelu.

Uwagi dotyczące dowodów

nota-aplikacyjna

Sterowanie powietrzem do spalania w ciągach krakingowych w przemyśle chemicznym i petrochemicznym

Nota na poziomie architektury opisująca, jak podwójny pomiar paramagnetyczny i cyrkonowy umożliwia precyzyjne sterowanie powietrzem do spalania w wysokotemperaturowych spalinach, ograniczając wyłączenia powodowane dryftem wskazań. Nie uwzględniono wyników dotyczących konkretnych klientów; rezultaty w zakładzie zależą od warunków próbki i częstotliwości kalibracji.

Szczegóły techniczne i inżynieryjne

Szczegóły techniczne i inżynieryjne

Dodatkowe szczegóły techniczne — rozwiń każdy temat, aby zapoznać się z pełnymi informacjami o pomiarze, warunkach pracy, układzie próbki, kalibracji, integracji, konserwacji i zastosowaniu.

01 Zasada i ograniczenia pomiaru

Granice pomiaru

Opcje pomiaru paramagnetycznego / cyrkonowego — metoda paramagnetyczna mierzy O₂ dzięki jego swoistej podatności magnetycznej; metoda cyrkonowa mierzy ciśnienie parcjalne O₂ w wysokiej temperaturze.

Nie wykrywa

  • Większości gazów niemagnetycznych przy określonej matrycy gazowej
  • Dryft tła jest kompensowany przez automatyczną kalibrację

Wymaga

  • Podgrzewanej drogi próbki, aby zapobiec kondensacji
  • Określonych warunków procesowych i otoczenia

Czynniki zakłócające i ograniczenia

  • Silnie paramagnetyczne gazy (NO, NO₂) występujące w wysokim stężeniu
  • Spaliny z komina o wysokiej wilgotności, gdy przekroczony jest określony margines względem punktu rosy
  • Temperatury procesu poza zakresem pracy metody cyrkonowej
02 Warunki pracy

Uwzględnij te ograniczenia przy doborze, a przed przygotowaniem oferty potwierdź warunki próbki, oddziaływanie otoczenia i materiały.

Temperatura procesu
Do 200 C na wlocie analizatora
podgrzewany wlot; wyższe temperatury procesu wymagają zaprojektowania sondy i układu kondycjonowania próbki, co jest weryfikowane dla każdego projektu
Temperatura otoczenia
-20-55 C
Materiały mające kontakt z medium
Stal nierdzewna 316L (ogniwo paramagnetyczne), ceramika wysokotemperaturowa (ogniwo cyrkonowe)
Poza tym zakresem
  • Praca ciągła powyżej określonej temperatury procesu dla metody cyrkonowej
  • Próbka o temperaturze poniżej punktu rosy bez podgrzewanego przewodu
03 Granice układu próbki

Tryb poboru próbki, elementy kondycjonowania i wyłączenia z zakresu określają, gdzie kończy się odpowiedzialność za analizator, a zaczyna za układ próbki.

Tryb poboru próbki
ekstrakcyjny
Elementy układu
  • podgrzewana droga próbki
  • układ kondycjonowania ZS-SCS-600
Wyłączenia z zakresu
  • Mokre spaliny z komina bez marginesu względem punktu rosy
04 Kalibracja i walidacja

Metoda i częstotliwość kalibracji, identyfikowalność oraz wsparcie audytowe dla tego analizatora.

Metoda kalibracji zera i zakresu

Automatyczna kalibracja z wewnętrznym odniesieniem; możliwa ręczna kontrola zakresu

Częstotliwość

6 miesięcy między ręcznymi kontrolami zakresu; w zastosowaniach SIL 2 zaleca się kwartalną weryfikację

Kontrola liniowości

Możliwa wielopunktowa kontrola liniowości z użyciem gazu wzorcowego zakresu

Identyfikowalność gazu wzorcowego zakresu

Wymagany identyfikowalny gaz wzorcowy zakresu dobrany do konkretnego zakładu

Wsparcie audytowe

  • Zgodność testów okresowych z IEC 61511
05 Wejścia/wyjścia i integracja

Wyjścia sygnałowe i interfejsy komunikacyjne do integracji z układem sterowania.

Wyjścia

4-20mA, Modbus, HART

Wyjście analogowe

2 × 4–20 mA (izolowane, konfigurowalne)

Wyjście cyfrowe

Modbus RTU/TCP, HART 7, OPC-UA

Wyjścia przekaźnikowe

4 × SPDT (alarm, usterka, konserwacja, zakres pomiarowy)

Uwaga dotycząca przeglądu DAHS

Podczas przeglądu integracji projektu należy potwierdzić mapę protokołu, nazewnictwo kanałów pomiarowych, stany alarmowe i format raportowania.

06 Konserwacja i części zamienne zależne od zakładu

Rutynowe czynności serwisowe, materiały eksploatacyjne i wymagania dotyczące dostępu do tego analizatora; dokładne interwały zależą od zakładu.

Czynności serwisowe
  • Ręczna kontrola zakresu zgodnie z określoną częstotliwością
  • Kontrola przewodu poboru próbki i filtra zgodnie z harmonogramem zakładu
  • Kontrola stanu ogniwa pomiarowego zgodnie z harmonogramem zakładu
Materiały eksploatacyjne
  • Wkłady filtracyjne przewodu poboru próbki
  • Butle z gazem wzorcowym zakresu
07 Dowody dotyczące zastosowań

Kontekst zastosowań w złożonych środowiskach przemysłowych.

Studium przypadku Petrochemia

Kontekst zastosowania

Operatorzy pieców w krakingu etylenu regularnie mierzą się z dryftem wskazań analizatorów tlenu w wysokotemperaturowych spalinach. Niedokładne sterowanie spalaniem prowadzi do nieefektywnego wykorzystania gazu paliwowego i ryzyka nieplanowanego wyłączenia — ten typ problemu skłania do wstępnej analizy kosztów dla wielu ciągów technologicznych.

Rozwiązanie architektoniczne

Architektura wieloanalizatorowa ZS8100-O2 — pomiar paramagnetyczny (±0,05 %vol; opcja cyrkonowa ±0,1 %vol) z automatyczną kalibracją, pobierający gorące spaliny przez podgrzewany wlot z kondycjonowaniem próbki — umożliwia precyzyjne sterowanie powietrzem do spalania w całym ciągu krakingowym bez wyłączeń powodowanych dryftem wskazań.

Architektura referencyjna Ciąg z wieloma analizatorami · ±0,05 %vol O₂ (pomiar paramagnetyczny)
Pytania dotyczące doboru

Często zadawane pytania

Jaka częstotliwość kalibracji jest zalecana dla ZS8100-O2?

Przy włączonej automatycznej kalibracji ZS8100-O2 zachowuje dokładność przez 6 miesięcy między ręcznymi kontrolami zakresu. W zastosowaniach związanych z bezpieczeństwem SIL 2 zaleca się planowanie kwartalnej weryfikacji zgodnie z wymaganiami dotyczącymi testów okresowych IEC 61511.

Czy mogę zainstalować ZS8100-O2 w strefie ATEX Zone 1?

Tak, jeśli projekt obejmuje wariant z obudową terenową do stref zagrożonych wybuchem, a dostarczony wyciąg z certyfikatu odpowiada klasyfikacji miejsca instalacji. Końcowe oznaczenie ATEX / IECEx określa certyfikat; przed zatwierdzeniem instalacji należy sprawdzić w dostarczonym wyciągu koncepcję ochrony Ex db, grupę gazową, klasę temperaturową, EPL oraz ewentualny zakres dla instalacji wodorowych.

Czym różni się pomiar paramagnetyczny od cyrkonowego?

Pomiar paramagnetyczny określa zawartość O₂ na podstawie jego swoistych właściwości magnetycznych — zapewnia wysoką dokładność w czystej, kondycjonowanej próbce gazu, w której wpływ innych gazów jest ograniczany przez układ próbki. Metoda cyrkonowa mierzy ciśnienie parcjalne tlenu w wysokiej temperaturze — zapewniając krótszy czas odpowiedzi w zastosowaniach związanych ze spalaniem. ZS8100-O2 oferuje obie metody w konfiguracji z dwoma czujnikami.

Jakie kondycjonowanie próbki jest wymagane?

Czujnik paramagnetyczny wymaga czystej, suchej próbki; typowym rozwiązaniem jest układ kondycjonowania ZS-SCS-600 z chłodzeniem i osuszaniem. Opcja cyrkonowa umożliwia bezpośredni pomiar gorącego, wilgotnego gazu. Oba tory mają zintegrowane filtry cząstek stałych i są kompatybilne z układem poboru próbki ZS-SCS-800 z podgrzewaniem.

Czy ZS8100-O2 można zintegrować z systemami SCADA/DCS?

Tak. Analizator udostępnia wyjścia analogowe 4–20 mA, protokoły Modbus RTU/TCP i HART 7 oraz OPC-UA do integracji z rozwiązaniami Przemysłu 4.0. Wszystkie wyjścia można w pełni konfigurować za pomocą ekranu dotykowego lub interfejsu zdalnego.

Jaka jest przewidywana trwałość czujnika i koszt wymiany?

Czujnik paramagnetyczny nie zawiera zużywającego się elementu pomiarowego i przy planowych kontrolach zwykle działa ponad 10 lat. Opcjonalne ogniwo cyrkonowe ma okres eksploatacji 3–5 lat, zależnie od warunków zastosowania. Oba elementy można wymienić w miejscu instalacji w mniej niż 30 minut, bez specjalistycznych narzędzi.

Oceń ZS8100-O2 pod kątem warunków w zakładzie

Przed ostatecznym doborem modelu prześlij zakres stężeń gazu, temperaturę próbki, ciśnienie, zawartość wilgoci i wymagania dotyczące certyfikacji.