Системы телемеханики и автоматики для учета и управления энергоресурсами АПСТМ-ИС

Назначение

Системы телемеханики и автоматики для учета и управления энергоресурсами «АПСТМ-ИС» (в дальнейшем АПСТМ-ИС, системы) служат для непрерывного измерения и контроля технологических параметров (давления, температуры, перепада давления текучих сред и газа в трубопроводах, расхода и объема текучих сред и газа, приведенных к нормальным условиям по ГОСТ 2939, ГОСТ 30319.2, ГОСТ 8.586.5, параметров катодной защиты ), используемых при автоматизированном управлении технологическими процессами рассредоточенных объектов.

Наряду с традиционными функциями телемеханики (по ГОСТ Р МЭК 870-1-1) АПСТМ-ИС могут выполнять: автоматическое регулирование контролируемых технологических параметров по заданным алгоритмам регулирования; автоматическое логическое управление исполнительными механизмами посредством формирования управляющих воздействий на основе поступающей от датчиков информации; коммерческий учет расхода электроэнергии, текучих сред, газа.

Описание

АПСТМ-ИС представляют собой измерительные системы, серийно изготавливаемые и поставляемые для оснащения однородных объектов. АПСТМ-ИС как законченные изделия создаются непосредственно на объектах эксплуатации в соответствии с указаниями, изложенными в эксплуатационной и проектной документации на них, и состоят из:

- измерительных преобразователей, осуществляющих преобразование технологических параметров в стандартные токовые сигналы (от 0 до 20 мА и от 4 до 20 мА), а также в цифровой кодированный вид;

- счетчиков и расходомеров различных модификаций (в зависимости от конструктивного исполнения и максимального допустимого рабочего давления);

- контролируемых пунктов (КП), включающих измерительные контроллеры и преобразователи, вспомогательные устройства, преобразующие стандартные токовые сигналы, а также сигналы от станций катодной защиты в цифровой кодированный вид, производящих необходимые вычисления (в соответствии с требованиями ГОСТ 8.586, а также правилами ПР50.2.019) и осуществляющих выработку сигналов автоматического управления по заданному алгоритму;

- средств передачи информации по линиям связи (устройств сопряжения, модемов, радиопередатчиков);

- комплекса программно-технических средств верхнего уровня (КПТС ВУ) на базе промышленных или офисных компьютеров типа IBM PC, обеспечивающих визуализацию технологических параметров, состояний средств регулирования, ведение протоколов и архивирования данных, конфигурирование и настройку программной части системы, а также считывание и вывод твердых копий отчетов с коммерческой информацией по расходу энергоресурсов.

- переносного терминального устройства (ПТУ) на базе переносного компьютера (типа ноутбук), обеспечивающего считывание из КП коммерческой информации по расходу энергоресурсов с защитой от несанкционированного доступа и выполнение вспомогательных функций, аналогичных функциям КПТС ВУ

Информационная связь между КПТС ВУ и КП осуществляется по выделенным каналам тональной частоты, волоконно-оптическим линиям связи или физическим цепям через устройства сопряжения с линиями связи или радиоканалам по интерфейсам типа RS-232, RS-485, RS-422, Ethernet .

Состав измерительных каналов системы

Каналы группы 1. Каналы измерения технологических параметров (давление, перепад давления, температура, расход) включают:

- первичные измерительные преобразователи давления, перепада давления, температуры, расхода, имеющие стандартные токовые выходы, внесенные в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений;

- контролируемые пункты (КП), обеспечивающие преобразование входных аналоговых сигналов в измеряемый технологический параметр, с основной приведенной погрешностью ± 0,1 % и состоящие из: аналого-цифрового преобразователя с нормирующим устройством на входе, обеспечивающим преобразование стандартного токового сигнала в напряжение и цифровой код; программного модуля вычисления и преобразования измеряемых технологических параметров в цифровой код;

- канал информационной связи КП с КПТС ВУ или ПТУ;

- КПТС ВУ или ПТУ с программным обеспечением, обеспечивающие считывание, хранение и выдачу результатов измерения, визуальное отображение измеряемых параметров.

К аналы группы 2. Каналы измерения параметров расхода и объема текучих сред и газа

К аналы группы 2.1. Измерение и вычисление расхода и объема текучих сред и газа по методике выполнения измерений с помощью сужающих устройств (СУ) по ГОСТ 8.586.5 осуществляет КП.

Измерительные каналы включают:

- первичные измерительные преобразователи давления, перепада давления и температуры, внесенные в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений;

- программный модуль вычисления объемного расхода и объема в соответствии с ГОСТ 8.586.5;

- КП, обеспечивающие преобразование входных аналоговых сигналов в измеряемый технологический параметр, с основной приведенной погрешностью ± 0,1 % и состоящие из: аналого-цифрового преобразователя с нормирующим устройством на входе, обеспечивающим преобразование стандартного токового сигнала в напряжение и цифровой код; программного модуля вычисления и преобразования измеряемых технологических параметров в цифровой код;

- канал информационной связи КП с КПТС ВУ или ПТУ;

- КПТС ВУ или ПТУ с программным обеспечением, обеспечивающие считывание, хранение и выдачу результатов измерения, параметрирование датчиков и точек учета, визуальное отображение измеряемых параметров.

К аналы группы 2.2. Измерение и вычисление расхода и объема природного газа в соответствии с правилами ПР 50.2.019 с использованием турбинных счетчиков осуществляет КП.

Измерительные каналы включают:

- первичные измерительные преобразователи давления и температуры, имеющие стандартные токовые выходы, внесенные в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений; турбинные счетчики; программный модуль вычисления объемного расхода и объема в соответствии с ПР 50.2.019;

- КП, обеспечивающий преобразование входных числоимпульсных сигналов в измеряемые технологические параметры с основной относительной погрешностью 2- 100/N (%), где N - число измеренных импульсов (не менее 2000), и имеющий в своем составе: блок ввода числоимпульсных сигналов, обеспечивающий подсчет количества импульсов с максимальной частотой следования - 25 Гц;, амплитудой импульсов в диапазоне от 5 до 24 В, выходным током в диапазоне от 3 до 20 мА, минимальной длительностью импульсов - 20 мс; программный модуль вычисления и преобразования измеряемых числоимпульсных сигналов в цифровой код;

- канал информационной связи КП с КПТС ВУ или ПТУ;

- КПТС ВУ или ПТУ с программным обеспечением, обеспечивающие считывание, хранение и выдачу результатов измерения, параметрирование датчиков и точек учета, визуальное отображение измеряемых параметров.

К аналы группы 2.3. Измерение расхода энергоресурсов (в том числе электроэнергии) с помощью датчиков с числоимпульсными выходами осуществляет КП.

Измерительные каналы включают:

- первичные измерительные преобразователи с числоимпульсным выходом;

- КП, обеспечивающий преобразование входных числоимпульсных сигналов в измеряемые технологические параметры с основной относительной погрешностью 2- 100/N (%), где N - число измеренных импульсов (не менее 2000), и имеющий в своем составе: блок ввода числоимпульсных сигналов, обеспечивающий подсчет количества импульсов с максимальной частотой следования - 25 Гц;, амплитудой импульсов в диапазоне от 5 до 24 В, выходным током в диапазоне от 3 до 20 мА, минимальной длительностью импульсов - 20 мс; программный модуль вычисления и преобразования измеряемых числоимпульсных сигналов в цифровой код;

- канал информационной связи КП с КПТС ВУ или ПТУ;

- КПТС ВУ или ПТУ с программным обеспечением, обеспечивающие считывание, хранение и выдачу результатов измерения, визуальное отображение измеряемых параметров.

Каналы группы 3. Каналы измерения параметров станций катодной защиты (СКЗ) Каналы измерения включают:

- КП, имеющий блок измерения параметров СКЗ (потенциал, напряжение, ток) и программный модуль преобразования значений параметров в цифровой код;

- канал информационной связи КП с КПТС ВУ или ПТУ;

- КПТС ВУ или ПТУ с программным обеспечением, обеспечивающие считывание, хранение и выдачу результатов измерения, визуальное отображение измеряемого параметра.

К аналы группы 4. Каналы цифроаналогового преобразования (ток в диапазоне от 0 до 20 мА или напряжение в диапазоне от минус 10 до 10 В), предназначенные для реализации функций телерегулирования.

Каналы преобразования включают: КПТС ВУ или ПТУ- канал информационной связи КП с КПТС ВУ или ПТУ - цифроаналоговый преобразователь в виде специального блока в составе КП - линия связи с нагрузкой.

Часы реального времени с возможностью измерения интервалов времени, реализованные с помощью аппаратно-программных средств как в КПТС ВУ, так и в КП.

Вся информация, принятая по измерительным каналам КП, хранится в памяти КП и передается в КПТС ВУ по каналам связи в цифровом виде (числа с плавающей запятой в диапазоне от ±1x10’37 до ±3x1038) в сопровождении защитных полиномов, обеспечивающих исключение внесения погрешности и класс достоверности передачи данных I3 по ГОСТ Р МЭК 870-4 при средней частоте искажения одного бита в канале связи с вероятностью Р не более 10-4.

Фотография общего вида системы

Программное обеспечение

Состав программного обеспечения (ПО) верхнего уровня системы (КПТС ВУ): стандартное ПО (операционная система семейства Windows; Scada-система); прикладное ПО -OPC-сервер. Состав ПО нижнего уровня системы (КП): операционная система семейства Linux; прикладное ПО.

Идентификационные данные прикладного ПО нижнего уровня системы (КП)

Функции программного обеспечения заключаются в сборе, обработке, регистрации и представлении оператору на дисплее информации о работе оборудования, изменение ПО в процессе эксплуатации системы пользователем не предусмотрено.

Защита программного обеспечения от преднамеренных изменений обеспечивается средствами операционной системы путем установки значения «Только для чтения» ("Read Only") свойств файлов данных и методов. Защита программы от непреднамеренных воздействий обеспечивается функциями резервного копирования. Уровень защиты программного обеспечения от изменений - С.

Технические характеристики

Таблица 1 - Метрологические характеристики и состав измерительных каналов (ИК) системы.

Количество КП подключаемых к одному КПТС ВУ не более 255 при количестве направлений связи (N) - не более 8, количество КП на одном направлении (К) - не более 63.

Максимальное количество измерительных каналов системы - 64512.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности от влияния температуры окружающей среды на каждые 10 °С не превышают 0,5 от основной нормируемой погрешности.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения системного времени в течение суток равны ± 5 с, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения времени КП равны ± 5 с.

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения интервалов времени равны ± 1 с.

Напряжение питания аппаратуры АПСТМ-ИС - однофазная сеть переменного тока напряжением от 187 до 242 В и частотой (50 ± 1) Гц.

Резервное питание КП обеспечивается от источника напряжения постоянного тока 24 В с допустимым отклонением ± 10 %.

При отказе основных источников питания КП происходит автоматическое переключение на резервное питание.

Технические характеристики:

- время сохранения накопленной в КП информации после отключения основного и резервного источников питания....................не менее 60 суток;

- глубина ретроспективы в КП по точкам учета....................................не менее 60 суток;

- габаритные размеры КП............................................не более 415 х 430 х 255 мм;

- масса КП...................................................................................................не более 150 кг;

- масса одного комплекта КПТС ВУ...........................................................не более 30 кг;

- потребляемая мощность КП....................................................................не более 80 В^А;

- потребляемая мощность КПТС ВУ.......................................................не более 1 к В^А;

- наработка на отказ одного канала для каждой функции АПСТМ-ИС .не менее 18000 ч;

- полный срок службы...............................................................................не менее 12 лет.

АПСТМ-ИС предназначены для эксплуатации в следующих условиях:

- аппаратура КПТС ВУ - при температуре окружающего воздуха от плюс 10 до плюс 30 °С, относительной влажности - от 30 до 80 %, атмосферном давлении - от 84 до 106,7 кПа;

- аппаратура КП - при температуре окружающего воздуха от минус 40 до плюс 55 °С; верхнем значении относительной влажности 100 % при температуре 35 °С с конденсацией влаги; атмосферном давлении от 84 до 106,7 кПа.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации в правом верхнем углу.

Комплектность

Поверка

осуществляется в соответствии с частью II Руководства по эксплуатации ДАКЖ.421437.005 РЭ1 «Системы телемеханики и автоматики для учета и управления энергоресурсами “АПСТМ-ИС”. Методика поверки измерительных каналов», утвержденной руководителем ГЦИ СИ ФГУ «Нижегородский ЦСМ» в июне 2011 г.

Основные средства поверки:

1 Прибор для поверки вольтметров программируемый В1-13, 2.085.008 ТО. Задание значений тока от 0 до 20 мА, тока от минус 100 до 100 А, напряжения от минус 4 до 4 В, напряжения от минус 100 до 100 В. Погрешность установки тока ±(0,015+0,0011к/1х)%; погрешность установки напряжения ±(0,0025+0,0005Uk/Ux)%.

2 . Вольтметр универсальный цифровой В7-34, Тг2.710.010 ТО. Погрешность измерения ±(0,015+0,002)* (UKUx-1)%.

3 Частотомер Ч3-54, ЕАЯ.721.039 ТУ. Суммирование импульсных сигналов в диапазоне от 0 до 150 МГц, погрешность по частоте ± 1,5*10-7.

4 Генератор импульсов точной амплитуды Г5-82, 3.269.005 ТО. Частота импульсов 1 Гц, длительность 20,0 мс, амплитуда 12,0 В. Предел основной погрешности амплитуды ±1 %, временных параметров +0,1 %.

5 Магазин сопротивления Р327, ТУ25-04.382-75. Диапазон сопротивления от 0 до 1000 Ом. Класс точности 0,01.

6 Секундомер СДСпр - 1, ТУ 25-1819.0021-90. Основная погрешность ± 0,4 с, период 30 мин.

7 Образцовый грузопоршневой манометр, МП-60 ТУ 50.48-84. Измерение избыточного давления в диапазоне от 100 кПа до 6 МПа. Предел основной погрешности в основном диапазоне от 0,6 до 6 МПа ± 0,02 % от значения измеряемого давления, в диапазоне от 100 до 600 кПа ± 0,02 % от начального значения основного диапазона.

8 Задатчик давления «Воздух-2,5», ТУ 50.552-86. Задание избыточного давления в диапазоне от 1 до 250 кПа. Предел основной погрешности ±0,05 % от номинального воспроизводимого давления.

9 Задатчик давления «Воздух-6,3», 406.222.003 ПС. Задание избыточного давления в диапазоне от 60 до 630 кПа. Предел основной погрешности ±0,05 % от номинального воспроизводимого давления.

10 Термометр образцовый ртутный ТЛ-4, ГОСТ 2949.8-90. Диапазон температур от минус 30 до 100 °С. Цена деления 0,1 °С. Погрешность измерения ± 0,1 °С.

Сведения о методах измерений

Методы измерений содержатся в Руководстве по эксплуатации ДАКЖ.421437.005 РЭ.

Нормативные документы

ДАКЖ.421437.005 ТУ Системы телемеханики и автоматики для учета и управления энергоресурсами. Технические условия.

Рекомендации к применению

Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта, а также при осуществлении торговли и товарообменных операций.