Системы измерительные в составе микропроцессорных систем автоматизации нефтеперекачивающих станций "Спецэлектромеханика"

Назначение

Системы измерительные в составе микропроцессорных систем автоматизации нефтеперекачивающих станций «Спецэлектромеханика» (далее ИС «Спецэлектромехани-ка») служат для измерения и контроля параметров технологических процессов (давления, уровня жидкости, температуры, виброскорости, виброперемещения, виброускорения оборудования, довзрывных концентраций горючих газов, силы, напряжения и мощности переменного тока), а также для формирования аналоговых сигналов регулирования параметров и используются в составе АСУ ТП транспортирования и хранения нефти и нефтепродуктов, резервуарных парках, нефтебазах, нефтеналивных причалах, системах автоматического регулирования давления, системах телемеханизации, системах нефтепереработки, автоматизированных системах управления пожаротушением и др.

Описание

ИС «Спецэлектромеханика» относятся к агрегатным, проектно-компонуемым системам, поскольку возникают как законченное изделие непосредственно на объекте эксплуатации путем комплектации из средств измерений и программного обеспечения после соответствующего монтажа, осуществляемого в соответствии с проектной документацией.

ИС «Спецэлектромеханика» состоят из:

- первичных измерительных преобразователей технологических параметров в сигналы постоянного тока стандартного диапазона (0-20 мА, 4-20 мА, 0-5 мА с дополнительным шунтом), напряжение милливольтового диапазона (термопар) или в электрическое сопротивление (термометров сопротивления);

- вторичных преобразователей для согласования уровней сигналов, гальванической развязки выходных цепей первичных преобразователей и входных цепей модулей аналого-цифрового преобразования сигналов из состава контроллеров, создания барьеров искробезопасности и питания первичных приборов и преобразователей;

- модулей универсальных промышленных контроллеров серии Modicon TSX Quantum, Modicon TSX Momentum (Госреестр № 18649-09), Modicon М340 (Госреестр № 38403-08), ROC/FloBoss, мод. ROC 809 (Госреестр № 14661-08), систем измерительно-управляющих и противоаварийной автоматической защиты Delta-V (Госреестр № 1679808), Experion PKS - контроллеров С200 (Госреестр № 17339-06), устройств сбора данных МХ100 (Госреестр №30456-05), ControlLogix 1756 фирмы Rockwell Automation Allen-Bradley (Госреестр № 42664-09), Siemens серии Simatic S7-300 (Госреестр № 15772-06), Simatic S7-400 (Госреестр № 15773-06) и устройств распределенного ввода-вывода Simatic ЕТ200 (Госреестр № 22734-06), модулей серии DCS-2000 (Госреестр № 21926-09), преобразующих аналоговые сигналы к цифровому виду в единицах измеряемого физического параметра, осуществляющих обработку полученных сигналов и формирование сигналов автоматического управления по заданной программе, самодиагностику функционирования, резервирование и блокировку каналов измерения, управления и сигнализации;

- АРМ операторов на базе компьютеров типа IBM PC для визуализации техноло

гических параметров, выполнения расчетов, ведения протоколов и архивации данных.

Обобщенная структурная схема ИС «Спецэлектромеханика» приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Обобщенная структурная схема ИС «Спецэлектромеханика».

Вторичные измерительные преобразователи и контроллеры устанавливаются в запираемых шкафах УСО. При эксплуатации в условиях высокой температуры шкаф оснащается системой вентиляции с терморегулятором, при эксплуатации в условиях низкой температуры - системой обогрева с терморегулятором (определяется проектом для конкретного объекта).

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) ИС «Спецэлектромеханика» состоит из программного обеспечения контроллеров и ПО верхнего уровня - SCADA-системы (конкретный тип SCADA-системы и типа контроллера определяется проектом), варианты используемого ПО приведены в таблице 1.

Программные средства верхнего уровня - SCADA-система содержат:

• серверную часть (шлюзы) для сбора и передачи информации контроллеров;

• архивную станцию для накопления и долговременного хранения различных видов информации;

• клиентскую часть, устанавливаемую на АРМ, обеспечивающую визуализацию параметров;

• инженерную станцию для изменения технологического программного обеспечения, конфигурирования ИК и оборудования системы.

Для конкретного объекта с выделенной инженерной станции верхнего уровня системы, доступ к которой защищен как административными мерами (установка в отдельном помещении), так и многоуровневой защитой по паролю доступа к операционной системе, SCADA и настроечным параметрам, создается конфигурация ИС "Спецэлектро-механика" (количество каналов, типы датчиков, диапазоны измерений и т.д.) путем настройки программы в контроллере на этом объекте, конфигурация хранится в памяти контроллера. По завершении настройки ПО на объекте создается ПО проекта, дата и объем его фиксируются в формуляре, идентичность указанного ПО контролируется периодической проверкой:

• даты последних санкционированных изменений проекта в контроллере;

• даты изменения файлов проекта SCADA системы.

Таблица 1 ПО ИС «Спецэлектромеханика»

Все метрологически значимые вычисления выполняются ПО контроллеров, метрологические характеристики которых нормированы с учетом влияния на них встроенного ПО.

Для защиты накопленной и текущей информации, конфигурационных параметров ИК от несанкционированного доступа в ИС «Спецэлектромеханика» предусмотрен многоступенчатый физический контроль доступа:

к датчикам - недоступны порты конфигурирования датчиков (при наличии у датчиков такой возможности), выдается оперативное сообщение о недостоверности сигнала при обрыве или коротком замыкании канала;

ко вторичной части системы - запираемые шкафы, доступ к которым требует авторизации в соответствии со спецификой объекта, на котором устанавливается система) и программный контроль доступа (шифрование данных и доступ по паролю с регистрацией успеха и отказа в доступе) с уровнем «С» защиты ПО по МИ 3286-2010.

Программное обеспечение верхнего и нижнего уровней системы поддерживает синхронизацию внутренних часов реального времени с источником точного времени -сервером точного времени с привязкой к системе ГЛОНАС или GPS. Синхронизация обеспечивает привязку текущего времени полученных данных к национальной шкале координированного времени России UTC(SU) с погрешностью не более ± 0,5 с.

Виды и состав измерительных каналов систем:

1 Каналы измерения давления, разности давлений, гидростатического давления (уровня жидкости), виброскорости, силы, напряжения и мощности переменного тока, температуры, концентраций в воздухе горючих газов:

вида 1.1: первичный преобразователь - модуль ввода аналоговых сигналов 140-AVI-030-00, либо 140 АС1-040-00 контроллеров Modicon TSX Quantum, либо 170 AAI 030 00, либо 170 AAI 140 00, либо 170 аМм 090 00 контроллеров Modicon TSX Momentum; либо BMX AMI 0410 контроллеров Modicon M340; либо AI-12, ли6оА1-32А серии DCS-2000; либо 6ES7 331-7KF02-0AB0, либо 6ES7 336-4GE00-0AB0, либо 6ES7 331-7TF01-0AB0 контроллеров Simatic S7 и ET200; FSROC-809/FS8AI (FSROC-809/FS8HRTAI); либо Delta V (VE 4003S1B1,VE 4003S2B1); либо TC-HAI 081 контроллеров C200; либо устройства сбора данных MX100 (MX100-UNV-M10); либо 1756-IF8 контроллера ControlLogix, либо модулей AI12, AI32A серии DCS-2000.

В качестве первичного преобразователя могут использоваться:

преобразователь измерительный переменного тока короткого замыкания Омь-11;

преобразователь измерительный переменного тока Мир ПТ-04, Мир ПТ-02;

преобразователь измерительный переменного напряжения Мир ПН-03;

преобразователь измерительный мощности трехфазного тока Мир ПМ-06;

измеритель параметров электроэнергии PR300;

счетчик электрической энергии многофункциональный ION;

многофункциональный счетчик электрической энергии КИПП - 2;

преобразователи давления измерительные EJX, EJA, 2600Т;

преобразователь давления измерительный 3051, 3051S;

преобразователь давления и разности давлений ST3000;

преобразователи давления измерительные 2088;

датчик давления Метран-22-Ех; датчик давления Метран-100-ДД-Ех;

датчики давления ТЖИУ.406;

преобразователи измерительные Rosemount 3144Р;

преобразователи температуры Метран-280, Метран-280Ех,

термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом Метран-274МП, Метран-276МП, Метран-276, Метран-274 (в т.ч. взрывозащищенные);

термопреобразователь сопротивления TR10-B, TR10-C с унифицированным выходным сигналом;

термопреобразователи сопротивления (в т.ч. взрывозащищенные) ТСМУ 014, ТСМУ 014.ИНД, ТСМУ 015, ТСПУ 014, ТСПУ 014.ИНД, ТСПУ 015;

термопреобразователи сопротивления микропроцессорные взрывозащищенные ТСМУ 030. МП, ТСМУ 030. МП. ИНД, ТСПУ 030.МП, ТСПУ 030.МП.ИНД;

интеллектуальные термопреобразователи взрывозащищенные   ТСМУ 030.ХТ,

ТСПУ 030.Х, ТХАУ 030.ХТ;

термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом (в т.ч. взрывозащищенные) ТСМУ-055, ТСМУ-205, ТСПУ-055, ТСПУ-205;

термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом (в т.ч. взрывозащищенные) ТСМУ 0104, ТСПУ 0104;

термометры сопротивления JUMO 90.2820 с унифицированным выходным сигналом;

приборы вибрации Аргус-М;

преобразователи газовые оптические ДГО, газоанализаторы СГОЭС;

системы контроля уровня загазованности СКЗ-12-Ех-01;

датчики оптические Polytron 2 IR;

уровнемеры OPTIWAVE 7300 C, OPTIFLEX 1300 C, ВМ26А, OPTISOUND 3010 С.

уровнемеры контактные микроволновые VEGAFLEX 6*;

уровнемеры VEGAPULS серии 60;

уровнемеры Rosemount серии 3300;

уровнемер радиоволновой УЛМ;

преобразователи магнитные поплавковые ПМП-062, ПМП-076, ПМП-162, ПМП-176;

вида 1.2: первичный преобразователь - преобразователь измерительный с гальванической развязкой (либо барьер искробезопасности) MK31, либо МК33, либо IM33, либо KFD2 STC4; либо PI-Ex; либо MTL 4000/5000/5500 - модуль ввода аналоговых сигналов 140 ACI-040-00 контроллеров Modicon TSX Quantum, либо 170 AAI 030 00, либо 170 AAI 140 00, либо 170 AMM 090 00 контроллеров Modicon TSX Momentum; либо BMX AMI 0410 контроллеров Modicon M340; либо AI-12, ли6оА1-32А серии DCS-2000; либо 6ES7 331-7KF02-0AB0, либо 6ES7 336-4GE00-0AB0, либо 6ES7 331-7TF01-0AB0 контроллеров Simatic S7 и ET200; либо Delta V (VE 4003S1B1,VE 4003S2B); либо C200 (TC-HAI 081); либо устройства сбора данных MX100 (MX100-UNV-M10); либо 1756-IF8 контроллера ControlLogix, либо модулей AI12, AI32A серии DCS-2000.

В качестве первичного преобразователя могут использоваться:

преобразователь давления измерительный 3051, 3051S;

датчик давления 1151, 2088;

преобразователи давления измерительные EJX, EJA, 2600Т;

преобразователь давления измерительный VEGABAR;

преобразователь давления и разности давлений ST 3000;

преобразователь давления JUMO dTRANS p33;

датчик давления ДМ5007-3151;

датчики давления Метран-22, Метран-22-Вн;

датчик давления коррозионно-стойкий Метран-49;

датчик давления Метран-150, 100;

преобразователи давления измерительные АИР-106, АИР-20;

преобразователи измерительные Rosemount 3144Р (в т.ч. взрывозащищенные);

преобразователи температуры Метран-280, 281, 286 (в т.ч. взрывозащищенные);

термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом Метран-274МП, Метран-276МП, Метран-276, Метран-274 (в т.ч. взрывозащищенные);

приборы регистрирующие измерительные Logoscreen cf, es, nt;

термопреобразователи сопротивления взрывозащищенные ТСМУ 027, ТСПУ 027, ТСМУ 028, ТСПУ 028, ТСМУ 029, ТСПУ 029;

термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом ТСМУ-055, ТСМУ-205, ТСПУ-055, ТСПУ-205 (в т.ч. взрывозащищенные),

термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом ТСМУ 0104, ТСПУ 0104 (в т.ч. взрывозащищенные),

уровнемер контактный микроволновой VEGAFLEX серии 60;

уровнемер VEGAPULS серии 60;

уровнемер ультразвуковой УЛМ;

уровнемер Rosemount серии3300;

уровнемеры (фирмы KROHNE) KROHNE OPTIWAVE 7300C, OPTIFLEX1300C, ВМ26А, OPTISOUND 3010 С, BW25;

уровнемеры герконовые ПМП-162, ПМП- 176, ПМП-062, ПМП-076;

расходомер ультразвуковой UFM 500,

вибропреобразователи АВС 070, АНС 066, АНС 066-02, АНС 260;

вибропреобразователи DVA 131, 132, 141, 161, 171, 233;

датчик перемещения - вихретоковый канал ИКВ-1-3-1;

датчик перемещения - вихретоковый канал ИКВ-1-4-1;

канал виброизмерительный виброускорения ИКВ -1-1-2;

канал виброизмерительный виброскорости ИКВ -1-2-1.

2 Каналы измерения температуры сред (нефти, масла, воздуха), подшипников двигателей, насосов и др.

вида 2.1: термопреобразователь сопротивления - модуль ввода сигналов термопреобразователей сопротивления 140 ARI 030 00 серии Modicon TSX Quantum, либо Modicon M340; AI-19 либо AI-31A контроллеров серии DCS-2000; либо 6ES7 331-7KF02-0AB0 контроллеров Simatic S7 и ET200; либо 1756-IR6I серии ControlLogix.

В качестве первичного преобразователя могут использоваться: термопреобразователи сопротивления ТС;

термопреобразователи сопротивления ТС Rosemount 0065;

термопреобразователи сопротивления Метран (медные, платиновые) ТСП 206, 245, 226, 227, 228, 246, 256/ТСМ 203,204,243, 253, 254;

термопреобразователи сопротивления (в т.ч. взрывозащищенные) ТСМ 012, ТСП 012, термопреобразователи сопротивления ТСМ 319М, ТСП 319М, ТСМ 320М, ТСП 320М, ТСМ 321М, ТСП 321М, ТСМ 323М, ТСП 323М;

термопреобразователь сопротивления TR10-B, TR10-C;

термометр сопротивления JUMO 902820, 902005;

термометр сопротивления ТСП/ТСМ 9201, 9204, 9417;

вида 2.2: термопреобразователь сопротивления - преобразователь измерительный искробезопасный с гальванической развязкой MK32, MTL 5500, KFD2 UT2; PI-EX-ME-RTD-I; ЭЛЕМЕР ИПМ 0104; модуль ввода сигналов 140-AVI-030-00, либо 140 ACI-040-00 контроллеров Modicon TSX Quantum, либо 170 AAI 030 00, либо 170 AAI 140 00, либо 170 АММ 090 00 контроллеров Modicon TSX Momentum либо BMX AMI 0410 контроллеров Modicon M340;AI-12 либо AI-32A серии DCS-2000; 6ES7 331-7KF02-0AB0 либо 6ES7 336-4GE00-0AB0 контроллеров Simatic S7; FSROC-809/FS8AI (FSROC-809/FS8HRTAI); Delta V (VE 4003S1B1,VE 4003S2B1); C200 (TC-HAI 081); устройства сбора данных MX100 (MX100-UNV-M10); 1756-IF8 контроллера ControlLogix.

В качестве первичного преобразователя могут использоваться:

термопреобразователи сопротивления ТС;

термопреобразователи сопротивления ТС Rosemount 0065;

термопреобразователи сопротивления ТСП/ТСМ Метран (медные, платиновые);

термопреобразователи сопротивления (в т.ч. взрывозащищенные) ТСМ012, ТСП 012, термопреобразователи сопротивления ТСМ 319М, ТСП 319М, ТСМ 320М, ТСП 320М, ТСМ 321М, ТСП 321М, ТСМ 323М, ТСП 323М;

термопреобразователь сопротивления TR10-B, TR10-C;

термометр сопротивления JUMO 902820, 902005;

термометр сопротивления ТСП/ТСМ 9201, 9204, 9417;

вида 2.3: термопара - преобразователь измерительный искробезопасный с гальванической развязкой ИПМ 0399 Ex/M3 либо MTL 5500; модуль ввода сигналов 140-AVI-030-00, либо 140 ACI-040-00 контроллеров Modicon TSX Quantum, либо 170 AAI 030 00, либо 170 AAI 140 00, либо 170 AMM 090 00 контроллеров Modicon TSX Momentum; либо 6ES7 331-7KF02-0AB0 либо 6ES7 336-4GE00-0AB0 либо 6ES7 331-7KF02-0AB0 контроллеров Simatic S7 и ET 200; либо FSROC-809/FS8AI (FSROC-809/FS8HRTAI); либо Delta V (VE 4003S1B1); либо C200 (TC-HAI 081); либо устройства сбора данных MX100 (MX100-UNV-M10); либо 1756-IF8 контроллера ControlLogix.

В качестве первичного преобразователя могут использоваться термопары ТП 2488 типа К.

3 Каналы цифро-аналогового преобразования вида: модуль вывода аналоговых сигналов

140-ACO-020-00 или 140-AVO-020-00 контроллеров Modicon либо BMX AMO 0210 контроллеров Modicon M340, либо FSROC-809/FS8AO, либо 6ES7 332-5HF00-0AB0 контроллеров Simatic S7; либо Delta V (VE 4003S1B1,VE 4003S2B1); С200 (TC-HAO 081); 1756-OF8 контроллера ControlLogix.

Остальные каналы служат для подключения пороговых устройств (реле давления, реле уровня и др.), а также средств сигнализации.

Технические характеристики

определяются входящими в состав систем и приведены в таблицах 2-8.

Таблица 2 Метрологические и технические характеристики ИК вида 1.1 систем

Примечание - Границы интервала основной приведенной погрешности ИК мощности, напряжения и силы переменного тока приведены без учета погрешностей измерительных трансформаторов напряжения и тока.

Таблица 3 Метрологические и технические характеристики ИК вида 1.1 систем (продолжение)

Таблица 4 Метрологические и технические характеристики ИК вида 1.2 систем c барьерами PI-Ex , KFD2 STC4, MTL / MK31, MK 33, IM33

Окончание таблицы 4

Таблица 5 Метрологические и технические характеристики ИК вида 1.2 систем c барьерами PI-Ex , KFD2 STC4, MTL / MK31, MK 33, IM33 (продолжение)

Таблица 6 Метрологические и технические характеристики ИК температуры вида 2.1

Таблица 7 Метрологические и технические характеристики ИК температуры вида 2.2 и 2.3

Таблица 8 Метрологические и технические характеристики ИК вида 3

Рабочие условия применения компонентов систем:

для первичных измерительных преобразователей:

• температура окружающего воздуха от минус 25 °С до плюс 45 °С (при более низких температурах применяется установка датчиков в обогреваемых шкафах или кожухах), для преобразователей, устанавливаемых в помещениях НПС - от плюс 10 до плюс 35 °С;

• относительная влажность                         от 30 до 95 %;

• атмосферное давление                            от 84 до 107 кПа;

• магнитное поле напряженностью не более        400 А/м;

• наличие низкочастотных вибраций от работающих механизмов до 500 Гц, 0,5 g.

для вторичных (электрических) преобразователей, модулей универсальных промышленных контроллеров и компьютеров:

• температура окружающего воздуха для контроллеров, устанавливаемых в помещениях НПС                          от плюс 10 до плюс 35 °С;

• относительная влажность, без конденсации       от 30 до 90 %;

• напряжение питания                          220 В +20 %

частотой (50 + 1) Гц;

• магнитное поле напряженностью не более       400 А/м.

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и паспорта на системы измерительные в составе микропроцессорных систем автоматизации нефтеперекачивающих станций «Спецэлектромеханика» типографским способом.

Комплектность

В комплект поставки входят:

- измерительные преобразователи, входящие в состав измерительных каналов системы, в соответствии с конкретной ее реализацией на объекте согласно проектной и конструкторской документации;

- аппаратно-программные средства контроллеров согласно проекту;

- система отображения информации;

- компьютер типа IBM PC,

- программное обеспечение верхнего уровня (SCADA-программы),

- устройства пожарной сигнализации - пороговые устройства, не выполняющие измерительных функций (сигнализаторы, выключатели, реле);

- проектная, техническая и эксплуатационная документация на систему,

- инструкция «Системы измерительные в составе микропроцессорных систем автоматизации нефтеперекачивающих станций «Спецэлектромеханика». Методика поверки измерительных каналов после монтажа и в эксплуатации» ЯКДГ. 420609.003 И.

Поверка

осуществляется по документу ЯКДГ 420609.003И «Системы измерительные в составе микропроцессорных систем автоматизации нефтеперекачивающих станций «Спецэлек-тромеханика». Методика поверки измерительных каналов после монтажа и в эксплуатации», утвержденной ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в марте 2011 г.

Перечень основного оборудования для поверки:

Сведения о методах измерений

Сведения о методиках (методах) измерений изложены в документе «Системы измерительные в составе микропроцессорных систем автоматизации нефтеперекачивающих станций «Спецэлектромеханика». Руководство по эксплуатации» ЯКДГ 421458.ХХХ РЭ, ЯКДГ 421460.ХХХ РЭ (ХХХ - номер проекта).

Нормативные документы

ГОСТ Р 8.596-2002. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.

ТУ 4217-003-73789194-2008. Микропроцессорная система автоматизации нефтеперекачивающей станции «Спецэлектромеханика».

Рекомендации к применению

- осуществление деятельности в области охраны окружающей среды,

- выполнение работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда,

- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.