Системы мониторинга атмосферы локальных объектов СМАЛО-01

Назначение

Системы мониторинга атмосферы локальных объектов СМАЛО-01 (далее - система СМАЛО-01) предназначены для непрерывного измерения концентрации контролируемых компонентов атмосферы в соответствии с типами подключенных датчиков, контроля давления и температуры окружающей среды, записи, хранения в энергонезависимой памяти результатов измерения с привязкой по времени и передачи информации по каналам цифровой связи стационарных информационных систем по интерфейсу RS-485.

Описание

Система СМАЛО-01 является автоматической стационарной системой непрерывного действия с возможностью быстрого развертывания.

Система СМАЛО-01 предназначена для выполнения следующих функций:

- непрерывное измерение концентраций контролируемых компонентов в соответствии с типами подключенных датчиков (см. таблицу 1);

- контроль температуры окружающего воздуха и атмосферного давления;

- световая и звуковая сигнализация о превышении пороговых значений концентрации измеряемого компонента по каждому измерительному каналу;

- фиксация результатов измерения концентрации контролируемых компонентов в режиме реального времени;

- хранение зафиксированных значений концентрации контролируемых компонентов с привязкой к дате и времени фиксации;

- преобразование измеренных значений в цифровой код;

- обеспечение передачи зафиксированной информации по каналам цифровой связи стационарных информационных систем по интерфейсу RS-485;

- обеспечение передачи накопленной информации на автономный блок снятия и хранения информации (АБСИ) через ИК-порт.

Система СМАЛО-01 относится к измерительным системам ИС-1 согласно ГОСТ Р 8.596-2002.

В зависимости от     конфигурации система СМАЛО-01относится согласно

ГОСТ Р МЭК 60079-0-2011 к взрывозащищенному оборудованию

- группы I - с использованием БАП (или без БАП) в составе СМАЛО-01 - для шахт и рудников опасных по газу и пыли;

- группы IIB+H2 - без использования БАП в составе СМАЛО-01 - для предприятий, связанных с возможностью появления опасных концентраций горючих и токсичных газов и паров, НПЗ, АЗС, АГЗС, ГНС, газохранилищ, нефтебаз и др.

Составные части СМАЛО-01:

1) блок автономного питания БАП (далее - БАП) ТУ 4215-015-76434793-10 с маркировкой взрывозащиты РО ExiaI X;

2) блок СПИ ТУ 4215-014-76434793-10 с   маркировкой взрывозащиты

РО Exial X /1 ЕхiaПB+H2 T4 X;

Лист № 2

Всего листов 12

3) датчики горючих и токсичных газов интеллектуальные стационарные ИТС2 (далее -датчики ИТС2) ТУ 4215-012-76434793-10 с маркировкой взрывозащиты согласно таблице 1. Датчики ИТС2 внесены в Госреестр средств измерения по №51279-12;

4) коробка клеммная (далее - КК) АТРВ.413251.001.004 с маркировкой взрывозащиты ExiaI Х/1 ExiaIIB+H2 T4 Х.

Количество составных частей системы СМАЛО-01, шт., не более:

1) БАП

2) Блок СПИ

3) Датчики ИТС2

Примечания.

1 При отсутствии БАП в составе системы СМАЛО-01 количество ИТС2 может быть увеличено до 15.

2 Из общего количества ИТС2, входящих в СМАЛО-01, количество ИТС2, основанных на термокаталитическом и термокондуктометрическом методе измерения, при цикле измерения 10 с не должно превышать 6. Увеличение количества данных датчиков в используемом комплекте требует увеличения цикла измерения;

4) Максимальное количество коробок клеммных (далее - КК) не нормируется и определяется необходимостью их применения в конкретной конфигурации системы СМАЛО-01 в соответствии с их назначением.

Обозначение датчиков, наименование датчиков, метод измерения, диапазон температуры окружающей среды приведены в таблице 1.

Таблица 1

Способ забора пробы - диффузионный.

Режим работы - непрерывный.

Степень защиты блоков, входящих в состав системы СМАЛО-01, от доступа к опасным частям, от попадания внутрь внешних твердых предметов и от проникновения воды по ГОСТ 14254-96 - IP54.

Внешний вид составных частей системы СМАЛО-01 приведен на рисунке 1.

1 - блок СПИ; 2 - датчики ИТС2; 3 -БАП; 4 - КК.

Рисунок 1 - Составные части системы СМАЛО-01. Внешний вид.

БАП во включенном состоянии непрерывно формирует выходное напряжение питания для составных частей системы СМАЛО-01(блок СПИ и датчики ИТС2). При снижении уровня

Лист № 4

Всего листов 12 выходного напряжения внешнего источника питания ниже установленного значения БАП для формирования выходного напряжения питания начинает использовать внутренний аккумулятор.

Датчики ИТС2, входящие в систему СМАЛО-01, работают в ведомом режиме измерения.

Датчик ИТС2 в ведомом режиме измерения начинает непрерывное измерение концентрации контролируемого компонента только при наличии блока СПИ, обеспечивающего инициализацию протокола связи (первоначальное автоконфигурирование) и дальнейший обмен данными. Значение концентрации измеряемых компонентов преобразуется в цифровой сигнал, передаваемый в блок СПИ.

При включении питания блок СПИ автоматически определяет тип и количество подключенных датчиков ИТС2. Блок СПИ опрашивает каждые 10 с датчики ИТС2 по каналу цифровой связи RS-485, используя промышленный протокол MODBUS RTU.

Блок СПИ выдает световую и звуковую сигнализацию о достижении концентрацией измеряемого компонента установленных порогов сигнализации, световую индикацию выбранного канала измерения.

На дисплей блока СПИ выводится текущее время, дата, температура, при наличии кислородного датчика в линии - давление, а также состояние и измеренные данные по текущему каналу. Выбор отображаемого канала осуществляется с помощью клавиш «1» и «». Одновременно текущие данные датчиков могут быть выданы внешней системе сбора информации по ее запросу. Запрос осуществляется по каналу цифровой связи RS-485, используя промышленный протокол MODBUS RTU.

Накопленная в памяти блока СПИ информация может быть считана в любой момент времени по инфракрасному порту с помощью АБСИ, входящего в комплект принадлежностей, и перенесена в компьютер для просмотра и анализа.

Соединения между составными частями системы СМАЛО-01 выполняются четырехжильным кабелем.

Программное обеспечение

СМАЛО-01 имеет встроенное в блок СПИ программное обеспечение (далее - ПО).

Структура ПО представлена на рисунке 4

Рисунок 4

Функцией основной части ПО является снятие данных с датчиков ИТС2 и БАП, которое производится с заданной частотой, определяемой появлением новых данных в ИТС2. Полученные данные, упорядочиваются по времени, записываются в энергонезависимую память EEPROM и выводятся на дисплей блока СПИ.

В фоновом режиме по команде от автономного блока снятия информации АБСИ (далее АБСИ) происходит передача всех накопленных данных в АБСИ по инфракрасному каналу. По запросу от внешней стационарной системы текущие данные по каналу RS-485 передаются в систему. При нажатии на кнопки клавиатуры запускаются процедуры, выполняющие навигацию по пользовательскому меню.

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 2.

Таблица 2

Программное обеспечение СМАЛО-01 имеет уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений «С» в соответствии с МИ 3286-2010.

Технические характеристики

1 Измерительные каналы определяемого компонента, поверочный компонент, диапазоны измерений, пределы допускаемой основной (абсолютной (Ад), относительной (8д)) погрешности, диапазоны установки порогов срабатывания сигнализации соответствуют данным, приведенным в таблице 3.

2 Значения концентрации измеряемого компонента, зафиксированные по дисплеям соответствующего датчика ИТС2, блока СПИ и ПК при длине кабеля между ИТС2 и блоком СПИ не более 1 км, отличаются не более, чем на единицу младшего разряда.

3 Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерительного канала, включающего в себя датчик ИТС2-СХНУ-09, по неповерочному компоненту (пропану, бутану, гексану) не более ± 7,0 % НКПР.

4 диапазон показаний канала контроля атмосферного давления от 80 до 150 кПа.

5 диапазон показаний канала контроля температуры окружающего воздуха от минус 40 до плюс 85 °С.

6 Пределы допускаемой вариации выходного сигнала по каналам измерения не более половины пределов основной погрешности.

Таблица 3

Примечания

1 Здесь и далее под измерительным каналом подразумевается последовательное соединение компонентов, выполняющее законченную функцию от восприятия измеряемой величины до результата ее измерения.

2 Свх - объемная доля контролируемого компонента на входе датчика, ppm ( млн-1).

7 Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерительных каналов от изменения температуры окружающей среды на каждые 10 С в пределах рабочих условий эксплуатации соответствуют данным, указанным в таблице 4.

8 Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерительных каналов от изменения атмосферного давления в пределах рабочих условий эксплуатации соответствуют данным, указанным в таблице 4.

9 Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерительных каналов от изменения относительной влажности анализируемой среды в пределах рабочих условий эксплуатации соответствуют данным, указанным в таблице 4.

Таблица 4

10 Время прогрева СМАЛО-01 - не более 90 с.

11 Время установления показаний СМАЛО-01 по каналам измерения на уровень 90% от измеряемой величины (Т0,9) при скачкообразном изменении концентрации измеряемого компонента не более величины, указанной в таблице 5.

12 Время работы СМАЛО-01 без ручной корректировки показаний измерительных ка-

налов не менее величины, указанной в таблице 5.

Таблица 5

13 Электрическое питание СМАЛО-01 осуществляется от внешней искробезопасной цепи уровня «ia» с напряжением от 7 до 13,6 В.

14 Ток потребления (среднее значение) системы СМАЛО-01 при напряжении питания 12 В не более:

- 100 мА, если в состав СМАЛО-01 не входит БАП;

- З00 мА, если в состав СМАЛО-01 входит БАП.

15 БАП при использовании в составе системы СМАЛО-01 обеспечивает бесперебойную работу при пропадании питающей искробезопасной шахтной сети в течение не менее 50 ч.

16 СМАЛО-01 обеспечивает передачу информации по магистральному цифровому интерфейсу RS-485 по протоколу обмена MODBUS RTU.

17 Рабочие    условия    эксплуатации    составных    частей    системы

СМАЛО-01:

1) диапазон температуры окружающей среды:

- для датчиков ИТС2 согласно таблице 1;

- для БАП - от минус 20 до плюс 40 °С;

- для блока СПИ - от минус 30 до плюс 45 °С;

- для КК - от минус 30 до плюс 45 °С;

2) диапазон относительной влажности окружающей среды до 100 % при температуре 35 °С без конденсации влаги;

3) диапазон атмосферного давления:

- для датчиков ИТС2 согласно таблице 1;

- для БАП, блока СПИ и КК от 60 до 119,7 кПа (от 450 до 900 мм рт. ст.);

4) содержание пыли не более 1,0 г/м3;

5) напряженность внешнего однородного переменного магнитного поля не более 400 А/м;

6) напряженность внешнего однородного переменного электрического поля не более 10 кВ/м;

7) вибрация с частотой (5 - 35) Гц и амплитудой не более 0,35 мм.

8) содержание вредных веществ в контролируемой среде (каталитических ядов, снижающих каталитическую активность чувствительных элементов (ЧЭ) датчиков метана; агрессивных веществ, разрушающих огнепреградитель, токоподводы и ЧЭ датчиков метана), не должно превышать предельно-допустимых концентраций (ПДК) согласно ГОСТ 12.1.005-88.

17 Мощность, потребляемая составными частями, габаритные размеры, масса, сопротивление и электрическая прочность изоляции, параметры взрывозащиты составных частей соответствуют требованиям, изложенным в технических условиях и конструкторской документации на каждую из составных частей СМАЛО-01.

18 Сбор данных в СМАЛО-01 осуществляется автоматически в циклическом режиме. Цикл опроса не более 10 с при максимальном количестве ИТС2 (15 шт.) в том числе, основанных на термокаталитическом или термокондуктометрическом методе измерения, - 6 шт. СМАЛО-01 сохраняет в энергонезависимой памяти блока СПИ значения контролируемых параметров с привязкой к реальному времени, накопленные не менее, чем за 30 сут.

19 Блок СПИ обеспечивает считывание информации через ИК-порт с помощью автономного блока снятия и хранения информации (АБСИ).

20 Составные части системы СМАЛО-01 по устойчивости к воздействию производственной вибрации, наклонов, внешних постоянных и переменных полей, внешних однородных переменных электрических полей, к изменению напряжения питания соответствуют требованиям, изложенным в технических условиях на каждую из составных частей.

21Средний полный срок службы СМАЛО-01 в условиях эксплуатации, указанных в руководстве по эксплуатации, - не менее 6 лет.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

Комплект поставки СМАЛО-01 соответствует указанному в таблице 6. Таблица 6

Продолжение таблицы 6

Поверка

осуществляется по документу АТРВ.424345.001 РЭ (Приложение А) « Система мониторинга атмосферы локальных объектов СМАЛО-01. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ОАО ФНТЦ «Инверсия» 15.11. 2012 г.

В перечень основного поверочного оборудования входят ГСО - ПГС, выпускаемые в баллонах под давлением по ТУ-6-16-2956-92:

метан в воздухе - 3905-87, 4272-88;

метан в азоте -3890-87, 3894-87;

поверочный нулевой газ (ПНГ) в баллонах по ТУ 6-21-5-82 (воздух);

оксид углерода в азоте - 3802-87, 3808-87; 3814-87, 9756-2011;

кислород в азоте - 3726-87;

сероводород в азоте - 6172-91, 6173-91;

сероводород в воздухе - 9172-2008;

диоксид углерода в азоте - 9741-2011;

оксид азота в азоте - 8374-2003;

диоксид азота в азоте - 8739-2006;

водород в азоте - 9168-2008;

азот марки Б в баллонах по ТУ 6-26-39-79.

Сведения о методах измерений

Методики измерений приведены в руководстве по эксплуатации.

Нормативные документы

1 ГОСТ 13320-81. Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия.

2 ГОСТ 24032-80. Приборы шахтные газоаналитические. Общие технические требования. Методы испытаний.

3 ГОСТ Р 52350.0-2005 (МЭК 60079-0:2004) Взрывоопасные среды. Часть 0. Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Общие требования.

4 ГОСТ Р 52350.11-2005 (МЭК 60079-11:2006). Взрывоопасные среды. Часть 11. Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред. Искробезопасная электрическая цепь «i».

5 ГОСТ Р 52350.25-2006 (МЭК 60079-25:2003). Взрывоопасные среды. Часть 25. Искробезопасные системы.

6 ГОСТ Р 52350.29.1-2010 (МЭК 60079-29-1-2007). Взрывоопасные среды. Часть 29-1. Газоанализаторы. Общие технические требования и методы испытаний газоанализаторов горючих газов.

7 ГОСТ 8.578-2008 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.

8 Технические условия ТУ 4218-017-76434793-11

Рекомендации к применению

1 Осуществление деятельности в области охраны окружающей среды.

2 Осуществление деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях.