Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета этилена Т-954-2

Назначение

Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета этилена Т-954-2, далее - Система или АИИС, предназначена для измерений температуры этилена, массового расхода этилена и давления этилена для осуществления автоматизированного коммерческого учета и контроля потребления этилена, а также контроля режимов работы технологического и энергетического оборудования, регистрации, хранения измеренных и вычисленных значений, формирования управляющих и аварийных воздействий, формирования отчетных документов и передачи информации в снабжающую организацию в рамках согласованного регламента.

Описание

АИИС, построенная на базе комплекса измерительно-вычислительного и управляющего STARDOM (Госреестр № 27611-09), является сложной трех уровневой структурой с централизованным управлением и распределенной функцией измерения.

Нижний уровень (узел учета этилена) включает средства измерений физических величин, внесенные в Государственный реестр средств измерений РФ (Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений) и обеспечивает измерения контролируемых параметров. Сведения о средствах измерения, входящих в узел учета этилена, приведены в таблице 1.

Средний уровень, далее - КПТС, представляет собой комплекс измерительновычислительный и управляющий STARDOM (заводской № 110598.Этилен).

КПТС состоит из автономного контроллера FCN-RTU модульного типа.

Контроллер FCN-RTU выполнен на базе следующих измерительно-управляющих модулей:

- NFBU050-S10 - базовый модуль;

- NFCP050-S00 - модуль процессорный;

- NFPW426-10 - модуль питания (вход 10 - 30 В постоянного тока);

- NFAI143-HOO/A4SOO - модуль аналоговых входов (на входе 4 - 20 мА, 16 каналов, изолированный (ток), на выходе 16 бит). Поддержка цифровой связи по протоколу HART.

КПТС обеспечивает прием стандартизованных аналоговых выходных сигналов от нижнего уровня АИИС (первичных измерительных преобразователей) и преобразование данных на основе программных средств, регистрацию и хранение измеренных и вычисленных значений, передачу информации на верхний уровень Системы.

Верхний уровень, далее - АРМ, представляет собой центральное автоматизированное рабочее место.

К АРМ относится:

- рабочая станция оператора (стол оператора, системный блок DELL Т3500, монитор DELL Professional P2211H, принтер лазерный HP LaserJet Enterprise P3015dn, напольный ИБП 1000 ВА PW9130i1000-XL).

АРМ служит для осуществления контроля, корректировки полученных данных с нижних уровней и формирования управляющих воздействий.

Информационный обмен данными между уровнем узлов учета и КПТС организован посредством интерфейса 4 - 20 мА с поддержкой HART.

Лист № 2

Всего листов 8

Информационный обмен данными между КПТС и АРМ организован через локальную сеть предприятия (ЛВС) (контроллер FCN-RTU STARDOM по каналам связи Ethernet).

АИИС решает следующие задачи:

- измерение параметров потребления этилена;

- периодический (1 раз в час) и/или по запросу автоматический сбор привязанных к единому календарному времени результатов измерений приращений параметров потребления этилена;

- хранение результатов измерений в специализированной базе данных, отвечающей требованию повышенной защищенности от потери информации (резервирование баз данных) и от несанкционированного доступа;

- передача результатов измерений в снабжающую организацию в рамках согласованного регламента;

- обеспечение защиты оборудования, программного обеспечения и данных от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне (операционная система с индивидуальной системной лицензией , исключающей копирование и работу на других измерительно-вычислительных комплексах Stardom, установка паролей и т.п.);

- диагностика и мониторинг функционирования технических и программных средств АИИС:

- контроль нарушения предупредительных границ, аварийных значений и установок;

- фиксация аварийных, нештатных, санкционированных и несанкционированных событий (присвоение метки времени) и формирование его признака;

- индикация на экране и звуковая сигнализация выхода параметров за технологические и аварийные пределы;

- просмотр истории параметров процесса и архивов документов на экране дисплея, распечатка на принтере в табличном виде или как копии экрана;

- конфигурирование и настройка параметров АИИС;

- ведение системы единого времени в АИИС (коррекция часов).

АИИС состоит из простых измерительно-информационных каналов (ИИК), реализующих прямые методы измерений путем последовательных измерительных преобразований на узле учета этилена (нижний уровень ИИК приведен в табл. 1).

Каждый измерительно-информационный канал (ИИК) представляет собой совокупность трех уровней и каналов связи между ними.

Таблица 1

Продолжение таблицы 1

Принцип действия:

Для измерения массового расхода этилена применен расходомер-счетчик массовый MicroMotion производства фирмы «Emerson Process Management/ Micro Motion Inc.» (США), разнесенного взрывозащищенного исполнения, включающий в себя:

- сенсор CMF400M452NQFZEZZZ (заводской номер 14261569);

- преобразователь 2700R13BFFEZZZ (заводской номер 3817290).

MicroMotion не имеют вращающихся частей и результаты измерений не зависят от плотности, вязкости, наличия твердых частиц и режимов течения среды. Отклонение температуры среды от температуры калибровки компенсируется установкой нуля, а изменение давления среды внесением соответствующей поправки. Счетчики-расходомеры состоят из первичного преобразователя массового расхода и преобразователя, который может быть встроенным и выносным на расстояние до 30 м. Преобразователи обеспечивают обработку цифровых сигналов поступающих с процессора датчика и регистрацию. Измеренные значения массового расхода этилена по интерфейсу 0 - 800 Гц с поддержкой HART передаются на КПТС и АРМ.

Для измерения температуры этилена применен термопреобразователь сопротивления платиновый TR (мод. TR 10) со встроенным преобразователем ТМТ 182 производства фирмы «Endress+Hauser (Германия). Принцип действия основан на преобразовании сигнала от чувствительного элемента в унифицированный выходной сигнал от 4 до 20 мА, а также в цифровой сигнал для передачи данных по цифровому протоколу HART на КПТС и АРМ.

Для измерения давления этилена применен преобразователь давления измерительный EJA производства фирмы Yokogawa Electric Corporation (Япония). Принцип действия основан на преобразовании разности давлений в стандартный токовый сигнал. Измеренные значения разности давлений этилена по интерфейсу 4 - 20 мА с поддержкой HART передаются на КПТС и АРМ.

Возможно считывание информации с приборов учета как визуальное с помощью дисплея и клавиш прибора, так и автономное с помощью внешнего инженерного пульта (ноутбука).

АИИС оснащена системой обеспечения единого времени (СОЕВ). Для обеспечения единства измерений используется единое календарное время.

Для приема сигналов точного времени используется SNTP-сервер (SNTP - Simple Network Time Protocol). Передача точного времени через глобальную сеть Интернет осуществляется в соответствии с международным стандартом RFC-1305. SNTP-сервер обеспечивают синхронизацию программных часов компонентов АИИС.

С уточный ход часов компонентов АИИС не превышает ±3,5 с.

Программное обеспечение

В состав ПО АИИС входит:

- Базовое (системное) ПО, включающее операционную систему (ОС) Microsoft Windows XP (фирма Microsoft);

- ПО контроллера FCN-RTU, включающее ОС V*Works (фирма «Wind River Systems»);

- ПО комплекса программно-технических средств вычислений расхода жидкостей и газов на базе комплекса измерительно-вычислительного и управляющего STARDOM (КПТС «Stardom-Flow», версия V2.5) (установлено на рабочую и инженерную станции).

ПО КПТС «Stardom-Flow», версия V2.5 состоит из следующего набора программных пакетов:

- конфигуратор логики (Logic Designer);

- библиотека стандартных функциональных блоков расчета расхода («Stardom-Flow» (файл+папка));

- библиотека лицензирования количества линий учета («Licence_SF» (файл+папка));

- серверный пакет связи по протоколу ОРС (ОРС-сервер «YOKOGAWA FCN/FCJ OPC Server»);

- программа конфигурирования изменяемых параметров вычислителей («C- Flow»);

- программа конфигурирования и просмотра пользовательских отчетов («Microsoft Excel»).

ПО КПТС «Stardom-Flow», версия V2.5 имеет сертификат соответствия № 06.0001.0970, выданный 21 сентября 2011 г. АНО «Межрегиональный испытательный центр», г. Зеленоград.

Метрологически значимые функции и параметры ПО КПТС «Stardom-Flow» охвачены защищенным интерфейсом.

Защита программных модулей ПО КПТС «Stardom-Flow» от несанкционированного доступа и изменений случайного характера осуществляется встроенными в операционную систему комплекса измерительно-вычислительного и управляющего STARDOM (ИВК STARDOM) механизмами защиты. Операционная система ИВК STARDOM является закрытой системой и загружается индивидуально во внутреннюю flash-память с индивидуальной системной лицензией, исключающей копирование и работу на других ИВК STARDOM.

Идентификационные данные ПО КПТС «Stardom-Flow» представлены в Таблице 2.

Таблица 2

Примечание - В скобках приведены контрольные суммы в десятичном формате (графа 4)

Метрологические характеристики системы автоматизированной информационноизмерительной коммерческого учета этилена Т-954-2 нормированы с учетом влияния ПО КПТС «Stardom-Flow», версия V2.5.

Лист № 5

Всего листов 8

Уровень защиты программного обеспечения системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета этилена Т-954-2 от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню С по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Метрологические характеристики измерительно-информационных каналов АИИС приведены в таблице 3.

Таблица 3

Суточный ход часов компонентов АИИС не более ± 3,5 с.

Условия эксплуатации компонентов АИИС:

- температура (КПТС), °С: от плюс 15 до плюс 30;

- температура окружающего воздуха (узлов учета), °С: от минус 30 до плюс 30;

- влажность при 30°С не более, %: 95;

- атмосферное давление, кПа: от 84 до 106,7;

- параметры электрического питания -

напряжение (переменный ток), В: 220 (плюс 10/минус 15 %).

Допускается замена компонентов системы на однотипные утвержденного типа. Замена оформляется актом в установленном на объекте порядке. Акт хранится совместно с описанием типа АИИС как его неотъемлемая часть.

Параметры надежности применяемых в АИИС измерительных компонентов:

• средняя наработка на отказ по информационным функциям - не менее 22000 часов. При возникновении сбоев сетевого питания происходит автоматическое переключение на резервное питание.

Среднее время восстановления, при выходе из строя оборудования:

• для приборов уровня узлов учета - Тв < 2 часа;

• для контроллера FCN-RTU Тв < 2 часа;

• для сервера Тв < 2 часа;

• для компьютера АРМ Тв < 2 часа;

Защита технических и программных средств АИИС от несанкционированного доступа:

• приборы учета опломбированы представителями снабжающей организации;

• опломбированы следующие блоки приборов учета:

- корпус измерительного блока;

- преобразователи расхода;

- корпус модуля.

• конструктивно обеспечена механическая защита от несанкционированного доступа: - отдельные закрытые помещения, выгородки или решетки.

• наличие защиты на программном уровне -многоуровневые пароли на счетчиках-расходомерах, контроллере FCN-RTU, сервере, АРМ;

• организация доступа к информации КПТС посредством паролей обеспечивает идентификацию пользователей и эксплуатационного персонала;

• защита результатов измерений при передаче;

Лист № 6

Всего листов 8

• предупредительные сообщения об испорченной или скорректированной информации.

Наличие фиксации в журнале событий контроллера FCN-RTU следующих событий:

• фактов параметрирования;

• фактов пропадания напряжения;

• фактов коррекции времени.

Возможность коррекции времени в:

• контроллере FCN-RTU(фунkция автоматизирована);

• сервере (функция автоматизирована).

Глубина хранения информации:

• Глубина ведения минутных архивов внутри контроллера - не менее 60 дней;

• Глубина ведения часовых архивов внутри контроллера - не менее 1 года;

• Г лубина ведения суточных архивов внутри контроллера - не менее 5 лет;

• Г лубина архива нештатных ситуаций внутри контроллера - не менее 10000 событий;

• Минимальный период вычисления значений расхода и учетных величин - 1 секунда.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации АИИС типографским способом.

Комплектность

Комплектность АИИС приведена в таблице 4

Таблица 4

Продолжение таблицы 4

Поверка

осуществляется по документу МП 1633/550-2013 «ГСИ. Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета этилена Т-954-2. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФБУ «Ростест-Москва» в сентябре 2013 г.

Средства поверки:

- радиочасы МИР РЧ-01, принимающие сигналы спутниковой навигационной системы Global Positioning System (GPS) (Госреестр № 27008-04);

- переносной компьютер с ПО и оптические преобразователи для работы с приборами учета Системы, ПО для работы с радиочасами МИР РЧ-01;

- термометр по ГОСТ 28498-90, диапазон измерений от минус 40 до плюс 50°С, цена деления 1°С.

Средства поверки измерительных компонентов по следующей документации:

- «ГСИ. Комплексы измерительно-вычислительные и управляющие STARDOM фирм Yokogawa Electric Corporation, Япония, Yokogawa Electric Fsia Pte. Ltd., Сингапур, РТ Yokogawa Manufacturing Batam, Индонезия. Методика поверки», утвержденная ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в сентябре 2009 г.;

- «Рекомендация. ГСИ. Счетчики-расходомеры массовые. MicroMotion. Методика поверки», утвержденная ВНИИМС 25.07.2010 г.;

- МИ 1997-89 «Рекомендация. Преобразователи давления измерительные. Методика поверки»;

- ГОСТ 8.461-2009 «Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Методика поверки»;

Сведения о методах измерений

Методика (методы) измерений приведена в документе: «Методика (методы) измерений массового расхода этилена с использованием системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета этилена Т-954-2.» Свидетельство об аттестации методики (методов) измерений № 1288/550-01.00229-2013 от 23 сентября 2013 г.

Нормативные документы

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

2. ГОСТ 34.601-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания.

3. ПР 50.2.019-2006 Методика выполнения измерений при помощи турбинных, ротационных и вихревых счетчиков.

Рекомендации к применению

- при осуществлении торговли и товарообменных операций.