Системы измерительные ИС-ЭМИКОН

Назначение

Системы измерительные ИС-ЭМИКОН (далее ИС) предназначены для обеспечения непрерывного измерения и контроля параметров (давления, температуры, параметров вибрации, загазованности, уровня жидкости, силы, напряжения и мощности переменного тока), а также для формирования унифицированных аналоговых сигналов, используемых в каналах регулирования параметров технологических процессов.

Описание

ИС-ЭМИКОН 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.

ИС-ЭМИКОН относятся к проектно-компонуемым изделиям и предусматривают возможность:

- автоматического измерения и отображения значений технологических параметров и документирования данных;

- предупредительной и аварийной сигнализации по уставкам, заданным программным путем;

- подключения к системам специальной аппаратуры: центров пожарной сигнализации, аппаратуры сигнализации концентрации взрывоопасных газов, ведущих самостоятельную обработку сигналов от датчиков и выполняющих отдельные управляющие функции защиты;

- автоматического и в ручном режиме регулирования параметров технологических процессов.

В зависимости от назначения ИС-ЭМИКОН может включать в себя измерительные каналы двух типов: каналы измерения технологических параметров и каналы формирования управляющих унифицированных аналоговых сигналов.

Измерительные каналы ИС-ЭМИКОН состоят из:

- первичных приборов и преобразователей технологических параметров в силу постоянного тока стандартного диапазона (от 0 до 5 мА, от 0 до 20 мА, от 4 до 20 мА), или в сопротивление постоянному току (в диапазонах от 40 до 90 Ом или от 80 до 180 Ом);

- модулей аналогового ввода и вывода в составе универсальных программируемых промышленных контроллеров серий ЭК-2000 (регистрационный № 15483-10) и DCS-2000 (регистрационный №52079-12, № 21926-15), а также контроллеров Modicon серии 140

(регистрационный № 18649-09), преобразующих аналоговые сигналы к цифровому виду;

- центрального контроллера ИС, осуществляющего обработку полученных сигналов и формирование сигналов автоматического управления по заданной программе, самодиагностику функционирования, резервирование и блокировку каналов измерения, управления и сигнализации;

- АРМ оператора для отображения (визуализации) технологических параметров, выполнения расчетов, ведения протоколов и архивации данных.

В качестве центрального контроллера ИС могут быть использованы программируемые логические контроллеры различных изготовителей (ЗАО «Эмикон», «Schneider Electric» и др.), сертифицированные для применения в автоматизированных системах управления технологическими процессами.

В качестве системы отображения (визуализации) на АРМ оператора могут использоваться SCADA-системы производства различных разработчиков: iFIX (фирма «Intellution», США), Сириус-СКАДА (НПП «Вира Реалтайм», Россия), Master SCADA (компания ИнСАТ, Россия) и др., установленные в компьютеры офисного или промышленного исполнения.

В каналах формирования управляющих аналоговых сигналов информация, вводимая оператором или формируемая программным путем в центральном контроллере ИС посредством модулей вывода аналоговых сигналов, преобразуется в унифицированный сигнал силы постоянного тока. Структурные схемы ИС-ЭМИКОН приведены на рисунках 1, 2.

АРМ оператора

УСО - Устройство сопряжения с объектом

Рисунок 1 - Структурная схема ИС-ЭМИКОН на базе контроллеров ЭК-2000 и DCS-2000

АРМ оператора

УСО . Устройство сопряжения с объектом

Рисунок 2 - Структурная схема ИС-ЭМИКОН на базе контроллеров Modicon

Вторичные электрические преобразователи и модули контроллеров ИС-ЭМИКОН монтируются в шкафах УСО и образуют вместе с линиями связи вторичную, электрическую часть измерительных каналов - ЭИК.

Виды и состав измерительных каналов:

1 Каналы измерения давления, разности давлений, температуры, параметров виброскорости; силы, напряжения, мощности переменного тока; уровня жидкости; параметров загазованности вида: первичный преобразователь - модули ввода аналоговых сигналов AI-04B, EAI-04B, AI-20 (серии ЭК-2000), AI-12, AI-32A, AIO-31A (серии DCS-2000), 140 ACI 030 00, 140 ACI 040 00 (контроллеров Modicon).

В качестве первичного преобразователя могут использоваться:

- преобразователи избыточного давления измерительные EJX530A (EJX630A) (регистрационный № 28456-09);

- преобразователи разности давлений измерительные EJX110A (регистрационный № 28456-09);

- преобразователи избыточного давления измерительные FKP (регистрационный № 53147-13);

- преобразователи разности давлений измерительные FKC (регистрационный № 53147-13);

- преобразователи избыточного давления измерительные 40.4385 (регистрационный № 40494-09);

- преобразователи разности давлений измерительные 40.4382 (регистрационный № 40494-09);

- уровнемеры волноводные Eclipse 705 и Eclipse Aurora (регистрационный № 51508-12);

- уровнемеры OPTIFLEX 1300 C (регистрационный № 45408-10);

- уровнемеры микроволновые бесконтактные VEGAPULS 6*, мод. VEGAPULS 61, VEGAPULS WL61, VEGAPULS 62, VEGAPULS 63, VEGAPULS 65, VEGAPULS 66, VEGAPULS 67, VEGAPULS SR68, VEGAPULS 68 (регистрационный № 27283-12);

- термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом ТСПУ 014, ТСПУ 015 (регистрационный № 46437-11);

- каналы виброизмерительные ИКВ-1-хх ООО НПП ТИК (регистрационный № 43779-10);

- аппаратура виброконтроля СВКА 1, исп. СВКА 1-02, СВКА 1-02.06, СВКА 1-03 (регистрационный № 41153-09);

- датчики виброскорости с токовым выходом ДВСТ, мод. ДВСТ-1-10-Х-Р, ДВСТ-1-10-Х-К,   ДВСТ-1-20-Х-Р,   ДВСТ-1-20-Х-К,   ДВСТ-1-30-Х-Р,   ДВСТ-1-30-Х-К,

ДВСТ-1-50-Х-Р, ДВСТ-1-50-Х-К (регистрационный № 53507-13);

- датчики загазованности универсальные ДЗУ-ГЕРДА (регистрационный № 51505-12);

- газоанализатор СГОЭС (регистрационный № 32808-11);

- газоанализатор оптический GS-01 (регистрационный № 60913-15);

- газоанализатор «СПЕКТР» мод. 1/Х/Х, 2/0/Х, 3/Х/Х (регистрационный № 53283-13);

- газоанализатор оптический Оптимус ИК (регистрационный № 62288-15);

- преобразователи измерительные Е855А, Е855В, Е855С, Е854А, Е854В, Е854С

(регистрационный № 22144-12);

- преобразователи измерительные мощности трехфазного тока Е849, Е859, Е860, Е1849, Е1859, Е1860 (регистрационный № 24137-12);

- счетчики электрической энергии многофункциональные ION 6200 (регистрационный № 22898-07, 59923-15);

Примечание - Для каналов, первичные преобразователи которых имеют вид взрывозащиты «искробезопасная цепь» или требуется обеспечение гальванической развязки каналов, в состав каналов могут дополнительно включаться барьеры искробезопасности или усилители с гальванической развязкой типов:

- В1-02-(регистрационный № 40670-09);

- MTL4500, MTL4600, MTL5500 (регистрационный № 39587-14);

- МАСХ MCR(-EX)-SL-RPSSI (регистрационный № 55661-13);

- IM33 (регистрационный № 49765-12);

- модули измерительные 9160 (регистрационный № 63808-16);

- IMX12-AI (регистрационный № 65278-16).

2 Каналы измерения температуры сред (нефти, масла, воздуха), подшипников двигателей, насосов и др.вида: первичный преобразователь - модули ввода аналоговых сигналов А1-03А, модули расширения ввода аналоговых сигналов ЕА1-03А, А1-07А, AI-21 (серии ЭК-2000), AI-10, AI-11, AI-31A (серии DCS-2000), 140 ARI 030 00 (контроллеров

Modicon).

В качестве первичного преобразователя могут использоваться термопреобразователи сопротивления ТСМ 012,ТСП 012 (регистрационный № 60966-15), ТСМ 319М, ТСП 319М, ТСМ 320М, ТСП 321М, ТСМ 322М, ТСП 322М, ТСМ 323М, ТСП 323М (регистрационный № 60967-15).

3 Каналы измерения температуры сред (нефти, масла, воздуха), подшипников двигателей, насосов и др.вида: первичный преобразователь - вторичный преобразователь температуры в стандартный токовый сигнал - модули ввода аналоговых сигналов AI-04B, EAI-04B, AI-20 (серии ЭК-2000) , AI-12, AI-32A, AIO-31A (серии DCS-2000), модуль 140 ACI 040, 140 ACI 030 (контроллеров Modicon).

В качестве первичного преобразователя могут использоваться термопреобразователи сопротивления ТСП 012 классов А, В и С, ТСМ 012 классов В и С-01 (регистрационный № 60966-15), ТСМ 319М, ТСМ 320М классов В и С, ТСП 319М, ТСП 321М (регистрационный № 60967-15) классов А, В и С.

В качестве вторичного преобразователя могут использоваться измерительный преобразователь температуры типа:

- МАСХ MCR(-Ex)-SL-RTD-I(-NC) (регистрационный № 55661-13);

- MINI MCR-SL-PT100-UI (регистрационный № 55662-13);

- MINI MCR-RTD-UI(-NC) (регистрационный № 55662-13);

- IM34 (регистрационный № 49765-12);

- модуль измерительный 9182 (регистрационный № 63808-16);

- IMX12-TI (регистрационный № 65278-16).

4 Каналы формирования управляющих унифицированных аналоговых сигналов к регулятору (угла поворота регулирующей заслонки, величины открытия регулирующего клапана и др.) вида: модули вывода аналоговых сигналов АО-01В, АО-03В, C (серии ЭК-2000), АО-11, AO-31A, AIO-31A (серии DCS-2000), 140 АСО 020 00 (контроллеров Modicon).

Остальные каналы служат для подключения пороговых устройств (реле давления, реле уровня и др.). Метрологические и технические характеристики ИС-ЭМИКОН приведены в таблицах 2-6.

Программное обеспечение

(ПО) ИС -ЭМИКОН состоит из ПО контроллеров (программный модуль обработки аналоговых сигналов) и ПО верхнего уровня - SCADA-системы. Конкретный тип SCADA-системы определяется проектом), варианты используемого ПО приведены в таблице 1.

Программные средства верхнего уровня (SCADA-система) содержат клиентскую часть, устанавливаемую на АРМ, обеспечивающую визуализацию параметров.

Для конкретного объекта с выделенной рабочей станцией 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 измерительной системы ИС-ЭМИКОН (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 и даты изменения файлов проекта SCADA системы.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО ИС-ЭМИКОН

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

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

к ЭИК - запираемые шкафы, доступ к которым требует авторизации в соответствии со спецификой объекта, на котором устанавливается система, а также - программный контроль доступа (шифрование данных и доступ по паролю с регистрацией успеха и отказа в доступе). Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Таблица 2 - Метрологические характеристики измерительных каналов ИС-ЭМИКОН вида 1

Примечание - При включении в измерительные каналы вида «1» барьеров искробезопасности или усилителей с гальванической развязкой, границы интервала основной приведенной (абсолютной) погрешности ИК (Р=0,95) вычисляются по формулам (1) и (2). Для каналов виброскорости, осевого сдвига и концентраций горючих газов границы интервала основной погрешности не меняются, так как погрешность барьеров искробезопасности существенно меньше погрешности датчиков.

Для ИК давления, силы, напряжения и мощности переменного тока, %:

(1)

(2)

Для ИК температуры (°С), уровня (мм):

где

ГД

- погрешность первичного преобразователя, %;

? :.-.z - погрешность модуля ввода аналоговых сигналов, %;

Б - погрешность барьера искробезопасности или усилителя с гальванической развязкой, %;

^Д - погрешность первичного преобразователя °С, мм;

-диапазон измерений, °С, мм.

Таблица 3 - Метрологические характеристики измерительных каналов ИС-ЭМИКОН вида 2

Примечания

1 |t| - абсолютное значение температуры, °С, без учета знака.

2 Границы интервала основной абсолютной погрешности ИК (Р=0,95) указаны для верхнего значения диапазона измерений, для других значений диапазона границы интервала основной абсолютной погрешности ИК (Р=0,95) определяют по формуле (2).

Таблица 4 - Метрологические характеристики измерительных каналов ИС-ЭМИКОН вида 3 с вторичными преобразователями сопротивления в стандартный токовый сигнал (МАСХ MCR (-EX)-SL-RTD-i(-Nc), MINI MCR-SL-PT100-UI, MINI MCR-RTD-UI(-NC), IM34, модуль

Примечания

1 |t| - абсолютное значение температуры, °С, без учета знака.

2 Границы интервала основной абсолютной погрешности ИК (Р=0,95) указаны для верхнего значения диапазона измерений и с учетом погрешности вторичных преобразователей сопротивления в стандартный токовый сигнал равной ±0,1 %. Для других значений диапазона и при использовании вторичных преобразователей с другими характеристиками границы интервала основной абсолютной погрешности ИК (Р=0,95) определяют по формуле (2).

Таблица 5 - Метрологические характеристики каналов воспроизведения ИС-ЭМИКОН вида 4

Таблица 6 - Основные технические характеристики

Знак утверждения типа

наносят на титульный лист руководства по эксплуатации и паспорта на системы измерительные ИС-ЭМИКОН.

Комплектность

В комплект поставки входят:

- измерительные преобразователи, входящие в состав ИС-ЭМИКОН, в соответствии с конкретной реализацией на объекте согласно проектной и конструкторской документации;

- аппаратно-программные средства контроллеров ИС-ЭМИКОН» согласно проекту;

- система отображения информации;

- компьютер типа IBM PC;

- программное обеспечение верхнего уровня (SCADA-программы);

- система отображения информации;

- компьютер типа IBM PC с характеристиками не хуже требуемых применяемой SCADA-программой;

- программное обеспечение верхнего уровня (SCADA-программы);

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

- проектная, техническая и эксплуатационная документация на систему;

- Методика поверки» АЛГВ.420609.010 ИМ.01.

Поверка

осуществляется по документу АЛГВ.420609.010  ИМ.01 «Системы измерительные

ИС-ЭМИКОН. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 08 августа 2016 г.

Основные средства поверки:

1 Магазин сопротивлений Р4831 (регистрационный № 48930-12).

2 Калибратор-измеритель ИКСУ-260 (регистрационный № 35062-07).

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик с требуемой точностью. Знак поверки в виде оттиска клейма и (или) наклейки наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

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

ТУ 4252-003-11361066-09 Система измерительная ИС-ЭМИКОН. Технические условия.