Каналы измерительно-информационные узлов учета №№ 294 - 302 системы приборного учета (системы автоматизированной комплексного учета топливно-энергетических ресурсов - АСКУ ТЭР) Свердловской железной дороги

Назначение

Каналы измерительно-информационные узлов учета №№ 294 - 302 системы приборного учета (системы автоматизированной комплексного учета топливно-энергетических ресурсов - АСКУ ТЭР) Свердловской железной дороги (далее - ИИК узлов учета №№ 294 - 302) предназначены для измерений объемного расхода холодной воды, для осуществления автоматизированного коммерческого и технического учета и контроля потребления объема холодной воды, а также контроля режимов работы технологического и энергетического оборудования, регистрации параметров энергопотребления и выработки, формирования отчетных документов и передачи информации в энергоснабжающую организацию в рамках согласованного регламента в составе системы приборного учета (системы автоматизированной комплексного учета топливно-энергетических ресурсов - АСКУ ТЭР) Свердловской железной дороги (Госреестр № 50292-12).

Полученные данные и результаты измерений могут использоваться для коммерческих и технических расчетов и оперативного управления энергопотреблением.

Описание

ИИК узлов учета №№ 294 - 302, построенные на основе ПТК «ЭКОМ» (Госреестр № 19542-05), сгруппированы в подсистему учета холодного водоснабжения (ХВС).

Подсистема учета холодного водоснабжения (ХВС) состоит из следующих измерительно-информационных каналов (ИИК):

-    объемного и массового расхода теплоносителя (воды);

-    избыточного давления воды.

ИИК узлов учета №№ 294 - 302 являются сложными трех уровневыми структурами с централизованным управлением и распределенной функцией измерения.

Нижний уровень представляет собой совокупность узлов учета. Узлы учета состоят из измерительных комплексов (ИК), каждый из которых включает средства измерений физических величин, внесенных в Государственный реестр средств измерений РФ (Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений). ИК обеспечивают измерения, вычисления и сохранение в архиве контролируемых параметров.

Средний уровень представляет собой информационный комплекс сбора и передачи данных структурного подразделения (ИКП). Средний уровень обеспечивает передачу измерительной информации от узлов учета к верхнему уровню ИИК узлов учета №№ 294 - 302. ИКП включает в себя: устройство сбора и передачи данных (УСПД) ЭКОМ-3000 (Госреестр № 17049-09, заводской номер 10102979) с устройством синхронизации системного времени (УССВ), устройства передачи данных УПД-2, а так же совокупность аппаратных, каналообразующих и программных средств, выполняющих сбор информации с нижних уровней, ее обработку и хранение.

Верхний уровень (информационно-вычислительный) представляет собой информационно-вычислительный комплекс ИИК узлов учета №№ 294 - 302 (ИВКС). Верхний уровень обеспечивает индикацию, хранение в архивах и вывод на печать измерительной информации.

В состав ИВКС входят:

-    сервер;

-    автоматизированные рабочие места (АРМы);

-    каналообразующие аппаратные средства.

На сервере установлена система управления базой данных (СУБД) MS SQL Server-2008 Standard Edition, поддерживающая одновременную работу до 15 пользователей и специализированный программный комплекс "Энергосфера".

Каждый измерительно-информационный канал (ИИК) представляет собой совокупность ИК, ИКП и ИВКС.

Подсистема учета ХВС состоит из ИИК, относящихся к узлам учета №№ 294 - 302, и использует датчики физических параметров и приборов учета энергоресурсов на базе:

-    вычислителя количества теплоты ВКТ-7, преобразователя расхода электромагнитного

ПРЭМ и преобразователя давления измерительного СДВ;

-    счетчиков-расходомеров РМ-5-Т и датчиков давления ИД.

Таблица 2 содержит сведения о количестве комплексных узлов учета, виде средства измерения, входящего в конкретный ИК, диспетчерское наименование и технические характеристики узлов учета.

В ИИК, относящихся к узлам учета №№ 295 - 302, ИКП включает в себя устройства передачи данных УПД-2 и устройство сбора и передачи данных ЭКОМ-3000. Информационный обмен между ЭКОМ-3000 и ИВКС (сервером) организован посредством локальной сети Ethernet. Подключение ЭКОМ-3000 к СПД ОАО «РЖД» производится через коммутатор Cisco ASA 5505 ASA5505-UL-BUN-K8. В ИИК, относящихся к узлу учета №№ 294, ИКП включает в себя устройство передачи данных УПД-2, через которое осуществляется прямая передача результатов измерений на ИВКС (сервер) посредством прозрачного доступа по коммутируемому GSM-каналу (протокол CSD). Обмен данными между сервером системы и автоматизированными рабочими местами (АРМ) специалистов обеспечивается с помощью сети передачи данных (СПД) ОАО «РЖД». Подключение сервера к СПД ОАО «РЖД» производится через коммутатор Cisco ASA 5505 ASA5505-UL-BUN-K8.

В ИИК узлов учета №№ 294 - 302 решены следующие задачи:

-    измерение часовых приращений параметров энергопотребления;

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

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

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

-    обеспечение защиты оборудования, программного обеспечения и данных от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне (установка паролей и т.п.);

-    диагностика и мониторинг функционирования технических и программных средств;

-    конфигурирование и настройка параметров ИИК;

-    ведение системы единого времени (коррекция текущего значения времени и даты часов компонентов ИИК);

-    передача и хранение журналов событий теплосчетчиков, тепловычислителей и сервера.

Принцип действия:

Измерения объемного и массового расхода воды проводится с помощью счетчиков-расходомеров и вычислителей количества теплоты с преобразователями расхода.

На узлах учета ХВС применены:

1) вычислитель количества теплоты ВКТ-7, преобразователь расхода электромагнитный ПРЭМ и преобразователь давления измерительный СДВ.

Вычислитель количества теплоты ВКТ-7 на узле учета ХВС выполняет преобразования выходных сигналов измерительного преобразователя расхода воды и датчика избыточного давления воды в значения физических величин, вычисляет и ведет коммерческий и технический учет массового (объемного) расхода воды и избыточного давления воды. Вычислитель количества теплоты ВКТ-7 обеспечивает представление (текущих, часовых, суточных, месячных и нарастающим итогом) показаний на встроенное табло и посредством интерфейса RS-232 подключен к устройству передачи данных УПД-2. УПД-2 обеспечивает доступ по коммутируемому GSM-каналу (протокол CSD) с СБД к данным хранящимся в ВКТ-7.

Вычислитель количества теплоты ВКТ-7 на узле учета ХВС обеспечивает представление на внешнее устройство следующих величин:

-    массовый (объемный) расход воды;

-    избыточное давление воды;

-    время работы (расчет времени работы приборов);

-    текущее время и дата.

Хранение архивной итоговой информации и параметров настройки осуществляется в энергонезависимой памяти вычислителя количества теплоты ВКТ-7. Архив вычислителя рассчитан на 1152 часов, 128 суток и 32 месяцев.

Вычислитель количества теплоты ВКТ-7 обеспечивает возможность ввода базы данных (параметров настройки и их значений), определяющих алгоритм их работы, а также просмотр базы данных в эксплуатационном режиме вычислителя без возможности ее изменения.

При расхождении текущего значения времени и даты часов вычислителя количества теплоты ВКТ-7 и текущего значения времени и даты часов сервера более 5 секунд формируется диагностическое сообщение и передается на сервер. Принимается решение о ручной коррекции текущего значения времени и даты часов вычислителя количества теплоты ВКТ-7.

Питание вычислителя количества теплоты ВКТ-7 осуществляется от литиевой батареи напряжением 3,6 В или от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 220 В.

Передача данных в цифровом виде с вычислителя количества теплоты ВКТ-7 осуществляется по запросу с сервера. Возможно считывание информации с вычислителя количества теплоты ВКТ-7 как визуальное с помощью дисплея и клавиш прибора, так и автономное с помощью внешнего инженерного пульта (ноутбука).

В качестве преобразователя расхода использован преобразователь расхода электромагнитный ПРЭМ.

Преобразователь расхода электромагнитный ПРЭМ преобразовывает объемный расход воды в электрические выходные сигналы. Принцип действия преобразователя расхода электромагнитного ПРЭМ основан на явлении индуцирования электродвижущей силы (ЭДС) в движущемся в магнитном поле проводнике - измеряемой среде. Индуцируемая ЭДС, значение которой пропорционально расходу (скорости) измеряемой среды, воспринимается электродами и поступает на электронный блок преобразования, выполняющий обработку сигнала в соответствии с установленными алгоритмами. Конструктивно преобразователь расхода ПРЭМ состоит из измерительного участка и электронного блока. Измерительный участок представляет собой футерованный защитным материалом отрезок трубопровода из немагнитной стали. Соединения фланцевые или без фланцевые (соединения типа «сэндвич» или муфтовые исполнения). Измерительный участок заключен в кожух, защищающий элементы магнитной системы преобразователя. Электронный блок преобразователя расхода ПРЭМ выполнен в герметичном корпусе, внутри которого расположены печатные платы и элементы присоединения внешних цепей.

Электронный блок устанавливается на измерительном участке в горизонтальном или вертикальном положении. Преобразователь расхода электромагнитный ПРЭМ обеспечивает представление на табло показания объемного расхода воды (м3/ч) и время работы (мин). Преобразователь расхода электромагнитный ПРЭМ обеспечивает:

-    представление результатов преобразований и диагностики на внешние устройства посредством унифицированных выходных сигналов;

-    индикацию измерительной информации посредством встроенного или выносного табло;

-    архивирование измерительной информации и результатов диагностики.

Для преобразования избыточного давления воды в унифицированный электрический сигнал применен преобразователь давления измерительный СДВ. Принцип действия преобразователя давления измерительного СДВ основан на преобразовании давления измеряемой среды, воздействующего на мембрану чувствительного элемента, в электрический сигнал, пропорциональный механической деформации мембраны.

2) счетчики-расходомеры РМ-5-Т и датчики давления ИД.

Счетчики-расходомеры РМ-5-Т выполняют преобразования выходных сигналов первичного преобразователя расхода воды (ППС) и датчика избыточного давления воды в значения физических величин, вычисляют и ведут коммерческий и технический учет массового (объемного) расхода воды и избыточного давления воды.

Для преобразования избыточного давления воды в унифицированный электрический сигнал применены датчики давления ИД-1.6.

Счетчики-расходомеры РМ-5-Т посредством интерфейса RS-485 подключены к устройству передачи данных УПД-2. Устройство передачи данных УПД-2 обеспечивает доступ по коммутируемому GSM-каналу (протокол CSD) с устройства сбора и передачи данных УСПД (ЭКОМ-3000) (уровень ИКП) к данным, хранящимся в счетчиках-расходомерах РМ-5-Т. УСПД (ЭКОМ-3000) осуществляют хранение измерительной информации и журналов событий, передачу результатов измерений через GSM-модемы на сервер АСКУ ТЭР и при помощи программного обеспечения (ПО) осуществляет сбор, формирование, хранение, оформление справочных и отчетных документов и последующую передачу информации в энергоснабжающую организацию в рамках согласованного регламента. Возможно считывание информации со счетчиков-расходомеров РМ-5-Т как визуальное с помощью дисплея и клавиш прибора, так и автономное с помощью внешнего инженерного пульта (ноутбука).

Для преобразования избыточного давления воды в унифицированный электрический сигнал применены датчики давления ИД-1.6.

ИИК узлов учета №№ 294 - 302 оснащены системой обеспечения единого времени (СОЕВ). Для ИИК, относящихся к узлам учета №№ 295 - 302, коррекция текущего значения времени и даты (далее времени) часов УСПД (ЭКОМ-3000) происходит от приемника сигналов точного времени от спутников глобальной системы позиционирования (GPS). GPS-приемник встроен в ЭКОМ-3000. Ход часов УСПД (ЭКОМ-3000) при отсутствии коррекции по сигналам проверки времени в сутки не более ±1 с. Установка текущих значений времени и даты в ИИК, относящихся к узлам учета №№ 295 - 302, происходит автоматически на всех уровнях внутренними таймерами устройств, входящих в эти ИИК. Коррекция отклонений встроенных часов компонентов ИИК, относящихся к узлам учета №№ 295 - 302, осуществляется при помощи синхронизации таймеров устройств с единым календарным временем, поддерживаемым УСПД (ЭКОМ-3000) со встроенным GPS-приемником.

Синхронизация часов или коррекция шкалы времени таймера сервера происходит каждый час, коррекция текущих значений времени и даты сервера с текущими значениями времени и даты УСПД (ЭКОМ-3000) осуществляется независимо от расхождения с текущими значениями времени и даты УСПД (ЭКОМ-3000), т. е. сервер входит в режим подчинения устройствам точного времени и устанавливает текущие значения времени и даты с часов УСПД (ЭКОМ-3000).

Сличение текущих значений времени и даты теплосчетчиков и счетчиков-расходомеров для узлов учета №№ 295 - 302 с текущим значением времени и даты СБД происходит при каждом сеансе связи, но не реже 1 раза в сутки, корректировка осуществляется при расхождении времени ±1 с.

Сличение текущих значений времени и даты вычислителя количества теплоты ВКТ-7 для узла учета №№ 294 с текущим значением времени и даты СБД происходит при каждом сеансе связи, но не реже 1 раза в сутки, корректировка осуществляется в ручном режиме при расхождении времени ±5 с.

Суточный ход часов компонентов ИИК узлов учета №№ 294 - 302 не превышает ±5 с.

Программное обеспечение

В состав ПО ИИК узлов учета №№ 294 - 302 входит: ПО счетчиков-расходомеров, вычислителя количества теплоты и ПО СБД. Программные средства СБД содержат: базовое (системное) ПО, включающее операционную систему, программы обработки текстовой информации, сервисные программы, ПО систем управления базами данных (СУБД) и прикладное ПО ИВК «Энергосфера», ПО СОЕВ.

Операционная система Microsoft Windows Server 2008 - лицензия VM005705483. Пакеты клиентских лицензий Windows Server 2008: VM005497206 (5 лицензий) и VM005497222 (5 лицензий). ПК «Энергосфера» лицензия ES-S-10000-19-12000-1501, включая лицензии на СУБД Microsoft SQL Server, изготовитель ООО «Прософт-Системы», г. Екатеринбург. Операционная система Windows 7 Professional CDowngrade to XP Pro (OEM, предустановленная). Пакет Microsoft Office - лицензия 6FRMP-9CPCF-FPB32-HTWMT-F7TKG.

Состав программного обеспечения «Энергосфера» приведён в таблице 1.

Таблица 1

ПО ИВК «Энергосфера» не влияет на метрологические характеристики ИИК узлов учета №№ 294 - 302.

Уровень защиты программного обеспечения ИИК узлов учета №№ 294 - 302 от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню С по МИ 3286-2010.

Таблица 2 - Состав и технические характеристики ИК узлов учета №№ 294 - 302

Примечания:

1.    В таблице 2 «Измеряемая величина»: G - объемный расход в водяных системах теплоснабжения (м3/ч);

2.    * - диапазон измерения избыточного давления от 0 до 1,6 МПа;

Таблица 3 - Метрологические характеристики ИИК узлов учета №№: 294 - 302_

Примечания:

1.    Характеристики относительной погрешности ИИК даны для измерения параметров энергопотребления топливно-энергетических ресурсов с интервалом времени (1 час);

2.    В качестве характеристик относительной погрешности указаны границы интервала, соответствующие вероятности 0,95.

3.    Условия эксплуатации компонентов ИИК:

-    температура (ИВКС),

от плюс 15 до плюс 25°С от минус 10 до плюс 50°С 95

от 84 до 106,7

(12±1); (24±1)

220 (+10/-15%)

50±1

-    температура (узлы учета),

-    влажность при 35°С, не более, %

-    атмосферное давление, кПа

-    параметры электрического питания:

-    напряжение (постоянный ток), В

-    напряжение (переменный ток), В

-    частота (переменный ток), Г ц

лист № 8 Всего листов 10

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

Параметры надежности применяемых в ИИК измерительных компонентов:

Вычислитель количества теплоты ВКТ-7, преобразователь расхода электромагнитный ПРЭМ - среднее время наработки на отказ не менее 80000 часов;

УСПД (ЭКОМ-3000) - среднее время наработки на отказ не менее 75000 часов;

Счетчики расходомеры РМ-5 (модификация РМ-5-Т) - среднее время наработки на отказ не менее 75000 часов;

Преобразователь давления измерительный СДВ - среднее время наработки на отказ не менее 250000 часов;

Датчики давления: ИД, комплекты термопреобразователей сопротивления КТС-Б - среднее время наработки на отказ не менее 65000 часов;

ПК «Энергосфера» - среднее время наработки на отказ не менее 100000 часов.

При возникновении сбоев сетевого питания происходит автоматическое переключение на резервное питание.

Среднее время восстановления, при выходе из строя оборудования:

-    для приборов нижнего уровня - Тв < 168 часов;

-    для УСПД Тв < 2 часа;

-    для сервера Тв < 1 час;

-    для компьютера АРМ Тв < 1 час;

-    для модема Тв < 1 час.

Защита технических и программных средств ИИК узлов учета №№ 294 - 302 от несанкционированного доступа.

Представителями органов теплонадзора опломбированы следующие блоки приборов учета:

-    корпус измерительного блока;

-    преобразователи расхода на трубопроводе;

-    корпус модуля.

Конструктивно обеспечена механическая защита от несанкционированного доступа: отдельные закрытые помещения, выгородки или решетки.

Наличие защиты на программном уровне - возможность установки многоуровневых паролей на счетчиках-расходомерах, УСПД, сервере, АРМ.

Организация доступа к информации ИВКС посредством паролей обеспечивает идентификацию пользователей и эксплуатационного персонала.

Защита результатов измерений при передаче.

Предупредительные сообщения об испорченной или скорректированной информации. Наличие фиксации в журнале событий счетчика-расходомера фактов параметрирования счетчика-расходомера, фактов пропадания напряжения, фактов коррекции времени. Возможность коррекции времени в:

-    счетчиках-расходомерах РМ-5-Т (функция автоматизирована). Вычислитель количества теплоты ВКТ-7 (ручной режим);

-    УСПД (функция автоматизирована);

-    сервере (функция автоматизирована).

Глубина хранения информации:

-    глубина архивов сохраняемых в приборах учета составляет не менее: 35 суток для почасового архива, 12 месяцев для посуточного архива, 3 года для помесячного архива;

-    глубина архивов сохраняемых в УСПД (ЭКОМ-3000) 36 месяцев для посуточного архива, 36 месяцев для помесячного архива, 36 месяцев для годового архива;

-    глубина архивов сохраняемых на сервере, хранение результатов измерений и информации о состоянии средств измерений - за весь срок эксплуатации ИИК узлов учета №№ 294 - 302.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации ИИК узлов учета №№ 294 - 302 типографским способом.

Комплектность

Поверка

осуществляется по документу МП 1110/446-2011 «ГСИ. Система приборного учета (система автоматизированная комплексного учета топливно-энергетических ресурсов - АСКУ ТЭР) Свердловской железной дороги. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФБУ «Ростест-Москва» в марте 2012 г.

Основные средства поверки:

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

2)    Переносной компьютер с ПО и оптические преобразователи для работы с приборами учета системы, ПО для работы с радиочасами МИР РЧ-01.

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

4)    Средства поверки измерительных компонентов в соответствии с:

-    разделом 8 РБЯК.400880.036 РЭ «Вычислители количества теплоты ВКТ-7. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 14 декабря 2010 г.;

-    документом РБЯК.407111.039 МП «Преобразователи расхода электромагнитные ПРЭМ. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 18 мая 2006 г.;

-    документом МП 4213-009-42968951-2011 «Счетчики-расходомеры электромагнитные РМ-

5. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФГУП ВНИИМС в 2011 г.;

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

-    документом МП 16-221-2009 «ГСИ. Преобразователи давления измерительные СДВ. Методика поверки», утвержденным ФГУП «УНИИМ» 21 апреля 2009 г.;

-    документом МП 26-262-99 «Устройства сбора и передачи данных ЭКОМ-3000. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ УНИИМ в 2009 г.

Сведения о методах измерений

Методика (методы) измерений приведена в документе: «Методика (методы) измерений объемного расхода холодной воды с использованием каналов измерительноинформационных узлов учета №№ 294 - 302 системы приборного учета (системы автоматизированной комплексного учета топливно-энергетических ресурсов - АСКУ ТЭР) Свердловской железной дороги. Свидетельство об аттестации методики (методов) измерений № 1107/446-01.00229-2012 от 03 октября 2012 г.

Нормативные документы, устанавливающие требования к каналам измерительноинформационным узлов учета №№ 294 - 302 системы приборного учета (системы автоматизированной комплексного учета топливно-энергетических ресурсов - АСКУ ТЭР) Свердловской железной дороги

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

2.    ГОСТ Р 51649-2000 «Теплосчетчики для водяных систем теплоснабжения. Общие технические условия».

3.    ГОСТ 34.601-90 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания».

4.    МИ 2412-97 «Рекомендация. ГСИ. Водяные системы теплоснабжения. Уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя».

Рекомендации к применению

Осуществление торговли и товарообменных операций.