Назначение
Комплексы информационно-измерительные LITG предназначены для выполнения измерений расхода и количества теплоносителя (горячей и холодной воды), количества теплоты (тепловой энергии), расхода и объема природного газа (с приведением к стандартным условиям) и потребленной электроэнергии (с дифференциацией по времени суток) на котельных установках РАЦИОНАЛ (изготавливаемыми по техническим условиям ТУ 4938-003-58021544-09) и когенерационных установках РАЦИОНАЛ (изготавливаемыми по техническим условиям ТУ 3378-005-58021544).
Комплексы информационно-измерительные UTG обеспечивают измерение:
• тепловой энергии отпускаемой установкой (до трех сетевых контуров, одного контура ГВС с подпиткой и одного подпиточного трубопровода котлового контура)
• расхода природного газа с приведением к стандартным условиям (по одному трубопроводу).
• электрической энергии и мощности с дифференцированием по зонам суток (один ввод)
Комплексы информационно-измерительные UTG поставляется комплектно с котельными и когенерационными установками производства компании РАЦИОНАЛ.
Область применения комплексов информационно-измерительных UTG: котельные и когенерационные установки РАЦИОНАЛ, в том числе и при учетнорасчетных операциях.
Описание
Комплекс информационно-измерительный UTG выполнен в виде распределенной системы с головной панелью управления, модулями ввода/вывода (преобразователями физических величин в цифровой вид), первичными преобразователями (давления, объема и температуры) и печатающего устройства.
Панель управления и модули ввода/вывода располагаются в шкафу системы автоматического управления технологической установкой. Печатающее устройство располагается в помещении, где расположена технологическая установка. Первичные преобразователи располагаются непосредственно на трубопроводах.
Комплекс информационно-измерительный UTG поставляется в полностью смонтированном виде.
В комплект поставки комплекса информационно-измерительного UTG входит следующее оборудование:
• панель управления (контроллер PLC совмещенный с сенсорным монитором 15 дюймов) на которой происходит обработка сигналов поступающих от датчиков и их визуализация (установлена в шкаф управления)
• модули ввода/вывода сигналов Х20, предназначены для преобразования физических сигналов в цифровой вид (установлены в шкафу управления)
• датчик температуры (термопреобразователь сопротивления РТ100), измерение температуры природного газа (установлен на газопроводе)
• датчик абсолютного давления с унифицированным выходом 4...20 мА, измерение давления природного газа (установлен на газопроводе)
• счетчик газа с импульсным выходом измерение объема природного газа (установлен на газопроводе)
• счетчики воды с импульсным выходом, измерение объема теплоносителя (установлены в прямом и обратном трубопроводах теплоносителя)
• датчики температуры (термопреобразователь сопротивления РТ100), измерение температуры теплоносителя (установлены в прямом и обратном трубопроводах теплоносителя)
• датчики избыточного давления с унифицированным выходом 4...20 мА, измерение давления теплоносителя (установлены в прямом и обратном трубопроводах теплоносителя)
• трехфазный счетчик электроэнергии с импульсным выходом (установлен в шкаф управления)
• измерительные трансформаторы тока, измерение электроэнергии (установлены в шкаф управления)
• принтер (установлен в помещении установки)
• кабельная продукция (кабели проложены от датчиков до шкафа управления по кабельным конструкциям установки)
Комплектация комплекса информационно-измерительного составляется и записывается в паспорт комплекса в соответствии с проектной документацией на котельную или когенерационную установку (в состав которой входит комплекс информационно-измерительный). Настройка конфигурации комплекса осуществляется на заводе изготовителе.
Датчики давления и температуры выбираются таким образом, чтобы измеряемые ими значения параметров лежали в допустимых пределах измерения датчиков (под допустимыми пределами, здесь и далее, понимаются верхний и нижний диапазоны измерений, определенные в документации на соответствующий датчик).
Счетчики воды выбираются таким образом чтобы измеряемый ими расход теплоносителя (Оизм) лежал в пределах СК<Оизм<Оном.
Счетчики газа выбираются таким образом чтобы измеряемый ими расход газа (Оизм) лежал в пределах 0,20тах<0изм<0тах.
Монтаж датчиков давления, температуры, счетчиков воды и счетчиков газа осуществляется в соответствии с требованиями, предписываемыми в Руководствах по эксплуатации на данные изделия.
Принцип действия комплекса информационно-измерительного UTG основан на следующем:
• измерение текущих значений параметров потока теплоносителя (горячей и холодной воды), потока природного газа и электроэнергии с использованием первичных преобразователей (давления, температуры, объема и электроэнергии)
• перевод полученных значений в цифровой вид с использованием модулей ввода/вывода сигналов Х20
• использование полученных цифровых значений в программном обеспечении комплекса информационно-измерительного для вычислений расхода и количества теплоносителя (горячей и холодной воды), количества теплоты (тепловой энергии), расхода и объема природного газа (с приведением к стандартным условиям) и потребленной электроэнергии (с дифференциацией по времени суток).
Измерения проводятся в соответствии с «Методикой измерений расхода и объема природного газа, приведенных к стандартным условиям, массового расхода, массы и тепловой энергии воды, электрической энергии с применением информационно-измерительного комплекса UTG», разработанной ФГУП «ВНИИМС», аттестованной в соответствии с ГОСТ Р 8.563-96. Свидетельство об аттестации методики измерений №208/28-10 от 07.09.2010 г.
Обозначение комплекса информационно-измерительного UTG и его идентификация:
| UTG | - | 0000 | | 1 | 1 | | 1 | 1 | - | ЕСОЮ | обозначение комплекса в паспорте |
| UTG | | | | | | | | | | | наименование комплекса информационноизмерительного |
| | 0000 | | | | | | | | | порядковый номер комплекса информационно-измерительного |
| | | | 1 | | | | | | | количество сетевых контуров (1...3) |
| | | | | 1 | | | | | | наличие контура ГВС (0...1) |
| | | | | | | 1 | | | | наличие ввода газа (0...1) |
| | | | | | | | 1 | | | наличие ввода электроэнергии (только 1) |
| | | | | | | | | | ЕСОЮ | к какой установке принадлежит комплекс информационно-измерительный |
Программное обеспечение комплекса информационно-измерительного UTG является программой для PLC, находящейся на flash-карте панели управления и представляет собой двоичный код, который не может быть изменен конечным пользователем. Для невозможности извлечения и замены flash-карты с программой - место установки flash-карты пломбируется.
Программное обеспечение комплекса информационно-измерительного обеспечивает защиту от несанкционированного вмешательства в условиях эксплуатации путем разделения прав доступа пользователей к панели управления. Разделение прав доступа осуществляется применением политики паролей.
Доступ к изменяемым параметрам комплекса информационно-измерительного защищается паролем.
Комплекс информационно-измерительный контролирует выход измеряемых значений давления, температуры, объема природного газа и объема теплоносителя за допустимые пределы измерения первичных преобразователей и формирует диагностическое сообщение, которое заносится в архив нештатных ситуаций. При нештатной ситуации, в расчеты подставляются константные значения, согласованные поставщиком и покупателем. В отчетах значения, вычисленные при нештатных ситуациях, помечаются знаком «*».
Технические характеристики
| Наименование параметра | Значения параметра |
| Используемые трубопроводы |
| Диаметры трубопроводов природного газа, мм | от 40 до 250 |
| Диаметры трубопроводов теплоносителя, мм | от 40 до 300 |
|
| Узел учета природного газа. Диапазоны измерения параметров |
| Измерение расхода природного газа в рабочих условиях, м3/ч | от 4 до 7100 |
| Цена импульса при измерении расхода природного газа в рабочих условиях, м3/имп | 0.1, 1, 10, 100 |
| Измерение расхода природного газа приведенного к стандартным условиям, м3/ч | от 4 до 9500 |
| Измерение температуры природного газа, °C | от -23 до 66 |
| Измерение давления природного газа, МПа | от 0.08 до 0.16 |
| Содержание азота в природном газе, % | от 0.3 до 2 |
| Содержание диоксида углерода в природном газе, % | от 0.1 до 0.5 |
| Плотность газа в стандартных условиях | |
| для метода NX19 мод., кг/м3 | от 0.56 до 0.74 |
| для методов GERG-91 и ВНИЦ СМВ, кг/м3 | от 0.32 до 0.9 |
|
| Наименование параметра | Значения параметра |
| Узел учета тепловой энергии. Диапазоны измерения параметров |
| Диапазон измерения расхода теплоносителя, м3/ч | от 5 до 2065 |
| Цена импульса при измерении теплоносителя, м3/имп | 0.1, 1, 10 |
| Диапазон измерения давления теплоносителя сетевых контуров, подпитки сетевых контуров, МПа | от 0.2 до 1 |
| Диапазон измерения давления теплоносителя контура подпитки ГВС, МПа | от 0.2 до 1.6 |
| Диапазон измеряемой температуры теплоносителя, °C | от 5 до 110 |
| Наименьшее значение измерения разности температур теплоносителя At, °C | 10 |
| Диапазон измеряемой разности температур теплоносителя At, °C | от 10 до 105 |
|
| Узел учета электрической энергии. Диапазоны измерения параметров |
| Разрядность отсчетного устройства | 8 |
| Напряжение, В | 380+/'10% |
| Ток на одно присоединение, А | ДО 7.5 |
|
| Единицы измерения и цена деления параметров |
| Давление | МПа |
| Цена единицы младшего разряда отображения давления | 0,01 |
| Температура | °C |
| Цена единицы младшего разряда отображения температуры | 0,1 |
| Масса | т, кг |
| Цена единицы младшего разряда отображения массы | 0,0001 |
| Объем | м3 |
| Цена единицы младшего разряда отображения объема | 0,1, 1, 10, 100 |
| Наименование параметра | Значения параметра |
| Тепловая энергия | кДж, ГДж |
| Цена единицы младшего разряда отображения тепловой энергии | 0,001 |
| Расход | м3/ч |
| Цена единицы младшего разряда отображения расхода | 0,01 |
| Электроэнергия | кВтч |
| Цена единицы младшего разряда отображения электроэнергии | 0.1 |
|
| Узел учета природного газа. Предельные значения погрешностей измерения параметров |
| Предел относительной погрешности измерения объема природного газа в рабочих условиях, %, в диапазоне расходов: | |
| 0,2 -10% от верхнего предела измерения счетчика природного газа, %, не более | 2 |
| 10 -100% от верхнего предела измерения счетчика природного газа, %, не более | 1 |
| Предел относительной погрешности при измерении абсолютного давления природного газа (в пределах 0.08..0.16 МПа), % | 1 |
| Предел абсолютной погрешности измерения температуры природного газа, °C | 0,166+0,002371 |
| Предел относительной погрешности измерения объема природного газа, приведенного к стандартным условиям, % | 2.5 |
|
| Узел учета тепловой энергии. Предельные значения погрешностей измерения параметров |
| Предел относительной погрешности измерения количества теплоносителя, %, в диапазоне расходов: | |
| 0,2 -10% от верхнего предела измерения, % | 5 |
| 10 - 100% от верхнего предела измерения, % | 2 |
| Предел относительной погрешности при измерении давления теплоносителя (в пределах 0.02...0.16 МПа), % | 2 |
| Предел абсолютной погрешности при измерении температуры теплоносителя, °C | 0,166+0,002371 |
| Предел абсолютной погрешности при измерении разности температур теплоносителя At, °C | 0,332+0,004741 |
| Наименование параметра | Значения параметра |
| Предел относительной погрешности измерения тепловой энергии (количества тепла) в диапазонах разности температур: | |
| 10 XI At < 20 'С, % | 4.5 |
| 20 'С £ At < 105 Х), % | 4 |
|
| Узел учета электрической энергии. Предельные значения погрешностей измерения параметров |
| Предел относительной погрешности при измерении электроэнергии, % | 2 |
|
| Предельные значения погрешностей измерения времени |
| Предел относительной погрешности при измерении времени, % | 0,01 |
|
| Технические характеристики питания комплекса информационно-измерительного |
| Длительность питания от ИБП, часов, не менее | 1.5 |
| Потребляемая мощность от источника постоянного тока 24VDC, ВА | от 20 до 50 |
| Напряжение питания контроллера, В | от 20.4 до 27.6 |
|
| Диапазон внешних воздействующих факторов |
| Температура окружающего воздуха, °C | от +5 до +50 |
| Относительная влажность при 35°С, %, не более | 93 |
| Атмосферное давление в диапазоне, кПа | 86...107 |
| Вибрации частотой, Гц (смещение не более 0.01 мм.) | от 5 до 25 |
| Магнитное поле, А/м, не более | 40 |
| Постоянная магнитная индукция, мТл | До 0.1 |
|
| Степень защиты от пыли и воды |
| Наименование параметра | Значения параметра |
| Передняя панель, по ГОСТ 14254-96 | IP54 |
| Задняя панель, по ГОСТ 14254-96 | IP20 |
| Первичные преобразователи давления, температуры и расхода, по ГОСТ 14254-96 | IP54 |
|
| Показатели надежности |
| Средний срок службы, лет, не менее | 12 |
| Наработка на отказ системы, часов, не менее | 12000 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа комплекса информационно-измерительного UTG наносится с помощью термопечати на пластиковый шильдик, который в свою очередь крепится на панели управления и на сопроводительную документацию типографским способом.
Комплектность
| № п/п | Наименование | Кол. |
| 1 | Панель управления PU-108 (контроллер PLC совмещенный с сенсорным экраном), 435x560 мм, сенсорный экран 15", тип 4РР480.1505-КОЗ | 1 |
| 2 | Модуль аналоговых входов от сигналов термометров сопротивлений РТ100/РТ1000, 4 измерительных канала, тип АТ4222 | 1...3 |
| 3 | Модуль аналоговых входов ±10В или 0...20мА, 4 измерительных канала, тип AI4632 | 1...2 |
| 4 | Модуль цифровых входов, 2 измерительных (счетных) канала частотой до 50 кГц, тип DI2377 | 1...5 |
| 5 | Преобразователь давления измерительный. Пределы измерения: 0...0.16 МПа (абсолютное) Выход: 4...20 мА | 0...1 |
| 6 | Преобразователь давления измерительный. Пределы измерения: 0...1 МПа (избыточное) Выход: 4...20 мА | 1...9 |
| 7 | Преобразователь давления измерительный. Пределы измерения: 0...1.6 МПа (избыточное) Выход: 4...20 мА | 0...1 |
| 8 | Термометр сопротивления. Пределы измерения: -50. ..200 °C, PM00 | 2...11 |
| 9 | Счетчик расхода газа ротационный (роторный) | 0...1 |
| 10 | Счетчик горячей воды турбинный или крыльчатый с импульсным выходом | 2...8 |
| 11 | Счётчик холодной воды турбинный или крыльчатый с импульсным выходом | 1...2 |
| 12 | Трансформатор тока | 3 |
| 13 | Счетчик электроэнергии 3-фазный, электронный, | 1 |
| 14 | Паспорт. UTG.0001.00.00-nC. | 1 |
| 15 | Руководство по эксплуатации и монтажу | 1 |
| 16 | Методика поверки. UTG.OOOI.OO.OO-ПМ | 1 |
Комплектация комплекса информационно-измерительного составляется и записывается в паспорт комплекса в соответствии с проектной документацией на котельную или когенерационную установку (в состав которой входит комплекс). Настройка конфигурации комплекса осуществляется на заводе изготовителе.
В качестве преобразователей объема (массы) природного газа используются счетчики газа с импульсным выходом.
1. Ротационный (роторный) счетчик газа Delta с импульсным выходом (производства фирмы ACTARIS). Номер в Госреестре средств измерения №13839-09
2. Ротационный (роторный) счетчик газа RVG с импульсным выходом (производства фирмы ELSTER). Номер в Госреестре средств измерения № 14489-08
В качестве преобразователей объема (массы) теплоносителя используются счетчики воды с импульсным выходом:
• Счетчик горячей воды турбинный с импульсным выходом (150°С), WPHHI DN 50...250 (производства фирмы ZENNER). Номер в Госреестре средств измерения №13669-06
• Счётчик холодной воды крыльчатый с импульсным выходом (30°С), MTK-I-N DN 15...50 (производства фирмы ZENNER). Номер в Госреестре средств измерения №13673-06
• Счетчик горячей воды крыльчатый с импульсным выходом (150°С), ВСТ (производства фирмы ЗАО ТЕПЛОВОДОМЕР). Номер в Госреестре средств измерения №23647-07
• Счетчик горячей воды турбинный с импульсным выходом (150°С), ВСТН (производства фирмы ЗАО ТЕПЛОВОДОМЕР). Номер в Госреестре средств измерения №26405-04
• Счетчик холодной воды крыльчатый с импульсным выходом (50°С), ВСХд (производства фирмы ЗАО ТЕПЛОВОДОМЕР). Номер в Госреестре средств измерения №23649-07
• Счетчик холодной воды турбинный с импульсным выходом (50°С), ВСХНд (производства фирмы ЗАО ТЕПЛОВОДОМЕР). Номер в Госреестре средств измерения №26164-03
В качестве датчиков, измеряющих температуру теплоносителя и природного газа применяются термометры сопротивления с нормированным статическими характеристиками по ГОСТ 6651-94
1. Датчик температуры -50...+200°С (термометр сопротивления), трехпроводное подключение, тип TR221 чувствительный элемент РТ100 (производства фирмы WIKA). Номер в Госреестре средств измерения №17622-05
2. Датчик температуры -50...+200°С (термометр сопротивления), трехпроводное подключение, тип 90.2003, чувствительный элемент РТ100 (производства фирмы JUMO). Номер в Госреестре средств измерения №41742-09
3. Датчик температуры -50...+200°С (термометр сопротивления), трехпроводное подключение, тип ТС-1288Э чувствительный элемент РТ100 (производства фирмы Элемер). Номер в Госреестре средств измерения №18131-09
4. Датчик температуры -50...+200°С (термометр сопротивления), трехпроводное подключение, тип Метран-226 чувствительный элемент РТ100 (производства фирмы Метран). Номер в Госреестре средств измерения №26224-07
В качестве датчиков, измеряющих давление (избыточное и абсолютное) теплоносителя и природного газа применяются измерительные преобразователи давления с унифицированным выходным сигналом 4...20мА.
1. Датчик давления, тип WIKA S-10, выходной сигнал 4...20 мА, питание 24VDC (производства фирмы WIKA). Номер в Госреестре средств измерения №38288-08
2. Датчик давления, тип 404366 , выходной сигнал 4...20 мА, питание 24VDC (производства фирмы JUMO). Номер в Госреестре средств измерения №23522-08
3. Датчик давления, тип АИР-10, выходной сигнал 4...20 мА, питание 24VDC (производства фирмы Элемер). Номер в Госреестре средств измерения №31654-09
4. Датчик давления, тип Метран-55, выходной сигнал 4...20 мА, питание 24VDC (производства фирмы Метран). Номер в Госреестре средств измерения №18375-08
В качестве преобразователей потребленной установкой электроэнергии используется счетчик электроэнергии с импульсным выходом.
1. Электросчетчик Меркурий с импульсным выходом (производства фирмы ИНКОТЕКС). Номер в Госреестре средств измерения №25617-07
В качестве трансформаторов тока (для непрямого включения электросчетчика) используются
1. Трансформатор тока типа СТ (производства фирмы АВВ) Номер в Госреестре средств измерения №26070-06.
2. Трансформатор тока типа ТТИ (производства фирмы ИЕК) Номер в Госреестре средств измерения №28139-07.
Для приема сигналов от датчиков и преобразования их аналоговых сигналов в цифровой сигнал для последующей передачи их на контроллер используются модули ввода/вывода:
DI2377 -модуль цифровых входов, 2 измерительных (счетных) канала частотой до 50 кГц Номер в Госреестре средств измерения №38703-08
AI4632 — модуль аналоговых входов ±10В или 0...20мА, 4 измерительных канала. Номер в Госреестре средств измерения №38703-08
АТ4222 — модуль аналоговых входов от сигналов термометров сопротивлений РТ100/РТ1000, 4 измерительных канала. Номер в Госреестре средств измерения №38703-08
Поверка
Поверка комплекса информационно-измерительного производится в соответствии с документом “Комплекс информационно-измерительный UTG. Методика поверки” UTG.OOOI.OO.OO-ПМ. Утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» 04/10/2010 г.
Основные средства измерений, применяемые при поверке:
• Магазин сопротивлений Р4831
• Калибратор многофункциональный, АКИП-2201
• Секундомер-таймер СТЦ-2М
• Блок питания 0...30В, 5А
• Клеммный модуль ТВ12
Поверка первичных преобразователей входящих в комплектацию комплекса информационно-измерительного UTG производится по методикам на эти средства измерения.
Нормативные документы
1. Технические условия ТУ-4217-006-58021544-10
2. ГОСТ 30319.0-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Общие
положения.
3. ГОСТ 30319.2-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости.
4. ПР 50.2.019 2006 Методика выполнения измерений при помощи турбинных, ротационных и вихревых счетчиков Правила учета газа (утв. Минтопэнерго РФ 14 октября 1996 г.).
5. ГОСТ Р 8.592-2002 Тепловая энергия, потребленная абонентами водяных систем теплоснабжения. Типовая методика выполнения измерений.
6. МИ 2412-97 Водяные системы теплоснабжения. Уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя.
7. Правила учета расхода природного газа (утв. Минтопэнерго РФ 14 октября 1996 г.)
8. Правила учета тепловой энергии и теплоносителя. Зарегистрировано Министерством юстиции Российской Федерации 25 сентября 1995 г. (Регистрационный № 954)
9. Правила учета электрической энергии (зарегистрировано в Министерстве юстиции Российской Федерации 24 октября 1996 года).
10. ГОСТ 34.601-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы.
11. ГОСТ 52322-2005 (МЭК 62053-21:2003) Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 21. Статические счетчики активной энергии классов точности 1 и 2.
12. ГОСТ Р 52425-2005 (МЭК 62053-23:2003) Аппаратура для измерения электрической энергии переменного тока. Частные требования. Часть 23. Статические счетчики реактивной энергии.
13. ГОСТ Р 8.596 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
Заключение
Тип комплекса информационно-измерительного UTG утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа и метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственной поверочной схеме.
