Назначение
Модули измерительно-вычислительные МСС хх (далее - модули), предназначены для измерения, преобразования и воспроизведения силы постоянного тока, измерения электрического сопротивления, периода импульсов на дискретных входах и счёта количества импульсов с последующим вычислением (только для исполнений, имеющих соответствующий набор измерительных каналов):
- объемного расхода жидкости (сырой нефти);
- массового расхода жидкости (сырой нефти), товарной нефти и воды;
- объема и массы жидкости (сырой нефти), массы товарной нефти и воды;
- объемного расхода нефтяного газа при рабочих условиях и приведенного к стандартным условиям;
- объема нефтяного газа при рабочих условиях и приведенного к стандартным условиям.
Описание
Принцип действия модулей заключается в измерении и преобразовании входных сигналов (от 4 до 20 мА, частотных или импульсных) и цифровых сигналов, поступающих от внешних первичных преобразователей (датчиков давления и температуры жидкости и газа, плотномеров, влагомеров, объемных расходомеров жидкости и газа). Исполнения модулей, имеющие соответствующий набор измерительных каналов (ИК) (не менее шести ИК измерения силы постоянного тока в диапазоне от 4 до 20 мА, не менее двух счетных ИК, не менее двух ИК периода) осуществляют расчет:
- объемного расхода (объема) нефтяного газа при рабочих условиях и приведенного к стандартным условиям по ГОСТ 2939-63 в соответствии с ГОСТ Р 8.740-2011, ГСССД МР 113-03;
- объемного расхода жидкости (сырой нефти), массового расхода жидкости (сырой нефти), товарной нефти и воды в соответствии с ГОСТ Р 8.615-2005, ГОСТ Р 8.595-2004, Р 50.2.076-2010;
- объема и массы жидкости (сырой нефти), массы товарной нефти и воды в соответствии с ГОСТ Р 8.615-2005; ГОСТ Р 8.595-2004; Р 50.2.076-2010.
Модуль выполнен в металлическом корпусе, предназначенном для установки на DIN-рейку. МСС41 выполнен в щитовом исполнении.
Модули выпускаются в нескольких исполнениях, которые отличаются количеством и функциями ИК, цифровыми интерфейсами, наличием органов индикации и управления в соответствии с таблицей 1.
В составе модуля реализованы в зависимости от исполнения следующие ИК:
- измерения силы постоянного тока в диапазоне от 4 до 20 мА (Ai - аналоговый вход);
- воспроизведения силы постоянного тока от 4 до 20 мА (Ao - аналоговый выход);
- измерения электрического сопротивления в диапазоне от 10 до 180 Ом (Ri -аналоговый вход для подключения резистивных датчиков температуры по четырехпроводной схеме);
- измерения счета импульсов на дискретных входах (Di - дискретный вход);
- измерения периода импульсов на дискретных входах.
Исполнения МСС40 и МСС41 дополнительно содержат разъемы интерфейсов Ethernet, USB2.0; МСС41 также имеет пленочную клавиатуру и жидкокристаллический дисплей.
| Модуль | Количество входов и выходов | Количество измерительных каналов |
| Di | Ai | Do | Ao | Ri | аналоговых | счетных | периода |
| МСС01 42 7614.003.01.000 | 0 | 0 | 16 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| МСС02 42 7614.003.02.000 | 16 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 8 | 8 |
| МСС03 42 7614.003.03.000 | 0 | 16 | 0 | 0 | 0 | 16 | 0 | 0 |
| МСС04 42 7614.003.04.000 | 8 | 8 | 0 | 0 | 0 | 8 | 8 | 8 |
| МСС05 42 7614.003.05.000 | 8 | 0 | 8 | 0 | 0 | 0 | 8 | 8 |
| МСС06 42 7614.003.06.000 | 0 | 8 | 8 | 0 | 0 | 8 | 0 | 0 |
| МСС07 42 7614.003.07.000 | 0 | 8 | 0 | 4 | 0 | 8 | 0 | 0 |
| МСС08 42 7614.003.08.000 | 8 | 6 | 2 | 0 | 0 | 6 | 8 | 8 |
| МСС09 42 7614.003.09.000 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 | 4 | 0 | 0 |
| МСС40 42 7614.003.40.000 | 4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| МСС41 42 7614.003.41.000 | 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| МСС42 42 7614.003.42.000 | 32 | 16 | 2 | 0 | 0 | 16 | 8 | 8 |
Общий вид модулей и схема пломбировки от несанкционированного доступа представлены на рисунках 1 и 2.
Рисунок 2 - Общий вид модулей и схема пломбировки (исполнение 42)
Место пломбирования
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) модулей состоит из двух частей: встроенного и внешнего ПО.
Встроенное ПО устанавливается в энергонезависимую память микроконтроллера в производственном цикле на заводе-изготовителе и в процессе эксплуатации, в том числе и по каналам обмена информацией, изменению не подлежит.
Защита ПО обеспечивается пломбированием корпуса модуля и отсутствием доступа к изменению ПО без вскрытия корпуса. Метрологические характеристики ИК определены с учетом влияния встроенного ПО модуля.
Таблица 2 - Идентификационные данные встроенного ПО
| Идентификационные признаки | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MCCxx v7.bin* |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 7.00 |
| * - xx соответствует исполнению модуля |
Встроенное ПО разделяется на:
- базовое, обеспечивающее работу с измерительными каналами - метрологически значимое;
- расширенное (для исполнений, имеющих соответствующий набор ИК в соответствии с таблицей 1 - не менее шести аналоговых ИК, не менее двух счетных ИК, не менее двух ИК периода), обеспечивающее проведение расчетов по нефти и газу - метрологически значимое;
- дополнительное, обеспечивающее передачу и архивирование результатов измерений, управление модулем через интерфейсы связи - метрологически незначимое.
Изменение констант настройки модуля в процессе эксплуатации по каналам обмена информацией невозможно без вскрытия корпуса.
Расширенное программное обеспечение, осуществляет прием данных от внешних первичных преобразователей: датчиков давления и температуры жидкости и газа; плотномеров, влагомеров; объемных расходомеров жидкости и газа, а также осуществляет расчет параметров нефти и нефтяного газа.
Расширенное программное обеспечение работает независимо и параллельно базовому ПО, описанному выше. Данные измерительных каналов, аналоговых и счетных, копируются в выделенную область выходных регистров MODBUS, из которой периодически считываются и используются как первичные данные для расчетов.
Подключение первичных преобразователей давления, температуры, плотности, обводненности, объемного расхода к измерительным каналам для работы расширенного ПО фиксировано и описано в руководстве по эксплуатации.
Внешнее ПО включает в себя программу-утилиту «Async3», предназначенную для проверки функционирования каналов обмена данными с внешним компьютером по линии связи RS-232. Внешнее ПО не позволяет вносить изменения во встроенное ПО.
Уровень защиты внутреннего программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р.50.2.077-2014.
Таблица 3 - Идентификационные данные внешнего ПО
| Идентификационные признаки | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Async3.exe |
| Номер версии ПО | 3.00 |
Технические характеристики
Таблица 4 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений силы постоянного тока, мА | от 4 до 20 |
| Разрядность аналого-цифрового преобразования аналоговых входов (Ai) | 12 |
| Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений силы постоянного тока, % от диапазона измерений | ±0,1 |
| Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности измерений силы постоянного тока от изменения температуры окружающего воздуха в диапазоне рабочих температур, на каждые 10 °С, % от диапазона измерений | ±0,2 |
| Диапазон воспроизведения силы постоянного тока, мА | от 4 до 20 |
| Разрядность цифро-аналогового преобразования аналоговых выходов (Ao) | 10 |
| Пределы допускаемой основной приведенной погрешности воспроизведения силы постоянного тока, % от диапазона воспроизведения | ±0,2 |
| Разрядность аналого-цифрового преобразования аналоговых входов (Ri) | 16 |
| Диапазон измерений электрического сопротивления, Ом | от 10 до 180 |
| Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений электрического сопротивления, % от диапазона измерений | ±0,04 |
| Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности измерений электрического сопротивления от изменения температуры окружающего воздуха в диапазоне рабочих температур, на каждые 10 °С, % от диапазона измерений | ±0,04 |
| Диапазон счета импульсов | от 1 до 65535 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Максимальная частота импульсов, Гц | 10 000 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности счета импульсов при числе импульсов не менее 10000, % | ±0,01 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений периода импульсов для частоты менее 100 Гц, % | ±0,01 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений периода импульсов для частоты не менее 100 Гц, мкс | ±1 |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность, % - атмосферное давление, кПа | от +15 до +25 от 20 до 80 от 84,0 до 106,7 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности расчета параметров нефти и нефтяного газа, % | ±0,05 |
Таблица 5 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Напряжение питания постоянного тока, В | 24,0±1,2 |
| Габаритные размеры (длинахширинахвысота), мм, не более - исполнения МСС 01 - МСС 09 | 110x100x21 |
| - исполнение МСС 40 | 110x100x41 |
| - исполнение МСС 41 | 130x180x50 |
| - исполнение МСС 42 | 180x150x60 |
| Масса, кг, не более | |
| - исполнения МСС 01 - МСС 09 | 0,30 |
| - исполнение МСС 40 | 0,45 |
| - исполнение МСС 41 | 0,90 |
| - исполнение МСС 42 | 1,50 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 55 000 |
| Рабочие условия эксплуатации: | |
| - температура окружающего воздуха, °С | от -40 до +60 |
| - относительная влажность воздуха при +25 °С | |
| без конденсации влаги, % | 80 |
| - атмосферное давление, кПа | от 84,0 до 106,7 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом с нанесением защитного полимерного покрытия на боковую панель модуля, а также типографским способом на титульный листы Руководства по эксплуатации.
Комплектность
Таблица 6 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Модуль измерительно-вычислительный | МСС хх | 1 шт. |
| Программа «Async3» | Async3.exe | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | 42 7614.003.00.000 РЭ | 1 экз. |
| Методика поверки | МП 03-002-2019 | 1 экз. |
| Паспорт | 42 7614.003.хх.000 ПС | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 03-002-2019 «Модули измерительно-вычислительные МСС хх. Методика поверки", утверждённому ФБУ "УРАЛТЕСТ» 20.06.2019 г.
Основные средства поверки:
- магазин сопротивления Р4831, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 6332-77;
- частотомер электронно-счетный Ч3-63/1, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 9084-90;
- катушка электрического сопротивления измерительная Р331, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 1162-58;
- вольтметр универсальный В7-78, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 25232-03.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 8.022-91 ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 110-16 до 30 А
Приложение к приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 февраля 2016 г. № 146 Государственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления
ГОСТ 2939-63 Газы. Условия для определения объёма
ГОСТ Р 8.595-2004 ГСИ. Масса нефти и нефтепродуктов. Общие требования к методикам выполнения измерений.
ГОСТ Р 8.615-2005 ГСИ. Измерения количества извлекаемых из недр нефти и нефтяного газа. Общие метрологические и технические требования
ГОСТ Р 8.733-2011 ГСИ. Системы измерений количества и параметров свободного нефтяного газа. Общие метрологические и технические требования
ГОСТ Р 8.740-2011 ГСИ. Расход и количество газа. Методика измерений с помощью турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счётчиков
ГСССД МР 113-03 Определение плотности, фактора сжимаемости, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости влажного нефтяного газа в диапазоне температур 263...500 К при давлениях до 15 МПа
Р 50.2.076-2010 ГСИ. Плотность нефти и нефтепродуктов. Методы расчёта. Программа и таблицы приведения
ТУ 26.51.44-003-20872624-2019 Модули измерительно-вычислительные МСС хх. Технические условия
76108-19: Методика поверки МП 03-002-2019Скачать7.0 Мб