Назначение
Счетчики газа ультразвуковые FLOWSIC 600 (далее - счетчики) предназначены для измерений и вычислений объема и объемного расхода газа при рабочих и стандартных условиях, массового расхода различных неагрессивных и агрессивных газов, в том числе природного и нефтяного газов.
Описание
Принцип действия счетчиков основан на методе измерения разности между временем прохождения ультразвуковых импульсов по потоку и против потока газа. Измеренная разность времени, пропорциональная скорости потока, преобразуется в значение объемного расхода.
В зависимости от модели, для более точного определения объема и расхода газа в счетчике может быть установлено до восьми пар ультразвуковых приемопередатчиков, которые передают сигнал без его отражения от внутренней стенки корпуса счетчика. Пары приемопередатчиков стандартно располагаются в одной плоскости параллельно друг другу; в специальных исполнениях - в двух пересекающихся плоскостях.
Конструктивно стандартная модификация счетчика состоит из корпуса, с установленными в нем ультразвуковыми приемопередатчиками, и одного электронного блока (SPU), который закреплен с наружной стороны корпуса. Электронный блок может разворачиваться вокруг своей оси на угол до 330 градусов. Электронный блок может быть оснащен встроенным вычислителем расхода. В состав электронного блока входит жидкокристаллический дисплей, на котором могут отображаться результаты измерений и сообщения системы самодиагностики; результаты вычислений, данные архива, показания внешних датчиков - в модификации со встроенным вычислителем.
Модификация FLOWSIC 600 Quatro - в один стандартный корпус встроено два идентичных независимых счетчика, каждый из которых оснащен четырьмя парами приемопередатчиков и электронным блоком. Данная система позволяет осуществлять полное дублирование результатов измерений одним прибором.
Модификация FLOWSIC 600 2plex - в один стандартный корпус встроено два независимых счетчика, один из которых оснащен четырьмя парами приемопередатчиков и электронным блоком - измерительный счетчик, другой - одной парой приемопередатчиков и электронным блоком - контрольный счетчик. Данная система позволяет осуществлять контроль состояния измеряемой среды для дополнительного контроля показаний измерительного счетчика. Так же, система реализует принцип «CBM - Condition Base Maintenance (обслуживание по текущему состоянию)».
Модификация счетчика со встроенным в электронный блок вычислителем расхода дополнительно обеспечивает вычисление объемного расхода и объема газа при стандартных условиях, массового расхода и массы газа. Вычисление теплофизических свойств газовых смесей различного состава, осуществляется по специальным методикам, утвержденным и аттестованным в установленном порядке.
Стандартно реализованы следующие методики вычисления теплофизических свойств газов:
-для природного газа, согласно ГОСТ 30319.(0-3)-96 «Газ природный. Методы расчета физических свойств»
-для сухих и влажных многокомпонентных газовых смесей переменных составов, характерных для нефтяного газа, в газовой фазе и во флюидной области согласно методике ГСССД МР 113-03 «определение плотности, фактора сжимаемости, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости влажного нефтяного газа в диапазоне температур 263.. .500К при давлениях до 15Мпа»
Вычислитель так же обеспечивает:
- формирование и хранение энергонезависимых архивов событий, измеренных и
вычисленных значений (состав и глубина архивов гибко настраиваемые);
- сигнализацию отказов и превышения установленных пределов измерений
подключенных внешних датчиков;
- передачу информации по имеющимся интерфейсам связи, в том числе с
выводом на принтер;
- периодическое введение и регистрацию значений условно-постоянных величин;
- защиту от несанкционированного доступа к параметризации и архивам.
Все изменения конфигурируемых параметров или архивов автоматически протоколируются.
Счетчик присоединяется к трубопроводу с помощью фланцев, выполненных по стандартам ANSI, DIN, ГОСТ или специального исполнения (в зависимости от заказа). Длина прямого участка трубопровода перед счетчиком должна составлять не менее 10 DN, после - не менее 3DN. При применении струевыпрямителей длина прямых участков перед счетчиком может быть сокращена до 5DN, длина выходного участка составляет не менее 3DN.
В счетчиках предусмотрена автоматическая самодиагностика и проверка нулевых и контрольных значений измеряемых величин. Предусмотрена возможность осуществлять замену пары приемопередатчиков и блоков электроники без дополнительной поверки.
В счетчиках предусмотрена возможность измерения расхода газа как в прямом, так и в обратном направлениях (в реверсивном режиме).
В счетчиках предусмотрен широкий набор устройств ввода/вывода:
- аналоговый выход - активный/пассивный, оптически изолированный 4-20 мА; максимальная нагрузка 250 Ом;
- цифровые выходы - пассивные, оптически изолированные типа открытый коллектор или NAMUR;
- один или два интерфейса RS-485 (в зависимости от модификации);
- протокол шины - Modbus ASCII/ RTU, HART;
- Ethernet TCP/IP (через дополнительный модуль)
- для модификаций со встроенным в электронный блок вычислителем расхода, предусмотрен ввод в автоматическом режиме значений с датчиков температуры и давления - по протоколу HART; с других датчиков параметров газа (хроматограф, плотномер и т.д.) - по протоколу Modbus.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее - ПО) счетчиков по аппаратному обеспечению является встроенным. Преобразование измеряемых величин и обработка измерительных данных выполняется с использованием внутренних аппаратных и программных средств. ПО хранится в энергонезависимой памяти.
Встроенное программное обеспечение (ПО) счетчиков используется для измерения объемного расхода и объема газа в рабочих условиях, в том числе природного и свободного нефтяного и факельного, передачи результатов измерения, настройки, самодиагностики расходомеров и архивирования измеренных данных. При настройке и калибровке на заводе прошивается ПО.
Защита ПО счетчиков от несанкционированного доступа с целью изменения параметров, влияющих на метрологические характеристики, осуществляется путем аутентификации (введением пароля администратора), ведения доступного только для чтения журнала событий и ошибок. Возможность внесения преднамеренных и непреднамеренных изменений в ПО счетчиков исключается наличием в расходомерах переключателя параметров от записи (Рисунок 1) и наличием функции определения целостности ПО при включении и ограничением свободного доступа к цифровым интерфейсам связи.
Уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Рисунок 1 - Переключатель защиты параметров от записи
Идентификационные данные встроенного программного обеспечения счетчиков ультразвуковых приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | FLOWSIC600 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО, не ниже | 3.4.06 |
| Цифровой идентификатор ПО | 0x5EA5 |
| Примечания 1) Номер версии ПО зависит от модели расходомера. Допускается обновление ПО при согласовании действий с заводом изготовителем и эксплуатирующей счетчик организацией. Дополнительная поверка счетчика при этом не требуется. 2) Цифровой идентификатор (контрольная сумма) зависит от версии ПО и особенности конкретной модификации счетчика. Возможно отслеживание целостности ПО по значениям контрольной суммы, представленным заводом изготовителем для конкретного счетчика. |
Доступ к счетчику может осуществляться с помощью конфигурационного программного обеспечения MEPAFLOW 600 СВМ, которое состоит из набора программ редактирования. MEPAFLOW 600 СВМ предназначено для конфигурирования, параметризации и диагностики счетчика. Содержит процедурные модули, предназначенные для проведения проверки технического состояния счетчика и его поверки, такие как CBM (модуль автоматического сбора и обработки диагностических данных счетчика), калькулятор скорости звука в среде и другие модули.
Набор программ MEPAFLOW 600 СВМ защищен многоуровневой системой защиты, которая предоставляет доступ только уполномоченным пользователям и одновременно определяет, какие из данных пользователь может вводить или изменять. При изменении конфигурации счетчика, настройки системы защиты, в том числе уровни доступа пользователей, задают вход по паролю через пользовательские интерфейсы.
Рисунок 2 - Внешний вид счетчика (в стандартной модификации).
Схема и внешний вид пломбировки представлен на рисунке 3
Рисунок 3 - Схема пломбирования счетчиков газа ультразвуковых FLOWSIC 600
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические и технические характеристики
| Диапазон измерений расхода газа1), м3/ч | от 6 до 130000 |
| Диапазон температур измеряемого газа, °С | от минус 194 до плюс 280 |
| Диапазон давлений измеряемого газа2), МПа | от атмосферного до 45 |
| Диапазон значений скоростей потока измеряемого газа, м/с | от 0 до 65 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях, для комбинации пар приемопередатчиков расположенных в одной плоскости: - при 1 паре ультразвуковых приемопередатчиков, % Qmin * Q < Qt | ±3,0 ±2,0 |
| Qt * Q * Qmax - при 2 парах ультразвуковых приемопередатчиков, % Qmin * Q < Qt Qt * Q * Qmax |
| ±2,0 ±1,0 |
| - при 4 парах ультразвуковых приемопередатчиков, % Qmin * Q < Qt Qt * Q * Qmax - при 4 парах ультразвуковых приемопередатчиков, после калибровки и поверки на поверочной установке, % Qmin * Q < Qt Qt * Q * Qmax | ±1,0 ±0,5 ±1,0 ±0,3 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности счетчика при вычислении массового расхода, объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, 3) % | ±0,01 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения времени, % | ±0,01 |
| Напряжение питания постоянного тока, В | от 12 до 28,8 |
| Потребляемая мощность, не более, Вт | 1 |
| Диапазон температур окружающей среды2), °С | от минус 40 до плюс 60 |
| Максимальная относительная влажность окружающей среды, % | 95 |
| Атмосферное давление, кПа | от 84 до 106,7 |
| Габаритные размеры (в зависимости от типоразмера и типа марки стали корпуса) длина, мм высота, мм ширина (диаметр фланца), мм | от 150 до 2800 от 335 до 1785 от 150 до 1785 |
| Масса, кг | от 10 до 12100 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
| Параметры взрывозащиты, соответствуют стандартам: ATEX ГОСТ Р | 1/2G EEx de ib [ia] IIC T4 1Exdeib[ia]IICT4 X или 1Exde[ia]IICT4 X |
| Условный проход2), DN | от 50 до 1400 |
| Степень защиты от проникновения пыли, влаги и твердых тел по ГОСТ 14254-96 | IP67 |
| Примечания 1) Указан общий диапазон расхода, значения могут отличаться в зависимости от типоразмера счетчиков и условий эксплуатации, возможно расширение диапазонов по спецзаказу. 2) Возможно расширение диапазонов по спецзаказу. 3) Указанная погрешность вычислений не содержит погрешности определения температуры, давления и цифроаналоговых преобразований. Погрешность вычисления массового расхода объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, определяются в соответствии с действующими нормативными документами на системы измерений на базе ультразвуковых преобразователей расхода (МВИ) |
Знак утверждения типа
Наносят на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики в верхнем левом углу, и на шильдик прибора методом аппликации.
Рисунок 4 - Знак утверждения типа и место нанесения знака утверждения типа на шильдике
устройства.
Комплектность
Счетчик газа ультразвуковой FLOWSIC 600 1 шт.
Руководство по эксплуатации 1 шт.
Методика поверки 1 шт.
Программное обеспечение MEPAFLOW600 CBM 1 шт.
Комплект заводской документации 1 шт.
Дополнительно в комплект могут входить:
- комплект запасных частей
- устройство для замены приемопередатчиков под давлением
- ответные фланцы, прокладки, крепеж
- прямые участки трубопровода, струевыпрямитель
- кабель для передачи сигнала, барьер искробезопасности
- комплект МЕРА
- блок питания
Поверка
Осуществляется по документу МП 43981-11 «Инструкция. ГСИ. Счетчики газа ультразвуковые FLOWSIC 600. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП ВНИИР 05 апреля 2010 г.
Основных средства поверки:
- частотомер Ч3-63, диапазон измеряемых частот от 0,01 Гц до 20 МГц, по ДЛИ 2.721.007 ТУ;
- термометр сопротивления типа ТСП, пределы измерений от минус 20 °C до 70 °C, предел допускаемой погрешности 0,1%;
- образцовый манометр МО с верхним пределом измерений 25 МПа, класс точности 0,16 по ГОСТ 6521;
- поверочная расходоизмерительная установка, диапазон задаваемого объемного расхода должен соответствовать рабочему диапазону поверяемого счетчика, с пределом основной относительной погрешности ±0,23% (или средним квадратическим отклонением результатов измерений не более 0,05% при 11 независимых измерениях, и неисклю-ченной систематической погрешности не превышающей 0,1%).
Допускается применение других средств измерений, обеспечивающих определение и контроль метрологических характеристик поверяемого счетчика с требуемой точностью.
Сведения о методах измерений
Счетчики газа ультразвуковые FLOWSIC 600. Руководство по эксплуатации.
Нормативные документы
техническая документация фирмы «SICK AG», Германия.
810-53