Назначение
Система автоматическая измерительная для контроля вредных промышленных выбросов ПАО «ММК» АЛД ДЦ ДП1 (далее - система) предназначена для автоматического непрерывного измерения массовой концентрации твердых (взвешенных) частиц в отходящих газах стационарного источника выбросов: доменного цеха аспирация литейных дворов доменная печь 1 ПАО «ММК», а также для измерений параметров газового потока (температуры, давления, объемного расхода), автоматического вычисления массовых и валовых выбросов загрязняющих веществ, сбора, обработки, визуализации, хранения полученных данных, передачи данных во внешние информационные системы, представления полученных результатов в различных форматах.
Описание
Принцип действия системы определяется входящими в ее состав измерительными преобразователями:
- измерения массовой концентрации твердых (взвешенных) частиц - на измерении интенсивности светового потока до и после его прохождения через запыленную среду;
- измерения расхода газового потока - на акустическом методе измерения скорости газа, при котором ультразвуковые колебания, возбуждаемые электроакустическими преобразователями, распространяются в измеряемой среде по и против направления потока;
- измерения температуры газового потока - на изменении электрического сопротивления чувствительного элемента при изменении температуры и преобразование сигнала с чувствительного элемента с номинальной статической характеристикой преобразования Pt100 по ГОСТ 6651-2009 в унифицированный выходной сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА;
- измерения давления - на измерении давления среды, воздействующего на чувствительный тензорезистивный элемент преобразователя.
Сигналы от преобразователей в виде унифицированного сигнала силы постоянного тока от 4 до 20 мА передаются на модуль ввода, где подвергаются аналогово-цифровому преобразованию и далее передаются на контроллер в цифровом виде по интерфейсу RS-485 по протоколу Modbus RTU. Контроллер осуществляет расчет массовой концентрации загрязняющего вещества, приведенной к нормальным условиям (0 °С, 101,3 кПа).
Система представляет собой единичный экземпляр средства измерений, спроектированный для конкретного объекта из компонентов серийного изготовления. Монтаж и наладка системы осуществлены непосредственно на объекте эксплуатации в соответствии с проектной документацией и эксплуатационными документами ее компонентов.
Система является стационарным многоканальным измерительным устройством непрерывного действия. Конструктивно система состоит из измерительных преобразователей: массовой концентрации твердых (взвешенных) частиц, расхода газового потока, температуры и давления, которые располагаются непосредственно на трубе, и программируемого логического контроллера с модулем ввода и панелью оператора, установленных в шкафу в электро-помещении доменного цеха. Преобразователи расхода газового потока укрыты в обогреваемые термочехлы, преобразователи температуры и давления смонтированы в утепленный обогреваемый шкаф датчиков.
Система выполняет следующие основные функции:
- измерение температуры, абсолютного давления, концентрации твердых (взвешенных) частиц и объемного расхода газового потока непосредственно в дымовой трубе;
- определение валового выброса твердых (взвешенных) частиц в дымовом газе расчетным методом;
- сбор, обработку, хранение и передачу данных для архивирования и отображения на автоматизированном рабочем месте (далее - АРМ) оператора.
В состав системы входят средства измерений (далее - СИ), список которых приведен в таблице 1.
Таблица 1 - СИ, входящие в состав системы
| Наименование | Тип СИ, модификация | Регистрационный номер 1)1 |
| Преобразователь массовой концентрации твердых (взвешенных) частиц | Анализатор пыли DUSTHUNTER Т50 | 45955-10 |
| Преобразователь объемного расхода газового потока | Расходомер-счетчик газа ультразвуковой ВЗЛЕТ РГ | 80169-20 |
| Преобразователь температуры | Термопреобразователь сопротивления ДТС, модель 055 | 28354-10 |
| Преобразователь давления | Преобразователь давления измерительный ОВЕН ПД100И, ОВЕН ПД100И-ДА | 56246-14 |
| Контроллер | Контроллер логический программируемый ПЛК210 | 84822-22 |
| Модуль ввода | Модуль аналогового ввода МВ110 | 51291-12 |
| |( Регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений |
Пломбирование системы не предусмотрено. Для исключения возможности непреднамеренных и преднамеренных изменений измерительной информации, средства измерений, входящие в состав системы, пломбируются в соответствии с требованиями, изложенными в их описаниях типа.
Нанесение знака поверки на систему не предусмотрено.
Заводской номер системы 0001 нанесен на маркировочную табличку методом лазерной гравировки и указан в формуляре системы. Маркировочная табличка закреплена на двери шкафа.
Общий вид компонентов системы представлен на рисунке 1. Маркировочная табличка представлена на рисунке 2. Структурная схема представлена на рисунке 3.
Рисунок 1 - Общий вид компонентов системы
Рисунок 2 - Маркировочная табличка системы
Рисунок 3 - Структурная схема системы
Программное обеспечение
Программное обеспечение системы состоит из программного обеспечения (далее -ПО) измерительных преобразователей, входящих в состав системы, ПО контроллера и ПО АРМ оператора. Идентификационные данные программного обеспечения входящих в состав системы измерительных преобразователей приведены в описаниях типа на эти преобразователи.
ПО системы состоит из метрологически значимого ПО (встроенное) и метрологически незначимого ПО (внешнее). Метрологически незначимое внешнее программное обеспечение Windows 10, CODESYS 3.5, «ОВЕН Конфигуратор» предназначено для отображения и архивирования информации, поступающей с контроллера. На целостность измерений, на обработку и сбор информации внешнее программное обеспечение не влияет.
Метрологически значимое ПО реализует выполнение следующих функций:
- обработку и передачу измерительной информации от измерительных преобразователей;
- расчет мощности выбросов пыли, приведенных к нормальным условиям (с использованием информации о температуре и давлении газовой среды в источнике выбросов);
- расчет среднего значения мощности выбросов пыли за 20 минут, за час и нарастающим итогом;
- хранение результатов измерений в архиве;
- вывод информации на экран панели оператора;
- передача данных в информационные системы по цифровым каналам связи;
- контроль целостности программных кодов ПО, настроечных и калибровочных констант;
- контроль общих неисправностей (связь, конфигурация);
- контроль внешней связи.
Система может быть подключена к внешнему программно-аппаратному комплексу для формирования экологической отчётности и (или) передавать данные в Государственный реестр объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.
Идентификационные данные метрологически значимого ПО приведены в таблице 2.
| Таблица 2 - Идентификационные данные метрологически значимого П | [О |
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование программного обеспечения | AIS KV |
| Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | 2.3.2 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения (рассчитываемый по алгоритму CRC-16/USB) | 22697 |
Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014. Метрологически значимая часть ПО СИ и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений. В системе действует трехуровневая защита ПО.
Верхний уровень разработчика защищен логин-паролем от несанкционированного доступа. Для контроля версии ПО предусмотрена функция «контрольная сумма ПО» (CRC код). Код, который постоянно в работе вычисляется и выводится на экран сервисной панели, а также передается на верхний уровень сети АСУ. В случае поломки или стирания ПО из памяти контроллера существует два варианта восстановления. Первый - это восстановление из резервной копии, вшитой в энергонезависимую память контроллера. Второй, на случай выхода из строя энергонезависимой памяти контроллера, ПО поставляется на внешнем USB носителе.
Уровень наладчика, позволяет вводить настроечные данные (пределы датчиков), корректировать текущие время и дату. Данный режим активируется с помощью ввода пароля наладчика.
Уровень пользователя позволяет просматривать текущие, накопленные показания и данные о дате и времени.
Редактирование программного кода возможно только после ввода логина-пароля разработчика.
Влияние встроенного программного обеспечения учтено при нормировании метрологических характеристик.
Технические характеристики
Метрологические и основные технические характеристики системы приведены в таблицах 3 и 4.
Таблица 3 - Метрологические характеристики системы
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений массовой концентрации пыли, мг/м3 | от 0 до 200 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений массовой концентрации пыли1), % | ± 25 |
| Диапазон измерений объемного расхода газового потока2), м3/ч | от 2,7^ 103 до 1,26^ 106 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений объемного расхода газового потока3), % | ±3,5 |
| Диапазон измерений температуры, °С | от -50 до +100 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений температуры^, % | ±0,55 |
| Диапазон измерений абсолютного давления, кПа | 0 до 250 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений абсолютного давления1^ % | ±0,75 |
| Наименование характеристики | Значение |
| г) Нормирующее значение для приведенной погрешности соответствует разности |
| между максимальным и минимальным значением диапазона измерений. |
| 2) При диапазоне измерений средней скорости потока площади сечения трубы 15 м2. | газа от 0,05 до 23,3 м/с и |
| 3) Нормирующее значение для приведенной погрешности соответствует верхнему значению диапазона измерений. |
Таблица 4 - Основные технические характеристики системы
| Наименование | Значение |
| Диапазон показаний массовых выбросов твердых (взвешенных) частиц М1(в)1), г/с | от 0 до 70 |
| Параметры энергопитания: Напряжение, В Частота, Гц | от 187 до 242 от 48 до 52 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура (группа Д3 по ГОСТ Р 52931-2008) окружающего воздуха, °С - температура внутри шкафа, °С - температура в термочехлах, °С - относительная влажность (без конденсации влаги), % - атмосферное давление, кПа | от -50 до +50 от +15 до +25 от +10 до +50 от 30 до 95 от 84 до 106,7 |
| 1) Верхний предел диапазона показаний массовых выбросов твердых (взвешенных) частиц в единицах кг/ч получают умножением значения М1(в) на коэффициент 3,6. Верхний предел диапазона показаний массовых выбросов твердых (взвешенных) частиц в единицах т/год получают умножением значения М1(в) на коэффициент 31,536. |
Знак утверждения типа
нанесен на титульный лист руководства по эксплуатации и формуляра типографским способом и на маркировочную табличку методом лазерной гравировки.
Комплектность
Комплектность средства измерений представлена в таблице 5.
Таблица 5 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система автоматическая измерительная для контроля вредных промышленных выбросов ПАО «ММК» | АЛД ДЦ ДП1 | 1 шт. |
| Формуляр | БНСВ.421711.00.1-2023 | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | БНСВ.416200.001 РЭ | 1 экз. |
| Комплект эксплуатационных документов на комплектующие изделия, входящие в состав системы | _ | 1 компл. |
В состав системы входят составные части, список которых приведен в таблице 6. Состав составных частей определен проектом.
Таблица 6 - Составные части системы
| Наименование | Обозначение |
| Шкаф КИП | ШКИП |
| Шкаф датчиков | ШД |
| Шкаф воздуходувки | ШВ |
| Пылемер | ДП |
| Расходомер | др |
Сведения о методах измерений
приведены в руководстве по эксплуатации БНСВ.416200.001 РЭ, раздел 1.5 «Устройство и принцип работы».
Нормативные документы
ГОСТ Р 70803-2023 Автоматические измерительные системы для контроля выбросов загрязняющих веществ. Общие технические требования;
Приказ Росстандарта от 30 декабря 2021 г. № 3105 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений дисперсных параметров аэрозолей, взвесей и порошкообразных материалов»;
Приказ Росстандарта от 23 декабря 2022 г. № 3253 «Об утверждении
Государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;
Приказ Росстандарта от 6 декабря 2019 г. № 2900 «Об утверждении
Государственной поверочной схемы для средств измерений абсолютного давления в диапазоне от 1-10-1 до 1-107 Па».
![Система автоматическая измерительная для контроля вредных промышленных выбросов ПАО "ММК" АЛД ДЦ ДП1](https://fgisarshin.ru/image/cache/catalog/logo/fgisarshin-500x500.png "Система автоматическая измерительная для контроля вредных промышленных выбросов ПАО "ММК" АЛД ДЦ ДП1"){kind=logo}