Назначение
Система измерительная ProSafe-RS с датчиками довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров модели S4100C и IR400 предназначена для измерения довзрывоопасных концентраций винилхлорида, водорода, этилена, 1,2-дихлорэтана в воздухе и выдачи сигнализации о превышении заданных уровней концентрации.
Описание
Система измерительная ProSafe-RS с датчиками довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров модели S4100C и IR400 (далее - система) является стационарным прибором непрерывного действия.
В состав системы входит центральный блок управления, питания и сигнализации (далее -ЦБУ) и подключенные к нему первичные измерительные преобразователи (ПИП).
В качестве ЦБУ используется комплекс измерительно-вычислительный и управляющий противоаварийной защиты и технологической безопасности ProSafe-RS, производства фирмы "Yokogawa Electric Corporation", Япония, (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений 31026-11).
В качестве первичных измерительных преобразователей используются газоанализаторы производства фирмы "General Monitors Ireland Ltd", Ирландия:
- газоанализаторы углеводородных газов стационарные модель IR400 (регистрационный номер 42805-09) - 190 шт.;
- газоанализаторы серии S4100 модели S4100C (регистрационный номер 25422-08) - 160 шт.
Принцип действия ПИП:
- IR400 - оптический инфракрасный. В газоанализаторе применяется двухлучевая оптическая схема с использованием одного детектора и двух источников ИК излучения. ИК детекторы измеряют интенсивность излучения на двух разных длинах волн: один из них настроен на длину волны, соответствующую полосе поглощения определяемого компонента, другой — вне ее. Концентрация определяемого компонента в окружающем воздухе будет в этом случае пропорциональна отношению интенсивностей этих двух длин волн;
- S4100C - термокаталитический, основанный на изменении температуры и, вледствие этого, сопротивления каталитически активного чувствительного элемента при сгорании на нем горючих газов и паров.
Способ отбора пробы - диффузионный.
ЦБУ имеет блочно-модульную конструкцию.
В ЦБУ устанавливаются следующие компоненты:
- контроллер системы безопасности (SCS) обеспечивает эксплуатационную безопасность, регистрацию последовательности событий - 3 шт.;
- инженерная станция (SENG) выполняет функции проектирования и технического обслуживания контроллера SCS - 1 шт.;
- шина управления V net (Vnet/IP) обеспечивает связь элементов системы - 2 шт.;
- модули аналогового входа: SAI 143H - 30 шт.
Для связи с компонентами комплекс ProSafe-RS использует технологии V-net (Vnet/IP), ESB, Ethernet.
Лист № 2
Всего листов 8
ПИП конструктивно выполнены в пыле- и водонепроницаемых корпусах, в которых размещены чувствительный элемент и электронная схема.
ПИП обоих типов имеют исполнения для установки в вентиляционные шахты, отличающиеся от базовых наличием дополнительной клеммной коробки.
ПИП обеспечивают:
- выдачу измерительной и служебной информации на светодиодный дисплей (для газоанализаторов S4100C);
- выдачу унифицированного выходного аналогового токового сигнала (4-20);
- выдачу цифрового сигнала по интерфейсу RS485, протокол Modbus;
- срабатывание реле "Тревога" по двум уровням и "Неисправность" (для газоанализаторов S4100C).
Степень защиты корпуса элементов системы от доступа к опасным частям и от попадания внешних твердых предметов и воды по ГОСТ 14254-96:
- S4100C, IR400 IP66
Маркировка взрывозащиты по ГОСТ Р 51330.0-99:
- S4100C 2ExmeIIT4, 2ExmeIIT5
- IR400 IExdIIB T5/H2
Внешний вид ЦБУ представлен на рисунке 1, внешний вид ПИП - на рисунке 2.
Рисунок 1 - Внешний вид ЦБУ
Программное обеспечение
Система имеет следующие виды программного обеспечения:
- встроенное ПО модулей ЦБУ и ПИП,
- автономное ПО ProSafe-RS Workbench, устанавливаемое на ПК инженерной станции и ПО CENTUM VP для визуализации, устанавливаемое на операторских станций.
Встроенное ПО ПИП, разработанное изготовителем специально для решения задач измерения довзрывоопасных концентраций винилхлорида, водорода, этилена, 1,2-дихлорэтана в воздухе и выдачи сигнализации о превышении заданных уровней концентрации, обеспечивает:
- прием и обработку измерительной информации;
- формирование выходного аналогового и цифрового сигналов;
- управление работой реле «Тревога» и «Неисправность» (для газоанализаторов S4100C);
- проведение градуировки;
- диагностику аппаратной и программной частей.
Встроенное ПО модулей ЦБУ записывается в постоянной памяти соответствующего модуля и обеспечивает:
- преобразование измеренных аналоговых сигналов в цифровую форму и наоборот;
- связь различных элементов системы;
- регистрацию последовательности событий;
- проектирование и текущее техническое обслуживание;
- диагностику всех входящих в систему компонентов.
Автономное ПО ProSafe-RS Workbench обеспечивает:
- настройку параметров модулей, контроллеров (подключение измерительных каналов, указание типа подключенного ПИП, масштабирование, отображение и т.д.);
- параметризацию и настройку промышленных полевых шин и сетей Ethernet верхнего уровня;
- программирование логических контроллеров;
- тестирование, архивирование проектов, обслуживание готовой системы (в том числе в реальном времени);
Лист № 4
Всего листов 8
- защита проекта от изменений с помощью многоуровневой парольной защиты;
- отображение и управление параметрами процесса в реальном времени;
- разграничение доступа персонала с помощью системы паролей.
Программное обеспечение ПИП IR400 идентифицируется по запросу через интерфейс RS485.
Программное обеспечение ПИП S4100C идентифицируется путем вывода на дисплей ПИП номера версии при подаче питания.
Автономное ПО идентифицируется по запросу пользователя через меню.
Таблица 1
| Наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| Прошивка IR400 | B | Недоступен * | - |
| Прошивка S4100C | 02 | Недоступен * | - |
| ProSafe-RS Workbench | R 3.01.00 | Не используется | - |
| Примечания: - номер версии ПО должен быть не ниже указанного в таблице; - * недоступен, вследствие защиты встроенного ПО от чтения и записи, а также отсутствия технической возможности определения контрольной суммы ПО при эксплуатации. |
Влияние программного обеспечения учтено при нормировании метрологических характеристик.
Уровень защиты встроенного программного обеспечения ПИП и автономного ПО ProSafeRS Workbench от преднамеренных или непреднамеренных изменений - «С» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
1 )Диапазоны показаний, диапазоны измерений и пределы допускаемой основной погрешности системы приведены в таблицах 2, 3.
Таблица 2 - Характеристики измерительного канала с первичными измерительными преобразователями - газоанализаторами углеводородных газов стационарными модели IR400
| Определяемый компонент | Диапазон показаний, % НКПР | Диапазон измерений, % НКПР | Пределы допускаемой основной погрешности |
| абсолютной, % НКПР | относительной,% |
| Этилен (C2H4) | От 0 до 100 | От 0 до 50 | ± 5 | - |
| Св. 50 до 100 | - | ± 10 |
| 1,2-дихлорэтан (С2Н4С12) | От 0 до 100 | От 0 до 50 | ± 5 | - |
Примечание - значения НКПР для определяемых компонентов по ГОСТ 30852.19-2002.
Таблица 3 - Характеристики измерительного канала с первичными измерительными преобразователями - газоанализаторами серии S4100 модели S4100C
| Определяемый компонент | Диапазон показаний, % НКПР | Диапазон измерений, % НКПР | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, % НКПР |
| Винилхлорид (C2H3C1) | От 0 до 100 | От 0 до 50 | ± 5 |
| Водород (H2) | От 0 до 100 | От 0 до 50 | ± 5 |
| Примечание - значения Н | КПР для определяемых компонентов по | ГОСТ 30852.19-2002. |
2 ) Предел допускаемой вариации показаний, в долях от пределов допускаемой основной погрешности 0,5
3 ) Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры окружающей среды на каждые 10°С от температуры при определении основной погрешности, в долях от пределов допускаемой основной погрешности, равны 0,5
4 ) Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения атмосферного давления в рабочих условиях на каждые 3,3 кПа от давления при определении основной погрешности, в долях пределов допускаемой основной погрешности 0,5
5 ) Пределы допускаемой дополнительной погрешности от влияния изменения относительной влажности окружающей среды на каждые 10 % от влажности при определении основной погрешности, в долях от пределов допускаемой основной погрешности, равны: 0,5
6 ) Пределы допускаемого времени установления показаний приведены в таблице 4
Таблица 4
| ПИП | Предел допускаемого времени установления, с |
| t (50) | t (90) |
| IR400 | 7 | 10 |
| S4100C | 10 | 23 |
| Примечание - указаны пределы допускаемого времени установления показаний ПИП без учета времени задержки канала передачи и отображения информации |
7) Пределы допускаемой погрешности срабатывания сигнализации, в долях от пределов до-
пускаемой основной погрешности (для газоанализаторов S4100C) 0,2
8) Пределы допускаемого изменения выходного сигнала за 8 ч непрерывной работы, в долях от пределов допускаемой основной погрешности 0,2
9) Электропитание:
- ЦБУ от 220 до 240 В
- первичные измерительные преобразователи, напряжение постоянного тока, В:
- IR400 от 20 до 36
- S4100C от 10 до 35
10) Потребляемая мощность, Вт, не более
- ЦБУ
- первичные измерительные преобразователи
- IR400
- S4100C
11) Средний срок службы, лет
Примечание - без учета срока службы чувствительных элементов.
12) Габаритные размеры и масса элементов систем приведены в таблице 5.
Таблица 5
| Элемент системы | Г абаритные размеры, мм, не более | Масса, кг, не более |
| Высота | Длина | Ширина | Диаметр |
| IR400 | - | 225 | - | 74* | 1,35 |
| S4100C | 150 | 95 | 200 | - | 2,5 |
| Клеммная коробка для крепления в вентиляционных шахтах | 120 | 75 | 120 | - | 1,5 |
| SAI 143Н с адаптером интерфейса сигнального кабеля | 130 | 107,5 | 32,8 | - | 0,39 |
| Контроллер системы безопасности (SCS) | 130 | 107,5 | 40 | - | 0,4 |
| Инженерная станция (SENG) | 550 | 556 | 28 | - | 8 |
| Примечание - * - без клеммной коробки. |
13) Средняя наработка на отказ, ч 20 000
Условия эксплуатации
Таблица 6
| Элемент системы | Диапазон температуры окружающей и анализируемой сред, °C | Относительная влажность при температуре 25 °С (без конденсации), % | Диапазон атмосферного давления, кПа |
| IR400 | от минус 40 до плюс 75 | от 10 до 95 | от 91,2 до 111,4 |
| S4100C | от минус 50 до плюс 70 | от 5 до 100 |
| ЦБУ | от минус 20 до плюс 50 | от 5 до 95 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на табличку на корпусе ЦБУ системы, ПИП и на титульный лист руководства по эксплуатации системы типографским методом.
Комплектность
Комплектность поставки системы приведена в таблице 7.
Таблица 7
| Наименование | Кол-во |
| Центральный блок управления ProSafe-RS в составе: - контроллер системы безопасности (SCS) - инженерная станция (SENG) - шина управления V net (Vnet/IP) - модули аналогового входа: SAI 143Н | 3 шт. 1 шт. 2 шт. 30 шт. |
| Г азоанализаторы углеводородных газов стационарные модель IR400 | 190 шт. |
| Газоанализаторы серии S4100 модели S4100C | 160 шт. |
| Руководство по эксплуатации на ЦБУ | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации на ПИП | 6 шт. |
| Методика поверки МП-242-1759-2014 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-1759-2014 "Система измерительная ProSafe-RS с датчиками довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров S4100C и IR400. Методика поверки", разработанному и утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» "30 мая 2014 г.
Основные средства поверки:
- азот газообразный особой чистоты сорт 1по ГОСТ 9293-74 в баллонах под давлением;
- поверочный нулевой газ (ПНГ) - воздух марка Б по ТУ 6-21-5-82 в баллонах под давлени
ем;
- стандартные образцы состава газовые смеси состава винилхлорид - воздух (ГСО 10373
2013, 9255-2008), водород - воздух (ГСО 10325-2013), метан - воздух (ГСО 10257-2013), этилен - азот (ГСО 10247-2013) в баллонах под давлением по ТУ 6-16-2956-92;
- 1,2-дихлорэтан ГСО 7332-96, 99,6%.
Сведения о методах измерений
приведены в документах:
- «Комплекс измерительно-вычислительный и управляющий противоаварийной защиты и технологической безопасности ProSafe-RS. Руководство по эксплуатации»,
- «Газоанализаторы углеводородных газов стационарные модель IR400. Руководство по эксплуатации»,
- «Газоанализаторы серии S4100 модели S4100C. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
1 ГОСТ Р 52350.29.1-2010 Взрывоопасные среды. Часть 29-1. Газоанализаторы. Общие техни
ческие требования и методы испытаний газоанализаторов горючих газов.
2 ГОСТ Р 8.596-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологи
ческое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
3 ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические усло
вия.
4 ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие
технические условия.
5 ГОСТ 8.578-2008 ГСИ Государственная поверочная схема для средств измерений содержа
ния компонентов в газовых средах.
6 Техническая документация изготовителя.
Рекомендации к применению
при осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
