Назначение
Система измерительно-управляющая коксовой батареи № 5 Коксового цеха Коксохимического производства АО «ЕВРАЗ ЗСМК» (ИУС) предназначена для измерений объемного расхода (аммиачной воды и отопительного газа), массового расхода (пара), давления (коксового газа, отопительного газа, аммиачной воды, пара), разности давлений (коксового газа), разрежения (воздуха и коксового газа), температуры (коксового газа, отопительного газа, пара), автоматического непрерывного контроля технологических параметров, их визуализации, регистрации и хранения, диагностики состояния оборудования ИУС, формирования сигналов предупредительной и аварийной сигнализации.
Описание
ИУС является средством измерений единичного производства. Принцип действия ИУС состоит в том, что первичные измерительные преобразователи непрерывно выполняют измерение физических величин и их преобразование в унифицированные электрические сигналы, поступающие на модули аналогового ввода программируемого контроллера. Контроллер циклически опрашивает поступившие сигналы и выполняет их аналого-цифровое преобразование, осуществляет преобразование цифровых кодов в значения технологических параметров. С контроллера, по цифровому каналу, информация поступает на сервера станций визуализации (АРМ), предназначенные для отображения параметров технологических процессов в физических величинах и ведения архива данных.
Конструктивно ИУС представляет собой трехуровневую систему, построенную по иерархическому принципу.
Измерительные каналы (ИК) ИУС состоят из следующих компонентов (по ГОСТ Р 8.596-2002):
1) измерительные компоненты - первичные измерительные преобразователи, имеющие нормированные метрологические характеристики (нижний уровень ИУС);
2) комплексный компонент - контроллер программируемый SIMATIC S7-300 с центральным процессором CPU 317-2PN/DP (средний уровень ИУС);
3) вычислительные компоненты - автоматизированное рабочее место (АРМ) газовщика, предназначенные для отображения параметров технологических процессов, состояния оборудования ИУС, выдачи аварийной сигнализации, ввода технологических параметров (верхний ИУС);
4) связующие компоненты - технические устройства и средства связи, используемые для приема и передачи сигналов, несущих информацию об измеряемой величине от одного компонента ИУС к другому;
5) вспомогательные компоненты - приборы световой и звуковой сигнализации используемые для отображения состояния отдельных рабочих процессов и работы оборудования, а также для сигнализации неисправностей.
Измерительные каналы ИУС имеют простую структуру, которая позволяет реализовать прямой метод измерений путем последовательных измерительных преобразований. ИУС имеет в своем составе 35 измерительных каналов. Структурная схема ИУС приведена на рисунке 1.
Все компоненты ИУС размещаются в специализированных запираемых шкафах размещенных в специальных помещениях, имеющих ограничение доступа.
Пломбирование ИУС не предусмотрено.
Рисунок 1 - Структурная схема ИУС
Программное обеспечение
ИУС работает под управлением программного обеспечения (ПО) состоящего из следующих компонентов:
SIMATIC WinCC 6.0 и разработанного на его основе программного проекта автоматизации «WinCC_real_KB_5_6». ПО SCADA (метрологически значимая часть ПО ИУС) выполняет функцию отображения результатов измерений технологических параметров, сообщений, мнемосхем, основных параметров технологического процесса, сигналов сигнализации, а также передачи управляющих воздействий от оператора.
STEP7 v. 5.5 и разработанного на его основе программного проекта автоматизации «PLC_real_KB_5_6». ПО контроллеров SIMATIC S7-300 (метрологически значимая часть ПО ИУС). Осуществляет автоматизированный сбор, передачу, обработку измерительной информации, обеспечивает работу блокировок, предупредительной и аварийной сигнализации.
Защита от несанкционированного изменения параметров настроек измерительных каналов, алгоритмов измерений, преобразования и вычисления параметров метрологически значимой части ПО обеспечивается системой паролирования доступа к интерфейсу ПО. Идентификационные данные ПО ИУС приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
Идентификационные данные (признаки) | Значение |
Идентиф икационное наименование ПО | Проект контроллера PLC: «PLC real KB 5 6» Проект WinCC подсистемы визуализации: «WinCC_real_KB_5_6» |
Номер версии (идентификационный номер ПО) | - |
Цифровой идентификатор ПО | Для файла конфигурации проекта «PLC real KB 5 6»: \^56\PLC KB5 real\ombstx\offline\00000001\BAUSTEIN.DBT 5c648e37ff12353886cf6bc4efb9827f Для файла конфигурации проекта «WinCC real KB 5 6»: \KB6\KB6.mcp 17021cf4eb430639677cd2d0c924a8de |
Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | MD5 |
Метрологические характеристики нормированы с учетом ПО контроллера. Уровень защиты ПО контроллера и ПО АРМ от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню "высокий" по классификации Р 50.2.077-2014.
ПО ИУС поддерживает синхронизацию с сервером точного времени, обеспечивая привязку времени полученных данных к национальной шкале координированного времени Российской Федерации UTC (SU) с погрешностью в пределах ±5 с.
Технические характеристики
Таблица 2 - Основные технические характеристики
Наименования характеристики | Значение |
Параметры электрического питания: | |
- напряжение переменного тока, В | 220±22 |
- частота переменного тока, Гц | 50/60 |
- напряжение постоянного тока, В | 24±2,4 |
Параметры сигналов с измерительных преобразователей: - электрический ток (по ГОСТ 26.011-80), мА | от 4 до 20 |
Климатические условия эксплуатации | определены документацией компонентов ИУС |
Средний срок службы, лет, не менее | 8 |
№ ИК | Наименование ИК | Диапазон измерений физической величины, ед. измерений | СИ, входящие в состав ИК ИУС | Г раницы допускаемой основной погрешности ИК | Г раницы допускаемой погрешности ИК в рабочих условиях |
Наименование, тип СИ | Г осреестр № | Пределы допускаемой основной погрешности компонента ИК | Пределы допускаемой дополнительной погрешности компонента ИК |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
1 | Разрежение отходящих газов в борове на машинной стороне | от -60 до 0 кгс/м2 | Преобразователь давления измерительный Sitrans P DSIII 7MF4433 (далее - Sitrans P DSIII 7MF4433) | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+0,5) % | у=±(0,08-к+0,8) % |
Модуль ввода аналоговых сигналов SM 331 мод.: 6ES7 331 7KF02 0AB0 контроллера программируемого Simatic S7-300 (далее - 6ES7 331-7KF02-0АВ0) | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
2 | Разрежение отходящих газов в борове на коксовой стороне | от -60 до 0 кгс/м2 | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+0,5) % | у=±(0,08-к+0,8) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
3 | Разность давлений коксового газа между сторонами в газосборнике № 1 | ±12,5 кгс/м2 | Датчик давления Метран-150, мод. 150CG | 32854-13 | у=±0,1 % | - | у=±0,5 % | у=±0,9 % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
4 | Разность давлений коксового газа между сторонами в газосборнике № 2 | ±12,5 кгс/м2 | Датчик давления Метран-150, мод. 150CG | 32854-13 | у=±0,1 % | - | у=±0,5 % | у=±0,9 % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
5 | Давление коксового газа в газосборнике № 1 с машинной стороны | от 0 до 40 кгс/м2 | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+0,5) % | у=±(0,08-к+0,8) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
6 | Давление коксового газа в газосборнике № 1 с коксовой стороны | от 0 до 40 кгс/м2 | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+0,5) % | у=±(0,08-к+0,8) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
7 | Давление коксового газа в газосборнике № 2 c машинной стороны | от 0 до 40 кгс/м2 | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+0,5) % | у=±(0,08-к+0,8) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | y=±0,5 % | y=±0,7 % |
8 | Давление коксового газа в газосборнике № 2 c коксовой стороны | от 0 до 40 кгс/м2 | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+0,5) % | у=±(0,08-к+0,8) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | y=±0,5 % | y=±0,7 % |
9 | Разрежение в газопроводе прямого коксового газа | от -600 до 0 кгс/м2 | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+0,5) % | у=±(0,08-к+0,8) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | y=±0,5 % | y=±0,7 % |
10 | Давление аммиачной воды в газосборнике № 1 | от 0 до 10 кгс/см2 | Преобразователь давления измерительный Sitrans P типа 7MF, мод. Z 7MF1564 (далее -7MF1564) | 45743-10 | y=±0,25 % | y=±0,25 %/10 К | y=±0,6 % | у=±2 % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | y=±0,5 % | y=±0,7 % |
11 | Давление аммиачной воды в газосборнике № 2 | от 0 до 10 кгс/см2 | 7MF1564 | 45743-10 | y=±0,25 % | y=±0,25 %/10 К | y=±0,6 % | у=±2 % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | y=±0,5 % | y=±0,7 % |
12 | Расход аммиачной воды в газосборнике № 1 | от 0 до 630 м3/ч | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | y=±(0,0029- к+0,9) % | у=±(0,08-к+1,2) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | y=±0,5 % | y=±0,7 % |
13 | Расход аммиачной воды в газосборнике № 2 | от 0 до 630 м3/ч | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | y=±(0,0029- к+0,9) % | у=±(0,08-к+1,2) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | y=±0,5 % | y=±0,7 % |
14 | Давление отопительного газа на машинной стороне | от 0 до 400 кгс/м2 | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+0,5) % | у=±(0,08-к+0,8) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | y=±0,5 % | y=±0,7 % |
15 | Давление отопительного газа на коксовой стороне | от 0 до 400 кгс/м2 | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+0,5) % | у=±(0,08-к+0,8) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | y=±0,5 % | y=±0,7 % |
16 | Расход отопительного газа на машинной стороне | от 0 до 12500 м3/ч | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+1) % | у=±(0,08-к+1,2) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | y=±0,5 % | y=±0,7 % |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
17 | Расход отопительного газа на коксовой стороне | от 0 до 12500 м3/ч | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+1) % | у=±(0,08-к+1,2) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
18 | Давление отопительного газа общее | от 0 до 1000 кгс/м2 | 7MF1564 | 45743-10 | у=±0,25 % | у=±0,25 %/10 К | у=±0,6 % | у=±2 % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
19 | Расход отопительного газа на батарею общий | от 0 до 25000 м3/ч | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029- к+0,9) % | у=±(0,08-к+1,3) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
20 | Разрежение в подовом канале машинной стороны | от -16 до 0 кгс/м2 | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+0,5) % | у=±(0,08-к+0,8) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
21 | Разрежение в подовом канале коксовой стороны | от -16 до 0 кгс/м2 | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+0,5) % | у=±(0,08-к+0,8) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
22 | Температура коксового газа в газосборнике № 1 | от 0 до +150 °C | Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-270, мод. ТСМУ Метран-274 (далее -ТСМУ Метран-274) | 21968-11 | у=±0,25 % | у=±0,25 %/10 °С | Д=±1,13 °C | Д=±4,61 °C |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
23 | Температура коксового газа в газосборнике № 2 | от 0 до +150 °C | ТСМУ Метран-274 | 21968-11 | у=±0,25 % | у=±0,25 %/10 °С | Д=±1,13 °C | Д=±4,61 °C |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
24 | Температура отопительного газа до подогревателя | от 0 до +100 °C | ТСМУ Метран-274 | 21968-11 | у=±0,25 % | у=±0,25 %/10 °С | Д=±0,75 °C | Д=±3,08 °C |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
25 | Температура отопительного газа после подогревателя | от 0 до +150 °C | ТСМУ Метран-274 | 21968-11 | у=±0,25 % | у=±0,25 %/10 °С | Д=±1,13 °C | Д=±4,61 °C |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
26 | Температура пара на пароинжекцию | от 0 до +600 °С | Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом Метран-270, мод. ТХАУ Метран-271 (далее -ТХАУ Метран-271) | 21968-11 | у=±0,5 % | у=±0,45 %/10 °С | Д=±6 °С | Д=±27,75 °С |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
27 | Температура в борове на машинной стороне | от 0 до +600 °С | ТХАУ Метран-271 | 21968-11 | у=±0,5 % | у=±0,45 %/10 °С | Д=±6 °с | Д=±27,75 °С |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
28 | Температура в борове на коксовой стороне | от 0 до +600 °С | ТХАУ Метран-271 | 21968-11 | у=±0,5 % | у=±0,45 %/10 °С | Д=±6 °с | Д=±27,75 °С |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
29 | Давление пара на пароинжекцию | от 0 до 16 кгс/см2 | 7MF1564 | 45743-10 | у=±0,25 % | у=±0,25 %/10 К | у=±0,6 % | у=±2 % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
30 | Расход пара на пароинжекцию | от 0 до 5 т/ч | Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+1,7) % | у=±(0,08-к+2) % |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
31 | Температура в подовых каналах машинной стороны простенок 18 | от 0 до +600 °С | ТХАУ Метран-271 | 21968-11 | у=±0,5 % | у=±0,45 %/10 °С | Д=±6 °С | Д=±27,75 °С |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
32 | Температура в подовых каналах машинной стороны простонок 48 | от 0 до +600 °С | ТХАУ Метран-271 | 21968-11 | у=±0,5 % | у=±0,45 %/10 °С | Д=±6 °С | Д=±27,75 °С |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
33 | Температура в подовых каналах коксовой стороны простенок 18 | от 0 до +600 °С | ТХАУ Метран-271 | 21968-11 | у=±0,5 % | у=±0,45 %/10 °С | Д=±6 °С | Д=±27,75 °С |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
34 | Температура в подовых каналах коксовой стороны простонок 48 | от 0 до +600 °С | ТХАУ Метран-271 | 21968-11 | у=±0,5 % | у=±0,45 %/10 °С | Д=±6 °С | Д=±27,75 °С |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
35 | Температура в шкафу контроллера | от 0 до +180 °С | ТСМУ Метран-274 | 21968-11 | у=±0,25 % | у=±0,25 %/10 °С | Д=±1,35 °С | Д=±5,54 °С |
6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | у=±0,7 % |
Примечания - Д - абсолютная погрешность, у - приведенная погрешность к верхнему значению диапазона измерения, к - коэффициент соотношения интервалов измерения; допускается применение измерительных преобразователей, внесенных в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений РФ с такими же техническими и метрологическими характеристиками |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист паспорта типографским способом.
Комплектность
В состав ИУС входят:
- технические средства (измерительные и комплексные компоненты) представлены в таблице 3;
- вычислительные, вспомогательные компоненты и техническая документация в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
Наименование | Количество |
АРМ газовщика | 2 шт. |
Инжиниринговая станция | 1 шт. |
Контроллер программируемый SIMATIC S7-300 | 1 шт. |
ИЦ322.ТРП.00 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». Коксохимическое производство. Коксовый цех. Автоматизированная система управления технологическим процессом коксовой батареи № 6. Технорабочий проект | 1 экз. |
ИЦ322.ТРП.00-ИЭ.01-08 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». Коксохимическое производство. Коксовый цех. Автоматизированная система управления технологическим процессом коксовой батареи № 6. Инструкция по эксплуатации для газовщика | 1 экз. |
ИЦ322.ТРП.00-ИЭ.02-08 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». Коксохимическое производство. Коксовый цех. Автоматизированная система управления технологическим процессом коксовой батареи № 6. Инструкция по эксплуатации для слесаря КИПиА | 1 экз. |
Система измерительно-управляющая коксовой батареи № 5 Коксового цеха Коксохимического производства АО «ЕВРАЗ ЗСМК». Паспорт. | 1 экз. |
МП ИЦ322.1-16 Система измерительно-управляющая коксовой батареи № 5 Коксового цеха Коксохимического производства АО «ЕВРАЗ ЗСМК». Методика поверки. | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП ИЦ322.1-16 «Система измерительно-управляющая коксовой батареи № 5 Коксового цеха Коксохимического производства АО «ЕВРАЗ ЗСМК». Методика поверки», утвержденному ФБУ «Кемеровский ЦСМ» 21.11.2016 г.
Основные средства поверки:
- средства измерений и эталоны в соответствии с нормативной документацией по поверке первичных измерительных преобразователей и ПЛК;
- мегаомметр ЭСО210/3-Г, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 21320-01;
- измеритель параметров заземляющих устройств MRU-200, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 41925-09;
- радиочасы МИР РЧ-02, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 46656-11.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке ИУС в виде оттиска поверительного клейма.
Сведения о методах измерений
приведены в документе ИЦ322.ТРП.00-ИЭ.02-08 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». Коксохимическое производство. Коксовый цех. Автоматизированная система управления технологическим процессом коксовой батареи № 6. Инструкция по эксплуатации для слесаря КИПиА.
Нормативные документы, устанавливающие требования к системе измерительно-управляющей коксовой батареи № 5 Коксового цеха Коксохимического производства АО «ЕВРАЗ ЗСМК»
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения
ГОСТ Р 51841-2001 Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия