Назначение
Система измерительно-управляющая котла-утилизатора № 11 установки сухого тушения кокса № 4 Коксохимического производства АО «ЕВРАЗ ЗСМК» (ИУС) предназначена для измерений температуры (пара, инертных газов), давлений (пара, воды), массового расхода (пара, воды), разряжений (инертных газов перед котлом, перед дымососом, в форкамере), уровня воды, автоматического непрерывного контроля технологических параметров, их визуализации, регистрации и хранения, диагностики состояния технологического 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 315-2PN/DP (средний уровень ИУС);
3) вычислительные компоненты - автоматизированное рабочее место (АРМ), 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.
ИК ИУС имеют простую структуру, которая позволяет реализовать прямой метод измерений путем последовательных измерительных преобразований. ИУС имеет в своем составе 14 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.
Программное обеспечение
ИУС работает под управлением программного обеспечения (ПО) состоящего из следующих компонентов:
SIMATIC WinCC 7.0 и разработанного на его основе программного проекта автоматизации «USTK_4». 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 «Kotel 11». 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
| Идентиф икационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Проект контроллера PLC: «Kotel 11» Проект WinCC подсистемы визуализации: «USTK 4» |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | - |
| Цифровой идентификатор ПО | Для файла конфигурации проекта «Kotel 11»: \Kamera 11 new 09 08 2016\ombstx\offline\0000000d\BAUSTEIN.DBT f2f7e91eda09328db27445041bbdbfb3 Для файла конфигурации проекта «USTK 4»: \USTK 4\USTK 4.mcp b5d29b640d58496ef591ec25b81c0e82 |
| 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 |
| Наименования характеристики | Значение |
| Параметры выходных сигналов с первичных измерительных преобразователей: - электрический ток (по ГОСТ 26.011-80), мА - сигналы с термопреобразователей сопротивления, Ом - сигналы с термопар, мВ | от 4 до 20 по ГОСТ 6651-2009 по ГОСТ Р 8.585-2001 |
| Параметры входных сигналов модулей ввода аналоговых сигналов контроллера (модуль 6ES7 331-7KF02-0AB0): - сигнал с термопар с характеристикой преобразования ХА (К) по ГОСТ Р 8.585-2001, мВ - сигнал с термопар с характеристикой преобразования ХК (L) по ГОСТ Р 8.585-2001, мВ - сигнал с ТС с НСХ по ГОСТ 6651-2009, Ом - электрический ток (по ГОСТ 26.011-80), мА | от -1,52 до +45,12 от -2,43 до +49,11 от 0 до +71,3 от 4 до 20 |
| Информационный обмен между измерительными и комплексными компонентами ИУС осуществляется по кабелям и проводам с маркировкой: - для СИ с токовым выходным сигналом и с термопреобразователей сопротивления - для термоэлектрических преобразователей | КВВГЭнг термоэлектродным (компенсационным) проводам |
| Информационный обмен между компонентами среднего и верхнего уровней ИУС осуществляется посредством промышленных информационных сетей на основе протоколов: - для связи модулей ввода аналоговых сигналов с центральным управляющим устройством контроллера программируемого SIMATIC S7-300 - для связи контроллера программируемого SIMATIC S7-300 с АРМ | Profibus DP Industrial Ethernet |
| Климатические условия эксплуатации | определены документацией компонентов ИУС |
| Средний срок службы, лет, не менее | 8 |
Таблица 3 - Метрологические характеристики
| № ИК | Наименование ИК | Диапазон измерений физической величины, ед. измерений | СИ входящие в состав ИК ИУС | Границы допускаемой основной погрешности ИК | Границы 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 | Температура кокса в разгрузочном рукаве | от -40 до +600 °С | Датчик температуры КТХК | 57177-14 | Д=±2,50 °С от -40 до +360 °С Д=±(0,7+0,005Ч) °С свыше +360 °С | - | Д=±6,98 °С от -40 до +360 °С Д=±(5,18+0,005Ч) °С свыше +360 °С | Д=±14,02 °С от -40 до +360 °С Д=±(12,22+0,005•t) °С свыше +360 °С |
| Модуль ввода аналоговых сигналов SM 331 мод.: 6ES7 331 7KF02 0AB0 контроллера программируемого Simatic S7-300 (далее - 6ES7 331-7СТ02-0АВ0) | 15772-11 | у=±0,7 % | Y=±1,1 % |
| 2 | Температура перегретого пара | от -40 до +600 °С | Преобразователь термоэлектрический ТХК "Метран-200", мод. ТХК Метран-202 | 19984-00 | Д=±3,25 °С от -40 до +300 °С Д=±3,50 °С от +300 до +400 °С Д=±4,20 °С от +400 до +500 °С Д=±4,80 °С от +500 до +600 °С | - | Д=±7,73 °С от -40 до +300 °С Д=±7,98 °С от +300 до +400 °С Д=±8,68 °С от +400 до +500 °С Д=±9,28 °С от +500 до +600 °С | Д=±14,77 °С от -40 до +300 °С Д=±15,02 °С от +300 до +400 °С Д=±15,72 °С от +400 до +500 °С Д=±16,32 °С от +500 до +600 °С |
| 6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,7 % | Y=±1,1 % |
| 3 | Температура циркулирующих газов перед котлом | от -40 до +1100°С | Датчик температуры КТХА | 19985-00 | Д=±1,1 °С от -40 до +275 °С Д=±(0,004Ч) °С свыше +275 °С | - | Д=±9,08 °С от -40 до +275 °С Д=±(7,98+0,004•t) °С свыше +275 °С | Д=±21,62 °С от -40 до +275 °С Д=±(20,52+0,004Ч) °С свыше +275 °С |
| 6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | у=±0,7 % | Y=±1,1 % |
| 4 | Массовый расход перегретого пара | от 0 до 32 т/ч | Датчик давления Метран-150, мод. 150CD | 32854-13 | у=±0,2 % | Y=±(0,02+0,03•к) % | Y=±1,5 % | Y=±(1,7+0,03•к) % |
| 6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | Y=±0,5 % | Y=±0,7 % |
| 5 | Массовый расход питательной воды | от 0 до 40 т/ч | Датчик давления Метран-150, мод. 150CD | 32854-13 | Y=±0,2 % | Y=±(0,02+0,03•к) % | Y=±1,1 % | Y=±(1,4+0,03•к) % |
| 6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | Y=±0,5 % | Y=±0,7 % |
| 6 | Массовый расход циркулирующей воды | от 0 до 250 т/ч | Преобразователь давления измерительный Sitrans P DSIII 7MF4433 | 45743-10 | Y=±(0,0029^+0,071) % | Y=±(0,08•к+0,1) % | Y=±(0,0029- к+1,7) % | Y=±(0,08^+1,9) % |
| 6ES7 331-7KF02-0 АВ0 | 15772-11 | Y=±0,5 % | Y=±0,7 % |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 7 | Уровень воды в барабане т. 1 | ±315 мм. вод. ст. | Датчик давления Метран-150, мод. 150CD | 45743-10 | у=±0,2 % | у=±(0,05+0,06-к) % | Y=±0,6 % | Y=±(1+0,06•к) % |
| 6ES7 331-7KF02-0АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | y=±0,7 % |
| 8 | Уровень воды в барабане т.2 | ±315 мм. вод. ст. | 7MF4433 | 45743-10 | у=±(0,0029-к+0,071) % | у=±(0,08-к+0,1) % | у=±(0,0029-к+0,5) % | Y=±(0,08•к+0,8) % |
| 6ES7 331-7KF02-0АВ0 | 15772-11 | у=±0,5 % | y=±0,7 % |
| 9 | Давление перегретого пара | от 0 до 60 кгс/см2 | Датчики давления Метран-55 | 18375-08 | у=±0,25 % | - | Y=±0,6 % | Y=±0,9 % |
| 6ES7 331-7KF02-0АВ0 | 15772-11 | Y=±0,5 % | y=±0,7 % |
| 10 | Давление питательной воды к котлу-утилизатору | от 0 до 100 кгс/см2 | Датчики давления Метран-55 | 18375-08 | y=±0,25 % | - | Y=±0,6 % | Y=±0,9 % |
| 6ES7 331-7KF02-0АВ0 | 15772-11 | Y=±0,5 % | y=±0,7 % |
| 11 | Разряжение циркулирующих газов перед котлом | от -100 до 0 мм. вод. ст. | Датчик давления Метран-150, мод. 150CD | 45743-10 | Y=±0,2 % | у=±(0,05+0,06-к) % | Y=±0,6 % | Y=±(1+0,06•к) % |
| 6ES7 331-7KF02-0АВ0 | 15772-11 | Y=±0,5 % | y=±0,7 % |
| 12 | Разряжение циркулирующих газов перед дымососом | от -400 до 0 мм. вод. ст. | Датчик давления Метран-150, мод. 150CD | 45743-10 | Y=±0,2 % | у=±(0,05+0,06-к) % | Y=±0,6 % | Y=±(1+0,06•к) % |
| 6ES7 331-7KF02-0АВ0 | 15772-11 | Y=±0,5 % | y=±0,7 % |
| 13 | Разряжение циркулирующих газов в форкамере | ±31,5 мм. вод. ст. | Датчик давления Метран-150, мод. 150CG | 45743-10 | Y=±0,2 % | у=±(0,15+0,09-к) % | Y=±0,6 % | Y=±(1,4+0,06•к) % |
| 6ES7 331-7KF02-0АВ0 | 15772-11 | Y=±0,5 % | y=±0,7 % |
| 14 | Температура в шкафу PLC | от 0 до +100 °С | Т ермопреобразователь сопротивления медный ТСМТ, мод. ТСМТ 104 | 36766-09 | д=±(0,6+0,01-г) °С | - | Д=±(1,1+0,0Ы) °С | Д=±(1,3+0,0Ы) °С |
| 6ES7 331-7KF02-0АВ0 | 15772-11 | Y=±0,5 % | y=±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 машиниста котлов | 2 шт. |
| Контроллер программируемый SIMATIC S7-300 | 1 шт. |
| РИЦ130.00-П5 ЕВРАЗ КОКС СИБИРЬ - филиал ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» Специализированный энергоремонтный цех Коксовый цех Автоматизированная система управления технологическим процессом камеры № 11 установки сухого тушения кокса № 4. Котел-утилизатор и разгрузочное устройство. Описание информационного обеспечения | 1 экз. |
| РИЦ130.00-ПА ЕВРАЗ КОКС СИБИРЬ - филиал ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК» Специализированный энергоремонтный цех Коксовый цех Автоматизированная система управления технологическим процессом камеры № 11 установки сухого тушения кокса № 4. Котел-утилизатор и разгрузочное устройство. Описание программного обеспечения | 1 экз |
| РИЦ250.00-ИЭ.01 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». Коксохимическое производство. Специализированный энергоремонтный цех. Коксовый цех. Модернизация АСУТП котлов-утилизаторов и разгрузочных устройств блоков №10-14 установки сухого тушения кокса № 4. Инструкция по эксплуатации для технологического персонала | 1 экз. |
| РИЦ250.00-ИЭ.02 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». Коксохимическое производство. Специализированный энергоремонтный цех. Коксовый цех. Модернизация АСУТП котлов-утилизаторов и разгрузочных устройств блоков №10-14 установки сухого тушения кокса № 4. Инструкция по эксплуатации для обслуживающего персонала | 1 экз. |
| Система измерительно-управляющая котла-утилизатора № 11 установки сухого тушения кокса № 4 Коксохимического производства АО «ЕВРАЗ ЗСМК». Паспорт. | 1 экз. |
| МП РИЦ130-16 Система измерительно-управляющая котла-утилизатора № 11 установки сухого тушения кокса № 4 Коксохимического производства АО «ЕВРАЗ ЗСМК». Методика поверки. | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП РИЦ130-16 «Система измерительно-управляющая котла-утилизатора № 11 установки сухого тушения кокса № 4 Коксохимического производства АО «ЕВРАЗ ЗСМК». Методика поверки», утвержденному ФБУ «Кемеровский ЦСМ» 19.12.2016 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 РИЦ250.00-ИЭ.01 ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». Коксохимическое производство. Специализированный энергоремонтный цех. Коксовый цех. Модернизация АСУТП котлов-утилизаторов и разгрузочных устройств блоков №10-14 установки сухого тушения кокса № 4. Инструкция по эксплуатации для технологического персонала.
Нормативные документы, устанавливающие требования к системе измерительно-управляющей котла-утилизатора № 11 установки сухого тушения кокса № 4 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
![Система измерительно-управляющая котла-утилизатора № 11 установки сухого тушения кокса № 4 Коксохимического производства АО "ЕВРАЗ ЗСМК"](https://fgisarshin.ru/image/cache/catalog/logo/fgisarshin-500x500.png "Система измерительно-управляющая котла-утилизатора № 11 установки сухого тушения кокса № 4 Коксохимического производства АО "ЕВРАЗ ЗСМК""){kind=logo}
66678-17: Методика поверки МП РИЦ130-16Скачать4.9 Мб