Назначение
Системы измерительные ИС-ЭМИКОН (далее ИС) предназначены для обеспечения непрерывного измерения и контроля параметров (давления, температуры, параметров вибрации, загазованности, уровня жидкости, силы, напряжения и мощности переменного тока), а также для формирования унифицированных аналоговых сигналов, используемых в каналах регулирования параметров технологических процессов.
Описание
ИС-ЭМИКОН используются в составе АСУ ТП транспортирования и хранения нефти и нефтепродуктов, резервуарных парках, нефтебазах, нефтеналивных причалах, системах автоматического регулирования давления, системах телемеханизации, системах нефтепереработки, автоматизированных системах управления пожаротушением.
ИС-ЭМИКОН относятся к проектно-компонуемым изделиям и предусматривают возможность:
- автоматического измерения и отображения значений технологических параметров и
документирования данных;
- предупредительной и аварийной сигнализации по уставкам, заданным программным
путем;
- подключения к системам специальной аппаратуры: центров пожарной сигнализации, аппаратуры сигнализации концентрации взрывоопасных газов, ведущих самостоятельную обработку сигналов от датчиков и выполняющих отдельные управляющие функции защиты;
- автоматического и в ручном режиме регулирования параметров технологических процессов.
В зависимости от назначения ИС-ЭМИКОН может включать в себя измерительные каналы двух типов: каналы измерения технологических параметров и каналы формирования управляющих унифицированных аналоговых сигналов.
Измерительные каналы ИС-ЭМИКОН состоят из
- первичных приборов и преобразователей технологических параметров в силу постоянного тока стандартного диапазона ( от 0 до 5 мА, от 0 до 20 мА, от 4 до 20 мА), или в сопротивление постоянному току (в диапазонах от 40 до 90 Ом или от 80 до 180 Ом);
- модулей аналогового ввода и вывода в составе универсальных программируемых промышленных контроллеров серий ЭК-2000 (Госреестр № 15483-10) и DCS-2000 (Госре-естр № 21926-15), а также контроллеров Modicon серии 140 (Госреестр № 18649-09), преобразующих аналоговые сигналы к цифровому виду;
- центрального контроллера ИС, осуществляющего обработку полученных сигналов и формирование сигналов автоматического управления по заданной программе, самодиагностику функционирования, резервирование и блокировку каналов измерения, управления и сигнализации;
- АРМ оператора для отображения (визуализации) технологических параметров, выполнения расчетов, ведения протоколов и архивации данных.
В качестве центрального контроллера ИС могут быть использованы программируемые логические контроллеры различных изготовителей (ЗАО «Эмикон», «Schneider Electric» и др.), сертифицированные для применения в автоматизированных системах управления технологическими процессами.
В качестве системы отображения (визуализации) на АРМ оператора могут использоваться SCADA-системы производства различных разработчиков: iFIX (фирма «Intellution», США), Сириус-СКАДА (НПП «Вира Реалтайм», Россия), Master SCADA (компания ИнСАТ, Россия) и др., установленные в компьютеры офисного или промышленного исполнения.
В каналах формирования управляющих аналоговых сигналов информация, вводимая оператором или формируемая программным путем в центральном контроллере ИС посредством модулей вывода аналоговых сигналов, преобразуется в унифицированный сигнал силы постоянного тока.
Структурные схемы ИС-ЭМИКОН приведены на рисунках 1, 2.
АРМ
оператора
| | | |l= J|D |
| | I |
| 1-1-LJU Принтер ЮШЖЮМ | |
Контроллер
Центральный
(CPU-44)
УСО - У стройство сопряжения с объектом
--------------- - Цифровой интерфейс
(отказоустойчивое кольцо ВОЛС, протокол EmiBus)
| 1 1 контроллер | |
| УС01(ЭК-2000) | |
контроллер
yC02(DCS-2000)
I I
контроллер
yCOn(DCS-2000)
| 1-1-1-1-1-1-1- Модули | Модули | | -1-1-1-1-1-1- Модули |
| Ввода-вывода | Ввода-вывода ....... | | Ввода-вывода 1 .1 1 1 1 .1 |
■t'fl'ir't
Первичные и вторичные преобразователи и исполнительные устройства
Рисунок 1 Структурная схема ИС-ЭМИКОН на базе контроллеров ЭК-2000 и DCS-2000
УСО - Устройство сопряжения с объектом
---------------- Цифровой интерМагистральная резервированная шина сети RIO (протокол Modbus+)
контроллер УСО1 (Modicon)
Модули
Ввода-вывода
контроллер УСО2 (Modicon)
I-1-1-1-1-1-1-
Модули
Ввода-вывода
LJ_LJ_I_I_I_
I I
| контроллер УСОп (Modicon) |
| | -1-1-1-1-1-1- Модули Ввода-вывода ill 1 | |
Первичные и вторичные преобразователи и исполнительные устройства
Рисунок 2 Структурная схема ИС-ЭМИКОН на базе контроллеров Modicon
Вторичные электрические преобразователи и модули контроллеров ИС -ЭМИКОН монтируются в шкафах УСО и образуют вместе с линиями связи вторичную, электрическую часть измерительных каналов - ЭИК.
Программное обеспечение (ПО) ИС -ЭМИКОН состоит из ПО контроллеров (программный модуль обработки аналоговых сигналов) и ПО верхнего уровня - SCADA-системы. Конкретный тип SCADA-системы определяется проектом), варианты используемого ПО приведены в таблице 1.
Программные средства верхнего уровня (SCADA-система) содержат клиентскую часть, устанавливаемую на АРМ, обеспечивающую визуализацию параметров.
Для конкретного объекта с выделенной рабочей станцией верхнего уровня системы, доступ к которой защищен как административными мерами (установка в отдельном помещении), так и многоуровневой защитой по паролю доступа к операционной системе, SCADA и настроечным параметрам, создается конфигурация измерительной системы ИС-ЭМИКОН (количество каналов, типы датчиков, диапазоны измерений и т.д.) путем настройки программы в контроллере на этом объекте, конфигурация хранится в памяти контроллера. По завершении настройки ПО на объекте создается ПО проекта, дата и объем его фиксируются в формуляре, идентичность указанного ПО контролируется периодической проверкой: даты последних санкционированных изменений проекта в контроллере; даты изменения файлов проекта SCADA системы.
Таблица 1 Идентификационные данные ПО ИС-ЭМИКОН
| Идентиф икационные данные (признаки) | Значения |
| Идентиф икационное наименование ПО | iFix | Master SCADA | Сириус- СКАДА | Unity |
| Номер версии ПО (идентификационный номер) | не ниже 7.0 | 1.0 | не ниже 5.0 | не ниже 5.0 |
| Цифровой идентификатор ПО | Номер версии и дата последнего изменения ПО | Номер версии |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | Окно «О программе», согласно документации на SCADA-систему Сравнение записи в главе «Сведения об изменениях» в формуляре на конкретный проект и даты последнего изменения основных файлов проекта. | Сравнение записи в главе «Сведения об изменениях» в формуляре на конкретный проект и даты загрузки проекта в контроллере, проверенной согласно документации на среду программирования контроллера |
Для защиты накопленной и текущей информации, конфигурационных параметров ИК от несанкционированного доступа в ИС-ЭМИКОН предусмотрен многоступенчатый физический контроль доступа:
к датчикам - недоступны порты конфигурирования датчиков (при наличии у датчиков такой возможности), при обрыве или коротком замыкании канала выдается оперативное сообщение о недостоверности сигнала;
к ЭИК - запираемые шкафы, доступ к которым требует авторизации в соответствии со спецификой объекта, на котором устанавливается система, а также - программный контроль доступа (шифрование данных и доступ по паролю с регистрацией успеха и отказа в доступе) с уровнем защиты ПО «средний» согласно п.4.5 рекомендаций Р 50.2.077-2014. Виды и состав измерительных каналов:
1.Каналы измерения давления, разности давлений, температуры, параметров виброскорости; силы, напряжения, мощности переменного тока; уровня жидкости; параметров загазованности вида: первичный преобразователь — модули ввода аналоговых сигналов AI-04B, EAI-04B, AI-20 (серии ЭК-2000), AI-12, AI-32A (серии DCS-2000), 140 ACI 030 00, 140 ACI 040 00 (контроллеров Modicon).
В качестве первичного преобразователя могут использоваться:
- преобразователи избыточного давления измерительные EJX530A (EJX630A) (Госреестр №28456-09);
- преобразователи разности давлений измерительные EJX110A (Госреестр №28456-09);
- преобразователи избыточного давления измерительные FKP (Госреестр №53147-13);
- преобразователи разности давлений измерительные FKC (Госреестр №53147-13);
- преобразователи избыточного давления измерительные 40.4385 (Госреестр №40494-09);
- преобразователи разности давлений измерительные 40.4382 (Госреестр №40494-09);
- уровнемеры волноводные Eclipse 705 и Eclipse Aurora (Госреестр №51508-12);
- уровнемеры OPTIFLEX 1300 C (Госреестр №45408-10);
- уровнемеры микроволновые бесконтактные VEGAPULS 6*, мод. VEGAPULS 61, VEGAPULS WL61, VEGAPULS 62, VEGAPULS 63, VEGAPULS 65, VEGAPULS 66, VEGAPULS 67, VEGAPULS SR68, VEGAPULS 68 (Госреестр № 27283-12);
- термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом ТСПУ 014, ТСПУ 015 (Госреестр № 46437-11);
- каналы виброизмерительные ИКВ-1-хх ООО НПП ТИК (Госреестр №43779-10);
- аппаратура виброконтроля СВКА 1, исп. СВКА 1-02, СВКА 1-02.06, СВКА 1-03 (Госреестр № 41153-09);
- датчики виброскорости с токовым выходом ДВСТ, мод. ДВСТ-1-10-Х-Р, ДВСТ-1-10-Х-К, ДВСТ-1-20-Х-Р, ДВСТ-1-20-Х-К, ДВСТ-1-30-Х-Р, ДВСТ-1-30-Х-К, ДВСТ-1-50-Х-Р, ДВСТ-
1-50-Х-К (Госреестр №53507-13);
-датчики загазованности универсальные ДЗУ-ГЕРДА (Госреестр №51505-12);
- газоанализатор СГОЭС (Госреестр №32808-11);
- преобразователи измерительные Е855А, Е855В, Е855С, Е854А, Е854В, Е854С (Госреестр №22144-12);
- преобразователи измерительные мощности трехфазного тока Е849, Е859, Е860, Е1849, Е1859, Е1860 (Госреестр №24137-12);
- счетчики электрической энергии многофункциональные ION 6200 (Г осреестр №22898-07);
2 Каналы измерения температуры сред (нефти, масла, воздуха), подшипников двигателей, насосов и др. вида: Первичный преобразователь — модули ввода аналоговых сигналов AI-03А, модули расширения ввода аналоговых сигналов ЕAI-03А, AI-07А, AI-21 (серии ЭК-2000), AI-10, AI-11, AI-31A (серии DCS-2000), 140 ARI 030 00 (контроллеров Modicon).
В качестве первичного преобразователя могут использоваться термопреобразователи сопротивления ТСМ 012,ТСП 012 (Госреестр № 43587-10).
3 Каналы измерения температуры сред (нефти, масла, воздуха), подшипников двигателей, насосов и др. вида: Первичный преобразователь — вторичный преобразователь температуры в стандартный токовый сигнал - модули ввода аналоговых сигналов AI-04B, EAI-04B, AI-20 (серии ЭК-2000) , AI-12, AI-32A (серии DCS-2000), модуль 140 ACI 040, 140 ACI 030 (контроллеров Modicon)
В качестве первичного преобразователя могут использоваться термопреобразователи сопротивления ТСМ 012, ТСП 012 (Госреестр № 43587-10).
В качестве вторичного преобразователя могут использоваться измерительный преобразователь температуры типа:
MACX MCR-EX-SL-RTD-I-SP-NC (для искробезопасных цепей) (Госреестр 4197209),
MINI MCR-SL-PT100-UI (Госреестр №55662-13) фирмы Phoenix Contact. Примечания: 1. Для каналов видов 1, 2 первичные преобразователи которых имеют вид взрывозащиты «искробезопасная цепь» в состав каналов могут дополнительно включаться барьеры искробезопасности серии BI (Госреестр № 40670-09) или MTL4500, MTL4600, MTL5500 (Госреестр № 39587-14).
4 Каналы формирования управляющих унифицированных аналоговых сигналов к регулятору (угла поворота регулирующей заслонки, величины открытия регулирующего клапана и др.) вида:
Модули вывода аналоговых сигналов АО-01В, АО-03В, C (серии ЭК-2000) , AО-11, AO-31A (серии DCS-2000), 140 ACО 020 00 (контроллеров Modicon).
Остальные каналы служат для подключения пороговых устройств (реле давления, реле уровня и др.).
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики ИС-ЭМИКОН приведены в таблицах 2-5.
Таблица 2 Метрологические и технические характеристики измерительных каналов ИС-ЭМИКОН вида 1:
| Первичный преобразователь со стандартным токовым выходным сигналом, диапазоны измерений | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности датчика | Г раницы интервала основной приведенной погрешности ИК (с Р=0,95), % диапазона, с модулями |
| AI-12-00. AI-04B | AI-12 10.01 | AI-20 | 140ACI 030 00 140ACI 040 00, AI-12-10.02, AI-32A |
| избыточного давле-ния,разности давлений, давления-разрежения, 0-0,16 кПа; 0-400 кПа 0-1,6 МПа; 0-4,0 МПа; 0-6,0 МПа; 0-10 МПа; 0-16 МПа | ±0,5 % | ±0,71 | ±0,65 | ±0,63 | ±0,62 |
| ±0,25 %; | ±0,47 | ±0,39 | ±0,35 | ±0,33 |
| ±0,15 %; | ±0,41 | ±0,30 | ±0,26 | ±0,22 |
| ±0,1 %; | ±0,38 | ±0,27 | ±0,22 | ±0,17 |
| ±0,075% | ±0,37 | ±0,26 | ±0,20 | ±0,15 |
| Силы, напряжения и мощности переменного тока, *) 0-5 А, 0-500 В, 0-800 кВт, 0-2500 кВт, | 0,5 %( без учета погрешностей измерительных трансформаторов) | ±0,71 | ±0,65 | ±0,63 | ±0,62 |
| СКЗ виброскорости 0-30 мм/с, осевого сдвига 0,5-2,5 мм (в частотном диапазоне 10-1000 Гц) | ±5,0 % (относит.) ±50,0 мкм (абс.) | ±(5,0 % показ.+ 0,03 мм/с) ±2,5% |
| Измеритель довзрыв-ных концентраций горючих газов в диапазоне 0-100% НКПР | ±5,0 % НКПР | ±5,1 % НКПР (НКПР - нижний концентрационный предел распространения пламени) |
| Уровнемер OPTIFLEX 1300, 3300, VEGAPULS 6*, в диапазоне от 0,5 до (30-40) м Eclipse 705 и Eclipse Aurora в диапазоне 0,15-6,1 м | ±3,0 мм (абс.) | от 3,6 до ±36 мм (абс.) ±10 мм (абс.) |
| Термопреобразователь сопротивления с токовым выходным сигналом в диапазонах от-50оС - +100 оС 0 - 200 °С | ± 0,25 °С (абс.) | ±0,62 °С ±0,86 °С (абс.) | ±0,57 °С ±0,76 °С (абс.) | ±0,51 °С ±0,68 °С (абс.) | ±0,49 °С ±0,66 °С (абс.) |
Таблица 3 Метрологические и технические характеристики измерительных каналов ИС-ЭМИКОН вида 2:
| Первичный преобразователь, диапазоны измерений | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности датчика, °С | Г раницы интервала основной абсолютной погрешности ИК (с Р=0,95), °С, с модулями |
| AI-03A, AI-07A-Ex, AI-11 | AI-10, AI-21 AI-31A, AI-31A-01 | AI-31A-02, AI-31A-03, 140ARI 030 00 |
| Термопреобразователи сопротивления типов 100П и 50М в диапазоне от - 50 °С до + 150 °С | от ±0,6 до ±1,1 от ±0,4 до ±0,8 | от ±1 до ±1,4 от ± 0,6 до 1,2 | от ±0,9 до ±1,3 от ±0,6 до ±1,1 | от ±0,8 до ±1,1 от ± 0,5 до 1,0 |
Таблица 4 Метрологические и технические характеристики измерительных каналов ИС-ЭМИКОН вида 3:
| Первичный и вторичный преобразователи, диапазоны измерений | Пределы допускаемой основной абс. погрешности датчика / вторичного преобразователя, | Г раницы интервала основной абсолютной погрешности ИК |
| AI-04B, AI-12-00 | AI-12-10.01 | AI-20 | 140ACI 030 00, 140ACI 040 00, AI-12-10.02, AI-32A |
| Термопреобразователи сопротивления типов 100П и 50М в диапазоне от -50 до +150 °С Вторичный преобразователь сопротивления в стандартный токовый сигнал | от ±0,6 до ±1,1 от ±0,4 до ±0,8 ±0,3 | от ±1,0 до ±1,4 от ±0,8 до ±1,2 | от ±0,9 до ±1,3 от ±0,8 до ±1,1 | от ±0,9 до ±1,3 от ±0,7 до ±1,1 | от ±0,8 до ±1,3 от ±0,6 до ±1,1 |
Таблица 5 Метрологические и технические характеристики измерительных каналов ИС-ЭМИКОН вида 4:
| Диапазон преобразования, мА. | Г раницы интервала основной приведенной погрешности ИК (с Р=0,95), % диапазона, для канала с модулями |
| АО-01В, АО-03B, АО-03^ АО-11 | A0-31A-01, 140 ATO 020 00 |
| 4-20 | ± 0,15 | ± 0,10 |
Рабочие условия применения компонентов ИС-ЭМИКОН: для датчиков и первичных измерительных преобразователей:
• температура окружающей среды -
исполнением УХЛ1 по ГОСТ 15150-69 от минус 60 о С до плюс 40 о С,
для преобразователей, устанавливаемых
в помещениях НПС - исполнением УХЛ4 от плюс 1 оС до плюс 35 о С;
• относительная влажность окружающего воздуха 30 - 80 %;
• атмосферное давление 84 - 106 кПа;
• магнитное поле напряженностью не более 400 А/м;
• наличие низкочастотных вибраций от работающих механизмов до 500 Гц, 0.5 g;
• синусоидальные вибрации амплитудой 0.1 мм и частотой 5 - 25 Гц; для модулей промышленных контроллеров и компьютеров:
• температура окружающего воздуха от 0 до плюс 60 °С (нормальная температура 25 °С);
• относительная влажность до 30...80 % во всем диапазоне рабочих температур;
• напряжение питания 220 В +20 % частотой 50 ± 2 Гц;
• магнитное поле напряженностью не более 400 А/м;
• синусоидальные вибрации амплитудой 0.1 мм и частотой 5 - 25 Гц.
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и паспорта на системы измерительные ИС-ЭМИКОН.
Комплектность средств измерений
В комплект поставки входят:
- измерительные преобразователи, входящие в состав ИС-ЭМИКОН, в соответствии с конкретной реализацией на объекте согласно проектной и конструкторской документации;
- аппаратно-программные средства контроллеров ИС-ЭМИКОН» согласно проекту;
- система отображения информации;
- компьютер типа IBM PC,
- программное обеспечение верхнего уровня (SCADA-программы),
- система отображения информации;
- компьютер типа IBM PC с характеристиками не хуже требуемых применяемой SCADA-программой;
- программное обеспечение верхнего уровня (SCADA-программы),
- пороговые устройства, не выполняющие измерительных функций (сигнализаторы, выключатели, реле);
- проектная, техническая и эксплуатационная документация на систему,
- Система измерительная «ИС-ЭМИКОН». Методика поверки (калибровки)» АЛГВ.420609.010 ИМ.
Поверка
осуществляется в соответствии с документом АЛГВ.420609.010 ИМ “Системы измерительные ИС-ЭМИКОН. Методика поверки”, согласованной с ФГУП «ВНИИМС» в апреле 2015 г.
аблица 6 Перечень основного оборудования для поверки:
| Средство измерений | Тип | Основные характеристики |
| Магазин сопротивлений | Р4831 | Класс точности 0,02/2-10-6 |
| Калибратор- измеритель | ИКСУ-260 | Воспроизведение и измерение сигналов силы постоянного тока в диапазоне от 0 до 25 мА, пределы допускаемой основной погрешности ±(10-4•Iвоспр/изм +1 мкА); воспроизведение сигналов сопротивления в диапазоне от 0 до 180 Ом, пределы допускаемой основной погрешности ±0,015 Ом |
Сведения о методах измерений
Сведения о методиках (методах) измерений изложены в документе «Система измерительная ИС-ЭМИКОН. Руководство по эксплуатации» АЛГВ.420609.018 РЭ.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к системам измерительным ИС-ЭМИКОН
ГОСТ Р 8.596-2002. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
ТУ 4252-003-11361066-09. Система измерительная ИС-ЭМИКОН. Технические условия.
61259-15: Описание типа СИСкачать166.9 Кб