Назначение
Системы измерительные «Спецэлектромеханика» (далее ИС) служат для обеспечения непрерывного измерения и контроля параметров (давления, уровня, температуры, параметров вибрации, загазованности, силы, напряжения и мощности переменного тока), а также для формирования аналоговых сигналов унифицированных диапазонов, используемых в каналах регулирования параметров технологических процессов.
Описание
ИС «Спецэлектромеханика» относятся к агрегатным, проектно-компонуемым системам, поскольку возникают как законченное изделие непосредственно на объекте эксплуатации путем комплектации из средств измерений и программного обеспечения после соответствующего монтажа, осуществляемого в соответствии с проектной документацией.
ИС «Спецэлектромеханика» состоят из:
- первичных измерительных преобразователей технологических параметров в сигналы постоянного тока стандартного диапазона (0-20 мА, 4-20 мА, 0-5 мА с дополнительным шунтом), напряжение милливольтового диапазона (термопар) или в электрическое сопротивление (термометров сопротивления);
- вторичных преобразователей для согласования уровней сигналов, гальванической развязки выходных цепей первичных преобразователей и входных цепей модулей аналого-цифрового преобразования сигналов из состава контроллеров, создания барьеров искробезопасности и питания первичных приборов и преобразователей;
- модулей универсальных промышленных контроллеров серии Modicon TSX Quantum, Modicon TSX Momentum (Госреестр № 18649-09), Modicon М340 (Госреестр № 38403-08), ROC/FloBoss, мод. ROC 809 (Госреестр № 14661-08), систем измерительно-управляющих и противоаварийной автоматической защиты Delta-V (Госреестр № 1679808), Experion PKS - контроллеров С200 (Госреестр № 17339-06), устройств сбора данных МХ100 (Госреестр №30456-05), ControlLogix 1756 фирмы Rockwell Automation Allen-Bradley (Госреестр № 42664-09), преобразующих аналоговые сигналы к цифровому виду в единицах измеряемого физического параметра, осуществляющих обработку полученных сигналов и формирование сигналов автоматического управления по заданной программе, самодиагностику функционирования, резервирование и блокировку каналов измерения, управления и сигнализации;
- АРМ операторов на базе компьютеров типа IBM PC для визуализации техноло
гических параметров, выполнения расчетов, ведения протоколов и архивации данных.
Обобщенная структурная схема ИС «Спецэлектромеханика» приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 — Обобщенная структурная схема ИС «Спецэлектромеханика».
Вторичные измерительные преобразователи и контроллеры устанавливаются в запираемых шкафах УСО. При эксплуатации в условиях высокой температуры шкаф оснащается системой вентиляции с терморегулятором, при эксплуатации в условиях низкой температуры - системой обогрева с терморегулятором (определяется проектом для конкретного объекта).
Программное обеспечение (ПО) системы состоит из программного обеспечения контроллеров и ПО верхнего уровня - SCADA-системы (конкретный тип SCADA-системы и типа контроллера определяется проектом), варианты используемого ПО приведены в таблице 1.
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии, не ниже | Идентификаторы ПО | Алгоритм проверки идентификатора ПО |
| SCADA-система | Sitex iFix DeltaV Experion PKS Advantech Studio SIMATIC WinCC | 4.2а 3.5 8.0 R301 5.0 7.0 | - номер версии SCADA-системы - дата последнего изменения ПО | 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 |
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии, не ниже | Идентификаторы ПО | Алгоритм проверки идентификатора ПО |
| | | | файлов проекта. |
| ПО контроллеров | Concept Unity Step 7 RSLogix 5000 Experion PKS DeltaV PCS 7 | 2.2 4.0 5.4 v17.00 (CPR 9 SR 1) R301 8.0 7.1 | - номер версии | 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 |
Программные средства верхнего уровня - SCADA-система содержат:
• серверную часть (шлюзы) для сбора и передачи информации контроллеров;
• архивную станцию для накопления и долговременного хранения различных видов информации;
• клиентскую часть, устанавливаемую на АРМ, обеспечивающую визуализацию параметров;
• инженерную станцию для изменения технологического программного обеспечения, конфигурирования ИК и оборудования системы.
Для конкретного объекта с выделенной инженерной станции 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 ИС "Спецэлектро-механика" (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.
Все метрологически значимые вычисления выполняются ПО контроллеров, метрологические характеристики которых нормированы с учетом влияния на них встроенного ПО.
Для защиты накопленной и текущей информации, конфигурационных параметров ИК от несанкционированного доступа в ИС «Спецэлектромеханика» предусмотрен многоступенчатый физический контроль доступа:
к датчикам - недоступны порты конфигурирования датчиков (при наличии у датчиков такой возможности), выдается оперативное сообщение о недостоверности сигнала при обрыве или коротком замыкании канала;
ко вторичной части системы - запираемые шкафы, доступ к которым требует авторизации в соответствии со спецификой объекта, на котором устанавливается система) и программный контроль доступа (шифрование данных и доступ по паролю с регистрацией успеха и отказа в доступе) с уровнем «С» защиты ПО по МИ 3286-2010.
Программное обеспечение верхнего и нижнего уровней системы поддерживает синхронизацию внутренних часов реального времени с источником точного времени -сервером точного времени с привязкой к системе ГЛОНАС или GPS. Синхронизация обеспечивает привязку текущего времени полученных данных к национальной шкале координированного времени России UTC(SU) с погрешностью не более ± 0,5 с.
Виды и состав измерительных каналов системы:
1 Каналы измерения давления, разности давлений, гидростатического давления (уровня), виброскорости, силы, напряжения и мощности переменного тока, температуры, загазованности.
Вида 1.1:
Первичный преобразователь - модуль ввода аналоговых сигналов 140-AVI-030-00, либо 140 АС1-040-00 контроллеров Modicon TSX Quantum, либо 170 AAI 030 00, либо 170 AAI 140 00, либо 170 АММ 090 00 контроллеров Modicon TSX Momentum; FSROC-809/FS8AI (FSROC-809/FS8HRTAI); Delta V (VE 4003S1B1); C200 (TC-HAI 081); устройства сбора данных MX100 (MX100-UNV-M10); 1756-IF8 контроллера ControlLogix.
В качестве первичного преобразователя могут использоваться:
преобразователь измерительный переменного тока короткого замыкания Омь-11, преобразователь измерительный переменного тока Мир ПТ-04, Мир ПТ-02, преобразователь измерительный переменного напряжения Мир ПН-03, преобразователь измерительный активной и реактивной мощности трехфазного тока Мир ПМ-06;
измеритель параметров электроэнергии PR300;
преобразователи давления измерительные 2088;
датчик давления Метран-22-Ех;
датчик давления Метран-100-ДД-Ех;
датчики давления, разрежения и разности давлений Сигнал-И-Ex;
датчики давления ТЖИУ.406;
преобразователи измерительные Rosemount 3144Р,
преобразователи температуры Метран-280, Метран-280Ех, Метран-274МП, Метран-276МП, Метран-276, Метран-274;
термопреобразователи сопротивления ТСМУ 014, ТСМУ 015, ТСПУ 014, ТСПУ 015,
термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом ТСМУ-055, ТСМУ-205, ТСПУ-055, ТСПУ-205;
термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом ТСМУ 0104, ТСПУ 0104;
прибор контроля вибрации Аргус-М;
преобразователи газовые оптические ДГО,
системы контроля уровня загазованности насосных станций магистральных нефтепроводов СКЗ-12-Ех-01,
датчики оптические Polytron 2 IR.
Вида 1.2:
первичный преобразователь - преобразователь измерительный с гальванической развязкой (либо барьер искробезопасности) MK31, МК33, KFD2 STC4; PI-Ex; MTL 4000/5000 - модуль ввода аналоговых сигналов 140 АС1-040-00 контроллеров Modicon TSX Quantum, либо 170 AAI 030 00, либо 170 AAI 140 00, либо 170 АММ 090 00 контроллеров Modicon TSX Momentum; Delta V (VE 4003S1B1); C200 (TC-HAI 081); устройства сбора данных MX100 (MX100-UNV-M10); 1756-IF8 контроллера ControlLogix.
В качестве первичного преобразователя могут использоваться:
преобразователь давления измерительный 3051;
датчик давления 1151;
преобразователи давления измерительные EJX, 600T EN, 2600Т;
преобразователь давления измерительный VEGABAR;
преобразователь давления и разности давлений ST 3000;
датчик давления ДМ5007,
датчики давления Метран-22, Метран-22-Вн,
датчик давления коррозионно-стойкий Метран-49,
датчик давления Метран-150,
датчики давления, разрежения и разности давлений Сигнал-И, преобразователи давления измерительные АИР-106, АИР-20, преобразователи измерительные Rosemount 3144Р,
преобразователи температуры Метран-280, Метран-274МП, Метран-276МП, Метран-276, Метран-274
термопреобразователи сопротивления ТСМУ 014, ТСМУ 015, ТСПУ 014, ТСПУ 015,
термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом ТСМУ-055, ТСМУ-205, ТСПУ-055, ТСПУ-205,
термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом ТСМУ 0104, ТСПУ 0104;
уровнемер контактный микроволновой VEGAFLEX 6*,
уровнемер УЛМ,
расходомер ультразвуковой UFM 500, вибропреобразователи АВС 070, АНС 066, АНС 202, АНС 260;
2 Каналы измерения температуры сред (нефти, масла, воздуха), подшипников двигателей, насосов и др.
Вида 2.1:
термометр сопротивления - модуль ввода сигналов термопреобразователей сопротивления 140 ARI 030 00 серии Modicon TSX Quantum, 1756-IR6I серии ControlLogix; Delta V (VE 4003S1B1);
В качестве первичного преобразователя могут использоваться: термопреобразователи сопротивления ТС;
термопреобразователи сопротивления ТС Rosemount 0065;
термопреобразователи сопротивления ТСП/ТСМ Метран 200;
термопреобразователи сопротивления (в т.ч. взрывозащищенные) ТСМ 012, ТСП 012,
термопреобразователи сопротивления ТСМ 319М, ТСП 319М, ТСМ 320М, ТСП 320М, ТСМ 321М, ТСП 321М, ТСМ 323М, ТСП 323М.
Вида 2.2: термометр сопротивления - преобразователь измерительный искробезопасный с гальванической развязкой MK32, KFD2 UT2; PI-EX-ME-RTD-I; ЭЛЕМЕР ИПМ 0104; модуль ввода сигналов 140-AVI-030-00, либо 140 ACI-040-00 контроллеров Modicon TSX Quantum, либо 170 AAI 030 00, либо 170 AAI 140 00, либо 170 АММ 090 00 контроллеров Modicon TSX Momentum; FSROC-809/FS8AI (FSROC-809/FS8HRTAI); Delta V (VE 4003S1B1); C200 (TC-HAI 081); устройства сбора данных MX100 (MX100-UNV-M10); 1756-IF8 контроллера ControlLogix.
В качестве первичного преобразователя могут использоваться:
термопреобразователи сопротивления ТС;
термопреобразователи сопротивления ТС Rosemount 0065;
термопреобразователи сопротивления ТСП/ТСМ Метран 200;
термопреобразователи сопротивления (в т.ч. взрывозащищенные) ТСМ 012, ТСП 012, термопреобразователи сопротивления ТСМ 319М, ТСП 319М, ТСМ 320М, ТСП 320М, ТСМ 321М, ТСП 321М, ТСМ 323М, ТСП 323М.
Вида 2.3: термопара - преобразователь измерительный искробезопасный с гальванической развязкой ИПМ 0399 Ex/M3; модуль ввода сигналов 140-AVI-030-00, либо 140 АС1-040-00 контроллеров Modicon TSX Quantum, либо 170 AAI 030 00, либо 170 AAI 140 00, либо 170 АММ 090 00 контроллеров Modicon TSX Momentum; FSROC-809/FS8AI (FSROC-809/FS8HRTAI); Delta V (VE 4003S1B1); C200 (TC-HAI 081); устройства сбора данных MX100 (MX100-UNV-M10); 1756-IF8 контроллера ControlLogix.
В качестве первичного преобразователя могут использоваться термопары ТП 2488 типа К.
3. Каналы цифро-аналогового преобразования вида: модуль вывода аналоговых сигналов
140-ACO-020-00 контроллеров Modicon либо FSROC-809/FS8AO, Delta V (VE 4003S1B1); С200 (TC-HAO 081); 1756-OF8 контроллера ControlLogix.
Остальные каналы служат для подключения пороговых устройств (реле давления, реле уровня и др.), а также средств сигнализации.
Технические характеристики
Каналы измерения давления, разности давлений, гидростатического давления (уровня),
виброскорости, силы, напряжения и мощности переменного тока, температуры, загазованности
| Первичный преоб- | Пределы до- | Границы интервала основной приведенной погрешности ИК |
| разователь (тип) | пуск. осн. | (Р=0,95), % с модулями ввода аналоговых сигналов контроллеров |
| прив. по- | 140-AVI-030-00, | 140 - ACI- | TC-HAI 081, | VE 4003S1B1, |
| грешности датчика, % | 170-AMM-09000 | 040-00 | 809/FS8AI; | MX100 |
| | | 1756IF8 | |
| Вида 1.1 | |
| Омь-11, ПТ-02, | 1,0 | 1,21 | 1,22 | 1,22 | 1,21 |
| ПТ-04, ПТ-03, ПН-03, PR 300 | 0,5 | 0,6 | 0,62 | 0,63 | 0,62 |
| разности давления, | 0,075 | 0,11 | 0,18 | 0,2 | 0,15 |
| давления- | 0,1 | 0,13 | 0,19 | 0,22 | 0,17 |
| разрежения, гидростатического дав- | 0,15 | 0,19 | 0,24 | 0,26 | 0,22 |
| ления: | 0,25 | 0,31 | 0,34 | 0,35 | 0,33 |
| 0,5 | 0,61 | 0,62 | 0,63 | 0,62 |
| Преобразователь | 0,3оС(абс.) в | | | | |
| температуры с унифицированным сигналом | диапазонах: -50 - +100 оС; | 0,4 оС | 0,4 оС | 0,45 оС | 0,4 оС |
| 0 - 200оС | 0,4 оС | 0,5 оС | 0,50 оС | 0,4 оС |
| Аргус-М | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| Дго | | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| СКЗ-12-Ех-01 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| Polytron 2IR | | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| Вида 1.2 |
| разности давления, | 0,075 | 0,12/0,16/0,27 | 0,19/0,21/0,30 | 0,21/0,24/0,32 | 0,16/0,19/0,29 |
| давления-разрежения, гидростатического | 0,1 | 0,15/0,18/0,28 | 0,20/0,23/0,31 | 0,23/0,25/0,33 | 0,18/0,21/0,30 |
| давления (с PI- | 0,15 | 0,20/0,23/0,21 | 0,24/0,27/0,34 | 0,26/0,28/0,35 | 0,23/025/0,33 |
| Ex/KFD2 STC4, MTL/ MK31,33). | 0,25 | 0,31/0,33/0,39 | 0,34/0,36/0,42 | 0,36/0,37/0,43 | 0,33/0,37/0,41 |
| 0,5 | 0,61/0,62/0,65 | 0,63/0,64/0,67 | 0,63/0,64/0,68 | 0,62/0,64/0,66 |
| Датчик уровня | 5,0 мм (абс.) | | | | |
| VEGAFLEX 6* | в диапазоне | 8/9/14мм | 10/11/15мм | 11/12/16мм | 9/10/15мм |
| (с PI-Ex/KFD2 STC4, MTL/ MK31,33). | 0-5м: | | | | |
| Датчик уровня 3300, 5600 (с PI-Ex/KFD2 STC4, MTL/ MK31,33). | 0,1 | 0,15/0,18/0,28 | 0,20/0,23/0,31 | 0,23/0,25/0,33 | 0,18/0,21/0,30 |
| Датчик уровня | 3,0 мм (абс.) | | | | |
| УЛМ | в диапазоне | 6/8/13 мм | 9/10/15 мм | 10/11/16 мм | 8/9/14 мм |
| (с PI-Ex/KFD2 STC4, MTL/ MK31,33). | 0-5м: | | | | |
| Расходомер UFM 500 (с PI-Ex/KFD2 STC4, MTL/ MK31,33). | 0,5 | 0,61/0,62/0,65 | 0,63/0,64/0,67 | 0,63/0,64/0,68 | 0,62/0,64/0,66 |
| | | | |
| АМС 260 АНС 066, АНС 202 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
| Первичный преобразователь (тип) | Пределы допуск. осн. прив. погрешности датчика, % | Границы интервала основной приведенной погрешности ИК (Р=0,95), % с модулями ввода аналоговых сигналов контроллеров |
| 140-ARI-030- 00, | 1756-IR6I | Delta V (VE 4003S1B1) | — |
| Вида 2.1 |
| Термометры сопротивления медные (-50..150 °С) | Класс В | 1,0 | 1,0 | 1,3 | — |
| Термометры сопротивления платиновые (-50..150 °С) | Класс В | 1,3 | 1,3 | 1,6 | — |
| Вида 2.2 |
| Первичный преобразователь (тип) | Пределы допуск. осн. прив. погрешности датчика, % | Границы интервала основной приведенной погрешности ИК (Р=0,95), % с модулями ввода аналоговых сигналов контроллеров |
| 140-AVI-030-00, 170-AMM-09000 | 140 - ACI-040-00 | TC-HAI 081, 809/FS8AI; 1756 IF8 | VE 4003S1B1, MX100 |
| Термометры сопротивления медные (-50..150 °С) | Класс В | 1,2 | 1,2 | 1,5 | 1,4 |
| Термометры сопротивления платиновые (-50..150 °С) | Класс В | 1,5 | 1,5 | 1,8 | 1,7 |
| Вида 2.3 |
| Первичный преобразователь (тип) | Пределы допуск. осн. прив. погрешности датчика, % | Границы интервала основной приведенной погрешности ИК (Р=0,95), % с модулями ввода аналоговых сигналов контроллеров |
| 140-AVI-030-00, 170-AMM-09000 | 140 - ACI-040-00 | TC-HAI 081, 809/FS8AI; 1756 IF8 | VE 4003S1B1, MX100 |
| Термопара типа К | Класс 1 | 2.0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| Вида 3 |
| Канал цифроаналогового преобразования | Диапазон преобразования, мА . | Границы интервала основной приведенной погрешности ИК (Р=0,95), % с модулями ввода аналоговых сигналов контроллеров |
| 140-ACO-020-00 | FSROC-809/FS8AO | VE 4003S1B1 | TC-HAO 081; 1756-OF8 |
| 4-20 | 0,15 | 0,15 | 0,25 | 0,15 |
Примечание:
- границы погрешностей ИК мощности, напряжения и силы переменного тока рассчитаны без погрешностей измерительных трансформаторов напряжения тока;
- границы погрешностей ИК с термометрами сопротивлений указаны для верхней точки диапазонов измерений.
Приложение к свидетельству № 32441 об утверждении типа средств измерений
Рабочие условия применения компонентов систем:
для первичных измерительных преобразователей:
• температура окружающего воздуха от минус 25 до плюс 45 оС (при более низких температурах применяется установка датчиков в обогреваемых шкафах или кожухах), для преобразователей, устанавливаемых в помещениях НПС - от плюс 10 до плюс 35 оС;
• относительная влажность от 30 до 95 %;
• атмосферное давление от 84 до 107 кПа;
• магнитное поле напряженностью не более 400 А/м;
• наличие низкочастотных вибраций от работающих механизмов до 500 Гц, 0.5 g.
для вторичных (электрических) преобразователей, модулей универсальных промышленных контроллеров и компьютеров:
• температура окружающего воздуха для контроллеров, устанавливаемых в помещениях НПС от плюс 10 до плюс 35 о С;
• относительная влажность, без конденсации от 30 до 90 %;
• напряжение питания 220 В +20 %
частотой 50 + 1 Гц; 400 А/м.
магнитное поле напряженностью не более
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и паспорта на системы измерительные «Спецэлектромеханика» типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки входят:
- измерительные преобразователи, входящие в состав измерительных каналов системы, в соответствии с конкретной ее реализацией на объекте согласно проектной и конструкторской документации;
- аппаратно-программные средства контроллеров согласно проекту;
- система отображения информации;
- компьютер типа IBM PC,
- программное обеспечение верхнего уровня (SCADA-программы),
- устройства пожарной сигнализации - пороговые устройства, не выполняющие измерительных функций (сигнализаторы, выключатели, реле);
- проектная, техническая и эксплуатационная документация на систему,
- инструкция «Системы измерительные «Спецэлектромеханика». Методика поверки измерительных каналов после монтажа и в эксплуатации» ЯКДГ. 420609.002 И.
Поверка
осуществляется в соответствии с инструкцией «Системы измерительные «Спецэлектро-механика». Методика поверки измерительных каналов после монтажа и в эксплуатации» ЯКДГ 420609.002 И, утвержденной ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в июле 2008г.
Перечень основного оборудования для поверки:
| Средство измерений | Тип | Основные характеристики |
| Магазин сопротивлений | Р4831 | Класс точности 0,02/2- 10-6 |
| многофункциональный калибратор | МС2-К | Пределы допускаемой основной погрешности: ±(0,02% I + 1,5 мкА) — в режиме измерения ±100 мА; ±(0,02% I + 1,5 мкА) — в режиме воспроизведения от 0 до 25 мА; ±(0,02% U+4 мкВ) — в режиме измере- ния/воспроизведения от минус 25 до 150 мВ; ±(0,02% U + 0,1 мВ) — в режиме воспр. (от минус 3 до 12) В |
| Калибратор-вольтметр универсальный | В1-28 | Диапазон входного/выходного сигнала от 0 до 20 мА Пределы допускаемой основной погрешности: ± (0,01 %I + 0,0015 %Хд) — в режиме измерения; ± (0,006 %I + 0,002 %Хд) — в режиме воспроизведения. |
| Диапазон выходного сигнала от 0 до 100 мВ Пределы допускаемой основной погрешности ± (0,003 %U + 0,002 %ид) |
| Диапазон выходного сигнала от 0 до 10 В Пределы допускаемой основной погрешности ± (0,003 %и + 0,0003 %ид) |
Примечание I, U - измеренное либо установленное значение тока или напряжения соответственно, Ig, Ug - значения верхней границы диапазона измерения либо воспроизведения тока или напряжения соответственно
Сведения о методах измерений
Сведения о методиках (методах) измерений изложены в документе «Системы измерительные «Спецэлектромеханика». Руководство по эксплуатации» ЯКДГ 421458.ХХХ РЭ, ЯКДГ 421460.ХХХ РЭ (ХХХ - номер проекта).
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.596-2002. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
ТУ 4217-003-73789194-2008. Микропроцессорная система автоматизации нефтеперекачивающей станции «Спецэлектромеханика».
Рекомендации к применению
- осуществление деятельности в области охраны окружающей среды,
- выполнение работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда,
- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
