Назначение
Системы контроля топлива судовые Кайман (далее - системы) предназначены для измерений массы, объемного расхода, уровня, плотности и температуры топлива.
Описание
Принцип действия систем основан на измерении в потоке объемного расхода и массы нефтепродуктов с применением расходомера, а также измерении плотности, температуры, уровня и массы топлива в резервуарах.
Система представляет собой измерительную информационную систему вида ИС-2 по ГОСТ Р 8.596-2002, включающую в себя:
- измерительные компоненты:
а) программируемые логические контроллеры Агат-ПЛК, изготавливаемые АО «Моринсис-Агат-КИП», г. Рязань (далее - Агат-ПЛК);
б) средства измерений уровня, расхода, плотности и температуры;
- вычислительные компоненты:
а) сервер;
б) рабочее место оператора (далее - АРМ);
в) программное обеспечение (далее - ПО) системы (ПО «Контроль-Р», ПО Агат-ПЛК), разработанное АО «Моринсис-Агат-КИП», г. Рязань;
- связующие и вспомогательные компоненты:
а) устройства электропитания;
б) устройства связи;
в) устройства печати.
Состав системы определяется для конкретного проекта судна.
Система может быть представлена в виде трехуровневой структуры:
- верхний уровень измерительной системы образован сервером с функциональным ПО для обработки информации, АРМ оператора для ее представления;
- средний уровень системы образован Агат-ПЛК и представляет собой связующее звено между сервером и средствами измерений;
- нижний уровень системы образован средствами измерений и предназначен для преобразования измеряемых физических величин в подходящие для передачи, обработки и хранения измерительные сигналы.
Составные части системы образуют измерительные каналы прямых и косвенных измерений, выдающих на выходы системы результаты измерений.
Каналы прямых измерений:
- уровня;
- расхода;
- плотности;
- температуры.
Каналы косвенных измерений:
- контроля предельных значений параметров жидкости;
- определения объема топлива в резервуаре;
- определения массы;
- определения повышенного расхода;
- определения утечек.
Ядро системы обеспечивает подключение к Агат-ПЛК средств измерений с различными интерфейсами. Количественный и качественный состав средств измерений определяется конфигурацией потребителей судна и может включать в себя следующие их виды:
- расходомеры Агат-Р, изготавливаемые АО «Моринсис-Агат-КИП», г. Рязань, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде (далее - рег. №) 94076-24, устанавливаемые на трубопроводах приема топлива, на топливных трубопроводах к судовым потребителям, в том числе на обратных топливных магистралях;
- уровнемеры Агат-У, изготавливаемые АО «Моринсис-Агат-КИП», г. Рязань, рег. № 94351-25, устанавливаемые в топливных цистернах и танках (запаса, расходных, отстойных);
- плотномеры Агат-П, изготавливаемые АО «Моринсис-Агат-КИП», г. Рязань, рег. № 94074-24, устанавливаемые на трубопроводах приема топлива, на топливных трубопроводах к судовым потребителям,
- измерители температуры, используемые для измерения и контроля температуры,
и не участвующие в измерении уровня, объема, массы и расхода топлива;
- другие средства измерений с совместимыми интерфейсами (например,
измерители оборотов гребного вала).
Судовая электросеть ----г— ,
Блоки
сопряжения
Береговой сервер
Интегрированная система управления (ИСУ ТС)
Датчики измеряемых (контролируемых) параметров: расходомеры, плотномеры, уровнемеры, измерители температуры и др.
Рисунок 1 - Структурная схема системы
В общем случае сервером системы может быть ПК в промышленном или ином исполнении, достаточно защищенном для условий эксплуатации на судне. К серверу по цифровым интерфейсам подключаются Агат-ПЛК. На сервере разворачивается серверная часть ПО «Контроль-Р», выполняющая обработку информации, и хранятся результаты обработки. Также на сервере предусмотрено хранение файлов конфигурации системы, определяющих ее количественный и качественный состав, и градуировочных таблиц средств измерений.
АРМ предназначено для работы оператора, выполняющего мониторинг поступления и расходования топлива.
В общем случае АРМ представляет собой вычислительное устройство с дисплеем. При необходимости, к нему могут быть подключены клавиатура, мышь, принтер, внешний носитель информации для выгрузки отчетов в электронном виде.
Агат-ПЛК предназначен для сбора и обработки измерительных сигналов со средств измерений и обеспечивает:
- электропитание средств измерений (датчиков физических величин);
- циклический опрос средств измерений (датчиков физических величин);
- предварительную обработку измерительной информации с последующей передачей на сервер.
В состав Агат-ПЛК входят:
- коммутатор (модуль коммутации);
- блок сопряжения (набор модулей ввода-вывода, модуль интерфейса, модуль обработки и управления, модуль электропитания);
- преобразователь питания (модуль фильтрации);
- блок питания.
Модуль коммутации предназначен для подключения исполнительных устройств пользователя и позволяет осуществлять их коммутацию путем формирования четырех сигналов типа «сухой контакт».
В зависимости от исполнения модули ввода-вывода обеспечивают нормализацию аналоговых сигналов, прием и предварительную обработку цифровой измерительной информации или выдачу аналоговых, дискретных или релейных сигналов.
Модули интерфейса обеспечивают связь с устройствами верхнего уровня по одному из цифровых интерфейсов: RS-485, CAN или Ethernet.
В модуле обработки и управления осуществляется аналого-цифровое преобразование нормализованных аналоговых сигналов от модулей ввода-вывода, управление модулями вывода и формирование цифрового пакета, содержащего измерительную и диагностическую информацию о значениях параметров, измеряемых всеми модулями, подключенными по внутренней шине.
Модуль фильтрации обеспечивает защиту Агат-ПЛК от индустриальных помех в сети электропитания.
Модульная конструкция позволяет обеспечить максимальную гибкость системы при создании конфигурации для конкретного объекта. При необходимости, состав модулей может быть расширен или сокращен без необходимости существенной переделки системы в целом и программного обеспечения.
Заводской номер (лазерной гравировкой) в виде цифрового обозначения и знак утверждения типа наносятся на маркировочную табличку. Маркировочная табличка с указанием мест нанесения знака утверждения типа и заводского номера приведена на рисунке 2. Маркировочная табличка прикрепляется на сервер и Агат-ПЛК системы.
Знак поверки на СИ не наносится.
£| АО "Маринсис-Агат-К!/1П" Система контроля топлива судовая Кайман__
АГТС.42141-1 013 Зар № '
Сервер ЛГТС.4Й621&.001
Зав. № Дата вып.
ЛО "Моринсис-Лгат-КИП" Система контроля топлива судовая Кайман АГТС.421411.013 Зав. №
Ai а i-ПЛ К АГТС.411712.001
Зав N°[ Дата вып.____]
Масса
Рисунок 2 - Маркировочная табличка
Программное обеспечение
Программное обеспечение системы (ПО «Контроль-Р» и ПО Агат-ПЛК) обеспечивает реализацию функций системы.
ПО верхнего уровня «Контроль-Р» состоит из двух модулей: «Контроль-отчет» и «Контроль-система».
ПО «Контроль-отчет» предназначено для ввода оперативной информации, отображения информации, для формирования и печати отчетов. ПО «Контроль-отчет» не влияет и не вносит изменений в метрологически значимые параметры системы.
ПО «Контроль-система» предназначено для сбора информации от Агат-ПЛК, передаваемой по цифровому интерфейсу, ее преобразования, регистрации и архивации.
Идентификационные данные ПО «Контроль-Р» приведены в таблице 1.
Уровень защиты ПО «Контроль-Р» от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» согласно Р 50.2.077-2014.
аблица 1 - Идентификационные данные ПО «Контроль-Р»
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | «Контроль-система» |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.х.хх |
| Метрологически значимая часть ПО | libmetrolog kit.so.1.0.0 |
| Цифровой идентификатор метрологически значимой части (алгоритм SHA-1) | C6438379EE561F3B9CB570D4A962 0121CB8F31AC |
| Примечания: 1. Просмотр значения номера версии (идентификационного номера) ПО и цифрового идентификатора доступен в ПО «Контроль-отчет». 2. «х» может принимать значение от 0 до 9. |
Встроенное ПО Агат-ПЛК функционально состоит из двух групп - ПО модулей интерфейсных и ПО модуля обработки и управления.
ПО модулей интерфейсных, в зависимости от их подключения, обеспечивает обмен цифровой информацией либо со средствами измерений уровня, расхода, плотности и температуры, либо с сервером. ПО модулей интерфейсных при обмене цифровой, в том числе и измерительной информацией по стандартным протоколам, не влияет и не вносит изменений в метрологически значимые параметры системы.
ПО модуля обработки и управления выполняет следующие функции:
- преобразование сигналов измерительных каналов в цифровые значения физических величин (аналого-цифровое преобразование, фильтрация, сглаживание, пересчет цифрового кода в значение физической величины);
- при самодиагностике переключение измерительных каналов в режим диагностики, и сравнение сигналов с заданными фиксированными значениями;
- опрос средств измерений по цифровым каналам обмена;
- взаимодействие с сервером по цифровому каналу обмена, прием команд, запросов, конфигурационных данных, отправка измерительной и диагностической информации;
- управление модулем коммутации (контактами реле) по команде от верхнего уровня или в соответствии с записанными при конфигурации уставками.
ПО модуля обработки и управления относится к метрологически значимому. Программная защита ПО и результатов измерений реализована на основе системы паролей и разграничения прав доступа.
Идентификационные данные ПО Агат-ПЛК приведены в таблице 2.
Уровень защиты ПО Агат-ПЛК от преднамеренных и непреднамеренных изменений «высокий» согласно Р 50.2.077-2014.
Таблица 2 - Идентификационные данные ПО Агат-ПЛК
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | agat plc mp.hex |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | l.xx.xx.xx |
| Цифровой идентификатор метрологически значимой части (алгоритм CRC-32) | 55d4d066 |
| Примечания: 1. Просмотр значения номера версии (идентификационного номера) ПО Агат-ПЛК доступно в ПО «Контроль-отчет». 2. «х» может принимать значение от 0 до 9. |
Технические характеристики
Таблица 3 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений уровня топлива, м | от 0,2 до 15,0 |
| Диапазон измерений температуры топлива, °С | от - 40 до + 70 |
| Диапазон измерений объемного расхода, м3/ч | от 0,05 до 630 |
| Диапазон измерений массового расхода топлива потребителями, кг/ч | от 3 до 15 000 |
| Диапазон измерений массового расхода при приеме/выдаче топлива, кг/ч | от 3 до 540 000 |
| Диапазон измерений плотности топлива, кг/м3 | от 750 до 1300 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений массы при косвенном методе динамических измерений при температуре окружающей и измеряемой среды +20 °С в зависимости от исполнения расходомеров, % | ± 0,4; ± 0,6; ± 1,2 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений массы при косвенном методе динамических измерений, вызванной отклонением температуры окружающей среды от значения +20 °С на каждые 10 °С в рабочем диапазоне температур, % | ± 0,1 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений массы при косвенном методе динамических измерений, вызванной отклонением температуры измеряемой среды от значения +20 °С на каждые 10 °С в рабочем диапазоне температур, % | ± 0,2 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений массы при косвенном методе статических измерений в зависимости от исполнения уровнемеров, % | ± 1,5; ± 3,0 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности измерений уровня топлива, мм | ± 2,5; ± 5,0; ± 10,0 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений уровня, вызванной отклонением температуры окружающей среды от значения температуры градуировки1) на каждые 10 °С в рабочем диапазоне температур, в долях от пределов абсолютной основной погрешности | ± 0,05 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений уровня, вызванной отклонением температуры измеряемой среды от значения температуры градуировки1) на каждые 10 °С в рабочем диапазоне температур, в долях от пределов абсолютной основной погрешности | ± 0,1 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры, °С | ± 0,5 |
| Пределы допускаемой относительной основной погрешности измерений объемного расхода топлива2), % - в диапазоне скорости от 3 до 10 м/с - в диапазоне скорости от 0,03 до 3 м/с | ± 0,25; ± 0,5; ± 1,0 ± 0,75/v; ± 1,5/v; ± 3/ v |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений объемного расхода, вызванной отклонением температуры окружающей среды от значения температуры градуировки3) на каждые 10 °С в рабочем диапазоне температур, % предела основной погрешности | ± 0,1 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений объемного расхода, вызванной отклонением температуры измеряемой среды от значения температуры градуировки4) на каждые 10 °С в рабочем диапазоне температур, % предела основной погрешности | ± 0,2 |
| Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности измерений плотности топлива, кг/м3 | ± 1,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений плотности, вызванной отклонением температуры окружающей среды от значения температуры градуировки1) на каждые 10 °С в рабочем диапазоне температур, кг/м3 | ± 0,1 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений плотности, вызванной отклонением температуры измеряемой среды от значения температуры градуировки1) на каждые 10 °С в рабочем диапазоне температур, кг/м3 | ± 0,15 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры топлива, ° С | ± 0,5 |
| Диапазон измерений напряжения постоянного тока, В | от 0 до 10 |
| Диапазон измерений силы постоянного электрического тока, мА | от 4 до 20 |
| Диапазон преобразований значений электрического сопротивления ТС в значение температуры, Ом | от 82 до 143 |
| Пределы допускаемой приведенной (к диапазону измерений) погрешности измерений напряжения постоянного тока, % | ± 1,0 |
| Пределы допускаемой приведенной (к диапазону измерений) погрешности измерений силы постоянного тока, % | ± 1,0 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой приведенной (к диапазону измерений) погрешности преобразования значений электрического сопротивления ТС в значение температуры, % | ± 1,0 |
| Примечания: 1 Значение температуры градуировки +20 °С. 2 v - скорость потока жидкости, м/с. 3 Значения температуры градуировки окружающей среды: +20 °С; +25 °С; +35 °С; +50 °С. 4 Значения температуры градуировки измеряемой среды: +20 °С; +25 °С; +35 °С; +50 °С; +70 °С. |
аблица 4 - Основные технические характеристики
| Наименование параметра | Значение параметра |
| Измеряемая среда | морская вода; пресная вода, вода дистиллированная по ГОСТ Р 581442018, бидистиллят воды; нефтепродукты отработанные по ГОСТ 21046-2021, нефть по ГОСТ Р 51858-2002, топливо дизельное по ГОСТ 305-2013, топливо моторное по ГОСТ Р 54283-2010, топливо нефтяное для газотурбинных установок по ГОСТ 10433-75; водный раствор этилового спирта |
| Рабочая температура измеряемой среды, °С | от - 2 до + 90 |
| Рабочее давление измеряемой среды, МПа, не более | 1,6 |
| Параметры электропитания: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | (220 ± 11); (380 ± 19) (50 ± 1) |
| Потребляемая мощность1), В^А, не более | 1600 |
| Интерфейс | RS-485, CAN или Ethernet |
| Протокол обмена | ModBus / специальный |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность при температуре +55 °С, %, - атмосферное давление, кПа | от -25 до +55 95 ± 3 от 80,0 до 202,7 |
| Примечание - Для системы в базовом исполнении. |
Таблица 5 - Показатели надежности
| Наименование параметра | Значение |
| Средний срок службы, лет, не менее | 15 |
| Наработка на отказ, ч, не менее | 120000 |
| Вероятность безотказной работы за 5000 ч, не менее | 0,95 |
Знак утверждения типа
наносится на маркировочную табличку, закрепленную на сервер и Агат-ПЛК системы лазерным способом и на титульный лист руководства по эксплуатации и формуляра типографским способом.
Комплектность
Таблица 6 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество | Примечание |
| Система контроля топлива судовая Кайман в составе: | АГТС.421411.013 | _ | 1 |
| Расходомер Агат-Р | АГТС.407251.045 | _ | 2 |
| Уровнемер Агат-У | АГТС.407629.010 | _ | 2 |
| Плотномер Агат-П | АГТС.414152.003 | _ | 2 |
| Агат-ПЛК в составе: | АГТС.411712.001 | _ | 2, 3 |
| Коммутатор | _ | _ | 2 |
| Блок сопряжения | _ | _ | 2 |
| Преобразователь питания | _ | _ | 2 |
| Блок питания | _ | _ | 2 |
| Программное обеспечение «Контроль-Р» | RU.АГТС.03001-01 12 01 | 1 шт. | _ |
| Автоматизированное рабочее место оператора | _ | _ | 2 |
| Принтер | _ | _ | 2 |
| Измеритель температуры | _ | _ | 2 |
| Сервер | АГТС.466219.001 | 1 шт. | _ |
| Устройство бесперебойного питания | _ | _ | 2 |
| Комплект ЗИП | _ | 1 компл. | 2 |
| Комплект монтажных частей | АГТС.411911.001 | 1 компл. | 2 |
| Руководство по эксплуатации | АГТС.421411.013РЭ | 1 экз. | _ |
| Формуляр | АГТС.421411.013ФО | 1 экз. | _ |
| Примечания: 1 Комлектность системы определяется спецификацией на заказ. 2 Поставка изделий и их количество определяется в соответствии с заказом. 3 Коммутаторы, блоки сопряжения, преобразователи и блоки питания могут поставляться установленными в комплекте монтажных частей АГТС.411911.001. |
Сведения о методах измерений
применение средств измерений в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений осуществляется в соответствии с аттестованными методиками (методами) измерений.
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 сентября 2022 г. № 2356 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений массы и объема жидкости в потоке, объема жидкости и вместимости при статических измерениях, массового и объемного расходов жидкости»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3459 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений уровня жидкости и сыпучих материалов»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 ноября 2024 г. № 2712 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 ноября 2019 г. № 2603 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений плотности»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2023 г. № 1520 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне 1Х10’16 ^ 100 А»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 сентября 2022 г. № 2360 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»;
ТУ АГТС.421411.013ТУ «Система контроля топлива судовая Кайман. Технические условия».
