Теплосчетчики МКТС

Назначение

Теплосчетчики МКТС (далее - теплосчетчики) предназначены для измерения и учета тепловой энергии, объемного и массового расхода, объема и массы, температуры и давления теплоносителя в открытых и закрытых системах водяного теплоснабжения, теплопотребления и теплоотведения; объемного и массового расхода, объема и массы, температуры и давления воды в системах водоснабжения и водоотведения; массы и массового расхода воды, объемного расхода, объема, температуры и давления жидких сред (воды, молока, соков, алкогольной продукции с содержанием этилового спирта до 60% и др.) в трубопроводах технологического оборудования.

Описание

Принцип работы теплосчетчика состоит в измерении объемного расхода, температуры и давления жидкости в трубопроводах с помощью входящих в его состав преобразователей, вычислении на основе этих измерений массового расхода (для воды) и тепловой энергии (для систем водяного теплоснабжения, теплопотребления и теплоотведения), с последующим отображением на дисплее и архивированием перечисленных параметров. При расчетах плотность и энтальпия воды вычисляются согласно ГСССД 98-2000. Заложенные в теплосчетчик алгоритмы расчетов и порядок учета параметров теплопотребления соответствуют «Правилам коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя».

В зависимости от монтажной и настроечной конфигурации теплосчетчика учет тепловой энергии и/или параметров потока жидкости в трубопроводах производится в одной или в нескольких (до 4-х) системах тепло-водоснабжения, каждая из которых может включать в себя от 1 до 3 трубопроводов. Совокупность элементов теплосчетчика, непосредственно участвующих в измерении, расчете и учете параметров одной такой системы, называется далее узлом учета (УУ).

В состав теплосчетчика входят:

• системный блок (СБ);

• до 16 измерительных модулей (ИМ), 12 из которых могут включать в свой состав электромагнитные преобразователи расхода (ПР);

• до 16 первичных преобразователей температуры (ПТ);

• до 16 первичных преобразователей давления (ПД);

• до 12 преобразователей расхода или счетчиков воды с импульсным выходным сигналом (ПРИ).

Системный блок выполняет функции вычисления, архивирования данных, поддержки интерфейсов связи, обеспечивает стабилизированным питанием все элементы теплосчетчика.

Он выполнен в виде настенного шкафа, содержит дисплей, клавиатуру, блок питания, плату вычислителя, зажимы и разъемы для подсоединения кабелей различных интерфейсов и питания.

Блок питания СБ может быть сетевым или бесперебойным, обеспечивающим питание теплосчетчика от встроенного аккумулятора до нескольких часов (в зависимости от комплектации теплосчетчика) при пропадании сетевого напряжения.

Плата вычислителя (материнская плата) содержит микроконтроллер, управляющий процессами обработки данных в теплосчетчике, энергонезависимую память для хранения архивов, микросхему часов реального времени и календаря с литиевым элементом резервного питания, интерфейсы RS-232 и RS-485, а также слотовые разъемы для установки сменных плат расширения, реализующих дополнительные функции: различные интерфейсы для связи с внешними устройствами, запись архивов на USB флэш-диск, печать протоколов на принтер, токовые и частотные выходы, регулирование температуры теплоносителя и др.

Выпускается как полная (СБ-04), так и упрощенная (СБ-05) модификация системного блока. Последняя имеет меньшие габариты, в ней сокращено максимальное количество узлов учета и количество подключаемых измерительных модулей, отсутствуют встроенные слотовые разъёмы и возможность использования встроенного бесперебойного блока питания.

Измерительные модули предназначены для измерения расхода, температуры и давления жидкости. Основу измерительного модуля составляет электронный блок, к которому подключаются первичные преобразователи. Электронный блок преобразует сигналы первичных преобразователей в цифровые значения величин расхода, температуры и давления и передает их в СБ по двустороннему цифровому каналу обмена данными (ЦКОД). По заказу измерительные модули могут быть оснащены интерфейсом RS-485, импульсным или частотным выходом. По конструктивному исполнению измерительные модули могут быть следующих типов:

• с электромагнитным ПР, в корпусе которого предусмотрены посадочные места для ПТ и ПД (тип конструкции И6);

• с электромагнитным ПР, но без посадочных мест для ПТ и ПД (типы конструкции К5 и И5);

• без электромагнитного ПР и без посадочных мест для ПТ и ПД. Обозначение модификаций ИМ формируется по образцу «Мхyz-k», где:

• х - количество входящих в его состав электромагнитных ПР (0 или 1);

• у - количество каналов измерения температуры, равное максимальному числу подключаемых к ИМ преобразователей температуры (0, 1 или 2);

• z - количество каналов измерения давления, равное максимальному числу подключаемых к ИМ преобразователей давления (0, 1 или 2);

• k - тип конструкции.

Электронный блок измерительного модуля может быть установлен непосредственно на электромагнитном ПР или может располагаться отдельно и подключаться к ПР с помощью соединительного кабеля. Признаком обозначения ИМ с выносным электронным блоком в условном обозначении ИМ является литера У.

Измерительные модули с первичными электромагнитными преобразователями расхода позволяют измерять расход жидкости как в прямом, так и в обратном (реверсном) направлении.

В качестве ПТ используются платиновые термопреобразователи сопротивления классов допуска A и B по ГОСТ 6651-2009 с номинальной статической характеристикой Pt 100 (а = 0,00385 °С-1) или 100 П (а= 0,00391 °С-1). Для измерения температур в подающем и обратном трубопроводе тепловых систем используются комплекты ПТ указанных типов.

В качестве ПД используются ПД с унифицированным выходным сигналом постоянного тока 4-20 мА и 0-20 мА, либо тензорезистивные мостовые преобразователи давления производства ООО «Интелприбор» (модификаций ПД-МКТС-М и ПД-МКТС-Т).

В таблице 1 приведены данные о типах преобразователей расхода, преобразователей температуры и преобразователей давления, которые могут быть использованы в составе теплосчетчика МКТС.

Таблица 1 - Средства измерений в составе теплосчетчика

Теплосчетчики обеспечивают для каждого УУ архивирование в энергонезависимой памяти суммарных (нарастающим итогом) значений тепловой энергии, масс (для воды) и объемов жидкости, прошедшей через каждый трубопровод, времен наработки и отказов, а также средних значений давлений и средневзвешенных/средних значений температур жидкости в трубопроводах, и средней температуры наружного воздуха (при наличии соответствующего датчика) за каждый час, сутки и календарный месяц работы теплосчетчика.

Теплосчетчики имеют функции диагностики, обеспечивающие обнаружение отказов первичных преобразователей и нарушений заданных режимов работы систем учета. Эти отказы регистрируются в архиве событий теплосчетчика.

Емкость архивов составляет, в зависимости от исполнения СБ, не менее: почасового -120 суток, посуточного - 16 месяцев, помесячного - 20 лет или: почасового - 45 суток, посуточного - 12 месяцев, помесячного - 12 лет. Емкость архива диагностической информации составляет 7936 записей. При отключении сетевого питания вся информация, записанная в архивы, сохраняется в энергонезависимой памяти теплосчетчика не менее 12 лет.

Теплосчетчики, в зависимости от монтажной и настроечной конфигурации, обеспечивают измерение, вычисление, вывод на дисплей и передачу в системы сбора данных, контроля и регулирования технологических процессов следующей информации:

• суммарной отпущенной/потребленной тепловой энергии нарастающим итогом в каждом УУ;

• суммарных объема и массы жидкости, прошедшей по каждому трубопроводу, нарастающим итогом;

• суммарного времени наработки теплосчетчика (времени накопления тепловой энергии) и суммарных времен отказов в каждом УУ, нарастающим итогом;

• суммарного времени накопления объема и массы жидкости в каждом трубопроводе нарастающим итогом;

• текущего значения тепловой мощности в каждом УУ;

• текущего значения объемного и массового расхода жидкости в каждом трубопроводе;

• текущего значения температуры и давления жидкости в каждом трубопроводе;

• текущего значения разности температур в подающем и обратном трубопроводах;

• текущего значения температуры наружного воздуха (при наличии соответствующего датчика);

• даты и времени;

• информации о модификации теплосчетчика, его заводском номере, настроечных параметрах, конфигурации и состоянии;

• данных из архивов теплосчетчика.

В качестве интерфейса при обмене данными теплосчетчика с компьютером и другими внешними устройствами используется интерфейс RS-232, RS-485, а также Modbus, LonWorks, Ethernet, сотовый модем и др. при условии комплектации теплосчетчика соответствующими платами расширения или преобразователями интерфейсов.

Результаты измерений расхода/объема могут быть преобразованы в частот-ный/импульсный сигнал.

Результаты измерений любого измерительного канала теплосчетчика опционально (при наличии плат токовых выходов) могут быть преобразованы в токовый выходной сигнал: 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА (по ГОСТ 26.011-80).

Отображение на дисплее накопленных тепловой энергии, массы и объема измеряемой среды при наибольшем расходе и наибольшей разности температур обеспечивается в течение всего срока эксплуатации теплосчетчика без возврата в нуль.

В теплосчетчике предусмотрены два входа для приема сигналов от внешних датчиков с выходом типа «сухой контакт» или «открытый коллектор».

Состояние подключенных к этим входам датчиков ежесекундно анализируется СБ и может быть выведено на дисплей, а изменение состояния датчиков фиксируется в архиве, что может использоваться, например, для целей контроля доступа к теплосчетчику.

Настройка теплосчетчика на конкретное применение (определение числа и конфигурации УУ) осуществляется персоналом монтажной организации с помощью встроенной клавиатуры и дисплея СБ, либо с помощью компьютера, подключаемого к теплосчетчику. Для защиты от несанкционированного изменения настроечных параметров и результатов метрологической калибровки теплосчетчика используются пломбируемые переключатели в СБ и ИМ. Конструкция СБ и ИМ обеспечивает также возможность пломбирования их корпусов посредством обжимной пломбы.

Внешний вид составных частей теплосчетчика МКТС приведен на рисунках 1 - 5.

Рисунок 1. Системные блоки теплосчетчика МКТС: СБ-04 (слева) и СБ-05

Рисунок 2. Измерительные модули теплосчетчика МКТС (слева направо): М121-И6, М121-И5, М121-К5, М121-К5 с резьбовым подсоединением, М121-К5-У, М021

КТС-Б

ТСП-К

МИДА-ДИ-15-МА

ПД-МКТС-М

Рисунок 3. Встраиваемые преобразователи температуры (слева) и давления для ИМ М121-И6

КТПТР ТСП-Н КТС-Б КТСП ТСП КТСП-0193 КДТС КТСП-Н ТСП-К

МИДА-15

МИДА-ДИ-12П

МИДА-ДИ-13П

ИД

АИР-10

СДВ

ПДТВХ-1

ДДМ-03Т-ДИ

Корунд

ОВЕН ПД-100И

САПФИР-22МР

САПФИР-22МПС

НТ

МТ-101

MBS 3200

MBS 3300

APZ

ПД-МКТС-Т

Рисунок 4. Выносные преобразователи температуры и давления для подключения к ИМ

ПРЭМ US 800 ТЭМ MTK-MTW ВСХ, ВСГ ВСХН, ВСГН Пульсар

ВСКМ 90 СТВХ

Рисунок 5. Преобразователи объема с импульсным выходным сигналом

На рисунках 6, 7, 8 приводятся схемы пломбирования элементов теплосчетчика МКТС. На рисунках с литерой «а» отмечены места пломбирования при поверке, с литерой «б» - при монтаже теплосчётчика.

а)                                              б)

Рисунок 6. Пломбирование измерительных модулей

а)

б)

а)

Рисунок 8. Пломбирование системного блока модификации СБ-05

Рисунок 7. Пломбирование системного блока модификации СБ-04

б)

Табличка c заводским номером расположена на боковой части корпуса системного блока. Внешний вид таблички с заводским номером для системного блока СБ-04 изображен на рисунке 9, для системного блока СБ-05 на рисунке 10. Заводской номер на табличку наносится типографским способом или вручную с помощью несмываемой краски. Знак поверки наносят на свидетельство о поверке.

^[Ц[ ИНТЕЛПРИБ@Р ТЕПЛОСЧЁТЧИК МКТС

Рисунок 10. Внешний вид таблички с заводским номером для системного блока СБ-05

Класс 1 по ГОСТ Р 51649 -230В 50Гц Atmln=2°C IP54 № |              | Сделано в России 20 г.

Рисунок 9. Внешний вид таблички с заводским номером для системного блока СБ-04

Программное обеспечение

Программное обеспечение теплосчетчиков состоит из программного обеспечения измерительных модулей (ИМ) и программного обеспечения системного блока (СБ).

Программное обеспечение ИМ управляет процессами преобразования сигналов датчиков объемного расхода, температуры и давления в значения физических величин и передачи их в системный блок.

Программное обеспечение СБ (СБ-04 и СБ-05) выполняет опрос всех ИМ и обработку полученных данных. СБ производится расчет массового расхода, количества тепловой энергии, сохранение в архиве и индикацию на показывающем устройстве результатов измерений, вычислений и служебной информации, а также обеспечивает поддержку интерфейсов связи теплосчетчика.

Программное обеспечение ИМ и программное обеспечение СБ разделено на метрологически значимую часть и метрологически не значимую часть.

Идентификационные данные программного обеспечения (ПО) теплосчетчиков приведены в таблицах 2 - 4.

Таблица 2 - Идентификационные данные ПО СБ-04

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО СБ-05

Таблица 4 - Идентификационные данные ПО ИМ

Защита ПО системных блоков и измерительных модулей от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» по п. 4.5 Р 50.2.077-2014. Примененные специальные средства защиты в достаточной мере исключают возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимого ПО и измеренных (вычисленных) данных.

Технические характеристики

Таблица 5 - Метрологические характеристики

Окончание таблицы 5

Таблица 6 - Технические характеристики

Окончание таблицы 6

Таблица 7 - Характеристики электромагнитных преобразователей расхода

Знак утверждения типа

наносится на корпус системного блока и титульный лист руководства по эксплуатации и паспорта теплосчетчика способом, принятым на предприятии-изготовителе.

Комплектность

Комплектность теплосчетчиков МКТС приведена в таблице 8.

Таблица 8 - Комплектность теплосчетчиков МКТС

Сведения о методах измерений

приведены в разделе 4.5 руководства по эксплуатации.

Нормативные документы

ГОСТ Р 51649-2014. Теплосчетчики для водяных систем теплоснабжения. Общие технические условия.

ТУ 4218-001-52560145-2004. Теплосчетчики МКТС. Технические условия.