Назначение
Теплосчетчики ТСМ (далее - теплосчетчики) предназначены для измерений количества теплоты (тепловой энергии).
Описание
Теплосчетчики являются многоканальными, ориентированными на обслуживание систем и групп систем теплоснабжения. В теплосчетчиках реализованы функции измерений, индикации и регистрации технологических параметров (расхода, температуры и давления) систем теплоснабжения и горячего водоснабжения. Вывод измерительной информации осуществляется на ЖКИ переносного устройства съема, хранения, записи измерительной информации или дисплей компьютера.
Принцип действия расходомерного канала теплосчетчиков основан на зависимости ЭДС, возникающей в электропроводящей жидкости, движущейся в магнитном поле, от средней скорости жидкости и, тем самым, от объемного расхода.
Принцип действия измерительных каналов температуры и давления теплосчетчиков основан на преобразовании выходных сигналов преобразователей температуры и давления, установленных в трубопроводах, в значения измеренной физической величины.
Измеренные значения параметров теплоносителя в трубопроводе используются в дальнейшем для определения потребленного (отпущенного) количества теплоты (тепловой энергии) и количества теплоносителя.
Конфигурирование измерительных каналов тепловой энергии (схем учета) в пределах аппаратных возможностей теплосчетчика осуществляется программно.
В состав теплосчетчиков входят:
- измерительно-вычислительный преобразователь (ТСМ-ИВП), совмещенный с первичным (индукционным) преобразователем расхода (ППР) (Рис.1.а) - 1 шт,
- расходомер с частотным или импульсным выходом - до 1 шт;
- комплект термопреобразователей сопротивления (КТС) - 1шт. и термопреобразователь сопротивления (ТС) - 1 шт;
- измерительные преобразователи давления (ДИД) - до 2 шт.;
- индикатор-регистратор ТСМ-И (Рис.1.б) - до 1 шт.
ТСМ - ИВП
ППР
а)
ТСМ - И
б)
Рис. 1. Теплосчетчик ТСМ
ТСМ-ИВП передают измеренные и вычисленные значения с помощью одного из последовательных портов RS-485 или RS-232 в индикатор-регистратор ТСМ-И или в компьютер.
К индикатору-регистратору ТСМ-И возможно подключение от шести до шестнадцати теплосчетчиков в зависимости от модификации.
ТСМ-ИВП имеют возможность передачи данных в индикатор-регистратор ТСМ-И по беспроводному каналу ZigBEE
ТСМ-И имеет два независимых последовательных порта RS-485, один из которых предназначен для обмена данными с ТСМ-ИВП, а другой - для связи с компьютером.
ТСМ-И имеет возможность обмена данными с ПК с помощью Ethernet, а также записи архива на USB-Flash.
ТСМ-И имеет возможность передачи данных по GSM каналу.
Теплосчетчики осуществляют:
прямые измерения:
- текущего значения объемного расхода [м3/ч] теплоносителя в трубопроводах, на которых установлены ППР или расходомеры с частотным или импульсным выходом;
- текущих значений температуры теплоносителя [оС] в трубопроводах, на которых установлены преобразователи температуры;
- текущих значений избыточного давления [МПа] в трубопроводах, на которых установлены преобразователи давления;
косвенные измерения:
- массового расхода [т/ч] теплоносителя в трубопроводах;
- текущих значений разности температур теплоносителя [оС] в подающем и обратном (трубопроводе холодного водоснабжения) трубопроводах;
- количества теплоты в измерительном канале [Дж];
вычисление:
- суммарного с нарастающим итогом значения потребленного (отпущенного) количества теплоты [ГДж], [МВт^ч] и [Гкал];
- суммарных с нарастающим итогом значений объема [м3] и массы [т] теплоносителя, протекающего по трубопроводам;
- времени работы при поданном напряжении питания [ч];
- времени работы без остановки счета с нарастающим итогом (наработки) [ч];
- времени работы в зоне ошибок [ч];
с охранение в энергонезависимой памяти:
- потребленного (отпущенного) количества теплоты (тепловой энергии) за каждые час, сутки, месяц;
- массы и объема теплоносителя, протекшего за каждый час по трубопроводам;
- среднечасовых и среднесуточных значений температур теплоносителя в трубопроводах;
- среднечасовых и среднесуточных значений измеряемых (или программируемых) давлений в трубопроводах;
- времени наработки [ч] за каждый час, сутки;
- информации о возникающих ошибках в своей работе и в работе сети теплоснабжения за каждый час, сутки;
- времени работы в ошибках [ч] за каждый час, сутки;
индикацию (при подключении ТСМ-И или ПК):
- текущего значения объемного расхода [м3/ч] и массового расхода [т/ч] теплоносителя в трубопроводах;
- текущих значений температуры теплоносителя [оС] в трубопроводах;
- текущих значений разности температур теплоносителя [оС] в подающем и обратном трубопроводах;
- текущих значений избыточного давления [МПа] в трубопроводах;
- текущего времени (с указанием часов, минут, секунд) и даты (с указанием числа, месяца, года);
- суммарного с нарастающим итогом значения потребленного (отпущенного) количества теплоты [Гкал], [МВт^ч ] и [ГДж];
- суммарных с нарастающим итогом значений объема [м3] и массы [т] теплоносителя, протекающего по трубопроводам;
- времени работы при поданном напряжении питания [ч];
- времени работы без остановки счета с нарастающим итогом (наработки) [ч];
- времени работы в зоне ошибок [ч];
- архива данных;
преобразование:
- измеренных и вычисленных значений в последовательный цифровой код (RS-485);
- объемного расхода (объема) в частотный (импульсный) выходной сигнал.
Типы ТС, расходомеров и ДИД, применяемых в составе теплосчетчиков, указаны в таблицах 1, 2, 3.
Таблица 1. Типы термопреобразователей сопротивления и комплектов термопреобразователей сопротивления, применяемых в составе теплосчетчиков.
| Наименование и условное обозначение | Номер по Госреестру СИ | Наименование и условное обозначение | Номер по Госреестру СИ |
| ТСП - Н | 38959-08 | ТСПТ | 36766-09 |
| КТСП-Н | 38878-08 | КТС-Б | 43096-09 |
| ТПТ-1 | 46155-10 | ТС-Б-Р | 43287-09 |
| ТЭСМА | 52981-13 | ТЭСМА-К | 52980-13 |
Таблица 2. Типы расходомеров, применяемых в составе теплосчетчиков.
| Типы расходомеров | Номер в Госреестре | Типы расходомеров | Номер в Госреестре |
| РСМ-05 | 48755-11 | УРСВ «ВЗЛЕТ МР» | 28363-04 |
| СВ | 39202-08 | UFM500 | 29975-09 |
| МЕТЕР ВК | 39016-08 | ТЭМ211, ТЭМ212 | 24357-08 |
| МЕТЕР ВТ | 39017-08 | УРЖ2К | 19094-10 |
| ВЭПС | 14646-05 | ВСХНд | 26164-03 |
| ULTRAFLOW | 20308-04 | ВСТН | 26405-04 |
| ET | 48241-11 | | |
Таблица 3. Типы измерительных преобразователей давления, применяемых в составе теплосчетчиков.
| Наименование и условное обозначение | Номер в Госреестре | Наименование и условное обозначение | Номер в Госреестре |
| ИД | 26818-09 | КОРУНД ДИ | 14446-09 |
| ПД-Р | 40260-11 | МИДА ДИ | 17636-06 |
| БД | 38413-08 | | |
Термопреобразователи сопротивления, входящие в состав теплосчетчиков, имеют номинальную статическую характеристику Pt’100 или Pt100 по ГОСТ 6651 и подключаются по четырехпроводной схеме. По отдельному заказу возможно комплектование теплосчетчиков термопреобразователями сопротивления с номинальной статической характеристикой Pt’500 или Pt500.
Результаты измерений, расчетов и преобразований выводятся на ЖКИ индикатора-регистратора ТСМ-И или монитор ПК при установленной программе TSMwin.exe.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) ТСМ-ИВП, необходимое для реализации заявленных функций, записывается в память микроконтроллера на заводе-изготовителе.
Основными задачами ПО являются:
- организация опроса и первичная обработка сигналов датчиков аналоговых величин (ППР, ТС, ДИД);
- обеспечение измерения интервалов времени, а также частоты и количества импульсов, поступающих на частотные и импульсные входы;
- преобразование сигналов в значения физических величин в соответствии с номинальными статическими характеристиками, настроечными параметрами и данными калибровки;
- вычисление массы, объема и энергии за интервал времени и формирование архива;
- формирование выходных цифровых (RS-232/RS-485) сигналов;
- анализ измеренных значений, регистрация и индикация ошибок и нештатных ситуаций;
- организация обмена данными с ТСМ-И.
Программное обеспечение ТСМ-И записывается в память микроконтроллера на заводе-изготовителе и обеспечивает:
- организацию обмена данными с ТСМ-ИВП;
- реализацию пользовательского интерфейса в режимах «Рабочий», «Настройки», «Конфигурация», «Поверка», «Калибровка». (Доступ к режимам «Настройки», «Конфигурация», «Поверка», «Калибровка» ограничен);
- архивирование результатов измерений в энергонезависимой памяти;
- организацию обмена данными с ПК или другими устройствами.
Идентификация внутреннего ПО теплосчетчика при поверке осуществляется с помощью интерфейса пользователя - в режиме «Расширенный рабочий» на ЖКИ ТСМ-И индицируется номер версии (идентификационный номер) и контрольная сумма программного обеспечения.
Идентификационные данные программного обеспечения (ПО) теплосчетчиков приве-
дены в таблице 4.
Таблица 4.
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора |
| Микропрограмма ТСМ-ИВП | TSM.hex | vl.03 | f27c80d2 | CRC32 |
| Микропрограмма ТСМ-И | TSMI.hex | vl.37 | 5ef7dc56 | CRC32 |
| Программа для ПК | TSMwin.exe | 1.27 | 7f7dd193 | CRC32 |
В теплосчетчиках предусмотрена защита программного обеспечения от несанкционированного вмешательства. Схемы пломбировки указаны на рис. 2.
Уровень защиты ПО СИ от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С», согласно МИ 3286-2010.
Программное обеспечение, необходимое для вывода накопленных данных на монитор ПК, поставляется в комплекте с теплосчетчиком.
а)
б)
Рис 2. Схемы пломбировки
а) ТСМ-ИВП, б) ТСМ-И
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики теплосчетчика приведены в таблицах 5 и 6.
Таблица 5
| Теплоноситель | Вода по СНиП 2.04.07-86 |
| Рабочее давление, не более, МПа | 1,6 (2,5 по заказу) |
| Диапазон измерений расхода теплоносителя, м3/ч | определяется Ду ППР (см. табл. 6) и типом расходомера (см. табл. 2) |
| Диапазон измерений температуры, °С | от -50 до +150 |
| Диапазон измерений разности температур теплоносителя, °С | от 2 до 150 |
| Диапазон значений температур, устанавливаемых в памяти | |
| вычислителя как константа, °С | от 0 до 50 |
| Диапазоны входных аналоговых сигналов, пропорциональных значению избыточного давления, мА | от 4 до 20; от 0 до 5; от 0 до 20 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения количества теплоты по ГОСТ Р 51649-2000, %: для класса В (серийное исполнение) для класса С (по заказу потребителя) | ±(3+4-Atn /At+0,02-G в/ G) ±(2+4-А1н /At+0,01- Gв/ G) |
| Пределы допускаемой погрешности преобразования объёмного расхода (объема) в массовый (массу),% | ±0,05 |
| Максимальная частота выходного сигнала, соответствующая G в, Гц | 10 000 |
| Пределы допускаемой погрешности измерения частотных сигналов расходомеров, % | ±0,05 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении объемного расхода (объема) теплоносителя в каналах с ППР: для приборов класса В для приборов класса С | ±(1,5+0,01- G в/G) ±(0,8+0,004- G в/ G ) |
| Весовой коэффициент импульса К, л/имп, для преобразователей расхода с импульсным выходом | от 10-2 до 103 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности канала измерений температуры (без учета погрешности термопреобразователя), °С | ±0,05 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения разности температур, °С | ±(0,03+0,001-At) |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности канала измерения давления (без учета погрешности датчиков избыточного давления), % | ±0,1 |
| Пределы допускаемой погрешности преобразования расхода (объёма) в частотный (импульсный) сигнал, % | ±0,1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерения интервалов времени, % | ±0,01 |
| Условия эксплуатации: Температура окружающей среды, °С Относительная влажность воздуха при температуре до +30 °С | от +5 до +50 до 95 % |
| Электропитание от сети переменного тока: напряжение, В частота, Гц | от 187 до 242 (от 30,6 до 39,6) от 49 до 51 |
| Потребляемая мощность, В •А, не более: ТСМ - И ТСМ-ИВП | 9 10 |
| Габаритные размеры ТСМ-И, мм, не более ТСМ-ИВП, мм, не более | 182x180x90 135x95x80 |
| Масса кг, не более: ТСМ-И ТСМ-ИВП | 2,0 2,0 |
| Средний срок службы, не менее | 12 лет |
Диапазоны измерений расходов теплоносителя и масса ППР приведены в таблице 6. Таблица 6
| Диаметр условного прохода ППР, Ду, мм | Диапазоны измерений расходов | Масса ППР, кг (не более) |
| Наименьший расход, Gн, м3/ч | Наибольший расход, Gв, м3/ч | Исполнение ПРП | Исполнение ПРПМ | Исполнение ПРПН/Р | Исполнение ПРПН |
| 15 | 0,015 | 6,0 | _ | 3 | 2 | _ |
| 20 | 0,015 | 6,0 | _ | _ | 2,6 | _ |
| 25 | 0,04 (0,016) | 16,0 | 4,5 | 3 | 2,8 | 5,2 |
| 32 | 0,075 (0,03) | 30,0 | 6,5 | 3 | _ | 6,3 |
| 40 | 0,1 (0,04) | 40,0 | 8 | 3 | _ | 8,3 |
| 50 | 0,15 (0,06) | 60,0 | 9 | 3 | _ | 9,5 |
| 80 | 0,4 (0,16) | 160,0 | 14 | _ | _ | 15,5 |
| 100 | 0,75 (0,3) | 300,0 | 21,5 | _ | _ | 23,5 |
| 150 | 1,5 (0,6) | 600,0 | 39 | _ | _ | 43 |
Примечание - в скобках указано значение наименьшего расхода, измерение которого обеспечивается по согласованию при заказе.
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на эксплуатационную документацию и на лицевую панель теплосчетчиков методом офсетной печати или лазерной гравировки.
Комплектность
Комплект поставки теплосчетчиков соответствует таблице 7.
Таблица 7
| Наименование и условное обозначение | Количество, шт. | Примечание |
| Индикатор-регистратор ТСМ-И. | 1 | В соответствии со спецификацией заказа |
| Измерительно-вычислительный преобразователь ТСМ-ИВП в комплекте с ППР | 1 | В соответствии со спецификацией заказа |
| Расходомеры с частотным или импульсным выходом | 1 | В соответствии со спецификацией заказа |
| Комплекты (пары) термопреобразователей сопротивления | 1 | В соответствии со спецификацией заказа |
| Термопреобразователи сопротивления | 1 |
| Теплосчетчик ТСМ. Руководство по эксплуатации | 1 | |
| Теплосчетчик ТСМ. Паспорт | 1 | |
| Индикатор-регистратор ТСМ-И. Руководство по эксплуатации | 1 | |
| Теплосчетчик ТСМ. Методика поверки | 1 | В соответствии со спецификацией заказа |
| Программа вывода измеренных значений TSMWo | 1 | |
Поверка
осуществляется по документу ЭС 99556332.005.000 МП «ГСИ. Теплосчетчики ТСМ. Методика
поверки», утвержденному ГЦИ СИ ОАО «НИИТеплоприбор» от 3 сентября 2012 г.
Основные средства поверки указаны в таблице 8.
| Наименование | Технические характеристики |
| Установка поверочная для счётчиков жидкости проливная | Диапазон воспроизведения расходов (0.015:200) м3/ч, допускаемая основная относительная погрешность, не более ± 0,25 % |
| Генератор импульсов точной амплитуды Г5-75 | Погрешность установки ±1-10-3Т, где Т - установленный период повторения |
| Частотомер электронно-счетный вычислительный Ч3-64/1 | Относительная погрешность измерения частоты of = ±5-10-7 |
| Мегаомметр Е6-16 | Диапазон измерений от 1 МОм до 10 ГОм, основная погрешность не более ±3,0 % |
| Магазин сопротивлений Р3026/2 | Кл. т. 0,005; диапазон установок от 0,01 Ом до 99 999,99 Ом |
| Калибратор - измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2000 | Диапазон измеряемых и воспроизводимых токов от 0 до 25 мА, основная погрешность воспроизведения тока не более ±1,0 мкА |
Сведения о методах измерений
изложены в ЭС 99556332.005.000 РЭ «Теплосчетчики ТСМ. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
1. ГОСТ Р 51649-2000. «Теплосчетчики для водяных систем теплоснабжения. Общие технические условия».
2. МИ 2412-97 «Государственная система обеспечения единства измерений. Водяные системы теплоснабжения. Уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя».
3. ТУ 4218-005-99556332-2012. « Теплосчетчики ТСМ. Технические условия».
Рекомендации к применению
19096-99
