Назначение
Вычислители расхода природного газа ControlWave GFC (далее - вычислители) предназначены для измерений объемного расхода и количества природного газа, проходящего по 8 трубопроводам, методом переменного перепада давления на стандартном сужающем устройстве (ССУ) с учетом рабочего давления газа в трубопроводе, его температуры и компонентного состава, а так же коррекции - приведения объема природного газа, измеренного счетчиком, к стандартным условиям, с индикацией измеренных и вычисленных значений указанных выше величин на дисплее прибора.
Описание
Вычислители ControlWave GFC в стандартной комплектации с встроенным многопараметрическим преобразователем 3808 (Госреестр № 27759-04) измеряют разность давлений газа на ССУ, рабочее давление в трубопроводе и температуру.
Возможна комплектация вычислителя внешними преобразователями разности давлений, давления и температуры газа как с унифицированным аналоговым выходным сигналом 4-20 мА, так и с цифровым выходом (по протоколам BSAP, HART, MODBUS).
Вычислители расхода природного газа ControlWave GFC могут поставляться и без преобразователей - в их комплектацию может входить от 1 до 4 плат, с 3 входами и 1 выходом аналогового сигнала в диапазонах 1-5 В/4-20 мА каждая.
В вычислителе для измерения температуры газа предусмотрено использование термометра сопротивления типа Pt 100 (W100=1,3850) класса А или В по ГОСТ 6651-2009, подключаемого по 3-хпроводной схеме.
Вариант исполнения определяется картой заказа вычислителя.
Наличие у вычислителя 2 дискретных входов, 2 счетных входов и 2 дискретных выходов позволяет его использовать для режима коррекции объема газа, формировать команды управления технологическим оборудованием трубопровода и обрабатывать дополнительные параметры технологического процесса поставки газа.
Расчет коэффициента сжимаемости природного газа проводится по модифицированному методу NX19 либо по модифицированному уравнению состояния GERG-91 в соответствии с ГОСТ 30319.2-96.
Вычислители имеют три коммуникационных порта: два RS-232 и один RS-485 для подключения внешних преобразователей и приборов.
Вычислители обладают широкими программными возможностями, в том числе для ведения протоколов измерений и архивирования данных, имеют различные варианты подключения в сеть, в том числе под управлением SCADA-программ. Программное конфигурирование и настройка, одновременная индикация измеренных, условно-постоянных и рассчитанных параметров вычислителей осуществляются с помощью программного обеспечения подсоединяемого компьютера типа IBM PC, выполненного в стандартах программирования открытых систем (МЭК 61131-3), имеется обширная библиотека программ
для решения задач измерений, управления, расчетов и архивирования данных. В вычислителе выполняется самодиагностика функционирования, ведение журналов событий, при наступлении аварийных ситуаций данные процесса запоминаются в памяти вычислителя и при возобновлении нормальной работы сохраняются в журналах и архивах.
Вычислитель снабжен 4-строчным жидкокристаллическим дисплеем, а также 2-х или 25-и клавишной клавиатурой. Клавиатура позволяет проводить конфигурирование и все предусмотренные виды работ без применения ПК.
Рисунок 1 - Фото общего вида вычислителей природного газа ControlWave GFC
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) вычислителей состоит из 2 частей - встроенного программного обеспечения (ВПО) и внешнего, устанавливаемого на персональный компьютер, идентификационные данные которого описаны в таблице 1.
ВПО является метрологически значимой частью ПО, оно устанавливается в энергонезависимую память вычислителей в производственном цикле на заводе-изготовителе; в процессе эксплуатации доступ к ВПО отсутствует (уровень защиты «А» - по МИ 3286-2010). Метрологические характеристики измерительных каналов нормированы с учетом ВПО. аттестованного в соответствии с МИ 2955-2005 (сертификат 06.0001.0224).
Внешнее программное обеспечение состоит из пакета программ OpenBSI Tools или BSI Config, а также пакета WebGFC_Ru для OpenBSI или BSI Config утилит. Программное обеспечение WebGFC_Ru поставляется в виде инсталляционного файла webbsi_gfc.exe, обеспечивающего установку дополнительных объектов ActiveX, набора конфигурационных файлов и *.htm страниц (Web страниц) для работы с вычислителем расхода газа ControlWave GFC.
ПО WebGFC_Ru содержит инструментальные средства для работы с вычислителями и позволяет выполнять настройку и калибровку измерительных каналов (ИК), отображение и обработку текущих и ретроспективных расчетных параметров по одному измерительному трубопроводу (ИТ).
ПО верхнего уровня, указанное в таблице 1, обеспечивает ограничение прав доступа к настроечным параметрам и измерительной информации с помощью паролей в соответствии с заданными правами пользователя. Вход в систему возможен с тремя уровнями доступа:
- администратор (полный доступ) - имя пользователя: SYSTEM;
- инженер (полный доступ, за исключением режима диагностики вычислителя расхода газа) - имя пользователя: ENGINEER;
- оператор (подключение к прибору, изменение параметров, запрещено конфигурирование вычислителя расхода газа) - имя пользователя: OPERATOR.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения вычислителей
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии | Цифровой идентификатор ПО | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора |
| ВПО для версии вычислителя: файл gfc.pro | Вычислитель расхода газа ControlWave GFC | 1.1 и выше | 16-байтовый параметр PROGREV, защищенный CRC-суммой и внутренними ключами системного ПО; значение параметра -текущая версия ВПО | CRC-сумма, вычисляемая системным ПО автоматически |
| Программное обеспечение OpenBSI.exe BSIConfig.exe | OpenBSI Tools BSI Config | 5.х и выше | Номер версии | не используется |
| Наборы Web страниц: WebGFC_Ru.exe | WebGFC_Ru | 1.1 и выше | Номер версии (номер версии в соответствии c версией ВПО) | не используется |
Защищённость вычислителя природного газа и его ПО от несанкционированного
доступа обеспечивается следующими средствами физической и информационной защиты:
- порт, по которому может осуществляться загрузка ВПО, не выведен на корпус комплекса;
- корпус вычислителя природного газа при выпуске из производства пломбируются либо защищается пломбами-наклейками;
- корпус вычислителя природного газа имеет возможность для установки дополнительной пломбы со стороны эксплуатирующей организации;
- на случай срыва пломбы и несанкционированного подключения вычислителю природного газа дополнительно предусмотрена защита паролем;
- вычислитель природного газа располагается в помещении с ограниченным доступом;
- дистрибутив ПО хранится у ответственного лица в запечатанном конверте и защищён паролем;
- приём и передача информационных и управляющих пакетов выполняется по специализированному протоколу обмена с проверкой формата сообщений; сообщения, не проходящие контроль, не принимаются.
Уровень защиты внешнего программного обеспечения вычислителей от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «С» в соответствии с МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Вычислители осуществляют расчет расхода или коррекцию объема природного газа со следующими параметрами:
диапазон изменения температуры газа от минус 20 до плюс 50 °С;
перенастраиваемые диапазоны рабочего давления от 0 до 27,6 МПа;
перенастраиваемые диапазоны разности давлений от 0 до 172,4 кПа (разность давлений не измеряется в режиме коррекции объема газа).
Метрологические характеристики вычислителей расхода газа ControlWave GFC приведены в таблице 2 и 3.
Таблица 2 - Основные метрологические характеристики вычислителей расхода газа ControlWave GFC
| Измеряемая величина | Пределы допускаемой основной погрешности (при 20 °С) | Характеристики погрешности в диапазоне температур от -40 до+70 °С | Примечание |
| Разность давлений (верхние значения диапазонов)*: 24,9; 37,4; 74,7; 172,4 кПа | Max (±0,075 % ВПИ; ±0,015 % ВПШ) ** | Пределы допускаемой дополнит. погрешности ±0,21 % ВПШ | Разность давлений не измеряется в режиме коррекции объема газа |
| Рабочее (избыт.) давление (верхние значения диапазонов) *: 3,4; 6,9; 13,8; 27,6 МПа | Max (±0,075% ВПИ; ±0,015% ВПШ) ** | Пределы допускаемой дополнит. погрешности ±0,21 % ВПШ | |
| Входной сигнал 1 - 5 В 4 - 20 мА | ±0,1 % диапазона | Пределы допускаемой погрешности ±0,2 % диапазона | Иьх.= 1 МОм) (Rn\. 250 Ом) |
| Температура преобразование сигнала термометра сопротивления в вычислителе в температуру преобразование сигнала термометром сопротивления, поставляемым комплектно | ±0,25 °C ±0,7 °C | ±0,01 °С/°С (температурный коэффициент) | (без учета по-греш-ности термометра сопротивления) (с учетом погрешности термометра сопротивления) |
| счет импульсов частотой 0 - 10 кГц (сухой контакт) | ± 1 импульс |
| Выходной сигнал 1 - 5 В 4 - 20 мА | ±0,1 % диапазона | ±0,2 % диапазона преобразования при температурах от -20 до+70 °С ±0,3 % диапазона преобразования при температурах от -40 до+70 °С | |
Примечания:
*) Верхние значения диапазонов измерения давления и разности давлений, коэффициент перенастройки диапазона измерений до 1:20;
**)В зависимости от соотношения калибруемого диапазона измерения (ВПИ) и верхнего предела шкалы (ВПШ) преобразователя.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности канала измерений разности давлений из-за влияния статического давления:
нуля: ±0,1% ВПШ на каждые 7,0 МПа;
диапазона: ±0,1 % ВПШ на каждые 7,0 МПа.
Пределы допускаемой относительной погрешности вычислений объемного расхода газа, объема газа и энергосодержания по ГОСТ 30319.2, ГОСТ 8.586 ±0,05%.
Таблица 3 - Основные метрологические характеристики вычислителя расхода газа ControlWave GFC
| Режим работы вычислителя | Границы интервала относительной погрешности вычислителей с вероятностью 0,95 |
| в нормальных условиях (20 °С) | в диапазоне температур газа от -20 до+50 °С |
| приведение (коррекции) объема газа к стандартным условиям в стандартной комплектации со встроенными датчиками и с аналоговыми входами* | ±0,35% при изб. давлении газа до 6 МПа; ±0,5% при изб. давлении газа свыше 6 МПа | ±0,65% |
| измерение объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям** - в стандартной комплектации со встроенными датчиками - с аналоговыми входами | ±0,35% ±0,35% | ± 0,8% ± 0,6% |
*) при избыточном давлении свыше 66% ВПИ датчика;
**) при разности давлений в диапазоне от 30% до 100% ВПИ датчика, избыточном давлении свыше 66% ВПИ датчика;
***) диапазоны измерений избыточного давления газа для коммерческих расчетов не более 12 МПа.
Вычислитель имеет маркировку взрывозащиты ExnALIIBT4 X. Рабочие условия применения вычислителей:
температура окружающей среды
дисплей
относительная влажность воздуха
вибрация
Температура хранения и
транспортирования
Напряжение питания
(питание от внешнего источника питания, от батарей, солнечных батарей)
от минус 40 до плюс 70 °С,
от минус 20 °С до плюс 70 °С;
от 0 до 95% без конденсации влаги;
в диапазонах 10-150 Гц с ускорением 2,0g, 150-2000 Гц с ускорением 1,0g.
от минус 40 °С до плюс 70 °С.
4,9...16,0 В постоянного тока
Номинальное значение: 6 В или 12 В, в зависимости от наличия радиомодема, количества входов и выходов
Потребляемый ток, мА
от источника 6 В: 4-6,2 мА
от источника 12 В: 3-5 мА
401x198x229
80х95х65
9,0
(без учета потребления коммуникационных опций и контуров регулирования)
Габаритные размеры, мм, не более корпуса (электронного блока) подсоединяемого многофункционального преобразователя 3808
Масса (с батареями и радио), кг, не более
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист паспорта вычислителя и руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки входят:
- вычислитель расхода газа ControlWave GFC;
- руководство по эксплуатации;
- методика поверки;
- паспорт;
- компакт-диск с программным обеспечением.
Поверка
осуществляется по документу МП 38419-08 «Вычислитель расхода природного газа ControlWave GFC фирмы «Bristol Inc.», США. Методика поверки», утвержденному ФГУП « ВНИИМС» в марте 2008 г.
Перечень основного поверочного оборудования:
- эталонные грузопоршневые манометры;
- термостат и эталонный термометр;
- эталонные калибраторы тока или напряжения с приведенной погрешностью
не хуже 0,02 %;
- магазин сопротивлений МСР-60М (класс точности 0,02).
Сведения о методах измерений
Методы измерений изложены в документе «Вычислитель расхода газа ControlWave GFC. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94
ГОСТ 8.586.5-2005
ГОСТ 30319.2-96
Средства измерения электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 5. Методика выполнения измерений.
Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости.
Рекомендации к применению
- осуществление торговли и товарообменных операций.
