Система коммерческого и технического учета природного газа завод Теплоприбор»
завод Теплоприбор»
Система коммерческого и технического учета природного газа
Заводской номер №______________
1. ИСР "Ультрагаз-11", заводской номер № 001 , Руководство по эксплуатации 20002.839.039.РЭ.
2. ИСР "Ультрагаз-11", заводской номер № 002 , Руководство по эксплуатации 20002.839.039.РЭ.
3. Преобразователь интерфейсов АПС79, заводской номер № 1643 , Паспорт РАЖГ.426477.055 ПС.
4. Преобразователь интерфейсов АПС79, заводской номер № 1554 , Паспорт РАЖГ. 426477.055 ПС.
5. Модем FXA 191 G1, заводской номер №_________ Техническая информация TI 237F/27/ru.
6. Модем FXA 191 G1, заводской номер №_________, Техническая информация TI 237F/27/ru.
7. Контроллер W-8301, заводской номер № O8301R200105IDH00001 , Руководство по аппаратной части REV 4.1.0.01/eng.
8. Контроллер W-8301, заводской номер № O8301R200105IDH00002 , Руководство по аппаратной части REV 4.1.0.01/eng.
Содержание
Содержание | стр. 2 |
Перечень вложенной документации | стр. 4 |
1. Введение | стр. 5 |
2. Назначение | стр. 6 |
3. Состав | стр. |
4. Технические данные | |
5. Принцип действия | |
6. Принцип программирования | |
7. Указания по вводу в эксплуатацию | |
7.1. Порядок установки | |
7.1.1. Порядок доставки к месту эксплуатации | |
7.1.2. Выбор и подготовка места | |
7.1.3. Указания по распаковыванию | |
7.1.4. Указания по удалению упаковочного материала и правила консервации | |
7.1.5. Указания о размещении | |
7.1.6. Указания по сборке и монтажу | |
7.1.7. Описание электрических соединений | |
7.1.8. Указания по обеспечению вентиляции при работе | |
7.1.9. Описание элементов управления | |
7.1.10. Методика проверки правильности монтажа | |
7.2. Подготовка к работе | |
7.3. Проверка работы | |
7.4. Программирование | |
7.5. Загрузка программы | |
7.6. Подключение измеряемого объекта | |
7.7. Запуск | |
7.8. Проверка работы и отладка программы | |
7.9. Опытная эксплуатация | |
7.10. Сдачу в эксплуатацию | |
8. Меры безопасности | |
9. Порядок работы | |
9.1. Расположение органов управления, настройки, подключения и обслуживания | |
9.2. Требования к обслуживанию | |
9.3. Запуск | |
9.4. Применение | |
9.5. Выключение | |
10. Поверка | |
11. Конструкция | |
12. Техническое обслуживание | |
13. Указания по устранению неисправностей | |
14. Правила хранения | |
15. Транспортирование | |
16. Приложения |
Перечень вложенной документации
1. Схема автоматизации – 1 лист
1. 
Введение
Настоящее руководство по эксплуатации (в дальнейшем РЭ) предназначено для ознакомления обслуживающего персонала с устройством, работой и основными техническими характеристиками системы коммерческого и технического учета природного газа (далее система), а также служит руководством по хранению, монтажу, эксплуатации и технике безопасности при проведение монтажных, эксплуатационных и регламентных работ.
К обслуживанию системы допускаются лица, изучившие устройство системы, ее компонентов, правила техники безопасности и требования настоящего РЭ.
При монтаже и эксплуатации системы необходимо дополнительно руководствоваться эксплуатационными документами на компоненты, входящие в состав системы.
Предприятие-изготовитель системы может вносить изменения в конструкцию с целью ее улучшения и усовершенствования, при этом незначительные изменения могут быть не отражены в данном РЭ.
При эксплуатации системы необходимо руководствоваться также следующими документами:
- Настоящим руководством по эксплуатации;
- ИСР "Ультрагаз-11", Руководство по эксплуатации 20002.839.039.РЭ;
- Преобразователь интерфейсов АПС79, Паспорт РАЖГ.426477.055 ПС;
- Модем FXA 191 G1, Техническая информация TI 237F/27/ru;
- Контроллер W-8301, Руководство по аппаратной части REV 4.1.0.01/eng;
- Барьер безопасности 2000Т, Руководство по эксплуатации 2.087.040 РЭ;
- Преобразователь интерфейсов АПС43, Паспорт РАЖГ.426477.077 ПС;
- Эксплуатационная документация на другие используемые компоненты системы.
В РЭ приняты следующие сокращения и обозначения:
АРМ – автоматизированное рабочее место;
ИВК – измерительно вычислительный комплекс;
ПО – программное обеспечение;
ИСР – измерительная система расхода;
ПрК – промышленный контроллер;
2. 
Назначение
Система предназначена для коммерческого измерения расхода; количества и удельного объема теплоты сгорания углеводородных газообразных смесей, определение теплофизических свойств которых производится по ГОСТ 30319.0...3, и приведения измеренного расхода к нормальным условиям согласно ГОСТ 2939, а также для технического мониторинга количества потреблённого природного газа.
Система обеспечивает совместимость с другими автоматизированными системами управления (далее АСУ) типа АСТУП, ERP и т. д. по принципу «клиент-сервер», а также передачу данных по коммерческому учету по модемной связи всем заинтересованным сторонам.
Система предназначена для использования, как вне взрывоопасных так и в взрывоопасных зонах и помещениях. В том случае, когда предъявляются требования по взрывозащищенности к используемому в составе узла учета измерительным компонентам, то должна быть обеспечена врывозащищенность преобразователя расхода, давления и температуры, а сам корректор и вспомогательные компоненты должены быть помещены вне взрывоопасной зоны.
Система позволяет обслуживать до трех трубопроводов, которые могут относиться к одному или двум потребителям. В разных трубопроводах может быть разный состав газа и различные типы датчиков расхода (получается что на одном корректоре мы можем создать разные системы Ультрагаз), температуры, давления и, возможно, плотности и удельной теплоты сгорания. Расход, объем и масса по трубопроводам, относящимся к одному потребителю, суммируются для получения сводных данных по этому потребителю.
Система является информационно-вычислительной и предназначена для применения в металлургии, машиностроении, энергетике и других отраслях промышленности, для обеспечения взаимных расчетов между потребителем и поставщиком газа.
Основные функции системы:
- коммерческий учет потребленного природного газа;
- технический мониторинг текущих значений (расход, давление, температура) природного газа;
- передача информации о параметрах потребленного природного газа, а также его текущих значений на АРМ системы.
 |
Система обеспечивает на АРМ учет следующих параметров:
- значение объемного расхода, давления и температуры при рабочих условиях по каждому трубопроводу с интервалом 60 секунд;
- значение объемного расхода при стандартных условиях по каждому трубопроводу и суммарно по потребителю, а также за каждый час, сутки, декаду, месяц;
- массу газа по каждому трубопроводу и суммарно по потребителю нарастающим итогом, а также за каждый час, сутки, месяц;
- средневзвешенную удельную объемную теплоту сгорания газа транспортируемого по каждому трубопроводу нарастающим итогом, а также за каждые сутки, декаду, месяц;
- объем газа сверх среднесуточной нормы поставки (при стандартных условиях) по каждому потребителю нарастающим итогом, а также за каждые сутки, декаду, месяц;
- сверхлимитный объем газа при стандартных условиях по каждому потребителю (полученный за счет сверхлимитного расхода) нарастающим итогом, а также за каждый час, сутки, декаду, месяц
- среднечасовые и среднесуточные температуру и давление в каждом трубопроводе.
(уточнить у Олега что учитывается на АРМ)
3. Состав
Система состоит из следующих основных компонентов:
- ИСР «Ультрагаз» (в зависимости от исполнения системы ИСР «Ультрагаз-11», ИСР «Устрагаз-12», ИСР «Ультрага-22», ИСР «Устрагаз-32»)
- коммуникационный контроллер на базе ПрК;
и вспомогательных компонентов:
- преобразователь интерфейса АПС79 (только для систем с ИСР «Ультрагаз-11»);
- HART-модем FXA191;
- АРМ на базе ПО «Эком-3000».
ИСР «Ультрагаз» состоит из следующих основных компонентов (средств измерений):
- ультразвуковой преобразователь расхода (в зависимости от исполнения Q. Sonic-4, Q. Sonic-5, Altsonic-IV, Flowsic-600);
- преобразователь давления абсолютный (в зависимости от исполнения EJA310A или EJA430A);
- преобразователь температуры типа ТСП или ТСМ;
- корректор (в зависимости от исполнения СПГ761 или ПрК);
и вспомогательных компонентов (технических средств):
- преобразователь интерфейса АПС43 (только для ИСР «Ультрагаз-11»);
- принтер типа EPSON LX-300 с интерфейсом CENTRONICS;
- блоки питания 12В и 24В (типы определяются проектной документацией);
- HART-модем FXA191 (только для ИСР «Ультрагаз-12, 22, 32»);
- барьер искрозащиты 2000Т (при эксплуатации системы в взрывоопасных зонах и помещениях)
4. 
Технические данные
№ п/п | Наименование | Значение |
1 | Диапазон измерения количества природного газа (при давление от 0,1 до 20 МПа), для систем с Dу ИСР «Ультрагаз», м3/ч: - Dу= 100 мм - Dу = 200 мм - Dу = 300 мм - Dу = 400 мм - Dу = 500 мм - Dу = 600 мм - Dу = 700 мм - Dу = 900 мм - Dу = 1000 мм | |
от 20 до 800 от 01.01.01 от 01.01.01 от 01.01.010 от 135 до 19000 от 160 до 28000 от 195 до 39500 от 325 до 65000 от 400 до 80000 | ||
2 | Предел относительной погрешности для системы с ИСР, %: - Ультрагаз – 11, 12, 22 - Ультрагаз – 32 | |
0,6 1,2 | ||
3 | Количество входных сигналов для системы с ИСР, шт: - Ультрагаз-11 - силы постоянного тока - 0...5 mА* - 0…20 mА* - 4…20 mА* - числоимпульсных (частотных) - сопротивления | |
до 8 до 8 до 16 до 11 до 7 | ||
- Ультрагаз-12, 22, 32 - силы постоянного тока 4…20 mА - числоимпульсных (частотных) - сопротивления | до 8 до 8 до 4 | |
3 | Параметры питающей среды переменного тока: - напряжение, В - частота, Гц | |
220 ±22 50 ±1 | ||
4 | Параметры питающей среды постоянного тока, В | от 12 до 24 |
5 | Потребляемая мощность, В·А | В соответствии с документацией на составные части |
6 | Условия эксплуатации: - температура, ºС - влажность, % | от минус 40 до 60 до 95 |
7 | Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
8 | Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 20000 |
* Из 16 сигналов силы тока, 8 выбираются в зависимости от типов датчиков на корректоре ИСР «Ультрагаз-11»
Критерии устойчивости и прочности к воздействию внешних факторов (температуры, влажности окружающего воздуха, атмосферного давления) компонентов системы - согласно эксплуатационной документации на эти приборы.
Габаритные, установочные размеры и массу компонентов, входящих в состав системы - согласно эксплуатационной документации на эти приборы.
Частота формирование архивов текущих значений (расход, давление, температура) природного газа - одна минута.
Связь между коммуникационным контроллером и АРМ по интерфейсу Ethernet.
5. Принцип действия
Система предназначена для круглосуточного функционирования и построена на базе ИСР «Ультрагаз» и ПрК. ИСР «Ультрагаз» является системой коммерческого учета, а ПрК выполняет функцию сервера и обеспечивает технический мониторинг количества потреблённого природного газа, совместимость с другими автоматизированными системами управления (далее АСУ) типа АСТУП, ERP и т. д. по принципу «клиент-сервер», а также передачу данных по модемной связи.
Рисунок.1 Функциональная структура Системы
При установки системы в условиях взрывоопасных зон и помещений линии связи до преобразователей расхода и давления выполняеться через барьер искрозащиты 2000Т.
ИСР «Ультрагаз» состоит из превичных преоразователей расхода, давления и температуры и коректора. Информация от первичных преобразователей на корректор передаётся ввиде аналоговых сигналов:
- от преобразователя расхода – числоимпульсный сигнал (для ИСР «Ультрага-11»» или цифровой по RS485 (для ИСР «Ультрага-12, 22, 32»);
- от преобразователя давления – сигнал постоянного тока 4-20 mA (для ИСР «Ультрагаз-11» или цифровой по HART (для ИСР «Ультрага-12, 22, 32»);
- от преобразователя температуры – сигнал сопротивления электрическому току (для всех исполнений ИСР «Ультрагаз»).
Сигналы постоянного тока и сопротивления принимаются корректором, подвергаются аналогоцифровому преобразованию, а по числоимпульсному сигналу ведется подсчет количества поступащих импульсов.
Далее осуществляется обработка полученных данных и приведение объемного расхода и количества к стандартный условиям по ГОСТ 2939 в соотвествии с СТО ГАЗПРОМ 2.5.
Приведеные к стандартным условиям значения расхода сохраняются в памяти ИСР «Ультрагаз» и автоматически передаются на ПрК по интерфейсу RS485, где формируются в пакеты данных и по Ethernet линии по запросу передаются на АРМ.
6. 
Принцип программирования
6.1. Структура программного обеспечения системы.
Структура программного обеспечения системы, а также взаимодействие ее отдельных модулей приведено на рисунке 2.
Рисунок.2 Структура программного обеспечения системы
В основе программного обеспечения лежит ядро – главный управляющий модуль автоматизированной системы на базе контроллера Wincon-8000, распределяющий ресурсы, отвечающий за запуск и остановку остальных программных модулей. Ядро работает с файлами конфигурации и буферами архивных данных.
Для работы с внешними устройствами в составе системы существуют драйвера шин Modbus и Hart, драйвера для связи с контроллерами «Каскад-Э», корректорами «Логика», встроенных плат аналогового и цифрового ввода/вывода.
Взаимодействие с оператором системы может осуществляться через ввод информации с клавиатуры и ее отображение на дисплее, для чего в составе системы есть соответствующий драйвер. Вывод информации на принтер для печати отчетов осуществляется через драйвер принтера.
Конфигурация расчета расхода производится через программу конфигуратор, которая запускается на АРМ. Сам расчет расхода или его коррекция производится модулем расчета.
Контроллер осуществляет связь с другими контроллерами, рабочими станциями оператора (программой конфигурации, системой ЭКОМ-3000).
6.2. Основные функции частей программного обеспечения.
6.2.1 Ядро системы.
Ядро запускается при старте системы (исполняемый файл находится в автозагрузке). Ядро после загрузки считывает конфигурационные файлы из CF (Compact Flash-памяти) и реестра Windows CE. Файлы содержат полную информацию о текущей конфигурации системы. Из конфигурационных файлов и последних резервных копий данных, ядро формирует общую область памяти для всех модулей, где располагает необходимые для работы системы данные для тегов, входов, расчетов. В ходе работы ядро получает запросы от модулей на запись, чтение, создание и удаление полей данных из этой области.
В зависимости от текущей конфигурации ядро запускает необходимые модули системы с параметрами, определенными в конфигурационном файле. Ядро следит за выполнением модулей, их текущим состоянием (через механизм информационных сообщений и статусы процессов) и при необходимости останавливает или перезапускает их.
Ядро реализовано с максимальной надежностью, заключающейся в безотказности его работы в различных ситуациях (при неработоспособности/отсутствии любых модулей, неверной информации, поступающей от модулей). Ядро обладает всей информацией о составе системы.
6.2.2 Модуль циклического сбора данных с устройств нижнего уровня.
Задача модуля – организация сбора данных с устройств нижнего уровня (датчиков или контроллеров). При инициализации модуля он сам определяет какой контроллер или устройство подключено к порту ПЛК, динамически загружает соответствующий драйвер и в дальнейшем до следующей переинициализации работает с ним. Во время инициализации модуль производит запуск всех функции сканирования устройств, всех драйверов, какие указаны в конфигурационном файле модуля, и использует библиотеку, соответствующую устройству, которое ответило на первичный запрос модуля. Также запускается драйвер для работы со встроенными модулями. При обнаружении модулей, они также включаются в список опрашиваемых устройств. По мере обнаружения устройств формируется список опрашиваемых тегов,
который заносится вместе со всей информацией во внутреннюю структуру опрашиваемых файлов. После инициализации и детектирования устройств ядро запускает процесс сбора данных. Полученные данные, после завершения очередного чикла обмена и обновляются во внутренней памяти контроллера, где и хранятся совместно с названиями тегов, статусом данных, типом и всеми остальными атрибутами. Управление модулем сбора, осуществляется из ядра.
6.2.3 Вычислительный модуль.
Задача модуля – вычисление значений расхода, скорректированного расхода, калорийности, массового расхода, по заданным параметрам трубопровода, свойств газа.
Необходимые данные запрашиваются ядром системы из модуля сбора. Вычисленные значения, сравниваются с предельными, интегрируются и сохраняются в буфер архивных данных. Модуль запускается ядром на однократное вычисление всех значений расхода по всем трубопроводам.
6.2.4 Модуль предоставления данных для АРМ.
Ядро системы использует модуль коммуникации для предоставления данных АРМ. Модуль представляет из себя http-сервер, использующих протокол взаимодействия CRQ 5.65. Задача модуля отвечать на запросы клиентов по запросу данных об информации о системе, подключенных устройствах, информации о каналах, мгновенных и архивных данных, нештатных ситуациях.
6.2.5 Модуль формирования отчетов, вывода данных на принтер.
Задача модуля – в зависимости от полученного сигнала с клавиатуры от оператора или автоматически через заданный промежуток времени, формировать отчет за необходимый период времени и выводить его либо в файл, либо на принтер. Параметры запуска модуля задаются с клавиатуры. Ядро запускает модуль на выполнение с полученными параметрами.
6.2.6 Модуль связи c контроллером «Логика».
Модуль, осуществляет поиск контроллеров СПГ-761 через адаптер АПС-79, запрос архивных и мгновенных данных, информации о системных событиях и нештатных ситуациях. Считанные данные через драйвер связи по интерфейсу EtherNet, передаются клиенту.
6.3. Методы и средства разработки программного обеспечения.
Для разработки программного обеспечения контроллера использована среда Embedded Visual C++ 4.0.1610.0 для операционной системы Windows CE, с использованием платформы WinconSDK 2.4.1.0. Все модули скомпилированы под процессор ARMv4.
6.3.1. Операционная система.
Контроллеры Wincon работают под управлением операционной системы Windows CE версии EN EGU. Windows CE это вариант операционной системы Microsoft Windows для встраиваемых систем. Windows CE не является «урезанной» версией Windows для настольных ПК и основана на совершенно другом ядре. Поддерживаются архитектуры x86, MIPS, ARM. Windows CE оптимизирована для устройств, имеющих минимальный объём памяти: ядро Windows CE может работать в менее чем 1 Мб памяти. Windows CE соответствует определению операционной системы реального времени.
6.3.2. Сведения о форме представления программного обеспечения.
Программное обеспечение поставляется на карте памяти Compact Flash. Оно состоит из исполняемого файла и набора библиотек (dll). Исполняемый файл – ядро прописывается в автозапуск операционной системы. В системе не используется программного обеспечения стороннего производителя.
