Руководство по эксплуатации Системы измерительной СДМ (стр. 2 )

Выходное постоянное напряжение устройства сопряжения УСО, питающее КВП, равно (5±0,2) В.

Допускается осуществлять питание КВП от другого источника постоянного тока указанным выше напряжением.

Таблица 4

Ду, мм, ТПРГ	Обозначение типоразмера	Соответствующий типоразмеру номер монтажного комплекта	Примечание
10	ТПРГ 10-9-2 или ТПРГ 10-8-2	Согласно ЛГФИ.407249.002	Типоразмеры ТПРГ выбираются при заказе системы
12	ТПРГ 12-9-2 или ТПРГ 12-8-2	Согласно ЛГФИ.407249.002-01
20	ТПРГ 20-9-2	Согласно ЛГФИ.407249.002-02
32	ТПРГ 32-9-2	Согласно ЛГФИ.407249.002-03

1.5 Устройство и работа системы

1.5.1 Система состоит из отдельных конструктивно законченных частей, представляющих собой отдельные изделия.

Структурная схема системы приведена на рисунке 1.

 

Рисунок 1

Турбинные преобразователи расхода преобразовывают расход топлива в топливной системе в выходной сигнал, изменяющийся по частоте, преобразователи сопротивления преобразовывают температуру топлива в топливопроводах в электрическое сопротивление. Выходная информация с преобразователей через РМ поступает в БСВ. БСВ осуществляет прием и преобразование информации, измерение и расчет параметров, вывод параметров на ЖКИ, в электронный архив, на внешнюю ЭВМ.

Электрическое соединение частей системы осуществляется с помощью жгутов.

1.5.2 Устройство и работа турбинного преобразователя расхода

ТПРГ предназначен для преобразования объемного расхода топлива в частотный электрический сигнал синусоидальной формы.

Принцип действия ТПРГ основан на преобразовании объемного расхода жидкости в угловую скорость вращения турбинки, помещенной в поток жидкости. ТПРГ представляет собой корпус, в проточной части которого на двух опорах из твердого сплава установлена турбинка, а в изолированной от измеряемой среды части корпуса – катушка индуктивности с сердечником из намагниченного материала. Для увеличения чувствительности и расширения диапазона преобразуемых расходов лопасти турбинки выполнены по винтовой линии (геликоидные). В результате взаимодействия лопастей вращающейся турбинки с катушкой индуктивности формируется электрический сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна скорости вращения турбинки.

Внешний вид ТПРГ и его типоразмеры приведены на рисунке 2.

ТПРГ неремонтопригоден в условиях эксплуатации.

 

Рисунок 2 – Внешний вид, габаритные и установочные размеры

Ду 10–32 мм

Тип преобразо-вателя	dy, мм	d, мм	Д, мм	L, мм	C, мм	B, мм	Диапазон расходов Qmin–Qmax, л/с	Мас-са, кг
ТПРГ10-9-2 ТПРГ10-8-2	10	14,5 H11	M20x1,5 –6e	80 h12	81,5±1	34,0	0,03-0,25	0,3 0,35
ТПРГ12-9-2 ТПРГ12-8-2	12	16,5 H11	M24x1,5 –6e	80 h12	85,5±1	38,5	0,05-0,45	0,3 0,4
ТПРГ20-9-2	20	24,5 H11	M33x1,5 –6e	100 h12	94,0±1	45,0	0,16-2,50	0,55
ТПРГ32-9-2	32	37,2 H11	M48x2 –6e	125 h12	110,0±1	60,5	0,40-6,00	1,0

1.5.3 Устройство и работа термопреобразователя сопротивления

Термопреобразователь сопротивления ТСМ9620-00 соответствует ГОСТ 6651-94, имеет номинальную статическую характеристику (НСХ) 50 М, класс допуска В, четырехпроводную схему подключения.

Принцип работы термопреобразователя сопротивления основан на изменении электрического сопротивления медного чувствительного элемента в зависимости от температуры измеряемой среды.

Внешний вид, габаритные размеры ТСМ9620-00 приведены на рисунке 3.

Рисунок 3 – Внешний вид, габаритные размеры

термопреобразователей сопротивления ТСМ9620-00

1.5.4 Устройство и работа блока специализированного вычислителя (БСВ)

1.5.4.1 Схема электрическая функциональная БСВ приведена на рисунке 4.

Частота запроса входной информации микропроцессором – 0,1 Гц (1 раз в 10 секунд).

Преобразователь R-U выполнен на двух операционных усилителях. Измеряемое электрическое сопротивление термопреобразователя запитывается от источника стабилизированного тока, входящего в состав микропроцессора, и подключается ко входам первого операционного усилителя. Выход операционного усилителя подключен к аналоговому порту микропроцессора. На втором операционном усилителе выполнена схема, компенсирующая влияние на результат измерения сопротивления длины соединяющих проводников термопреобразователя.

Усилитель–формирователь сигнала ТПРГ осуществляет усиление малого выходного синусоидального сигнала до необходимой величены и формирует импульсный сигнал без изменения его частоты.

Усилитель сигнала ТПРГ выполнен по дифференциальной схеме, обеспечивающей высокое подавление синфазных помех, что позволяет иметь длину жгута, соединяющего ТПРГ с монтажным распределителем, до 20 м. Усилитель – формирователь сигнала ТПРГ выполнен на операционных усилителях.

Микропроцессор реализован на микросхеме MSP430P325PG (Texas Instruments), имеющей перепрограммируемые аналоговые и цифровые порты. Микропроцессор включает в себя АЦП, стабилизатор тока, которые используются для измерения электрического сопротивления термопреобразователей.

Емкость однократно программируемого микропроцессора составляет 16 кБ, ОЗУ – 512 байт. Максимальная тактовая частота микропроцессора – 3,3 МГц.

Микропроцессор осуществляет прием информации с преобразователей, необходимые вычисления, вывод информации на ЖКИ, в архив.

Электронный архив БСВ представляет собой энергонезависимое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство. Архив выполнен на двух микросхемах 24LC256P1. В архив с помощью программы «teplovoz.exe» записываются исходные данные: плотность топлива при температуре плюс 20 °С (r), масса заправленного топлива Мт, кг, градуировочные коэффициенты и диаметр условного прохода преобразователей расхода ТПРГ.

В архив заносятся значения параметров системы каждые 10 минут работы системы. Максимальное время архивирования выходной информации системы (емкость архива) – 14 дней. Информация из архива выводится на внешнюю ЭВМ с помощью программы «teplovoz.exe».

Микропроцессор осуществляет анализ состояния каналов измерения температуры системы, а также анализ величины напряжения литиевой батареи, вырабатывает коды аварий (ошибок), которые поступают на ЖКИ и в архив.

Часы текущего (реального) времени выполнены на микросхеме DS1307, питание которой осуществляется от встроенной литиевой батареи, т. е. работа часов текущего времени не нарушается при отключении питания БСВ.

Гальваническая развязка цепей интерфейса RS232 осуществляется с помощью оптронных пар светодиод–фототранзистор.

Обмен информацией по каналу RS232 осуществляется с разъема «RS232», расположенного на РМ.

Питание БСВ осуществляется от внешнего источника постоянного тока напряжением от 10 до 34 В. Внутренняя схема питания БСВ содержит элементы, обеспечивающие защиту от перенапряжения (транзистор КТ819А и полупроводниковый самовосстанавливающийся предохранитель MF-R050), от несоблюдения полярности подключения питающего напряжения, а также содержит преобразователь напряжения, вырабатывающий двухполярное напряжение питания «+ 5 В», «– 5 В».

1.5.4.2 Внешний вид и габаритные размеры БСВ представлены на рисунке 5.

Корпус БСВ металлический, состоит из двух частей: основания (1) и крышки (2). Основание и крышка соединяются между собой через резиновую прокладку и скрепляются с помощью винтов. В вырез на крышке устанавливается и закрепляется с помощью клея пластмассовая панель (3) с окном для ЖКИ, кнопками управления и надписями.

Внутри корпуса размещается плата процессора, с установленными на ней ЭРЭ (включая ЖКИ и литиевую батарею). Плата процессора выполнена печатным монтажом. Плата процессора с помощью винтов закрепляется к приливам в основании корпуса. На крышке корпуса БСВ установлен разъем «ЭА», с помощью которого БСВ подключается к РМ. Соединение платы процессора с разъемом «ЭА» осуществляется объемным монтажом.

На основании корпуса, с внутренней стороны, установлен транзистор КТ819А.

1.5.4.3 Алгоритм работы БСВ

БСВ вычисляет параметры:

а) объем топлива Vi, дм3, протекающий в каждом топливопроводе за каждые 10 с по формуле

Vi = [(Nизмi – Nк)×Bк + Vк],

где Nк = 10 f;

Vк = 10 Qк;

Bк, f, Qк – значения параметров градуировочной характеристики ТПРГ
для участка «к», приведенные в его паспорте;

Nизмi – количество импульсов выходного сигнала ТПРГ, подсчитанное
БСВ за 10 с.

б) температуру в канале ti, °С по формуле

ti = C + (KАЦП – В) + А,

где КАЦП – код АЦП измеренного значения сопротивления термопреобразователя
(измерение производится один раз в 10 с);

С, В, А – коды-коэффициенты АЦП, определяемые при калибровке
канала измерения температуры.

в) плотность топлива rti, кг/м3, при измеренной температуре по формуле

rti = r20 ± S×(ti – 20),

где r20 – плотность топлива при температуре плюс 20 °С, вводимая с ЭВМ
при заправке топлива;

ti – измеренная температура в топливопроводе, °С;

S – коэффициент, учитывающий изменение плотности топлива при
изменении температуры

S = 1,8256 – 1,375×r20.

г) массу топлива, протекающего в каждом топливопроводе mi, кг, за каждые 10 с, массу израсходованного топлива, @mi, кг, за каждые 10 с по формулам

mi = Vi × rt ; @m = mi1 - mi2 .

д) массы топлива М1, М2, кг, методом суммирования значений mi1, mi2 за каждые 10 минут по формулам

,

е) массу топлива @Mi, кг, израсходованную за каждые 10 минут по формуле

@Mi = M1 – M2.

ж) остаток топлива Моi, кг, за каждые 10 минут по формуле

Моi = Мт – @Мi,

где Мт - масса заправленного топлива, вводимая при заправке с внешней ЭВМ.

и) средние значения температуры топлива, Тi, °С, в каждом топливопроводе за каждые 10 минут.

Полученные результаты: @Mi, Mоi, Ti1, Ti2, значение плотности rt, коды ошибок Е1, Б (если присутствовали неисправности), «текущее» время и дата записываются в архив (каждые 10 минут).

По желанию оператора, путем нажатия соответствующих кнопок параметры выводятся на ЖКИ БСВ – см. приложение Б.

Из архива БСВ информация выводится на внешнюю ЭВМ с помощью программы «teplovoz.exe» за любой из четырнадцати дней, указанный оператором, с дискретностью записанной в архив информации – через каждые 10 минут.

При выполнении микропроцессором операций по приему и пересылке данных, процесс измерения (вычисления) параметров не прекращается.

При отключении внешнего питания обеспечивается хранение архивной информации, накопленной до момента отключения питания, и работа часов реального времени, но измерение параметров не производится.

1.5.5 Устройство и назначение распределителя монтажного

Распределитель монтажный РМ осуществляет электрическую связь БСВ с преобразователями расхода и сопротивления, с внешней ЭВМ. Через РМ на БСВ подается напряжение питания. Корпус РМ металлический, разборный. Соединение частей корпуса осуществляется через резиновые прокладки с помощью винтов. Преобразователи расхода и сопротивления, ЭВМ, БСВ подключаются к РМ с помощью разъемов. Электрическое соединение внутри РМ выполнено объемным монтажом.

Внешний вид и габаритные размеры РМ представлены на рисунке 6.

1.6 Маркировка и пломбирование

1.6.1 На каждую составную часть, входящую в состав системы, нанесена маркировка.

1.6.2 На пластмассовой панели БСВ нанесены надписи в соответствии с рисунком 7.

 

Рисунок 7

На основании корпуса БСВ нанесены надписи:

– «Блок специализированного вычислителя ЛГФИ.408843.018»;

– номер по системе нумерации завода-изготовителя и год изготовления.

Возле разъема нанесена надпись «ЭА».

1.6.3 На крышке РМ нанесены надписи:

– «Распределитель монтажный»;

– номер по системе нумерации завода-изготовителя;

– «ДР1», «ДР2», «ДТ1», «ДТ2», «Uпит», «RS232» возле соответствующих разъемов.

1.6.4 На корпусе ТПРГ нанесены надписи и обозначения:

– условное обозначение типоразмера;

– номер по системе нумерации завода-изготовителя;

– стрелка, обозначающая направление потока жидкости;

– степень защиты корпуса от проникновения внешних предметов и воды: «IP54»;

– маркировка взрывозащищенности: «ExibIIBT3».

1.6.5 Маркировка термопреобразователя сопротивления выполнена на бирке, прикрепленной к разъему; маркировка термопреобразователя содержит:

– товарный знак предприятия-изготовителя;

– тип термопреобразователя и его класс;

– температурный диапазон;

– номер и год изготовления.

1.6.6 Жгуты «ДР», «ДТ», «ЭА» системы маркированы бирками с соответствующими надписями.

1.6.7 БСВ опломбирован наклейками самоклеящимися с голограммой – товарным знаком завода-изготовителя. Место расположения наклеек указано на рисунке 5.

РМ опломбирован битумной мастикой, место расположения пломбировки указано на рисунке 6.

1.6.8 Маркировка транспортной тары содержит на боковых стенках манипуляционные предупреждающие знаки по ГОСТ .

1.7 Упаковка

Упаковка составных частей системы, монтажного комплекта, эксплуатационной документации для хранения и транспортирования производится следующим образом:

– на штуцеры (фланцы) ТПРГ надеваются заглушки для исключения попадания влаги и пыли во внутреннюю полость преобразователя;

– каждая составная часть отдельно заворачивается в бумагу;

- эксплуатационная документация помещаются в полиэтиленовый чехол, из чехла откачивается воздух, после отверстие чехла заваривается;

- завернутые в бумагу составные части и чехол с документацией помещается в одну или несколько картонных транспортировочных коробок, на дно коробки (коробок), по бокам, сверху укладываются прокладки из гофрированного картона (упаковка должна быть плотной, перемещение предметов в коробке не допускается);

– картонная коробка (коробки) заклеивается;

– на коробку наклеивается упаковочный лист с датой консервации и подписью лица, производившего консервацию.

Для транспортирования коробки укладываются в деревянный транспортировочный ящик.

Маркировка транспортной тары должна содержать на боковых стенках манипуляционные знаки: «ВЕРХ», «ХРУПКОЕ - ОСТОРОЖНО!», «БЕРЕЧЬ ОТ ВЛАГИ».

Свободные места в деревянном ящике заполняются амортизирующим материалом (древесной стружкой, гофрированным картоном), ящик забивается.

Упаковка должна быть плотной. Перемещение предметов в ящике не допускается.

Температура окружающей среды при упаковке должна находиться в пределах плюс (20±5) ºC, относительная влажность воздуха до 80 %.

В помещении, где производится упаковка, не должно быть пыли, паров кислот и щелочей, агрессивных газов.

В течение гарантийного срока потребитель обязан хранить транспортировочную упаковку и тару завода-изготовителя.

2 Использование по назначению

2.1 Эксплуатационные ограничения

К работе с системой допускаются лица, изучившие эксплуатационную документацию на систему.

БСВ системы предназначен для установки вне взрывоопасных зон, в местах наименее подверженных вибрации и удобных для осмотра и обслуживания.

В процессе эксплуатации необходимо учитывать следующие факторы, влияющие на точность измерений и ресурс системы:

– в межсменный период (нерабочий период) полость ТПРГ должна быть заполнена измеряемой средой;

– измеряемая среда должна быть однофазной, не допускается наличие воздуха в измеряемой среде;

– диапазон значений эксплуатационных параметров по давлению, расходу, вязкости, температуре не должен превышать значений, указанных в документах;

– чистота рабочей жидкости (топлива) должна быть не хуже 13 класса по ГОСТ при размере частиц не более 50 мкм;

– длина кабелей, соединяющих преобразователи системы с монтажным распределителем, не должна превышать значений, указанных в п.1.3.20 настоящего документа.

2.2 Меры безопасности

2.2.1 К работе по монтажу, установке, поверке, обслуживанию и эксплуатации системы допускаются лица, имеющие необходимую квалификацию, прошедшие инструктаж по технике безопасности, изучившие эксплутационную документацию на нее.

2.2.2 При монтаже и эксплуатации системы необходимо соблюдать действующие требования по технике безопасности, указанные в ГОСТ12.2.086-83, ГОСТ 12.1.004-85, «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ, главы 7.3, 7.4), а также руководствоваться действующими инструкциями по технике безопасности эксплуатирующей организации (предприятия). Все работы по монтажу и демонтажу необходимо выполнять при отключенном напряжении питания и при отсутствии избыточного давления и топлива в трубопроводах.

2.2.3 Необходимо соблюдать требования по технике безопасности, указанные в ГОСТ 12.1.004-85 «Пожарная безопасность».

2.2.4 По электробезопасности система относится к классу III по
ГОСТ 12.2.007.0-75.

Примечание – Напряжение питания системы не является опасным для жизни человека, поэтому допускается не соединять с корпусом локомотива корпуса БСВ и РМ.

2.3 Монтаж

2.3.1 Работы, связанные с монтажом и демонтажом системы должны выполняться персоналом специализированных (сервисных) организаций.

2.3.2 Место размещения БСВ и преобразователей в топливопроводах объекта устанавливает потребитель в зависимости от типа используемого объекта. При выборе места размещения ТПРГ в топливной системе необходимо учитывать то, что при окончании работы (смены) дизеля ТПРГ должен оставаться под заливом рабочей жидкости (топлива).

2.3.3 Порядок распаковки

Перед распаковкой транспортировочного ящика необходимо проверить его сохранность (отсутствие повреждений).

В зимнее время вскрытие транспортировочного ящика и распаковку системы можно производить после выдержки ее в течение не менее 12 часов в нормальных условиях.

После вскрытия ящика составные части системы освобождают от упаковочного материала, проверяют комплектность согласно паспорту на систему.

Дата ввода системы в эксплуатацию должна быть записана в паспорте на систему.

2.3.4 БСВ закрепляется на стенке в вертикальном положении или устанавливается на щите.

2.3.5 Преобразователи системы: ТПРГ, термоэлектрические преобразователи сопротивления, устанавливаются в измерительные участки топливопроводов согласно рисунку 8. Перед измерительными участками (топливопроводы) необходимо установить фильтр с тонкостью фильтрации топлива не хуже 13 класса по ГОСТ при размере частиц не более 50мкм.

2.3.6 Правила установки и монтажа ТПРГ изложены в паспорте ЛГФИ.407221.027 ПС.

2.3.7 Монтаж электрических цепей системы производят в соответствии со схемой соединений, приведенной на рисунке 9.

2.3.8 Жгуты «ЛП», «ЛМ-9» изготавливает потребитель в соответствии с электрической схемой и указаниями, приведенными в приложении В.

При необходимости иметь длину жгутов «ДТ», «ДР» больше длины поставляемых жгутов (но не более 20 м) потребитель изготавливает жгуты согласно схеме электрической и указаниям, приведенным в приложении, или делает специальный заказ на завод-изготовитель.

2.3.9 После подключения соединительных жгутов к РМ свободные наконечники, соединенные с металлорукавом жгутов, подключают к зажимам корпуса РМ.

2.3.10 Схема электрическая принципиальная РМ приведена в приложении Г.

2.4 Ввод в эксплуатацию

2.4.1 Ввод в эксплуатацию системы осуществляется персоналом специализированных организаций (сервисных центров), осуществлявших монтаж системы.

2.4.2 В случае обнаружения неисправных составных частей системы производится их замена.

Последующие действия, после замены составной части, описаны в разделе 4.

1- Переходник входа *

2 – Переходник выхода *

3 – Прокладка ЛГФИ.754152.161 *

4 – Прокладка ЛГФИ.754152.161-02 *

5 – ТПРГ

6 – Термопреобразователь сопротивления ТСМ

7 – Топливопровод

* - составляют монтажный комплект системы

Рисунок 8 – Участок измерительный с ТПРГ

 

2.5 Подготовка к использованию системы

2.5.1 После выполнения работ по монтажу и электрическому соединению составных частей система готова к работе.

2.5.2 Подать питание на систему: постоянное напряжение в диапазоне от 10 до 34В.

2.5.3 После подачи питания начинается автоматическое тестирование БСВ (самодиагностика): на экране ЖКИ БСВ появляются сообщения заставки согласно рисунку 10.

При положительных результатах тестов на ЖКИ кратковременно появляются сообщения, расположенные в левом столбце рисунка 10 и устанавливается заставка текущих даты и времени.

Если результат какого-то теста отрицательный, то на ЖКИ устанавливается одна из заставок правого столбца рисунка 10.

При установлении одной из заставок: I, II или III, БСВ считать неисправным, эксплуатация его невозможна.

При установлении заставки IV необходимо произвести запись коэффициентов во флэш-память БСВ с помощью программы «tpl.exe» (программа поставляется потребителю по отдельному заказу, а также имеется у специализированных организаций, осуществляющих монтаж системы), после чего система переходит в рабочий режим – на ЖКИ устанавливается сообщение текущих даты и времени, которые должны соответствовать действительным (реальным). Если индицируемые значения даты и времени не соответствуют действительным, то его можно откорректировать, установив новое время согласно указаниям п.2.6.2.

2.5.4 Дата ввода системы в эксплуатацию должна быть записана в паспорте на систему.

Рисунок 10 – Структурная схема автоматического тестирования БСВ

2.6 Использование системы

2.6.1 Вызов информации на ЖКИ БСВ

Вызов необходимой информации на ЖКИ БСВ осуществляется кнопками

« », « ». Согласно меню индикации сообщений на ЖКИ БСВ, приведенного

в приложении Б, нажимая указанные кнопки ( , ), в порядке изображенном в приложении Б, вызывают на ЖКИ необходимое сообщение. Возврат к основному табло (01) осуществляют одновременным нажатием обеих кнопок.