Вычислитель количества углекислого газа УИМ-ВГ-СО2 (стр. 4 )

-при стандартных условиях ,9 м3;

- при рабочих условиях 999 м3.

Настройка вычислителя на характеристики применяемого ДР производится оператором с клавиатуры вычислителя (см. ИО).

Примечания.

1.  В случае применения датчиков расхода с биполярным или однополярным выходным сигналом, амплитудой от 5мВ до 12В, подключение датчика к вычислителю производится через устройство согласования УСД ТУ или другое устройство, преобразующее сигнал от ДР в сигнал с характеристиками, указанными в п.3.11. 2.  Погрешности указаны без учета погрешностей датчиков.

Подключение датчиков расхода должно производиться экранированным кабелем сечением не менее 0,12мм2.

3.19. Вычислитель измеряет, регистрирует и учитывает нарастающим итогом массу углекислого газа по каждому трубопроводу.

Формула 7. Определение массы углекислого газа.

М = Vс х rс, где

М -	Масса углекислого газа, кг;
Vc -	Измеренный объем газа при стандартных условиях (см.п.3.18), м3;
rc -	Плотность СО2 при стандартных условиях, равная 1,8295 кг/ м3

Цена единицы измерения массы газа 0,1 кг.

Максимальное индицируемое накопленное значение массы газа ,9 кг.

Предел допускаемой относительной погрешности массы газа не более величины, вычисленной по формуле 8:

Формула 8. Относительная погрешность измерения массы углекислого газа.

dМ =

dVc

+ 0,1%

, где:

dМ – относительная погрешность измерения массы газа, %;

dVc – относительная погрешность измерения объема газа при стандартных условиях, указанная в п. 3.18.

3.20. Вычислитель измеряет и регистрирует средние значения температуры углекислого газа по четырем каналам измерения температуры Т1, Т2 и Т3, Т4 в соответствии с п.3.16 за период времени 1 час.

Предел абсолютной погрешности усреднения значения температуры не более 0,1ОС.

Цена единицы измерения среднего значения температуры 0,1 ОС.

3.21. Вычислитель измеряет и регистрирует среднее значение абсолютного давления углекислого газа по четырем каналам измерения давления Р1, Р2 и Р3, Р4 за период времени 1 час.

Предел абсолютной погрешности усреднения значения давления не более 0,002МПа.

Цена единицы измерения среднего значения температуры 0,001МПа.

3.22. Вычислитель ведет отсчет секунд, минут, часов, дней, месяцев и лет с абсолютной погрешностью не более 30 секунд за 24 часа при включенном и отключенном напряжения электропитания. Отсчет времени при выключенном состоянии вычислителя - не менее 2 лет.

3.23. Вычислитель ведет учет и регистрацию времени наработки. Максимальное индицируемое значение времени наработки 99999 ч, 59 м.

Вычислитель ежечасно регистрирует в энергонезависимой памяти (архиве) с привязкой ко времени и дате:

-  измеренные средние значения (за предыдущий час):

§  температуры газа по четырем каналам (п.3.20);

§  абсолютного давления газа по четырем каналам (п.3.21);

-  накопленные значения (нарастающим итогом с начала отсчета):

§  объема газа при стандартных условиях по четырем каналам (п.3.18);

§  массы газа по четырем каналам (пп. 3.19).

Вычислитель регистрирует в энергонезависимой памяти (архиве) с привязкой ко времени и дате, момент выключения более чем на 1 минуту, а также момент последующего включения. При этом регистрируются накопленные значения.

3.24. Гарантированное время хранения зарегистрированной в архиве информации при отсутствии электропитания - не менее десяти лет.

3.25. Суммарное количество регистраций (записей) в энергонезависимой памяти (архиве) не менее 1650.

3.26. Вычислитель замыкает цепь тревожной сигнализации с помощью дискретного выхода 1D4-2D4 в случае обнаружения неисправности.

4.  КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ ВЫЧИСЛИТЕЛЯ

Состав поставляемого комплекта вычислителя приведен в Таблица 13.

Таблица 13. Состав комплекта вычислителя.

Наименование и условное обозначение	Обозначение документа	Количество	Примечание
Вычислитель количества углекислого газа УИМ-ВГ-СО2	ТУ	1
Устройство согласования с датчиком расхода УСД	ТУ		*
Устройство согласования с компьютером УСК	ТУ	1	** IBM PC
Руководство по эксплуатации УИМ-ВГ-СО2	РЭ		*
Инструкция оператора УИМ-ВГ-СО2	И1		*
Методика поверки УИМ-ВГ-СО2	И2		**
Паспорт УИМ-ВГ-СО2	ПС	1
Розетка 2РМ14КНЭ4Г1В	ГеО.364.126 ТУ	1
Вилка 2РМ14КНЭ4Ш1В	ГеО.364.126 ТУ	2
Вилка кабельная CENTRONICS-36		4
Вставка плавкая ВП1-1-1,0А 250В	ОЮ0.480.003 ТУ	4
Вставка плавкая ВП1-1-0,5А 250В	ОЮ0.480.003 ТУ	4

* - количество определяется при заказе на поставляемую партию;

** - по отдельному заказу.

5.  УСТРОЙСТВО ВЫЧИСЛИТЕЛЯ.

5.1. Структура вычислителя.

5.1.1.  Вычислитель состоит из пяти плат АП, ПП, ДП, ПИ, ПК и модуля блока питания (Рисунок 1).

Рисунок 1. Структурная схема вычислителя.

 

5.1.2.  Основным элементом вычислителя является процессорная плата ПП, которая представляет собой одноплатную микро-ЭВМ. ПП обеспечивает функции по обработке принимаемой и передаваемой информации, ее анализу и хранению, а также:

-  контроль разряда гальванических элементов;

-  контроль уровня основного питания ПП +5В;

-  контроль выполнения программы;

-  управление АП, ДП;

-  отсчет реального времени.

Для хранения информации используется электрически перепрограммируемое запоминающее устройство, не теряющее информацию в обесточенном (отключенном) состоянии.

Установленная на ПП микросхема "часов реального времени" в случае отключения вычислителя питается от модуля гальванических элементов МГЭ, обеспечивая непрерывный отсчет реального времени в течение 2 лет.

5.1.3.  Дискретная плата ДП предназначена для:

-  регистрации нажатия КЛ и определения кода нажатой КЛ;

-  управления выводом индикации на ДС и СД;

-  ввода дискретных сигналов 3.11;

-  вывода дискретных сигналов 3.12;

-  обмена информации по ИРПС п.3.15.

5.1.4.  Аналоговая плата АП предназначена для:

-  формирования опорных напряжений для измерительных каналов;

-  измерения сопротивления постоянному току по четырем каналам;

-  измерения силы постоянного тока по четырем каналам;

-  преобразования аналогового сигнала в цифровой код.

5.1.5.  Модуль блока питания МБП предназначен для обеспечения вычислителя постоянными гальванически развязанными напряжениями:

-  стабилизированного +5В, нестабилизированного +11,2В;

-  гальванических элементов +(3,0-4,5)В для питания ПП;

-  стабилизированного +5В, +10В и нестабилизированного +11,2В для питания ДП;

-  нестабилизированного ±11,2В, ±23,1В для питания АП (стабилизаторы напряжений ±5В, ±15В установлены на АП).

В МБП формируется корреляционный сигнал, необходимый для анализа аналоговой платой фона помех на месте установки вычислителя.

Сетевое напряжение, поданное на входной разъём "®~220V", проходя через сетевой тумблер, транслируется:

через предохранители "1А" на контакты 1, 2 разъёма "~220V";

через предохранители "0,5А" на первичную обмотку трансформатора МБП.

Разъём "~220V" предназначен для подачи сетевого напряжения на блоки питания датчиков давления и расхода.

5.2. Входы и выходы вычислителя.

5.2.1 Схема дискретных входов работает следующим образом: при замыкании контактов IL или DI с цепью "0V3" разъёма "DD IN", зажигается светодиод оптопары, открывается фототранзистор, формируя на коллекторе уровень лог."0" ТТЛ. Логическая "1" ТТЛ формируется при размыкании контактов IL или DI с цепью "0V3" (фототранзистор закрыт).

-  Примеры схем подключения к вычислителю датчика расхода приведены в Приложении 3.

Длина линии - до 500 м экранированного кабеля, сечение кабеля не менее 0,12 мм2.

5.2.2  Схема дискретных выходов работает по принципу "электронный ключ – сухой контакт". При зажигании светодиода оптопары открывается фототранзистор, создавая путь протекания тока между "+" и "-" диодного моста и, соответственно, между выводами 1D0 и 2D0 (выводы замыкаются). При гашении СД оптопары выводы 1D0 и 2D0 размыкаются.

Данная схема позволяет коммутировать как постоянные токи (без соблюдения подключения полярности), так и переменные.

Пример схемы подключения к вычислителю тревожной сигнализации приведен в Приложении 4.

Длина линии - до 1000 м экранированного кабеля, сечение кабеля не менее 0,12 мм2.

5.2.3  Каналы измерения температуры Т1, Т2, Т3 и Т4 разъёма "R-100" - это каналы измерения сопротивления (от 100 Ом до 168 Ом) термометров сопротивления. Каналы смонтированы на АП.

АП полностью гальванически развязана от всех цепей и корпуса вычислителя.

Схемотехника каждого канала выполнена по четырехпроводной схеме, позволяющей измерять температуру (сопротивление) с помощью длинных линий, не зависимо от их длины и без строгих требований к сечению и типу провода.

Четырехпроводная схема автоматически компенсирует сопротивление кабеля и изменение сопротивления кабеля от температуры окружающей среды.

Каждый канал измерения температуры состоит из четырех цепей (контактов):

-  "I 1" - "+" положительная полярность тестового тока;

-  "U 1" - "+" положительный потенциал входного напряжения;

-  "I 2" - "-" отрицательная полярность тестового тока;

-  "U 2" - "-" отрицательный потенциал входного напряжения.

Однополярные цепи "I 1" и "U 1", "I 2" и "U 2" должны соединяться на термометре сопротивления по схемам №1, №2 и №3 ( Приложение 5) соответственно с четырьмя, тремя и двумя контактами термометра сопротивления. Допустимая длина экранированного кабеля 500 м, сечение не менее 0,12 мм2.

Примечание.

Не допускается касания экрана кабеля любых металлических конструкций объекта!

5.2.4  Каналы Р1, Р2, Р3 и Р4 измерения давления разъёма "I-5/20” - это каналы измерения тока (0-5 мА или 4-20 мА) выходного сигнала датчиков давления.

Каналы смонтированы на АП. Сигнал снимается с эталонных сопротивлений каналов и преобразуется АЦП в цифровой код. Полученное значение передается через гальваническую развязку в ПП.

Для защиты каналов от ошибочных действий (подача тока на вход вычислителя при отключенном питании) в схеме каждого канала установлено герконовое реле, обеспечивающее отключение канала от измеряемой цепи при отключении питания вычислителя. В схеме каждого канала на входе установлен диодный мост, обеспечивающий правильную подачу полярности входного тока на АП вне зависимости от соблюдения полярности подключения.

Каждый канал измерения тока состоит из четырех цепей (контактов):

-  "-I" - вход тока, первый контакт;

-  "+I" - вход тока, второй контакт;

-  "1-5" – контакт режима измерения тока 0-5мА;

-  "1-20" - контакт режима измерения тока 4-20мА.

При подключении датчика с выходным сигналом 0-5мА контакт "1-5" должен быть соединен с контактом "GN", а при подключении датчика с выходным сигналом 4-20мА - контакт "1-20" с "GN". Подключение датчиков должно производиться в соответствии со схемами, приведенными в Приложении 6: №1 для 0-5мА и №2 для 4-20мА. Допустимая длина экранированного кабеля 500 м, сечение не менее 0,12мм2.

Примечание.

Не допускается касания экрана кабеля любых металлических конструкций объекта!

5.2.5  Интерфейсный канал (вход Rx1-Rx2 и выход Tx1-Tx2) разъёма "IRPS-PRN-DO" смонтирован на ДП. Вход канала реализован по схеме "пассивного" генератора тока с диодным мостом на входе. Диодный мост позволяет подавать напряжение (лог."0"- 5-20В) в любой полярности. Выход канала аналогичен дискретным выходам вычислителя (п.3.12).

Схема подключения к выходу канала ИРПС аналогична схемам подключения к дискретным выходам, Приложение 4. Допустимая длина экранированного кабеля 1000 м, сечение не менее 0,12мм2.

5.2.6  Источник питания внешних устройств (разъём "POWER") запитывается от отдельной обмотки трансформатора. Стабилизированное напряжение формируется микросхемой параметрического стабилизатора с регулировкой выходного напряжения. Источник питания смонтирован в МБП.

5.3. Конструкция вычислителя.

5.3.1  Конструкция вычислителя предусматривает его установку в щит или шкаф, рис.2. На лицевой панели расположены клавиатура, дисплей, индикаторы, крышка, под которой находятся микропереключатель выбора режима работы вычислителя и кнопка записи установочных значений.

На задней панели расположены:

-  разъёмы "R-100", "I-5/20", "DD IN", "IRPS-PRN-DO" типа "CENC-36F";

-  разъёмы "~220В ", "®~220В", "POWER" типа "2РМ14КПН4";

-  сетевые предохранители: два "1А" и два "0,5А";

-  тумблер сетевого питания вычислителя "I/O";

-  две пломбировочные чашки верхней и нижней крышек вычислителя.

5.3.2  Боковые стенки вычислителя соединены четырьмя стяжками. Задняя и передняя панели крепятся винтами к боковым стенкам. Внутри образовавшейся конструкции на стяжках крепятся МБП и платы ПП, ПА и ДП. Платы ПИ и ПК закреплены на передней панели. Сверху и снизу устанавливаются крышки, которые крепятся винтами к задней панели.

Рисунок 2. Габаритные и установочные размеры вычислителя.

 

Окно под установку вычислителя

5.4. Клавиши управления и индикация вычислителя.

Клавиши управления и индикация (Таблицы 12, 13) предназначены для задания режимов работы вычислителя, оперативного управления и получения визуальной информации о работе датчиков и вычислителя.

Клавиши управления, дисплей и индикаторы расположены на лицевой панели. Под крышкой на лицевой панели находится кнопка ЗАПИСЬ, предназначенная для записи в память вычислителя установочных значений, а также микропереключатель выбора режимов работы вычислителя.

Примечание.

Подробный порядок работы с вычислителем приведен в инструкции оператора И1

Сетевой тумблер "I/O" на задней панели предназначен для включения и выключения сетевого питания ~220В, 50Гц вычислителя.

Таблица 12. Клавиатура вычислителя.

Клавиша	Функция (рабочий режим)
"Масса"	Вывод на дисплей информации об измеренной массе газа.
"Объем ст."	Вывод на дисплей информации об измеренном объеме и мгновенном расходе газа при стандартных условиях (по четырем каналам).
“Объем раб.”	Вывод на дисплей информации об измеренном объеме и мгновенном расходе газа при рабочих условиях (по четырем каналам).
"toC"	Вывод на дисплей информации об измеренной температуре газа: -  мгновенные значения температуры по четырем каналам; - среднечасовые значения температуры по четырем каналам из архива.
"Р, МПа"	Вывод на дисплей информации об абсолютном давлении газа: -  мгновенные значения по четырем каналам; -  среднечасовые значениях по четырем каналам из архива.
"Время"	Вывод на дисплей информации: -  о текущем времени, времени наработки и дате. -  о времени, дате и наработке на момент создания записи в архиве
"Архив"	Переход в режим просмотра архива и выход из него.
"Настройка"	Переход в тестовый режим и режим настройки конфигурации. Просмотр установочных значений в рабочем режиме.
"#"	Перевод клавиш в режим ввода цифр и десятичной точки в соответствии с дополнительной маркировкой.
"Сброс"	Сброс кода неисправности, предупредительной сигнализации, числового значения при вводе установочных значений.
"Выбор"	Перебор каналов при индикации массы, объема, температуры и давления. Последовательный просмотр записей в архиве, установочных значений и выбор тестов.
"Ввод"	Подтверждение выбора при вводе УЗ, просмотре архива и работе с тестами.

Таблица 13. Функциональная индикация вычислителя.

Светодиод	Функция
"Работа/ Авария"	Индикация рабочего режима работы (мигание светодиода) и режима авария (постоянно горящий светодиод).
"Архив/ Тест"	Индикация работы с данными архива (постоянно горящий светодиод) при мигающем или индикаторе Работа и индикация работы в тестовом режиме при погашенном индикаторе Работа.
"Батарея"	Индикация нормального уровня напряжения гальванических элементов.
"кг"	Индикация единицы измерения массы газа.
"м3"	Индикация единицы измерения объема и мгновенного расхода газа.
1,2,3,4	Индикация номера канала при просмотре дисплея.

5.5. Программное обеспечение вычислителя.