Системы информационно-измерительные в составе стационарных систем контроля технического состояния гидроагрегатов, 55618-13

Назначение

Системы информационно-измерительные в составе стационарных систем контроля технического состояния гидроагрегатов (далее ИИС СКТС) предназначены для измерения температуры, давления, расхода, уровня воды и масла, несущих информацию о техническом состоянии гидроагрегатов ГЭС.

Описание

ИИС СКТС представляет собой многофункциональную трехуровневую систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерений.

Средства измерений и связующие компоненты образуют 23 измерительных канала (ИК). Структура ИИС СКТС приведена на рисунке 1. Перечень и состав ИК приведен в таблице 1.

Первый уровень ИИС СКТС состоит из:

-    преобразователей давления измерительных Sitrans P модификации DSIII 7MF 4033 -№ ГРСИ 45743-10;

-    преобразователей давления измерительных Sitrans P220 модификации 7MF 1567 -№ ГРСИ 51587-12;

-    расходомеров-счетчиков электромагнитных Sitrans FM состоящих из первичных преобразователей MAG 5100W и преобразователей сигналов MAG5000 - №ГРСИ 35024-12;

-    уровнемеров поплавковых байпасных УПБ модификации MG - №ГРСИ 35248-07;

-    термопреобразователей сопротивления платиновых TR10 - №ГРСИ 49519-12.

Второй уровень состоит из контроллера программируемого SIMATIC S7-400 с модулями ввода аналоговых сигналов 6ES7 331-7KF02 и 6ES7 331-7PF01 (ГРСИ № 15773-11).

Третий уровень образован сервером, построенным на промышленном компьютере. Для отображения результатов измерений в составе третьего уровня используются автоматизированные рабочие места (АРМ) и операторская панель с программным обеспечением SCADA WinCC.

Измерительные каналы разделены по виду измеряемой величины на четыре группы:

-    ИК-1 измерения давления воды и масла (ИК № 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7);

-    ИК-2 измерения расхода воды (ИК № 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14);

-    ИК-3 измерения уровня воды и масла (ИК № 15, 16, 17, 18);

-    ИК-4 измерения температуры воды (ИК № 19, 20, 21, 22, 23).

Принцип действия измерительных каналов групп ИК-1, ИК-2, ИК-3 заключается в преобразовании физических величин в унифицированный токовый сигнал (от 4 до 20 мА) по ГОСТ 26.011, дальнейшем преобразовании этого сигнала с помощью восьмиканальных модулей ввода в цифровой код, передачи цифрового кода по сети PROFIBUS DP в контроллер и преобразовании его в именованные величины - давление, расход и уровень.

Принцип действия измерительных каналов группы ИК-4 заключается в преобразовании температуры в сопротивление платиновыми термопреобразователями сопротивления, измерении сопротивления восьмиканальным модулем ввода по четырехпроводной схеме и преобразованием его в цифровой код, передачи цифрового кода по сети PROFIBUS DP в контроллер и преобразовании его в значение температуры по номинальной статической характеристике Pt100.

Результаты измерений передаются по сети Ethernet из контроллера в сервер для хранения в резервируемой базе данных и на операторскую панель и АРМ для отображения.

3 уровень

"а

0

1

U

оо

О

"а

И

h

ft

r

n

о

Операторская

панель

сервер

Д'. I

Контроллер

S7-400

Рисунок 1 - Структурная схема ИИС СКТС

Для ИИС СКТС, установленной на месте эксплуатации на конкретном гидроагрегате отдельные измерительные каналы могут отсутствовать.

Программное обеспечение

Специальное программное обеспечение ИИС СКТС представляет собой проект, состоящий из набора блоков с программным кодом и связей между ними. Метрологически значимая часть программного обеспечения состоит из блоков проекта DB2, FB500 и FB509 в которых хранятся настройки ИИС СКТС (алгоритмы обработки аналоговых сигналов). В блоке DB2 происходит расчет температуры по результату измерения сопротивлению в цифровом коде и таблицам с номинальной статической характеристикой Pt100. В блоке FB500 происходит преобразование результатов измерений унифицированных токовых сигналов (от 4 до 20 мА) из цифрового кода в именованную физическую величину. В блоке FB509 происходит пересчет результатов измерений расхода из метров кубических в час в литры в секунду. Проект компилируется и загружается в контроллер с помощью программатора с установленной средой разработки проектов SIMATIC PCS7 v7.1 SP3.

Влияние программного обеспечения на метрологические характеристики учтено при нормировании погрешностей измерительных каналов. Дополнительная погрешность из-за округления при отображении результатов измерений не превышает А единицы младшего разряда результата измерений.

Уровень защиты метрологически значимой части программного соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.

Идентификация метрологически значимой части программного обеспечения - блоков DB2, FB500 и FB509 осуществляется копированием их из памяти контроллера в программатор и преобразованием в файлы, а затем расчета их цифрового идентификатора по алгоритму MD5.

обеспечения

Технические характеристики

Количество измерительных каналов.....................................................................................23.

Диапазоны измерений и пределы допускаемой погрешности для различных групп измерительных каналов указаны в таблице 3.

Рабочие условия применения технических средств:

температура окружающего воздуха первичных преобразователей....................от 5 до 40 °С,

температура окружающего воздуха модулей аналогового ввода, контроллера SIMATIC S7-400 и операторской панели...........................................от 15 до 35 °С,

температура окружающего воздуха сервера и АРМ.........................................от 15 до 35 °С.

Параметры электрического питания:

напряжение сети питания постоянного тока..................................................... от 12 до 42 В,

напряжение сети питания переменного тока..................................................от 198 до 242 В,

частота сети питания.......................................................................................... от 49 до 51 Гц.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист документа 23584736.42 5220.1085ПС «Система информационно-измерительная в составе стационарной системы контроля технического состояния. Паспорт».

Комплектность

Комплектность ИИС СКТС представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Комплектность ИИС СКТС

Поверка

Поверка ИИС СКТС осуществляется по документу 23584736.42 5220.1085Д1 «Система информационно-измерительная в составе стационарной системы контроля технического состояния гидроагрегатов. Методика поверки», утвержденному ФГУП «СНИИМ» в августе 2013 г. Основное поверочное оборудование:

-    калибратор токовых сигналов Fluke 707, абсолютная погрешность ±(0,015 10-2 I+ +0,002) мА, где I - задаваемая сила тока;

-    мультиметр APPA 107N, абсолютная погрешность ±(0,0610-2 U+0,01) В, где U - измеренное напряжение;

-    магазин сопротивлений Р4831, класс точности 0,02.

Поверка преобразователей давления измерительных Sitrans P модификации DSIII 7MF 4033 осуществляется в соответствии документом «Преобразователи давления измерительные типа 7MF (DSIII, DSIII PA, DSIII FF, P300, P300 PA, P300 FF) Методика поверки» утвержденным ФГУП «ВНИИМС».

Поверка преобразователей давления измерительных Sitrans P220осуществляется в соответствии с методикой МИ 1997-89 «Рекомендации ГСИ. Преобразователи давления измерительные. Методика поверки».

Всего листов _9

Поверка расходомеров-счетчиков электромагнитных осуществляется в соответствии с документом МП 35024-07 «Расходомеры-счетчики электромагнитные SITRANS FМ. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» 25.05.2007г.

Поверка уровнемеров поплавковых байпасных УБП осуществляется в соответствии с документом «Уровнемеры поплавковые байпасные УБП. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» июне 2007г.

Поверка термопреобразователей сопротивления платиновых TR10 осуществляется в соответствии с документом МП 49519-12 «Термопреобразователи сопротивления платиновые серий TR, TST. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в 2011г.

Поверка модулей ввода аналогового сигнала 6ES7 134-4MB02-0AB0 и контроллеров SIMATIC S7-400 осуществляется в соответствии с методикой МИ 2539-99 «ГСИ. Измерительные каналы контроллеров, измерительно-вычислительных, управляющих, программно-технических комплексов. Методика поверки».

Сведения о методах измерений

Методика измерений приведена в документе 23584736.42 5220.1085РЭ «Система информационно-измерительная в составе стационарной системы контроля технического состояния гидроагрегатов. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы, устанавливающие требования к системам информационно-измерительным в составе стационарной системы контроля технического состояния гидроагрегатов:

1.    ГОСТ Р 8.596-2002 Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.

2.    ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.

3.    23584736.42 5220.1085ТУ Система информационно-измерительная в составе стационарной системы контроля технического состояния. Технические условия.

Рекомендации к применению

Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.