Контроллеры-вычислители расхода газа FLOW-X, 61791-15

Назначение

Контроллеры-вычислители расхода газа FLOW-X предназначены для преобразования измерительных сигналов и вычисления количества тепловой энергии, объемного расхода, объема, массового расхода различных газов, приведенных к стандартным условиям, по результатам измерений расхода с помощью ультразвуковых расходомеров FLOWSIC и других преобразователей расхода, а также давления, разности давлений, температуры, плотности и т.д.

Описание

Принцип метода измерений заключается в измерении сигналов и приеме данных, поступающих от первичных измерительных преобразователей (преобразователей расхода, температуры, давления), их обработке и преобразовании в значения физических величин и вычисления расхода и объема газа, регистрации данных.

FLOW-X выполняет функции аналитического контроллера при совместном использовании с потоковым газовым хроматографом, осуществляя обработку и контроль полученных физико-химических свойств газа. Может быть использован для поверки преобразователей расхода на поверочных установках различного типа.

Контроллеры-вычислители выпускаются в модульной концепции в следующих модификациях: FLOW-X/S, FLOW-X/P, FLOW-X/R. В основе любой модификации отдельные вычислительные модули FLOW-X/M (См. Рис.1), каждый из которых используется для одной измерительной линии. Вычислительный модуль оснащен 4-х строчным LCD дисплеем для локального отображения и управления измеренными и рассчитанными данными. Вычислительные модули устанавливаются в различные монтажноинтерфейсные панели (корпуса) в зависимости от модификации вычислителя.

Рисунок 1 - Вычислительный модуль FLOW-X/M

Многопоточная модификация вычислителя FLOW-X/P реализована в корпусе, который может содержать до 4-х вычислительных модулей FLOW-X/M (по одному на каждую измерительную линию), оснащен 7-ми дюймовым сенсорным дисплеем. Корпус оснащен

3-мя последовательными и 2-мя Ethernet интерфейсами. FLOW-X/P встраивается в шкаф управления и может быть установлен как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Полевые подключения осуществляется с помощью 37 пиновых и 9 пиновых D-sub коннекторов, расположенных на задней стенке корпуса.

Однопоточная модификация FLOW-X/S реализована в панели монтируемой на DIN-рейку, с открытыми клеммами для полевых подключений. FLOW-X/S оснащен двойным Ethernet интерфейсом со встроенным web-сервером, подключаемым через RJ45 коннекторы. Вычислитель может быть смонтирован тремя способами: вертикально на DIN-рейку, горизонтально на DIN-рейку или крепиться непосредственно к стене.

Многопоточная модификация вычислителя FLOW-X/R реализована в корпусе, который монтируется в 19” стойку и может содержать до 8-ми вычислительных модулей FLOW-X/M (по одному на каждую измерительную линию). Для каждого вычислительного модуля в корпусе вычислителя FLOW-X/R предусмотрен подвод питания, два 37 пиновых D-sub коннектора и два Ethernet интерфейса.

Рисунок - 4 Многопоточный вычислитель FLOW-X/R

Принцип действия вычислителей основан на измерении и преобразовании сигналов измерительных преобразователей в информацию о параметрах измеряемых сред с последующим вычислением и представлением информации на дисплее вычислителя, персонального компьютера. Вычислительные функции:

-    вычисление теплофизических свойств природного газа в соответствии с ГОСТ 30319-96 (NX-19mod, AGA8-92DC и GERG-91 mod), ГОСТ 31369-2008.

-    вычисление скорости звука в соответствии с AGA10

-    вычисление физико-химических показателей (плотности, фактора сжимаемости) сухих и влажных многокомпонентных газовых смесей переменного состава в соответствии с ГСССД МР 113-03;

-    приведение объемного расхода природного газа в рабочих условиях, измеренного турбинными, ультразвуковыми, вихревыми и другими объемными расходомерами в объемный расход и объем газа при стандартных условиях в соответствии с ГОСТ Р 8.740-2011, СТО Газпром 5.2;

-    проведение порогового контроля и обработки (усреднение и нормировка) результатов анализа компонентного состава природного газа, передаваемых от потоковых хроматографов для расчета физико-химических показателей.

Входные сигналы поступают в вычислители через каналы ввода/вывода (аналоговые, импульсные, частотные, дискретные или цифровые каналы передачи данных (HART, Modbus и другие). По полученным сигналам вычислитель, с помощью заложенного в нем программного обеспечения, производит вычисления параметров необходимых для учета и управления.

Каждый вычислительный модуль оснащен i.MX процессором мощностью 400 МГц, математическим сопроцессором, с Программируемой Логической Интегральной Схемой (FPGA) и 1 Гб памяти для хранения информации.

Дополнительно, встроенный Web-Server позволяет осуществлять контроль и диагностику вычислителя и подключенного оборудования при помощи персонального компьютера с установленным браузером.

Вычислители имеют интерфейсы связи RS232/RS422/RS485 и Ethernet для обмена данными с периферийным оборудованием и/или с системой более высокого уровня. Поддерживаются протоколы Modbus и TCP/IP.

Вычислители позволяют осуществлять:

-    вычисление расхода, массы, энергии по нескольким измерительным линиям индивидуально и по группам измерительных линий в любой комбинации поддерживаемых сред, расходомеров и преобразователей расхода;

-    балансирование потоков по линиям и управление общей пропускной способностью узла учета;

-    управление пробоотборным устройством;

-    проведение поверочных операций с: однонаправленными, двунаправленными, компакт-пруверами, эталонными преобразователями расхода;

-    управление дозированием и загрузкой продукта;

-    архивирование измеренных и вычисленных параметров в архивы и протоколы, настраиваемые при конфигурировании;

-    ведение журналов событий и аварий;

-    сигнализацию при отказе преобразователей, при выходе параметров за установленные пределы и при срабатывании внутренних систем самодиагностики;

-    печать данных на подключенный принтер;

-    многоканальное ПИД-регулирование и реализацию иных алгоритмов, заданных оператором;

-    управление и обмен данными с подчиненными устройствами по цифровым каналам связи (например, газовый хроматограф, ультразвуковые расходомеры, массовые расходомеры и другие);

-    передачу информации в системы более высокого уровня по имеющимся интерфейсам связи;

-    вывод сигналов предупреждений и формирование отчетов системы контроля метрологических характеристик узла учета, оборудованного модификациями счетчика FLOWSIC600: 2plex, Quatro и другими, в которых реализовано дублирование измерений или дополнительная контрольная измерительная система;

-    подключение двух хроматографов, датчиков давлений и температуры и автоматическое переключение на дублирующее СИ, при поломке основного.

Уровень защиты ПО в соответствии с Р 50.2.077-2014 - высокий.

Дополнительно с вычислителем поставляется конфигурационное программное обеспечение «Flow Xpress» предназначенное для настройки, диагностики, проверки технического состояния вычислителя. «Flow Xpress» находится под многоуровневой системой защиты, которая предоставляет доступ только уполномоченным пользователям и одновременно определяет, какие параметры пользователь может вводить или изменять. Все изменения конфигурируемых параметров или архивов автоматически протоколируются вычислителем.

Технические характеристики

Таблица 2 -Входные/Выходные сигналы вычислительного модуля FLOW-X/M

Таблица 3 - Пределы допускаемой погрешности

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики в верхнем левом углу, на заднюю панель вычислителя рядом с главным шильдиком в виде наклейки.

Комплектность

Таблица 5 - Комплектность_

Поверка

осуществляется по документу МП 0297-13-2015 «Инструкция. ГСИ. Контроллеры-вычислители расхода газа FLOW-X . Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИР» 30 апреля 2015 г.

Перечень основных средств поверки:

-    секундомер электронный с таймерным выходом СТЦ-2м, диапазон измерения и отработки интервалов времени от 0,01 до 9999,99 сек, пределы погрешности измерения интервалов Т времени ±(15 10-6Т+0,01);

-    калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2000а, диапазон воспроизведения силы постоянного тока от 0 до 25 мА, пределы допускаемой основной абсолютной погрешности воспроизведения силы тока I составляют ±(10-41 +1) мкА;

-    компаратор постоянного напряжения Р3003 диапазон измерений от 0,1 до 10 В, к.т. 0,0005;

-    магазин сопротивлений Р4831, сопротивление до 111111,1 Ом, класс точности 0,02/2-10-6;

-    калибратор многофункциональный MC5-R, диапазон воспроизведения последовательности импульсов от 0 до 9999999, абсолютная погрешность воспроизведения последовательности импульсов - без потери импульсов, диапазон воспроизведения сигналов синусоидальной и прямоугольной формы от 0,0005 Гц до 10 кГц, пределы допускаемой основной относительная погрешности воспроизведения сигналов синусоидальной и прямоугольной формы ±0,01%;

-    барометр-анероид БАММ-1, диапазон измерений от 80 до 106,7 кПа, цена деления шкалы 100 Па по ТУ25-11.15135;

-    термометр спиртовой, диапазон измерений от 0 °С до 50 °С, цена деления 0,1 °С по ГОСТ 28498;

-    психрометр ВИТ-1, диапазон измерений относительной влажности от 30 до 80 %, цена деления термометров 0,5 °С по ТУ25-11.1645.

Сведения о методах измерений

«Контроллер-вычислитель расхода газа FLOW-X. Руководство по эксплуатации»

«FLOW-X. Техническая информация»

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к контроллерам-вычислителям расхода газа FLOW-X

1    ГОСТ 8.022-91 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 1х10 в ст. минус 16 до 30 А

2    ГОСТ 8.129-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты.

3    ГОСТ 8.027-2001 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы

4    Техническая документация фирмы SICK AG, Германия.