Назначение
Комплексы измерительные АСН (в дальнейшем - комплексы) предназначены для автоматизированного измерения количества нефти, нефтепродуктов и других жидкостей в единицах объёма и вычисления массы при отпуске (приёме) в (из) автомобильные (ых) или железнодорожные (ых) цистерны верхним или нижним способами налива (слива), а также управления процессом налива (слива) при проведении учетно-расчетных операций.
Описание
Комплексы состоят из следующих узлов:
- гидравлической части, состоящей из блока гидравлики (компактное исполнение) или модуля измерительного и модуля насосного (или станции "Каскад" с автоматизированной системой управления) при раздельном исполнении, а также клапана управляемого (или клапана КО) и стояка наливного;
- блока оператора;
- трапа перекидного;
- системы автоматизации.
Блок гидравлики представляет собой раму с системой трубопроводов, на которой смонтированы задвижка (или кран шаровый), электродвигатель, насос, компенсатор, манова-куумметр, краны шаровые, фильтр, газоотделитель (или фильтр-газоотделитель), клапан обратный, счетчик жидкости СЖ (СЖ-ППО, СЖ-ППТ, СЖ-ППВ) (Госреестр № 44417
10) или счетчик нефтепродуктов серии ZC 17 (Госреестр № 14368-10), термопреобразователь сопротивления платиновый серий TR, TST (Госреестр № 26239-06) или плотномер типа ПЛОТ-3 (Госреестр № 20270-07).
Модуль измерительный представляет собой систему трубопроводов, в которой смонтированы фильтр, газоотделитель (или фильтр-газоотделитель), клапан обратный, счетчик, термопреобразователь сопротивления платиновый или плотномер.
Комплексы в своём составе могут иметь один и более блоков гидравлики (модулей измерительных) для разных продуктов, проходящих через один или несколько постов налива.
Модуль насосный или станция "Каскад" с автоматизированной системой управления предназначены для подачи продукта из резервуара к модулю измерительному. Модуль насосный представляет собой раму с системой трубопроводов, на которой смонтированы задвижка (или кран шаровый), электродвигатель, насос, компенсатор, мановакуумметр, краны шаровые. Станция "Каскад" состоит из насосного агрегата, полевого контроллера сбора информации, шкафа управления с контроллером управления и защиты насосного агрегата, поста управления, компенсаторов, обратного клапана, затворов поворотных (или кранов шаровых), манова-кууметра, манометра, датчиков, коробки соединительной.
Блок оператора представляет собой каркас, на котором находится площадка оператора и монтируются один или более стояков наливных, трапов перекидных и клапанов управляемых (или клапанов КО).
Клапан управляемый (или клапан КО) предназначен для перекрытия потока при наливе заданной дозы, а так же плавного регулирования потока продукта с обеспечением налива на минимальном расходе в начале и в конце выдачи дозы.
Стояк наливной предназначен для налива жидкостей с вязкостью от 0,55 до 300 мм2/с в автомобильную или железнодорожную цистерну. Стояки наливные изготавливаются двух типов: верхнего и нижнего налива.
В состав системы автоматизации входят:
- датчики положения наконечника, уровня, гаражного положения стояка и трапа;
- контроллер "Центральный блок управления" (в дальнейшем - ЦБУ);
- персональный компьютер с программным обеспечением "АРМ оператора налива и слива", универсальным драйвером и конфигуратором оборудования, устанавливаемый в операторной;
- контроллер "Весна-ТЭЦ2-3К", устанавливаемый в операторной;
- терминал ТС-002Ех;
- комплект автоматического устройства заграждения для нефтебаз (шлагбаума);
- клещи заземления (устройство заземления), устанавливаемые на посту налива;
- шкаф силовой;
- комплект монтажных и силовых кабелей.
ЦБУ обеспечивает:
а) управление режимами налива;
б) контроль датчиков безопасности (наличие заземления, положения трапа и других составных частей комплекса);
в) аварийное отключение процесса налива в случае возникновения нештатной ситуации;
г) получение, хранение, отображение на дисплее и передачу измеряемых величин -объем последнего налива, а также суммарные значения объема за все время эксплуатации АСН, температуру наливаемого продукта;
д) дозирование заданного объема и/или массы продукта путем управления запорной арматурой.
ЦБУ состоит из корпуса, внутри которого на кросс-плате могут устанавливаться функциональные модули: процессорный, силовой, ввода, заземления, индикации, терморегулятор, источник электропитания.
Модуль процессорный обеспечивает алгоритм работы объекта управления посредством выдачи остальным модулям управляющих команд и обработки полученных данных по внутреннему каналу связи с собственным протоколом связи. Результаты обработки данных и состояние процесса отображаются на модуле индикации.
Модуль ввода обеспечивает питание внешних датчиков (устройств), определение состояния датчиков путем анализа токового сигнала в цепи питания датчика, подсчет количества импульсов, прием и передачу данных по внутреннему каналу.
Модуль силовой обеспечивает включение/выключение силовых исполнительных устройств по командам, поступающим от модуля процессорного.
Модуль заземления определяет наличие надежного соединения заземляющего провода с объектом, осуществляет измерение электрической емкости объекта относительно земли и передает данные о состоянии по внутреннему каналу процессорному модулю.
Универсальный конфигуратор оборудования предназначен для создания, записи и считывании конфигурации ЦБУ, а так же для замены микропрограммы, содержащейся в нем.
ПО «АРМ оператора налива и слива» обеспечивает:
а) дистанционное управление АСН оператором из помещения;
б) ограничение доступа к возможности изменения параметров налива только авторизованным пользователям;
в) архивирование и хранение данных по каждому наливу - объема, массы, температуры, плотности налитого/слитого продукта - минимум в течение одного календарного года, а также суммарные значения объема и массы за все время эксплуатации АСН;
г) формирование отчетных документов - сменного отчета, списка наливов, товарнотранспортной накладной.
Контроллер "Весна-ТЭЦ-2-3К" обеспечивает дистанционное управление процессами налива из помещения операторной как резервное устройство в случае неработоспособности персонального компьютера: ввод с клавиатуры заданного объема, отображение фактического объема, команды разрешения, пуска и останова налива.
Терминал ТС-002Ех обеспечивает возможность ввода заданного объема и разрешения налива оператором налива или водителем автоцистерны непосредственно на посту налива.
Для обеспечения защиты от несанкционированного доступа оператор налива проходит идентификацию с помощью индивидуальной пластиковой карты.
Схема передачи измерительной информации представлена на рисунке 1.
Рисунок 1
Исполнения комплексов подразделяются по:
- типу комплексов:
1 - для перекачивания;
4 - для верхнего налива;
5 - для верхнего налива, с одной стороны каркаса, без оснащения трапами перекидными и лестницами;
6 - для верхнего и нижнего налива;
8 - налива (слива) с одной стороны каркаса;
10 - налива (слива) с двух сторон каркаса;
12 - для верхнего налива попеременно с одной или другой стороны каркаса;
14 - для верхнего налива в железнодорожные цистерны со стояком модификации 14;
16 - для верхнего налива в железнодорожные цистерны со стояком модификации 16;
18 - для верхнего налива в железнодорожные цистерны со стояком модификации 18;
20 - для верхнего налива в железнодорожные цистерны со стояком модификации 20;
- типу обслуживаемых цистерн:
- автомобильные (не обозначается);
ЖД - железнодорожные;
- способу налива:
В - верхний налив;
Н - нижний налив;
ВН - верхний и нижний налив;
- способу герметизации:
- негерметизированный способ налива (без отвода паров, не обозначается);
Г - герметизированный способ налива (с отводом паров);
- способу обогрева:
- без электрообогрева (не обозначается);
НОРД - с электрообогревом;
- по модификации:
- немодульного типа (не обозначается);
модуль - модульного типа;
- по диаметру условного прохода:
- диаметр условного прохода стояка - 80 мм (не обозначается);
Ду100 - диаметр условного прохода стояка - 100 мм.
Примечание - При применении стояка с другим диаметром условного прохода в обозначение комплекса вносится условное сокращение этого диаметра;
- количеству стояков наливных:
1 - один стояк наливной (допускается не обозначать);
2 - два стояка наливных;
3 - три стояка наливных;
4 - четыре стояка наливных;
120 - 120 стояков наливных;
- количеству модулей насосных (блоков насосных) или станций "Каскад" с автоматизированной системой управления:
1 - один модуль насосный или станция "Каскад" (допускается не обозначать);
2 - два модуля насосного или станций "Каскад";
3 - три модуля насосного или станций "Каскад";
4 - четыре модуля насосного или станций "Каскад";
120 - 120 модулей насосных или станций "Каскад";
- типу наливаемого продукта:
- светлые нефтепродукты (не обозначается);
нефть - нефть, минеральные масла;
пищ - пищевые продукты.
- типу насосов:
без насоса;
с насосом типа АСВН;
с насосом типа КМ;
с насосом типа КМС;
с насосом типа ЦГ;
с насосом типа Ш80;
с насосом типа Х80;
с насосом типа УОДН.
Примечание - При применении насоса в составе станции "Каскад" с автоматизированной системой управления перед обозначением насоса добавляется аббревиатура "СН-";
- типу счетчика:
с о счетчиками жидкости СЖ (СЖ-ППО, СЖ-ППТ, СЖ-ППВ);
с о счетчиком нефтепродуктов серии ZC 17;
- климатическому исполнению и категориям размещения:
У 1(2) - умеренное категории размещения 1(2);
Х Л1(2) - холодное категории размещения 1(2);
У ХЛ1(2) - холодное категории размещения 1(2).
Принцип работы комплекса основан на косвенном динамическом методе измерений массы.
Комплекс работает следующим образом. После подготовки к операции налива, задания дозы и включения насоса, открывается клапан управляемый (или клапан КО) и насос подает жидкость в фильтр, газоотделитель (или фильтр-газоотделитель), где осуществляется деаэрация жидкости и ее очистка от механических примесей. При прохождении жидкости через счетчик, отпущенное количество преобразуется в электрические импульсы с нормированным значением для передачи информации на ЦБУ комплекса. Далее жидкость через клапан управляемый (или клапан КО), стояк наливной и наконечник наливной (или головку присоединительную (муфту нижнего налива) попадает в автомобильные цистерны или железнодорожные вагоны-цистерны.
Значение объема налитой жидкости отображается на ЦБУ или ПО "АРМ оператора налива и слива", а масса вычисляется в зависимости от плотности, полученной одним из способов:
- ареометрическим;
- пикнометрическим методом;
- по показаниям плотномера, входящего в комплекс.
Схема комплекса представлена на рисунках 2, 3.
Рисунок 2
Рисунок 3
Программное обеспечение
Программное обеспечение (в дальнейшем - ПО) комплекса обеспечивает прием и обработку информации от первичных преобразователей и внешних систем управления, а также управление исполнительными устройствами в соответствии с заложенным алгоритмом. ПО состоит из комплекса программных средств, объединенных функционально, но разделенных аппаратно, находящихся в отдельных устройствах, например в ЦБУ или персональном компьютере.
ПО комплекса подразделяется на метрологически значимое и метрологически незначимое. Метрологически значимое ПО используется только для получения, преобразования и передачи измерительных данных. ПО, которое используется для обеспечения безопасности и управления технологическим процессом является метрологически незначимым.
Канал прохождения измерительной информации включает в себя счетчик жидкости, модуль процессорный ЦБУ и персональный компьютер. При наличии в комплексе плотномера значение плотности определяется с его помощью, и результат измерений передается в ПК для расчета массы жидкости.
ПО, установленное в центральном процессоре ЦБУ, содержит метрологически значимые части.
Защита от несанкционированного доступа к микропрограммам ЦБУ осуществляется путем пломбирования корпуса прибора. Кроме того, предусмотрена программная защита от считывания микропрограммы из микроконтроллеров. Защита от несанкционированного доступа к программам на персональном компьютере достигается встроенными средствами операционной системы: идентификацией пользователя с помощью индивидуального имени пользователя и пароля; разделением прав доступа пользователей на уровни: администратора и пользователя.
Перечень идентификационных параметров метрологически значимого программного обеспечения, приведен в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии метрологически значимой части ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| 1 Микропрограмма центрального процессора ЦБУ | CBU | 06.0045 | 0хВ38Е | CRC-16 |
| 2 АРМ оператора налива и слива | ARM | 2B | 542F6EA2 | CRC-32 |
Уровень защиты от преднамеренных и непреднамеренных изменений "С" по МИ 3286-2010.
Пломбирование счетчика и плотномера осуществляется согласно технической документации на них, места пломбирования ЦБУ показаны на рисунке 4.
Рисунок 4 - Места пломбирования ЦБУ
Технические характеристики
| Наименование параметра | Значение параметра |
| 1 Номинальный диаметр, мм - комплексов для верхнего налива в железнодорожные вагоны-цистерны - комплексов для налива (слива) в автомобильные цистерны | 50; 80; 100; 150; 175 65; 80; 100; 150; 175 |
| 2 Номинальный расход (производительность) комплекса*, не более, м3/ч | 90 |
| 3 Минимальный расход комплекса, м3/ч | 18 |
| 4 Пределы допускаемой относительной погрешности измерений при дозировании отпускаемых продуктов, % - массы - объёма | ±0,25 ±0,15 |
| 5 Диапазон измерений: - плотности, кг/м3 - температуры продукта**, оС | от 680 до 1010 от минус 40 до плюс 90 |
| 6 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений - плотности, кг/м3 - температуры продукта, оС | ±1 ±1 |
| 7 Номинальное давление, МПа (кгс/см2) | 0,6 (6) |
| 8 Минимальная доза выдачи, кг | 1500 или согласно применяемого счетчика (массового расходомера) |
| 9 Установленная мощность электродвигателя насоса на одном канале, кВт, не более | 15 или согласно проекта |
| 10 Контроллер ЦБУ | Физический интерфейс связи | RS 485 |
| Протокол связи | ModBus RTU |
| 11 Напряжение питания электрических узлов, В: - электронасосов - цепей управления - контроллеров, устройства заземления | 380 (%) 110 (±5 %) для соленоида, 12-24 (±5 %) для датчиков 220 (%) |
| 12 Количество видов выдаваемых продуктов (измерительных устройств или измерительных каналов) | от 1 до 120 |
| 13 Количество наливных (сливных) стояков | от 1 до 120 |
| 14 Габаритные размеры, мм | в соответствии с проектом |
| 15 Масса, кг | в соответствии с проектом |
| * Определяется в зависимости от типа насоса, протяженности всасывающего и напорного трубопроводов, высоты расположения резервуаров. * * Максимальная температура продукта определяется, исходя из соображений безопасности, в зависимости от наливаемого продукта |
Диапазон температур окружающей среды в соответствии с ГОСТ 15150-69, 0С:
| - для климатического исполнения У | от минус 45 до плюс 40 |
| - для климатического исполнения ХЛ | от минус 60 до плюс 40 |
| - для климатического исполнения УХЛ | от минус 60 до плюс 40 |
| Частота тока, Гц | 50±1 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 6000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 8 |
Знак утверждения типа
наносится на маркировочные таблички комплексов, расположенные на модулях измерительных (или блоках гидравлики), методом штемпелевания (металлофото, шелкографии, наклейки), титульные листы эксплуатационной документации типографским способом.
Комплектность
| Наименование | Состав | Кол-во, шт. |
| 1 Блок гидравлики или | Рама, задвижка (или кран шаровый), электродвигатель, насос, компенсатор, мановакуумметр, краны шаровые, фильтр, газоотделитель (или фильтр-газоотделитель), клапан обратный, счетчик | согласно проекта |
| 2.1 Модуль измерительный | Фильтр, газоотделитель (или фильтр-газоотделитель), клапан обратный, счетчик |
| 2.2 Модуль насосный (или станция "Каскад" с автоматизированной системой управления) | Рама, задвижка (или кран шаровый), электродвигатель, насос, компенсатор, мановакуумметр, краны шаровые (или насосный агрегат, полевой контроллера сбора информации, шкаф управления с контроллером управления и защиты насосного агрегата, пост управления, компенсатор, обратный клапан, затвор поворотный (или кран шаровый), мановакууметр, манометр, датчики, коробка соединительная) |
| 3 Стояк наливной | Шарнирный трубопровод, наконечник (или головка присоединительная (муфта нижнего налива)) |
| 4 Клапан управляемый (или клапан КО) | Согласно проекта |
| 5 Блок оператора | Согласно проекта |
| 6 Трап перекидной | Согласно проекта |
| 7 Система автоматизации | Датчики: положения наконечника, уровня, гаражного положения стояка и трапа, датчик температуры или плотномер, ЦБУ, персональный компьютер с программным обеспечением "АРМ оператора налива и слива", контроллер "Весна-ТЭЦ2-3К", терминал ТС-002Ех, комплект автоматического устройства заграждения для нефтебаз (шлагбаума), клещи заземления (устройство заземления), шкаф силовой, комплект монтажных и силовых кабелей |
| 8 Комплект монтажных и запасных частей | Согласно проекта |
| 9 Комплект эксплуатационной документации | Инструкция по применению, руководство по эксплуатации, формуляр, схема электромонтажная, схема электрическая принципиальная, техдокументация на комплектующие |
| 10 Методика поверки | - |
Примечание: Комплект поставки определяется по согласованию с заказчиком в соответствии с техническим заданием или опросным листом.
Поверка
осуществляется по методике "ГСИ. Комплексы измерительные АСН. Методика поверки"
858.00.00.00.00 МП, утверждённой ГЦИ СИ ФГУП "ВНИИМС" в апреле 2012 г.
Основное поверочное оборудование:
- установка поверочная массовая УПМ 2000 вместимостью 2000 дм3, диапазон измерений (0 : 2000) кг, погрешность +0,04 %;
- секундомер, диапазон измерений (0 : 30) мин., погрешность ±1 с, ц.д. 0,2 с;
- комплект ареометров АНТ-1, диапазон измерений (650:1010) кг/м3, ц.д. 0,5 кг/м3 ГОСТ 18481-81;
- термометр лабораторный ТЛ-4, диапазон измерений (0:50) °С, ц.д. 0,1 °С.
Сведения о методах измерений
изложены в инструкции по применению.
Нормативные документы
1. ГОСТ 8.510-2002 "ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений объема и массы жидкости".
2. ГОСТ Р 8.595-2004 "ГСИ. Масса нефти и нефтепродуктов. Общие требования к методикам выполнения измерений".
3. ГОСТ Р 8.596-2002 "ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения".
4. ТУ 4213-166-05806720-2002 Комплексы измерительные АСН.
Рекомендации к применению
