Назначение
Комплексы измерительные в составе установок по производству водорода HySTAT-A серии 1000 предназначены для измерений объемной доли водорода и кислорода в воздухе, водорода в кислороде, кислорода в водороде, а также давления в конструктивных элементах установок для обеспечения безопасности процесса получения водорода.
Описание
Комплексы измерительные в составе установок по производству водорода HySTAT-A серии 1000 (далее - комплексы) являются многоканальной стационарной автоматической измерительной системой непрерывного действия.
Комплексы имеют следующую структуру технических средств:
1) полевой уровень - датчики (первичные измерительные преобразователи) измерительных каналов (ИК),
2) контроллерный уровень - программируемые логические контроллеры (ПЛК);
3) диспетчерский уровень - дисплейный терминал Exter.
Технические средства полевого уровня обеспечивают преобразование контролируемого параметра в информационный сигнал, поступающий на технические средства уровня передачи информации. Технические средства контроллерного уровня обеспечивают преобразование сигналов, получаемых от аналоговых и дискретных датчиков в цифровой код, формирование и реализацию управляющих сигналов для сигнализирующих и исполнительных устройств, обмен данными по цифровому интерфейсу уровня передачи информации с устройствами диспетчерского уровня. В аппаратуре используются цифровые интерфейсы, соответствующие следующим электрическим/логическим спецификациям: MicroLAN (1-Wire), RS-485/ModbusRTU, Ethernet. Технические средства диспетчерского уровня обеспечивают сбор, хранение и предоставление данных, собираемых комплексом с объекта контроля, отображение результатов измерений на мониторе, формирование команд управления.
В состав ИК комплексов входят первичные измерительные преобразователи, приведенные в таблице 1.
Таблица 1
| Измерительный канал (определяемый компонент) | Первичный измерительный преобразователь | Регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений | Принцип измерений |
| Объемной доли или дов-зрывоопасной концентрации водорода (H2) в воздухе | XNX | 43971-10 | Термокаталитический |
| Измерительный канал (определяемый компонент) | Первичный измерительный преобразователь | Регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений | Принцип измерений |
| Объемной доли кислорода (O2) в воздухе | XNX | 43971-10 | Электрохимический |
| Объемной доли водорода (H2) в кислороде | GTR 210 | 57932-14 | Т ермокондуктометрический |
| Объемной доли кислорода (O2) в водороде | Teledyne серии 3000 модели InstaTrans | 38662-10 | Электрохимический |
| Избыточного давления газа | EJA530E | 66959-17 | Резонансно-частотный |
Способ отбора пробы преобразователей XNX - диффузионный. Датчики GTR 210, газоанализаторы кислорода Teledyne серии 3000 модели InstaTrans, преобразователи давления измерительные EJA530E встроены в технологические линии.
Преобразователи XNX, газоанализаторы кислорода Teledyne серии 3000 модели InstaTrans и преобразователи давления измерительные EJA530E обеспечивают отображение измерительной информации на встроенном жидкокристаллическом дисплее.
Элементы комплекса размещаются в кондиционируемом контейнере.
Комплексы выполняют следующие основные функции:
- измерение объемной доли определяемых компонентов;
- давления газа;
- автоматическое регулирование измеряемых параметров и срабатывание предупредительной и аварийной сигнализации по уставкам, заданным программным путем.
Степень защиты элементов комплекса от внешних воздействий по ГОСТ 14254-96:
- преобразователи XNX IP65/66
- датчики GTR 210 IP54/66
- газоанализаторы кислорода Teledyne серии 3000 модели InstaTrans IP30
- преобразователи давления измерительные EJA530 IP66/67
- средства диспетчерского уровня - дисплейный терминал Exter IP66/20
Общий вид основных технических средств комплекса приведен на рисунке 1.
в) газоанализаторы кислорода Teledyne серии г) преобразователи давления измерительные 3000 модели InstaTrans EJA530
д) дисплейный терминал Exter Рисунок 1 - Общий вид основных технических средств комплексов измерительных в составе установок по производству водорода HySTAT-A серии 1000
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее - ПО) аппаратуры имеет следующую структуру:
1) полевой уровень - встроенное ПО микропроцессорных первичных измерительных преобразователей (ПИП);
2) контроллерный уровень - встроенное ПО технических средств контроллерного уровня;
3) диспетчерский уровень - встроенное ПО технических средств диспетчерского уровня. Встроенное ПО технических средств полевого и контроллерного уровня специально
разработано изготовителем соответствующих технических средств.
Встроенное ПО технических средств полевого уровня выполняет следующие функции:
- прием, обработка и передача измерительной информации от первичных измерительных преобразователей;
- индикацию измерительной информации (XNX, InstaTrans, EJA530E);
- связь с уровнем передачи информации (аналоговый выходной сигнал токовый сигнал 4-20 мА).
Встроенное ПО технических средств контроллерного уровня выполняет следующие функции:
- получение данных с технических средств уровня передачи информации;
- преобразование данных;
- интерфейс с уровнем передачи информации.
На диспетчерском уровне используется встроенное ПО «Exter».
Встроенное ПО «Exter» обеспечивает выполнение следующих функций:
- отображение текущих результатов измерений и просмотр архива;
- сбор, хранение и передача данных;
- формирование отчетов;
- управление технологическим процессом получения водорода.
Идентификация ПО «Exter» осуществляется по запросу пользователя через меню ПО «Exter».
Идентификационные данные ПО комплекса приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационные данные ПО «Exter»
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | «Exter» |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | V1.50 |
| Примечание - номер версии ПО должен быть не ниже указанного в таблице. Значения контрольной суммы, указанное в таблице, относятся только к файлу «GEMRuntime.exe» указанной версии. |
Уровень защиты встроенного ПО полевого уровня в соответствии с описанием типа на
первичный измерительный преобразователь.
Уровень защиты встроенного ПО контроллерного уровня - «высокий» по Р 50.2.077—2014. Уровень защиты встроенного ПО диспетчерского уровня (ПО «Exter») - «средний» по Р 50.2.077—2014.
Технические характеристики
1 Измерительные каналы содержания определяемых компонентов
Основные метрологические характеристики измерительных каналов содержания определяемых компонентов приведены в таблице 3.
Таблица 3
| Датчик (первичный измерительный преобразователь) | Определяемый компонент | Диапазон показаний содержания определяемого компонента | Диапазон измерений содержания определяемого компонента | Пределы допускаемой основной погрешности |
| XNX | водород | От 0 до 2 % (об.д.) (от 0 до 50 % НКПР) | От 0 до 2 % (об.д.) (от 0 до 50 % НКПР) | ±0,2 % (об.д.) |
| XNX | кислород | От 0 до 25 % (об.д.) | От 0 до 5 % (об.д.) включ. | ±5 % прив. |
| св. 5 до 25 % (об.д.) | ±5 % отн. |
| GTR 210 | водород в кислороде | От 0 до 2 % (об.д.) | От 0 до 2 % (об.д.) | ±0,2 % (об.д.) |
| InstaTrans | кислород в водороде | От 0 до 10 млн-1 | От 0 до 10 млн-1 | ±10 % прив. |
| От 0 до 100 млн- | От 0 до 100 млн-1 | ±5 % прив. |
| Датчик (первичный измерительный преобразователь) | Определяемый компонент | Диапазон показаний содержания определяемого компонента | Диапазон измерений содержания определяемого компонента | Пределы допускаемой основной погрешности |
| | | 1 | | |
| От 0 до 1000 млн-1 | От 0 до 1000 млн-1 | ±5 % прив. |
Прочие метрологические характеристики измерительных каналов содержания определяемых компонентов приведены в таблице 4.
Таблица 4
| Наименование характеристики | Значение |
| Предел допускаемой вариации показаний, в долях от предела допускаемой | 0,5 |
| основной погрешности |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения темпера- | |
| туры окружающей среды на каждые 10 oC в диапазоне рабочих условий | |
| эксплуатации, в долях от предела допускаемой основной погрешности: | |
| - при использовании в составе ИК датчиков XNX, GTR 210 | ±0,3 |
| - при использовании в составе ИК датчиков InstaTrans | ±1,0 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от влияния | |
| изменения относительной влажности анализируемой среды в пределах ра- | |
| бочих условий эксплуатации, в долях от предела допускаемой основной | |
| погрешности: | |
| - при использовании в составе ИК датчиков XNX (O2) | ±0,5 |
| - при использовании в составе ИК датчиков XNX (H2) | ±1,0 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности от влияния изменения атмосферного давления на каждые 3.3 кПа в диапазоне рабочих | |
| условий эксплуатации, в долях от предела допускаемой основной погреш | |
| ности: | |
| - при использовании в составе ИК датчиков XNX | ±0,3 |
| - при использовании в составе ИК датчиков InstaTrans | ±1,0 |
| Предел допускаемого времени установления показаний по уровню 0,9 (T0,^), с, не более: | |
| - при использовании в составе ИК датчиков XNX (O2) | 15 |
| - при использовании в составе ИК датчиков XNX (H2) | 10 |
| - при использовании в составе ИК датчиков GTR 210 | 60 |
| - при использовании в составе ИК датчиков InstaTrans (без учета транспортного запаздывания) | 60 |
Технические характеристики измерительных каналов содержания определяемых компонентов приведены в таблице 5.
Таблица 5
| Наименование характеристики | Значение |
| Время прогрева, мин, не более | 60 |
| Электропитание датчиков осуществляется постоянным током напряжением, В: - XNX - GTR 210, InstaTrans | от 18 до 32 24,0±2,4 |
| Потребляемая датчиками электрическая мощность, не бо- | |
| Наименование характеристики | Значение |
| лее: | 6,5 |
| - XNX, Вт | 4,0 |
| - GTR 210, Вт | 70 |
| - InstaTrans, В-А, | |
| Маркировка взрывозащиты: - XNX - GTR 210 - InstaTrans | 1Ex d IIC T6/T5Gb Ex tb IIIC T85°C/T100°C Db IP66 1Ex d [ia IIC Ga] IIB+H2 T4 Gb 1Ех d e ia mb IIC T4 Gb Х 1ЕхdIIBT3, 1ExpxIICT4, 2ExpzIICT4, 1ExibIICT3, 0ExiaIICT3,T4; [Ехia]IIC 0ЕхiaIICT6 |
| Г абаритные размеры датчиков, мм не более: - XNX (без подключенного сенсора): | |
| - высота | 159 |
| - ширина | 114 |
| - длина | 197 |
| - GTR 210: | |
| - высота | 170 |
| - ширина | 150 |
| - длина | 105 |
| - InstaTrans: | |
| - высота | 201 |
| - ширина | 108 |
| - длина | 178 |
| Масса датчиков, кг, не более: | |
| - XNX (без подключенного сенсора) в кор | 5,0 |
| пусе из нержавеющей стали | |
| - XNX (без подключенного сенсора) в кор- | 3,2 |
| пусе из алюминиевого сплава | |
| - GTR 210 | 2,7 |
| - InstaTrans | 3,2 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 20000 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
2 Измерительный канал избыточного давления газа
Основные метрологические характеристики измерительного канал избыточного давления газа приведены в таблице 6.
Таблица 6
| Датчик (первичный измерительный преобразователь) | Диапазон измерений избыточного давления, МПа | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % |
| EJA530E | От 0 до 0,2 МПа включ. | ±(0,0055 •Pmax/P) |
| Св. 0,2 до 1,6 МПа | ±0,2 |
| Примечания - Pmax - максимальный верхний предел измерений (2 МПа); - P - настроенный диапазон измерений (1,6 МПа). |
Прочие метрологические характеристики измерительного канала избыточного давления газа приведены в таблице 7.
Таблица 7
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности при изменении температуры окружающей среды от нормальных условия, МПа, на каждые 28 °С изменения | ±(0,0015 -P+0,0015 •Pmax) |
Технические характеристики измерительного канала избыточного давления газа приведены в таблице 8.
Таблица 8
| Наименование характеристики | Значение |
| Напряжение питания постоянного тока, В | от 9 до 42 |
| Маркировка взрывозащиты | 1ExdIICT6...T4 X; Ex tb IIIC T85^ Db; 0ExiaIICT6 X; Ex ia IIIC T85oС...T120oС Db. |
| Габаритные размеры, мм не более: | |
| - высота | 165 |
| - ширина | 95 |
| - длина | 110 |
| Масса, кг, не более | 4,1 |
| Средняя наработка на отказ, ч: | 160000 |
| Средний срок службы, лет | 20 |
3 Технические характеристики комплекса
Технические характеристики комплекса приведены в таблице 9.
Таблица 9
| Наименование характеристики | Значение |
| Напряжение питания, В: - переменный ток - постоянный ток | от 187 до 242 |
| Потребляемая мощность, не более, Вт | 1500 |
| Условия эксплуатации - диапазон температуры окружающей среды, °С - диапазон относительной влажности воздуха, % | от 0 до +40 от 15 до 90 |
Знак утверждения типа
наносится на табличку на составные части комплекса и на титульный листы Руководства по эксплуатации и Паспорта типографским методом.
Комплектность
Таблица 10 - Комплектность комплекса
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Преобразователи универсальные XNX | - | по заявке заказчика |
| Датчики газоаналитические GTR 210 | - |
| Газоанализаторы кислорода Teledyne серии 3000 модели InstaTrans | - |
| Преобразователи давления измерительные серии EJA-E модели EJA530E | - |
| Комплект средств контроллерного, диспетчерского и уровня передачи информации | - |
| ПО «Exter» | - | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 шт. |
| Методика поверки | МП-242 2161-2017 | 1 шт. |
Поверка
осуществляется по документу МП-242-2161-2017 «Комплексы измерительные в составе установок по производству водорода HySTAT-A серии 1000. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 09 сентября 2017 г.
Основные средства поверки:
- стандартные образцы состава газовые смеси водород - воздух (ГСО 10532-2014), кислород - азот (ГСО 10531-2014), водород - кислород (ГСО 10532-2014) в баллонах под давлением.
Калибратор напряжения и тока искробезопасный КНТИ-40.00.00, регистрационный номер в федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений 49740-12.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 13320-81 Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия
ГОСТ Р 8.596-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения
ГОСТ Р 52350.29.1-2010 Взрывоопасные среды. Часть 29-1. Газоанализаторы. Общие технические требования и методы испытаний газоанализаторов горючих газов
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия
ГОСТ Р 8.802-2012 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений избыточного давления до 250 МПа
ГОСТ 8.578-2014 Государственная система обеспечения единства измерений Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах Техническая документация фирмы «HYDROGENICS EUROPE N.V.»
70029-17: Методика поверки МП-242-2161-2017Скачать5.4 Мб