Назначение
Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета этилена Т-954-2, далее - Система или АИИС, предназначена для измерений температуры этилена, массового расхода этилена и давления этилена для осуществления автоматизированного коммерческого учета и контроля потребления этилена, а также контроля режимов работы технологического и энергетического оборудования, регистрации, хранения измеренных и вычисленных значений, формирования управляющих и аварийных воздействий, формирования отчетных документов и передачи информации в снабжающую организацию в рамках согласованного регламента.
Описание
АИИС, построенная на базе комплекса измерительно-вычислительного и управляющего STARDOM (Госреестр № 27611-09), является сложной трех уровневой структурой с централизованным управлением и распределенной функцией измерения.
Нижний уровень (узел учета этилена) включает средства измерений физических величин, внесенные в Государственный реестр средств измерений РФ (Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений) и обеспечивает измерения контролируемых параметров. Сведения о средствах измерения, входящих в узел учета этилена, приведены в таблице 1.
Средний уровень, далее - КПТС, представляет собой комплекс измерительновычислительный и управляющий STARDOM (заводской № 110598.Этилен).
КПТС состоит из автономного контроллера FCN-RTU модульного типа.
Контроллер FCN-RTU выполнен на базе следующих измерительно-управляющих модулей:
- NFBU050-S10 - базовый модуль;
- NFCP050-S00 - модуль процессорный;
- NFPW426-10 - модуль питания (вход 10 - 30 В постоянного тока);
- NFAI143-HOO/A4SOO - модуль аналоговых входов (на входе 4 - 20 мА, 16 каналов, изолированный (ток), на выходе 16 бит). Поддержка цифровой связи по протоколу HART.
КПТС обеспечивает прием стандартизованных аналоговых выходных сигналов от нижнего уровня АИИС (первичных измерительных преобразователей) и преобразование данных на основе программных средств, регистрацию и хранение измеренных и вычисленных значений, передачу информации на верхний уровень Системы.
Верхний уровень, далее - АРМ, представляет собой центральное автоматизированное рабочее место.
К АРМ относится:
- рабочая станция оператора (стол оператора, системный блок DELL Т3500, монитор DELL Professional P2211H, принтер лазерный HP LaserJet Enterprise P3015dn, напольный ИБП 1000 ВА PW9130i1000-XL).
АРМ служит для осуществления контроля, корректировки полученных данных с нижних уровней и формирования управляющих воздействий.
Информационный обмен данными между уровнем узлов учета и КПТС организован посредством интерфейса 4 - 20 мА с поддержкой HART.
Лист № 2
Всего листов 8
Информационный обмен данными между КПТС и АРМ организован через локальную сеть предприятия (ЛВС) (контроллер FCN-RTU STARDOM по каналам связи Ethernet).
АИИС решает следующие задачи:
- измерение параметров потребления этилена;
- периодический (1 раз в час) и/или по запросу автоматический сбор привязанных к единому календарному времени результатов измерений приращений параметров потребления этилена;
- хранение результатов измерений в специализированной базе данных, отвечающей требованию повышенной защищенности от потери информации (резервирование баз данных) и от несанкционированного доступа;
- передача результатов измерений в снабжающую организацию в рамках согласованного регламента;
- обеспечение защиты оборудования, программного обеспечения и данных от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне (операционная система с индивидуальной системной лицензией , исключающей копирование и работу на других измерительно-вычислительных комплексах Stardom, установка паролей и т.п.);
- диагностика и мониторинг функционирования технических и программных средств АИИС:
- контроль нарушения предупредительных границ, аварийных значений и установок;
- фиксация аварийных, нештатных, санкционированных и несанкционированных событий (присвоение метки времени) и формирование его признака;
- индикация на экране и звуковая сигнализация выхода параметров за технологические и аварийные пределы;
- просмотр истории параметров процесса и архивов документов на экране дисплея, распечатка на принтере в табличном виде или как копии экрана;
- конфигурирование и настройка параметров АИИС;
- ведение системы единого времени в АИИС (коррекция часов).
АИИС состоит из простых измерительно-информационных каналов (ИИК), реализующих прямые методы измерений путем последовательных измерительных преобразований на узле учета этилена (нижний уровень ИИК приведен в табл. 1).
Каждый измерительно-информационный канал (ИИК) представляет собой совокупность трех уровней и каналов связи между ними.
Таблица 1
| Название ИИК | Средство измерений | Диапазон измерений СИ, пределы допускаемой относительной (S)/ приведенной (у) погрешности СИ, диаметр условного прохода, Ду, мм |
| Наименование, тип СИ, № Госреестра | Заводской № СИ |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Узел учета этилена |
| ИИК массового расхода (f) этилена | Расходомер-счетчик массовый, Micro Motion, Госреестр № 45115-10 в том числе: - сенсор CMF400M452NQFZEZZZ, - преобразователь 2700R13BFFEZZZ | 14261569/3817290 | от 0,00055 до 252 т/ч 5= ±0,35% Ду=200 |
Продолжение таблицы 1
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| ИИК температуры (t) этилена | Термопреобразователь сопротивления платиновый TR (мод. TR10) Госреестр № 49519-12 | E90BB514152 | от минус 50 до плюс 250 °С |
| ИИК давления (р) этилена | Преобразователь давления измерительный, EJA Госреестр № 14495-09 | 91L945661 | от 1 кПа до 4000 кПа Y= ±0,2% |
Принцип действия:
Для измерения массового расхода этилена применен расходомер-счетчик массовый MicroMotion производства фирмы «Emerson Process Management/ Micro Motion Inc.» (США), разнесенного взрывозащищенного исполнения, включающий в себя:
- сенсор CMF400M452NQFZEZZZ (заводской номер 14261569);
- преобразователь 2700R13BFFEZZZ (заводской номер 3817290).
MicroMotion не имеют вращающихся частей и результаты измерений не зависят от плотности, вязкости, наличия твердых частиц и режимов течения среды. Отклонение температуры среды от температуры калибровки компенсируется установкой нуля, а изменение давления среды внесением соответствующей поправки. Счетчики-расходомеры состоят из первичного преобразователя массового расхода и преобразователя, который может быть встроенным и выносным на расстояние до 30 м. Преобразователи обеспечивают обработку цифровых сигналов поступающих с процессора датчика и регистрацию. Измеренные значения массового расхода этилена по интерфейсу 0 - 800 Гц с поддержкой HART передаются на КПТС и АРМ.
Для измерения температуры этилена применен термопреобразователь сопротивления платиновый TR (мод. TR 10) со встроенным преобразователем ТМТ 182 производства фирмы «Endress+Hauser (Германия). Принцип действия основан на преобразовании сигнала от чувствительного элемента в унифицированный выходной сигнал от 4 до 20 мА, а также в цифровой сигнал для передачи данных по цифровому протоколу HART на КПТС и АРМ.
Для измерения давления этилена применен преобразователь давления измерительный EJA производства фирмы Yokogawa Electric Corporation (Япония). Принцип действия основан на преобразовании разности давлений в стандартный токовый сигнал. Измеренные значения разности давлений этилена по интерфейсу 4 - 20 мА с поддержкой HART передаются на КПТС и АРМ.
Возможно считывание информации с приборов учета как визуальное с помощью дисплея и клавиш прибора, так и автономное с помощью внешнего инженерного пульта (ноутбука).
АИИС оснащена системой обеспечения единого времени (СОЕВ). Для обеспечения единства измерений используется единое календарное время.
Для приема сигналов точного времени используется SNTP-сервер (SNTP - Simple Network Time Protocol). Передача точного времени через глобальную сеть Интернет осуществляется в соответствии с международным стандартом RFC-1305. SNTP-сервер обеспечивают синхронизацию программных часов компонентов АИИС.
С уточный ход часов компонентов АИИС не превышает ±3,5 с.
Программное обеспечение
В состав ПО АИИС входит:
- Базовое (системное) ПО, включающее операционную систему (ОС) Microsoft Windows XP (фирма Microsoft);
- ПО контроллера FCN-RTU, включающее ОС V*Works (фирма «Wind River Systems»);
- ПО комплекса программно-технических средств вычислений расхода жидкостей и газов на базе комплекса измерительно-вычислительного и управляющего STARDOM (КПТС «Stardom-Flow», версия V2.5) (установлено на рабочую и инженерную станции).
ПО КПТС «Stardom-Flow», версия V2.5 состоит из следующего набора программных пакетов:
- конфигуратор логики (Logic Designer);
- библиотека стандартных функциональных блоков расчета расхода («Stardom-Flow» (файл+папка));
- библиотека лицензирования количества линий учета («Licence_SF» (файл+папка));
- серверный пакет связи по протоколу ОРС (ОРС-сервер «YOKOGAWA FCN/FCJ OPC Server»);
- программа конфигурирования изменяемых параметров вычислителей («C- Flow»);
- программа конфигурирования и просмотра пользовательских отчетов («Microsoft Excel»).
ПО КПТС «Stardom-Flow», версия V2.5 имеет сертификат соответствия № 06.0001.0970, выданный 21 сентября 2011 г. АНО «Межрегиональный испытательный центр», г. Зеленоград.
Метрологически значимые функции и параметры ПО КПТС «Stardom-Flow» охвачены защищенным интерфейсом.
Защита программных модулей ПО КПТС «Stardom-Flow» от несанкционированного доступа и изменений случайного характера осуществляется встроенными в операционную систему комплекса измерительно-вычислительного и управляющего STARDOM (ИВК STARDOM) механизмами защиты. Операционная система ИВК STARDOM является закрытой системой и загружается индивидуально во внутреннюю flash-память с индивидуальной системной лицензией, исключающей копирование и работу на других ИВК STARDOM.
Идентификационные данные ПО КПТС «Stardom-Flow» представлены в Таблице 2.
Таблица 2
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения (программные модули) | Номер версии программного обеспечения, не ниже | Цифровой идентификатор программного обеспечения (для указанной версии)* | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| КПТС «Stardom-Flow» | Модуль расчета расхода при применении массовых преобразователей расхода | V2.5 | 0xA2C3 (41667) | CRC16 |
| Модуль расчета физических свойств этилена | 0x1245 (4677) |
Примечание - В скобках приведены контрольные суммы в десятичном формате (графа 4)
Метрологические характеристики системы автоматизированной информационноизмерительной коммерческого учета этилена Т-954-2 нормированы с учетом влияния ПО КПТС «Stardom-Flow», версия V2.5.
Лист № 5
Всего листов 8
Уровень защиты программного обеспечения системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета этилена Т-954-2 от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню С по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Метрологические характеристики измерительно-информационных каналов АИИС приведены в таблице 3.
Таблица 3
| Нормируемая погрешность | Диапазон измерений | Вид и пределы допускаемого значения погрешности |
| ИИК массового расхода этилена | от 6,48 до 32,4 т/ч | S ±1,2% |
| ИИК давления этилена | от 1400 до 1800 кПа | Y ±0,3% |
| ИИК температуры этилена | от минус 38 до плюс 300С | ±1,3°С |
Суточный ход часов компонентов АИИС не более ± 3,5 с.
Условия эксплуатации компонентов АИИС:
- температура (КПТС), °С: от плюс 15 до плюс 30;
- температура окружающего воздуха (узлов учета), °С: от минус 30 до плюс 30;
- влажность при 30°С не более, %: 95;
- атмосферное давление, кПа: от 84 до 106,7;
- параметры электрического питания -
напряжение (переменный ток), В: 220 (плюс 10/минус 15 %).
Допускается замена компонентов системы на однотипные утвержденного типа. Замена оформляется актом в установленном на объекте порядке. Акт хранится совместно с описанием типа АИИС как его неотъемлемая часть.
Параметры надежности применяемых в АИИС измерительных компонентов:
• средняя наработка на отказ по информационным функциям - не менее 22000 часов. При возникновении сбоев сетевого питания происходит автоматическое переключение на резервное питание.
Среднее время восстановления, при выходе из строя оборудования:
• для приборов уровня узлов учета - Тв < 2 часа;
• для контроллера FCN-RTU Тв < 2 часа;
• для сервера Тв < 2 часа;
• для компьютера АРМ Тв < 2 часа;
Защита технических и программных средств АИИС от несанкционированного доступа:
• приборы учета опломбированы представителями снабжающей организации;
• опломбированы следующие блоки приборов учета:
- корпус измерительного блока;
- преобразователи расхода;
- корпус модуля.
• конструктивно обеспечена механическая защита от несанкционированного доступа: - отдельные закрытые помещения, выгородки или решетки.
• наличие защиты на программном уровне -многоуровневые пароли на счетчиках-расходомерах, контроллере FCN-RTU, сервере, АРМ;
• организация доступа к информации КПТС посредством паролей обеспечивает идентификацию пользователей и эксплуатационного персонала;
• защита результатов измерений при передаче;
Лист № 6
Всего листов 8
• предупредительные сообщения об испорченной или скорректированной информации.
Наличие фиксации в журнале событий контроллера FCN-RTU следующих событий:
• фактов параметрирования;
• фактов пропадания напряжения;
• фактов коррекции времени.
Возможность коррекции времени в:
• контроллере FCN-RTU(фунkция автоматизирована);
• сервере (функция автоматизирована).
Глубина хранения информации:
• Глубина ведения минутных архивов внутри контроллера - не менее 60 дней;
• Глубина ведения часовых архивов внутри контроллера - не менее 1 года;
• Г лубина ведения суточных архивов внутри контроллера - не менее 5 лет;
• Г лубина архива нештатных ситуаций внутри контроллера - не менее 10000 событий;
• Минимальный период вычисления значений расхода и учетных величин - 1 секунда.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации АИИС типографским способом.
Комплектность
Комплектность АИИС приведена в таблице 4
Таблица 4
| Наименование | Ед. изм. | Кол-во |
| 1 | 2 | 3 |
| Оборудование узлов учета |
| Расходомер-счетчик массовый MicroMotion CMF400M452NQFZEZZZ-2700R13BFFEZZZ | шт. | 1 |
| Термопреобразователь сопротивления платиновый TR (мод. TR10) со встроенным преобразователем ТМТ 182 | шт. | 1 |
| Преобразователь давления измерительный EJA | шт. | 1 |
| Оборудование КПТС |
| Контроллер FCN-RTU, модули ввода/вывода, программные модули поддержки и конфигурирования, в том числе: | компл. | 1 |
| Базовый модуль для FCN-RTU | шт. | 1 |
| Модуль процессорный для FCN-RTU со стандартными лицензиями ПО | шт. | 1 |
| Модуль питания для FCN-RTU (вход от 10 до 30 В постоянного тока) | шт. | 1 |
| Модуль аналоговых входов NFAI143 (4-20 мА, 16 каналов, изолированный) с поддержкой цифровой связи по протоколу HART | шт. | 1 |
| ПО КПТС «Stardom-Flow» с лицензией на 3 линии учета, конфигуратор C-Flow (Windows XP версия) | шт. | 1 |
| Стандартный шкаф Rittal в сборе | шт. | 1 |
| Устройство бесперебойного питания QUINT-DC-UPS/24/DC/10 | шт. | 1 |
| Блок питания QUINT- PS/1 АС/24/DC/IO | компл. | 1 |
| Компактный коммутатор EDS-208A-S-SC (одномодовое волокно) в металлическом корпусе | шт. | 1 |
| Преобразователь измерительный MTL5544 | шт. | 1 |
Продолжение таблицы 4
| 1 | 2 | 3 |
| Оборудование АРМ | | |
| Системный блок DELL 3500 в комплекте с Microsoft XP Professional SP2 OEM, USB удлинитель 1,8m, Exel 2003 Win32 Russian Disk Kit MVL CD, Exel 2010 RUS OLP NL, WinLock Professional Russian Edition | шт. | 1 |
| Принтер лазерный HP LaserJet Enterprise P3015 dn | шт. | 1 |
| Стол оператора | шт. | 1 |
| Напольный ИБП 1000 ВА PW9130i1000T-XL | шт. | 1 |
| ПО интерфейса оператора КПТС «Stardom-Flow» (Windows XP версия) с лицензией на одну рабочую станцию | шт. | 1 |
| Инженерная станция для настройки Системы (ноутбук HP ProBook 6550b Corei-370M 2.40GHz 15.6’’ HD LED AG Cam,2GB DDR3(1), 320GB 7.2krpm, DVDRW, WiFi, BTm 56K, 6C, FPR, COMport, 2.64kg, 1y, Win7Pro+MSOfRe | шт. | 1 |
| Носители ПО, в том числе | шт. | 1 |
| Лицензия ПО среды разработки для приложений FCN/FCJ (Logic Designer) с активацией через WEB | шт. | 1 |
| Лицензия ПО симулятора FCN/FCJ c USB ключом идентификации ПО с инструкцией по активации лицензии | шт. | 1 |
| Лицензия ОРС сервера FCN/FCJ для Windows с активацией через WEB | шт. | 1 |
| Документация для STARDOM комплект на русском языке | шт. | 1 |
| Методика поверки МП 1633/550-2013 | шт | 1 |
| Паспорт-формуляр СТПА. 411711.Т03. ФО | шт | 1 |
Поверка
осуществляется по документу МП 1633/550-2013 «ГСИ. Система автоматизированная информационно-измерительная коммерческого учета этилена Т-954-2. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФБУ «Ростест-Москва» в сентябре 2013 г.
Средства поверки:
- радиочасы МИР РЧ-01, принимающие сигналы спутниковой навигационной системы Global Positioning System (GPS) (Госреестр № 27008-04);
- переносной компьютер с ПО и оптические преобразователи для работы с приборами учета Системы, ПО для работы с радиочасами МИР РЧ-01;
- термометр по ГОСТ 28498-90, диапазон измерений от минус 40 до плюс 50°С, цена деления 1°С.
Средства поверки измерительных компонентов по следующей документации:
- «ГСИ. Комплексы измерительно-вычислительные и управляющие STARDOM фирм Yokogawa Electric Corporation, Япония, Yokogawa Electric Fsia Pte. Ltd., Сингапур, РТ Yokogawa Manufacturing Batam, Индонезия. Методика поверки», утвержденная ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в сентябре 2009 г.;
- «Рекомендация. ГСИ. Счетчики-расходомеры массовые. MicroMotion. Методика поверки», утвержденная ВНИИМС 25.07.2010 г.;
- МИ 1997-89 «Рекомендация. Преобразователи давления измерительные. Методика поверки»;
- ГОСТ 8.461-2009 «Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Методика поверки»;
Сведения о методах измерений
Методика (методы) измерений приведена в документе: «Методика (методы) измерений массового расхода этилена с использованием системы автоматизированной информационно-измерительной коммерческого учета этилена Т-954-2.» Свидетельство об аттестации методики (методов) измерений № 1288/550-01.00229-2013 от 23 сентября 2013 г.
Нормативные документы
1. ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
2. ГОСТ 34.601-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Стадии создания.
3. ПР 50.2.019-2006 Методика выполнения измерений при помощи турбинных, ротационных и вихревых счетчиков.
Рекомендации к применению
- при осуществлении торговли и товарообменных операций.
