Назначение
Система измерительная автоматизированная диспетчерского контроля и управления АСДКУ ЗСВ (далее - АСДКУ) предназначена для непрерывного измерения и контроля параметров водоподготовки: давления воды в водоводах и коллекторах, объемного расхода воды в водоводах I и II подъемов, оборотной воды, сточных вод, иловых вод, уровня воды в резервуарах питьевой воды, качества воды (мутности, цветности, содержания остаточного хлора, алюминия, щелочности, аммония, рН-метрии) Западной станции водоподготовки (ЗСВ) ОАО «Мосводоканал».
Описание
Принцип действия АСДКУ заключается в измерении технологических параметров с помощью датчиков и аналого-цифровом преобразовании выходных аналоговых сигналов этих датчиков измерительными модулями контроллеров. Далее преобразованные цифровые сигналы передаются в локальную вычислительную сеть ЗСВ, на АРМ дежурного диспетчера ЗСВ и по корпоративной сети в центральное диспетчерское управление ОАО «Мосводоканал».
Серверное оборудование осуществляет с заданным интервалом времени последовательный опрос информации о технологических параметрах, поступающей с контроллеров, регистрацию, отображение, архивирование и хранение результатов измерения. Вывод информации об измеренных параметрах осуществляется на АРМ диспетчера с помощью специализированного ПО «Таблицы и графики».
АСДКУ состоит из 88 измерительных каналов (ИК) и представляет собой трехуровневую систему:
1-й уровень - первичные измерительные преобразователи (датчики) технологических параметров в унифицированные сигналы силы постоянного тока;
2-й уровень включает:
- контроллеры программируемые логические PLC Modicon (Госреестр № 18649-09) с модулями ввода аналоговых сигналов TSX AEZ 802, TSX AEY 810, РС-совместимые контроллеры с модулями ввода аналоговых сигналов IC-538MA, IC-539, 73L-II020;
- измерительные преобразователи ISO-А (Госреестр № 24245-03), предназначенные для гальванического разделения входных и выходных цепей;
3 -й уровень - серверное оборудование, осуществляющее сбор, хранение и передачу информации, автоматизированное рабочее место (АРМ) дежурного оператора, включающее персональный компьютер (ПК) для визуализации технологических параметров, выполнения расчетов, ведения протоколов, архивации данных, обработки измерительной информации.
Рисунок 1 - Общая структурная схема АСДКУ
АСДКУ ЗСВ состоит из измерительных каналов (ИК) следующих типов:
1 Каналы измерения объемного расхода воды в водоводах I и II подъемов, оборотной воды, сточных вод, иловых вод, в состав которых входят следующие компоненты:
- первичные измерительные преобразователи:
расходомеры-счетчики УРС 002В (Госреестр № 25342-07);
расходомеры с интегратором акустические ЭХО-Р-02 (Госреестр № 21807-06);
расходомеры электромагнитные SIMA FC 2 (Госреестр № 18120-99);
- преобразователи измерительные ISO-А (только в ИК с РС-совместимым контроллером);
- модули ввода аналоговых сигналов контроллеров PLC Modicon, РС-совместимых (с входными сигналами от 4 до 20 мА).
2 Каналы измерения уровня воды в резервуарах чистой (питьевой) воды, в состав которых входят следующие компоненты:
- первичные измерительные преобразователи:
преобразователи измерительные давления и уровня Waterpilot (модель FMX 160, Госреестр № 17575-03, модель FMX 167, Госреестр № 17575-09);
- модули ввода аналоговых сигналов контроллеров PLC Modicon (с входными сигналами от 4 до 20 мА).
3 Каналы измерения давления воды на водоводах и в коллекторах, в состав которых входят следующие компоненты:
- первичные измерительные преобразователи:
датчики давления DMP 331 (Госреестр № 23574-05);
- модули ввода аналоговых сигналов контроллеров PLC Modicon (с входными сигналами от 4 до 20 мА).
4 Каналы контроля качества воды:
4.1 каналы измерения содержания остаточного алюминия в воде, в состав которых входят следующие компоненты:
- первичные измерительные преобразователи:
анализаторы жидкости Cristal (Госреестр № 49095-12);
анализаторы воды Seilbold Composer (Госреестр № 48885-12)
анализаторы жидкости SERES 2000 (Госреестр № 37966-08);
- модули ввода аналоговых сигналов контроллеров PLC Modicon (с входными сигналами от 4 до 20 мА).
4.2 каналы измерения содержания остаточного хлора в воде, в состав которых входят следующие компоненты:
- первичные измерительные преобразователи:
анализаторы Depolox 3 plus (Госреестр № 24787-05);
анализаторы MFA-Depolox 4 (Госреестр № 19443-08);
- преобразователи измерительные ISO-А (только в ИК с РС-совместимым контроллером);
- модули ввода аналоговых сигналов контроллеров PLC Modicon, РС-
совместимых (с входными сигналами от 4 до 20 мА).
4.3 каналы измерения мутности воды, в состав которых входят следующие компоненты:
- первичные измерительные преобразователи:
анализаторы мутности «TURBILIGHT» (Госреестр № 18504-06);
- модули ввода аналоговых сигналов контроллеров PLC Modicon (с входными сигналами от 4 до 20 мА).
4.4 каналы измерения щелочности воды, в состав которых входят следующие компоненты:
- первичные измерительные преобразователи:
анализаторы «SERES 1000 TA & TAC» (Госреестр № 22043-01, зав. №№ 501F002, 501F005, 501F006, 501F007, 501F008, 501F009, 501F010);
- модули ввода аналоговых сигналов контроллеров PLC Modicon (с входными сигналами от 4 до 20 мА).
4.5 каналы измерения цветности воды, в состав которых входят следующие компоненты:
- первичные измерительные преобразователи:
анализаторы жидкости SERES 1000 (Госреестр № 37964-08);
анализаторы жидкости SERES 2000 (Госреестр № 37966-08);
- модули ввода аналоговых сигналов контроллеров PLC Modicon (с входными сигналами от 4 до 20 мА).
4.6 каналы измерения рН воды, в состав которых входят следующие компоненты:
- первичные измерительные преобразователи:
рН-метры LIQUISYS CPM 221 (Госреестр № 22502-02, зав.№№ 404404, 404411, 404416, 404419, 404420, 404427);
- модули ввода аналоговых сигналов контроллеров PLC Modicon (с входными сигналами от 4 до 20 мА).
4.7 каналы измерения содержания аммония в воде, в состав которых входят следующие компоненты:
- первичные измерительные преобразователи:
анализаторы жидкости SERES 2000 (Госреестр № 37966-08);
- модули ввода аналоговых сигналов контроллеров PLC Modicon (с входными сигналами от 4 до 20 мА).
Программное обеспечение
Идентификационные данные программного обеспечения (ПО) АСДКУ представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО АСДКУ
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | FIX | iFIX | «Таблицы и графики» |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | Не ниже 6.0 | Не ниже 3.5 | Не ниже 2.3 |
| Цифровой идентификатор ПО | Не используется |
ПО верхнего уровня - FIX, iFIX и «Таблицы и графики» не являются метрологически значимыми, т.к. их функциями является архивирование и отображение информации, полученной от приборов.
ПО FIX и iFIX содержат серверную часть для сбора, передачи и архивирования информации от приборов.
ПО «Таблицы и графики» содержит клиентскую часть, устанавливаемую на АРМ и обеспечивающую запрос и визуализацию информации из базы данных.
Для защиты информации от несанкционированного доступа предусмотрен физический контроль доступа (отдельные запираемые помещения серверной) и программный контроль доступа (по логину и паролю с регистрацией успеха и отказа в доступе).
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» по Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Основные метрологические характеристики ИК АСДКУ представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Основные метрологические характеристики ИК АСДКУ
| Канал измерения | Тип первичного преобразователя | Диапазон измерений первичного преобразователя 1) | Пределы допуск. основной погрешности первичного преобразователя 8д (7д) (±) | Тип контроллера (модуль) | Пределы допуск. осн. погрешн. ЭИК 7 ЭИК , % (±) | Пределы допускаемой основной погрешности ИК 8ИК ( 7ИК ) (±) |
| 1 Расход воды | УРС 002В | от 0 до 20000 м3/ч | 1,5 % от измерен. значения | PLC Modicon | 0,15 | (1,5+3000/Х) %* |
| от 0 до 18000 м3/ч | (1,5+2700/Х) %* |
| от 0 до 16000 м3/ч | (1,5+2400/Х) %* |
| от 0 до 320 м3/ч | 2,0 % от измерен. значения | (2,0+48/Х) %* |
| от 0 до 12000 м3/ч | 1,5 % от измерен. значения | РС-совм. | 0,85 | (1,5+10200/Х) %* |
| PLC Modicon | 0,15 | (1,5+1800/Х) %* |
| ЭХО-Р-02 | от 0 до 346,7 м3/ч | 3 % от измерен. значения | PLC Modicon | 0,15 | (3+52/Х) % * |
| от 0 до 434,8 м3/ч | (3+65/Х) % * |
| от 0 до 1866,4 м3/ч | (3+280/Х) % * |
| SIMA FC 2 | от 0 до 2000 м3/ч | 3 % от измерен. значения | РС-совм. | 0,85 | (3+1700/Х) % * |
| PLC Modicon | 0,15 | (3+300/Х) % * |
| 2 Уровень воды в РПВ | Waterpilot FMX 160 | от 0 до 6 м | 0,5 % от диап. | PLC Modicon | 0,15 | 0,65 % |
| FMX 167 | 0,2 % от диап. | 0,35 % |
| 3 Давление воды | DMP 331 | от 0 до 1,6 МПа | 0,5 % от диапазона | PLC Modicon | 0,15 | 0,65 % |
| 4 Качество воды: |
| 4.1 остаточный хлор | Depolox 3 plus | от 0 до 2 мг/дм3: от 0 до 0,4 мг/дм3 от 0,4 до 2 мг/дм3 | 25 % от диап. 25% от измер.знач. | РС-совм. | 0,85 | 25 % от диап. 25% от измер.знач. |
| PLC Modicon | 0,15 |
| MFA-Depolox 4 | от 0 до 2 мг/дм3: от 0 до 0,4 мг/дм3 от 0,4 до 2 мг/дм3 | 25 % от диап. 25% от измер.знач. | PLC Modicon | 0,15 | 25 % от диап. 25% от измер.знач. |
| 4.2 остаточный алюминий | Cristal | от 0 до 1,0 мг/дм3: от 0,1 до 0,3 мг/дм3 от 0,3 до 1,0 мг/дм3 | 20 % от диап. 20 % от измер.знач. | PLC Modicon | 0,15 | 20 % от диап. 20 % от измер.знач. |
| Seilbold Composer | от 0 до 0,5 мг/дм3: от 0 до 0,05 мг/дм3 от 0,05 до 0,13 мг/дм3 от 0,13 до 0,5 мг/дм3 | 30 % от драп. 12%отверх. пред, диап 12 % от измер.знач. | 30 % от диап. 12% отверх. пред, диап (12+0,06/Х) % * |
| SERES 2000 | от 0 до 0,5 мг/дм3: от 0,1 до 0,3 мг/дм3 от 0,3 до 0,5 мг/дм3 | 20 % от диап. 20 % от измер.знач. | 20 % от диап. 20 % от измер.знач. |
Окончание таблицы 2
| Канал измерения | Тип первичного преобразователя | Диапазон измерений первичного преобразователя 1) | Пределы допуск. основной погрешности первичного преобразователя S д ( Yд ) (±) | Тип контроллера (модуль) | Пределы допуск. осн. погрешн. ЭИК Yэик ,% (±) | Пределы допускаемой основной погрешности ИК SИК ( Yик ) (±) |
| 4.3 мутность во ды | Turbilight | от 0 до 100 мг/дм3: от 0,5 до 5,0 мг/дм3 от 5,0 до 10,0 мг/дм3 от 10 до 100 мг/дм3 | 20% от измер.знач. 14% от измер.знач. 10% от измер.знач. | PLC Modicon | 0,15 | (20+0,7/Х) % * (14+0,8/Х) % * (10+13,5/Х) % * |
| от 0 до 10 мг/дм3: от 0,1 до 0,5 мг/дм3 от 0,5 до 5,0 мг/дм3 от 5,0 до 10,0 мг/дм3 | 24% от измер.знач. 20% от измер.знач. 14% от измер.знач. | 24% от измер.знач. (20+0,7/Х) % * (14+0,8/Х) % * |
| от 0 до 2,0 мг/дм3: от 0,05 до 0,1 мг/дм3 от 0,1 до 0,5 мг/дм3 от 0,5 до 2,0 мг/дм3 | 30% от измер.знач. 24% от измер.знач. 20% от измер.знач. | 30% от измер.знач. 24% от измер.знач. 20% от измер.знач. |
| 4.4 щелочность воды | SERES 1000 TA&TAC | от 0 до 5,0 ммоль/дм3: от 0,8 до 2,0 ммоль/дм3 от 2,0 до 5,0 ммоль/дм3 | 25% от измер.знач. 15% от измер.знач. | PLC Modicon | 0,15 | 25% от измер.знач. (15+0,5/Х) % * |
| 4.5 цветность воды | SERES 1000 | от 3 до 100 градусов цветности: от 3 до 10 град. цветн. от 10 до 50 град. цветн. от 50 до 70 град. цветн. | 50% от измер.знач. 20% от измер.знач. 10% от измер.знач. | PLC Modicon | 0,15 | 50% от измер.знач. 20% от измер.знач. (10+3/Х) % * |
| SERES 2000 |
| 4.6 pH метрия | pH метр LIQUISYS СРМ 221 | от 2 до 12 рН | 0,07 рН | PLC Modicon | 0,15 | 0,85 % |
| 4.7 содержание аммония в воде | SERES 2000 | от 0 до 0,5 мг/дм3: от 0,1 до 0,3 мг/дм3 от 0,3 до 0,5 мг/дм3 | 20% от диап. 20% от измер.знач. | PLC Modicon | 0,15 | 20 % от диап. 20 % от измер.знач. |
| от 0 до 1,0 мг/дм3: от 0,1 до 0,3 мг/дм3 от 0,3 до 1,0 мг/дм3 | 20% от диап. 20% от измер.знач. | 20 % от диап. 20 % от измер.знач. |
Примечания
1) В таблице 2 указаны диапазоны измерений первичных преобразователей, приведенные к диапазону входного сигнала контроллера от 4 до 20 мА;
2) Пределы допускаемой основной погрешности ИК, обозначенных «*», рассчитываются по формуле:
SИК = Sд + У-^ , % (1)
X
где Sд - пределы допускаемой основной относительной погрешности первичного преобразователя, % от измеренного значения;
D - диапазон измерений первичного преобразователя, единицы измеряемого физического параметра;
Х - измеренное значение параметра, единицы измеряемого физического параметра;
УЭИК - пределы допускаемой основной приведенной погрешности электрической части ИК, включающей контроллер и измерительный преобразователь ISO-А (устанавливается только в ИК с РС-совместимым контроллером, У ISO _ A = 0,25 %);
(2)
У ЭИК У к + У ISO _ A ,
где У к - пределы допускаемой основной приведенной погрешности контроллера, % от диапазона.
Рабочие условия эксплуатации компонентов ИК АСДКУ ЗСВ:
- температура окружающего воздуха, °С:
от 5 до 40;
от 15 до 35;
от 5 до 80;
от 86 до 106,7;
от 198 до 242;
от 49 до 51.
- для электронных блоков датчиков, контроллеров
- для компьютеров
- относительная влажность окружающего воздуха, %
- атмосферное давление, кПа
- напряжение питающей сети, В
- частота питающей сети, Гц
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации.
Комплектность
В комплект поставки входят:
- первичные измерительные преобразователи, измерительные преобразователи ISO-А, входящие в состав ИК системы;
- контроллеры PLC Modicon и РС-совместимые;
- сервер,
- АРМ диспетчера;
- программное обеспечение;
- руководство по эксплуатации на систему;
- методика поверки «Система измерительная автоматизированная диспетчерского контроля и управления АСДКУ ЗСВ. Методика поверки. ЗСВ.0004.2.2014 МП».
Поверка
осуществляется по документу ЗСВ.0004.2.2014 МП «Система измерительная автоматизированная диспетчерского контроля и управления АСДКУ ЗСВ. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 05.05.2014 г.
Перечень основных средств поверки:
- средства поверки первичной части ИК (датчиков) приведены в методиках поверки на эти средства измерений;
- средства поверки вторичной (электрической) части ИК: калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2000 (пределы допускаемой основной абсолютной погрешности воспроизведения сигналов силы постоянного тока I в диапазоне от 0 до 25 мА ±(10-4^I + 1) мкА).
Сведения о методах измерений
Метод измерений приведён в документе «Система измерительная автоматизированная диспетчерского контроля и управления АСДКУ ЗСВ. Руководство по эксплуатации. ЗСВ.0004.2.2014 РЭ».
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.596-2002 Системы информационно-измерительные. Метрологическое обеспечение. Общие положения;
ГОСТ 27384-2002 Вода. Нормы погрешностей измерений показателей состава и свойств.
Рекомендации к применению
Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
