Назначение
Системы измерительно-управляющие Kawasaki GPB80D (далее - системы) предназначены для измерения и контроля технологических параметров в реальном масштабе времени, выработки сигналов управления и регулирования, обеспечения сигнализации и противоаварийной защиты, а также визуализации, накопления, регистрации и хранения информации о состоянии технологических параметров газотурбинной установки.
Описание
Принцип действия системы заключается в следующем: первичные измерительные преобразователи (ПИП) выполняют измерение физических величин и их преобразование в унифицированный аналоговый сигнал. Измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) системы измеряет аналоговые унифицированные выходные сигналы от ПИП, выполняет их аналого-цифровое преобразование, осуществляет преобразование цифровых кодов в значения технологических параметров, выполняет вычислительные и логические операции, проводит диагностику оборудования, формирует сигналы предупредительной, аварийной сигнализации и передает информацию на автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора. АРМ оператора обеспечивает отображение параметров технологического процесса, архивных данных, журнала событий, сигналов сигнализации, отображение информации о состоянии оборудования системы, настройку сигнализации.
Система относится к проектно-компонуемым изделиям и обеспечивает выполнение следующих функций:
- измерение и первичную обработку измерительной информации, линеаризацию, масштабирование, усреднение данных;
- регистрацию и архивирование информации и событий с присвоением временной
метки;
- предупредительную и аварийную сигнализацию по уставкам, заданным программным
путем;
- программно-логическое управление исполнительными устройствами газотурбинной установки;
- регулирование технологических процессов газотурбинной установки;
- технологические защиты и блокировки;
- вывод и отображение текущих значений параметров на АРМ оператора.
Система включает в себя следующие уровни:
- нижний уровень, представляющий собой: ПИП, датчики контроля параметров тепломеханического и электротехнического оборудования, контактные устройства, обеспечивающие формирование дискретной информации о состоянии (положении) различных элементов оборудования или элементов управления этим оборудованием; датчиков положения исполнительных механизмов, формирующих информацию о положении исполнительного механизма в виде аналогового сигнала;
- верхний уровень, представляющий собой ИВК, который имеет многоуровневую структуру передачи данных от ПИП до вывода информации на средства отображения и является вторичным преобразователем, принимающим информацию от нижнего уровня и передающим эту информацию на контрольно-измерительное и управляющее оборудование SIMATIC в состав которого входят контроллеры программируемые SIMATIC S7-300 (Госреестр № 15772-11),
Лист № 2 Всего лисов 10
SIMATIC S7-400 (Госреестр № 15773-11) и устройства распределенного ввода-вывода SIMATIC ЕТ200 (Госреестр № 22734-11) с модулями ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов и АРМ.
Конструктивно система состоит из набора ПИП, расположенных в различных частях газотурбинной установки, ИВК, представляющий собой приборный шкаф, в котором размещены вторичные преобразователи, контрольное измерительное и управляющее оборудование SIMATIC и АРМ.
Обмен данными осуществляется по протоколам TCP/IP, MODBUS и другим сертифицированным промышленным протоколам передачи данных по проводным и беспроводным каналам связи.
Структурная схема и общий вид компонентов системы приведен на рисунке 1.
Программное обеспечение
Программное обеспечение системы обеспечивает работу газотурбинной установки, отвечает за сбор и хранение архивной информации, обеспечивает связь сервера приложений с интерфейсом оператора и инженера, обеспечивает связь со сторонними системами и отвечает за резервное копирование данных.
Программное обеспечение системы относится к метрологически значимой части программного обеспечения.
Метрологические характеристики системы, указанные в таблицах 2, 5 нормированы с учетом ПО.
Для обеспечения защиты программного обеспечения от преднамеренных и непреднамеренных изменений в системе предусмотрено:
- разделение уровней доступа для различных категорий пользователей;
- защита с помощью паролей, карт-ключей и др. специализированных средств;
- регистрация событий в системном журнале;
- формирование архива всех действий пользователей;
- наличие антивирусного программного обеспечения;
- использование межсетевых экранов (фаерволов).
Для обеспечения защиты программного обеспечения аппаратуры верхнего уровня, аппаратура конструктивно скомпонована в защищенных от доступа посторонних лиц шкафах. Двери приборного шкафа ИВК имеют замки и концевые выключатели.
Для поддержания единого астрономического системного времени в системе используются сигналы от GPS часов точного времени.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения |
| ПО Kawasaki GPB80D | STEP 7 Prof. | V13 и выше |
| Win CC Adv. | V13 и выше |
| SIMATIC CFC | V8.0 и выше |
| Startdrive | V13 и выше |
Уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики приведены в таблицах 2 - 6.
Таблица 2 - Метрологические характеристики ИВК_
| № п/п | Наименование измеряемой физической величины | Тип преобразователя (№ Г осреестра / изготовитель) | Диапазон входного сигнала ИВК | Диапазон измерения ИК системы | Пределы допускаемой приведенной погрешности преобразования ИВК1 |
| | | Контроллеры цифровые типа U серии UT (47268-11) Преобразователи измерительные MINI (55662-13) | Термопреобра зователь сопротивления Pt1002 | от минус 100 до плюс 100 °С | Y = ±0,8 % |
| | | Преобразователи измерительные MINI (55662-13) | Термопреобра зователь сопротивления Pt1002 | от минус 50 до плюс 150 °С | |
| | | Преобразователи измерительные MINI (55662-13) | Термопара типа K3 | от 0 до 500 °С | |
| 1 | Измерение температуры | Преобразователи измерительные MINI (55662-13) | Термопреобра зователь сопротивления Pt352 | от минус 50 до плюс 150 °С | |
| | | Преобразователи измерительные MINI (55662-13) | Термопара типа K3 | от 0 до 1000 °С | Y = ±0,5 % |
| | | Преобразователи измерительные MINI (55662-13) | Термопара типа K3 | от минус 40 до плюс 150 °С | |
| | | Преобразователи измерительные MINI (55662-13) | Термопара типа K3 | от минус 50 до плюс 150 °С | |
| | | Преобразователи измерительные MINI (55662-13) | Термопреобра зователь сопротивления Pt1002 | от 0 до 200 °С | |
| 2 | Измерение давления | Преобразователи измерительные MINI (55662-13) | от 4 до 20 мА | от 0 до 0,5 кПа от 0 до 1 кПа от 0 до 30 кПа от 0 до 0,1 кПа от 0 до 100 кПа от 0 до 0,5 МПа от 0 до 3,4 МПа от 0 до 2 МПа | Y = ±0,5 % |
| № п/п | Наименование измеряемой физической величины | Тип преобразователя (№ Г осреестра / изготовитель) | Диапазон входного сигнала ИВК | Диапазон измерения ИК системы | Пределы допускаемой приведенной погрешности преобразования ИВК1 |
| | | | | от 0,06 до 0,106 МПа от 0 до 7,5 МПа | |
| от 1 до 5 В | от 0 до 1 МПа от 0 до 0,2 МПа |
| 3 | Измерение напряжения переменного тока | Преобразователь многофункциональный MTD/G (Daiichielectronics) Преобразователь напряжения VGS-1EA-1-8 (TOYO KEIKI) | от 0 до 100 В | от 0 до 15,75 кВ | Y = ±1 % |
| 4 | Измерение силы переменного тока | Преобразователь многофункциональный MTD/G (Daiichielectronics) | от 0 до 5 А | от 0 до 600 А | Y = ±1 % |
| 5 | Измерение частоты переменного тока | Преобразователь многофункциональный MTD/G (Daiichielectronics) Преобразователь частоты FGS-1LA-12-8 (TOYOKEIKI) | от 0 до 100 В | от 45 до 55 Гц | Y = ±1 % |
| 6 | Измерение реактивной мощности | Преобразователь многофункциональный MTD/G (Daiichielectronics) | от 0 до 100 В; от 0 до 5 А | от минус 600 до плюс 7200 квар | Y = ±1 % |
| 7 | Измерение коэффициента мощности | Преобразователь многофункциональный MTD/G (Daiichielectronics) | от 0 до 100 В; от 0 до 5 А | от минус 0,5 до плюс 0,5 | Y = ±2 % |
| 8 | Измерение активной мощности | Преобразователь мощности W/TD (Daiichielectronics) | от 0 до 100 В; от 0 до 5 А | от 1000 до 12000 кВт | Y = ±1 % |
| 9 | Измерение напряжения постоянного тока | Преобразователь напряжения и силы постоянного тока DGS-1A-9-8 (TOYO KEIKI) | от 0 до 100 В | Y = ±1 % |
| № п/п | Наименование измеряемой физической величины | Тип преобразователя (№ Г осреестра / изготовитель) | Диапазон входного сигнала ИВК | Диапазон измерения ИК системы | Пределы допускаемой приведенной погрешности преобразования ИВК1 |
| 10 | Измерение силы постоянного тока | Преобразователь напряжения и силы постоянного тока DGS-1A-9-8 (TOYO KEIKI) | от 0 до 60 мВ | от 0 до 15 А | Y = ±0,5 % |
| 11 | Измерение расхода | Преобразователи измерительные MINI (55662-13) | от 4 до 20 мА | от 0 до 2000 л/ч от 0 до 3000 м3/ч | Y = ±0,5 % |
| 12 | Измерение перемещения | Комплексы измерительновычислительные для мониторинга работающих механизмов 3500/42М (51765-12) | от 4 до 20 мА | от 0 до 200 мкм от 0 до 500 мкм | Y = ±1,5 % |
| 13 | Измерение виброскорости | Комплексы измерительновычислительные для мониторинга работающих механизмов 3500/42М (51765-12) | от 4 до 20 мА | от 0 до 50 мм/с | Y = ±1,5 % |
| 14 | Контроль положения клапана | Контроллеры программируемые SIMATICS7-300 (15772-11) Преобразователи измерительные MINI (55662-13) Контроллеры программируемые SIMATIC S7-300 | от 4 до 20 мА | от 0 до 100 % | Y = ±1 % |
| Погрешность ИВК включает в себя погрешность вторичного преобразователя и погрешность контрольно-измерительного и управляющего оборудования SIMATIC. ^Диапазон значений входного сопротивления постоянного тока, соответствующий типу термопреобразователя сопротивления, приведен в таблице 3. 3Диапазон значений входного напряжения постоянного тока, соответствующий типу термопары, приведен в таблице 4. |
Таблица 3 - Выходные значения термопреобразователей сопротивления_
| Тип термопреобразователя сопротивления | Диапазон измерения температуры, °С | Диапазон входного сопротивления, Ом |
| Pt35, Pt100 | от минус 100 до плюс 200 | от 60,26 до 175,86 |
Таблица 4 - Выходные значения термопар
| Тип термопары | Диапазон измерения температуры, °С | Диапазон входного напряжения, мВ |
| K | от минус 50 до плюс 1000 | от минус 1,889 до плюс 41,276 |
Таблица 5 - Метрологические характеристики ИК системы
| № п/п | Наименование ИК системы | Первичный преобразователь (№ Г осреестра / изготовитель) | Диапазон измерения ИК системы | Пределы допускаемой погрешности ИК системы1 |
| 1 | Измерение температуры | Термометры сопротивления платиновые RM, RE (45800-10) | от минус 100 до плюс 100 °С | А = ±2 °С |
| Термопреобразователи сопротивления R (26822-07) | от минус 50 до плюс 150 °С | А = ±3 °С |
| Термопреобразователи термоэлектричекие серии Т, ЕХ (44782-10) | от 0 до 500 °С | А = ±7,5 °С |
| Термопреобразователи термоэлектричекие серии Т, ЕХ (44782-10) | от 0 до 1000 °С | А=±10°С |
| Термопреобразователи термоэлектричекие серии Т, ЕХ (44782-10) | от минус 50 до плюс 150 °С | А = ±6 °С |
| Термопреобразователь сопротивления NWT, EphyMess (46536-11) | от 0 до 200 °С | А = ±8 °С |
| 2 | Измерение давления | Преобразователи давления FP101 (14498-07) | от 0 до 2 Mna | Y = ±1,5 % |
| Преобразователи давления FP101 (14498-07) | от 0 до 1Mna | Y = ±1,5 % |
| Преобразователи давления FP101 (14498-07) | от 0 до 0,2Mna | Y = ±1,5 % |
| Преобразователи давления измерительные 2051 (56419-14) | от 0 до 0,5Mna | Y = ±1,5 % |
| Преобразователи давления измерительные 3051 (14061-10) | от 0 до 3,4 МПа | Y = ±1,5 % |
| Преобразователи атмосферного давления измерительные PTB100 (14897-01) | от 0,06 до 0,106 МПа | Y = ±1,5 % |
| № п/п | Наименование ИК системы | Первичный преобразователь (№ Г осреестра / изготовитель) | Диапазон измерения ИК системы | Пределы допускаемой погрешности ИК системы1 |
| | | Преобразователи давления FP101 (14498-07) | от 0 до 7,5 МПа | Y = ±1,5 % |
| 3 | Измерение силы постоянного тока | ШунтS-10A (TOYO KEIKI) | от 0 до 15 А | Y = ±1 % |
| 4 | Измерение перемещения | Преобразователи перемещения тока вихревые BN-PPT (5653614) | от 0 до 200 мкм | Y = ±5 % |
| Преобразователи перемещения тока вихревые BN-PPT (5653614) | от 0 до 500 мкм | Y = ±5 % |
| 5 | Измерение виброскорости | Акселерометры серии BN-330000 (56826-14) | от 0 до 50 мм/с | Y = ±7 % |
| 1Пределы допускаемой приведенной (y) / абсолютной (А) погрешности. |
Таблица 6 - Технические характеристики системы
| Наименование параметра | Значение |
| Рабочие условия эксплуатации: | |
| - температура окружающей среды, °С ПИП вне машинного зала ПИП в машинном зале ИВК | от минус 35 до плюс 40 от 0 до 40 от 0 до 45 |
| - относительная влажность воздуха, % | от 5 до 95 (без конденсации) |
| - атмосферное давление, кПа | от 84 до 106 |
| Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50/60 ± 1) Гц, В | 220±22 |
| Срок службы, лет, не менее | 15 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Комплектность приведена в таблице 7.
Таблица 7
| Наименование и условное обозначение | Количество |
| Система измерительно-управляющая Kawasaki GPB80D* | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | 1 экз. |
| Методика поверки | 1 экз. |
| * - Комплектация системы определяется спецификацией согласно заказа. |
Поверка
осуществляется в соответствии с документом МП 61281-15 «Системы измерительно-управляющие Kawasaki GPB80D. Методика поверки», утвержденным ФГУП «ВНИИМС» в апреле 2015 г.
Основные средства поверки:
- калибратор универсальный 9100 (Госреестр № 25985-09);
- калибратор переменного тока Ресурс-К2 (Госреестр № 31319-12).
Средства поверки на ПИП в соответствии с нормативной документацией:
- ГОСТ Р 8.624-2006 «ГСИ. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Методика поверки»;
- ГОСТ 8.338-2002 «ГСИ. Преобразователи термоэлектрические. Методика поверки»;
- МИ 2086-90 «Датчики давления пневматические. Методика поверки»;
- МИ 4212-025-2013 «Преобразователи давления измерительные 2051. Методика поверки»;
- МП 14061-10 «Преобразователи давления измерительные 3051. Методика поверки»;
- МП 56536-14 «Преобразователи перемещения тока вихревые BN-PPT. Методика поверки»;
- ГОСТ Р 8.669-2009 «Виброметры с пьезоэлектрическими, индукционными и вихретоковыми вибропреобразователями. Методика поверки».
Сведения о методах измерений
Методы измерений приведены в руководстве по эксплуатации «Системы измерительно-управляющие Kawasaki GPB80D. Руководство по эксплуатации».
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к системам измерительно-управляющим Kawasaki GPB80D
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем.
ГОСТ 8.027-2001 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»
ГОСТ 14014-91 «Приборы и преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока, сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний».
ГОСТ 8.022-91 «ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне 110-16 ... 30 А»
ГОСТ 6651-2009 «ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний»
ГОСТ Р 8.585-2001 «ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования»
Техническая документация фирмы-изготовителя.
61281-15: Описание типа СИСкачать123.9 Кб