Назначение
Измерительные системы ИС-ЭМИКОН (далее ИС) служат для обеспечения непрерывного измерения и контроля параметров (давления, температуры, параметров вибрации, загазованности, уровня жидкости, силы, напряжения и мощности переменного тока), а также для формирования унифицированных аналоговых сигналов, используемых в каналах регулирования параметров технологических процессов. ИС-ЭМИКОН используются в составе АСУТП транспортирования и хранения нефти и нефтепродуктов, нефтепереработки, в АСУ других технологических процессов.
Описание
ИС относятся к проектно-компонуемым изделиям и предусматривают возможность:
- автоматического измерения и отображения значений технологических параметров и документирования данных;
- предупредительной и аварийной сигнализации по уставкам, заданным программным путем;
- подключения к системам специальной аппаратуры: центров пожарной сигнализации, аппаратуры сигнализации концентрации взрывоопасных газов, ведущих самостоятельную обработку сигналов от датчиков и выполняющих отдельные управляющие функции защиты;
- автоматического и в ручном режиме регулирования параметров технологических процессов.
В зависимости от назначения ИС-ЭМИКОН может включать в себя измерительные каналы двух типов: каналы измерения технологических параметров и каналы формирования управляющих унифицированных аналоговых сигналов.
Измерительные каналы ИС-ЭМИКОН состоят из:
- первичных приборов и преобразователей технологических параметров в силу постоянного тока стандартного диапазона (0..5 мА, 0..20 мА, 4..20 мА), или в сопротивление постоянному току (в диапазонах 0..100 Ом, 40..90 Ом или 80..180 Ом);
модулей аналогового ввода и вывода из числа модулей универсальных программируемых промышленных контроллеров серий ЭК-2000 (Госреестр № 15483-06) и DCS-2000 (Госреестр №21926-06), модулей аналогового ввода и вывода контроллеров Modicon фирмы «Schneider Electric» (Госреестр № 18649-07), преобразующих аналоговые сигналы к цифровому виду,
- центрального контроллера ИС, осуществляющего обработку полученных сигналов и формирование сигналов автоматического управления по заданной программе, самодиагностику функционирования, резервирование и блокировку каналов измерения, управления и сигнализации;
- системы отображения (визуализации) информации.
В качестве центрального контроллера ИС могут быть использованы программируемые логические контроллеры различных изготовителей (ЗАО «Эмикон», «Schneider Electric» и др.), сертифицированные для применения в автоматизированных системах управления технологическими процессами.
В качестве системы отображения (визуализации) на верхнем уровне ИС могут использоваться SCADA-системы производства различных разработчиков - «ПХ» (фирма Intellusion.CLUA), Trace Mode (фирма AdAstra, Россия), Genesis (Iconics, США) и др., установленные в компьютеры офисного или промышленного исполнения.
В каналах формирования управляющих аналоговых сигналов информация, вводимая оператором или формируемая программным путем е центральном контроллере ИС посредством модулей вывода аналоговых сигналов, преобразуется в унифицированный сигнал силы постоянного тока.
Состав измерительных каналов систем.
1. Каналы измерения гидростатического давления, разности давлений, давления-разрежения; параметров виброскорости; силы, напряжения, мощности переменного тока; уровня жидкости; параметров загазованности вида:
Первичный преобразователь — модули ввода аналоговых сигналов AI-04В, AI-20, EAI-04A, EAI-04B (серии ЭК-2000), AI-12 (серии DCS-2000), 140 ACI 030 00, 140 ACI 040 00 (контроллеров Modicon).
В качестве первичного преобразователя могут использоваться:
• датчики давления ТЖИУ.406,
• преобразователь избыточного давления ROSEMOUNT 2088G;
• преобразователь давления взрывозащищенный JUMO-404753, 404385,
• преобразователь давления и перепада давления взрывозащищенный JUMO-404382;
• датчик избыточного давления Метран-55;
• датчик разности давлений Метран-100 ДД Ех;
• датчик избыточного давления взрывозащищенный Метран-100 Ех-ДИ;
• преобразователь давления EJX 110А, EJX 430А, EJX 530А;
• преобразователь измерительный избыточного давления, разности давлений, давления-разрежения, гидростатического давления (уровня) типа Метран-43 ,
• преобразователь пьезоэлектрический виброизмерительный ВДТ-106;
• вибропреобразователь ВК-310;
• преобразователь виброскорости СВКА-1,
• преобразователь измерительный переменного тока Е-854/2-М1,
• преобразователь измерительный активной и реактивной мощности Е-849/6-М1,
• преобразователь измерительный напряжения переменного тока Е-855/3,
• преобразователь измерительный напряжения переменного тока Омь-3 и переменного тока Омь-4,
• преобразователь измерительный активной мощности Омь-7;
• датчик уровня ультразвуковой ДУУ-2;
• датчик гидростатического давления (уровня) Метран-100-ДГ;
• преобразователь уровня погружной Радон-У;
• преобразователь газовый оптический ДГО-2.
2. Каналы измерения температуры вида:
Первичный преобразователь — модули ввода аналоговых сигналов AI-ОЗА, AI-07A, модули расширения ввода аналоговых сигналов EAI-03A (серии ЭК-2000), АИО, AI-11 (серии DCS-2000), 140 ARI 030 00 (контроллеров Modicon).
В качестве первичного преобразователя могут использоваться:
• термопреобразователь сопротивления ТСМ 012.ТСП 012;
• термопреобразователь сопротивления ТСМ-319, ТСМ-320, ТСП-320, ТСМ-321, ТСП-321.
3. Каналы измерения температуры вида:
Первичный преобразователь — вторичный преобразователь температуры в стандартный токовый сигнал - модули ввода аналоговых сигналов AI-04A, AI-046, AI-20 (серии ЭК-2000), AI-12 (серии DCS-2000) с модулями расширения ввода аналоговых сигналов EAI-04A, EAI-04B (серии ЭК-2000), модуль 140 ACI 040, 140 ACI 030, 040 (контроллеров Modicon)
В качестве первичного преобразователя могут использоваться:
• термопреобразователь сопротивления ТСМ 012, ТСП 012;
• термопреобразователь сопротивления ТСМ-319, ТСМ-320, ТСП-319, ТСП-320.
В качестве вторичного преобразователя могут использоваться измерительный преобразователь температуры типа:
• PI-Ex-ME-RTD-l фирмы Phoenix Contakt,
• MTL 5074.
Примечание - для каналов вида 1-3 в качестве первичных и вторичных измерительных преобразователей допускается использовать аналогичные по метрологическим характеристикам приборы и преобразователи, внесенные в Государственный реестр средств измерений.
4. Каналы формирования управляющих унифицированных аналоговых сигналов к регулятору (угла поворота регулирующей заслонки, величины открытия регулирующего клапана и др.) вида:
Модули вывода аналоговых сигналов АО-01 В, АО-ОЗВ,С (серии ЭК-2000), АО-11 (серии DCS-2000), 140 АСО 020 00 (контроллеров Modicon)
Остальные каналы служат для подключения пороговых устройств (реле давления, реле уровня и др.).
Технические характеристики
| Каналы измерения | Диапазоны измерений | Границы интервала основной приведенной погрешности ИК (с Р=0,95), % | Границы интервала приведенной погрешности,ИК в граничных условиях применения (с Р=0,95) , % |
| вида 1 разности давлений, давления-разрежения гидростатического давления **’ с датчиком, имеющим предел допускаемой основной погрешности: | 0-1,6 МПа; 0- 4 МПа; | С модулем AI-12 | С модулем AI-04B | С модулем AI-20 | С модулем 140ACI 030 00 140ACI 040 00 | С модулем AI-12 | С модулем AI-04B | С модулем AI-20 | С модулем 140ACI030 00 140ACI 040 00 |
| 0- 6 МПа; 0-10 МПа; 0-16 МПа | | | | | | | | |
| ■ 0,5 %; | | ±0,71 | ±0,68 | ±0,63 | ±0,62 | ±3,0 | ±2,8 | ±2,5 | ±2,4 |
| - 0,25 %; | | ±0,47 | ±0,43 | ±0,35 | ±0,33 | ±1, 9 | ±1,8 | ±1,5 | ±1,4 |
| - 0,15%; | | ±0,41 | ±0,35 | ±0,26 | ±0,22 | ±1,5 | ±1,3 | ±1,1 | ±0,91 |
| " 0,1 %; | | ±0,38 | ±0,33 | ±0,22 | ±0,17 | ±1,3 | ±1,1 | ±0,84 | ±0,70 |
| переменного тока с преобразо-вателями Е-854/2, Омь-4***’ напряжения переменного тока с преобразователями Е-855/3, Омь-3***’ мощности переменного тока с преобразователем Е-849/6-М1, Омь-у***) | 0-150 А 0-300 А 10 кВ 800 кВт 2500 кВт | ±0,7 | ±0,68 | ±0,63 | ±0,62 | ±2,4 | ±2,1 | ±1,8 | ±1,6 |
| уровня ■ с датчиком уровня ДУУ-2; | 0 - 25 м | ±0,38 | ±0,33 | ±0,22 | ±0,17 | ±1,1 | ±0,91 | ±0,64 | ±0,5 |
| ■ с датчиком гидростатического давления Метран-ЮОДГ (5ОД= 0,25%) ■ с преобразователем уровня погружным Радон-У (предел основной приведенной погрешности датчика 8<Л= 1,0 %) | | ±0,47 ±1,3 | ±0,43 ±1,3 | ±0,35 ±1,2 | ±0,33 +1,2 | ±1,4 ±3,1 | ±1,3 ±2,9 | ±0,98 ±2,7 | ±0,84 ±2,5 |
| Каналы измерения | Диапазоны измерений | Границы интервала основной приведенной погрешности ИК (с Р-0,95), % | Границы интервала приведенной погрешности ИК в граничных условиях применения (с Р=О,95)*', % |
| виброскорости ■ с преобразователем пьезоэлектрическим виброизме-рительным ВДТ-106; и с аппаратурой виброконтроля и диагностики СВКА 1, ■ с вибропреобразователем ВК-310 | 0-20 мм/с 0-15 мм/с 0,1 - 30 мм/с | ±10,0 ±5,0 ±5,0 | ±23,0 ±12,0 ±12,0 |
| загазованности с датчиком ДГО-2 | 0-100% | ±5,0 |
| Каналы измерения (регулирования) | Диапазоны измерений | Границы интервала основной абсолютной погрешности ИК (с Р=0,95) ~ \ °C | Границы интервала абсолютной погрешности ИК в граничных условиях применения модулей (+60°С)*) (с Р=0,95)*), °C |
| вида 2 температуры ■ с термопреобразователем сопротивления ТСМ 320, 21,012;(Кл.,В) ■ с термопреобразователем сопротивления ТСМ 320, 321,012) (Кл.А,) ■ с термопреобразователем сопротивления теп 320, 321,012) (Кл. В) " с термопреобразователем сопротивления ТСП 320, 321,012) (Кл.А) | (- 50... 150) °C | С модулем AI-03A, AI-07-Ех | С модулем AI-11 | С модулем 140ARI-030 10 | С модулем AI-03A, AI-07-Ех | С модулем AI-11 | С модулем 140ARI-030 10 |
| ± 1,9 ±1,8 ±1,6 ±1,0 | ±1,9 ±1,8 ±1,6 ±1,0 | + 1,4 ±0,8 | + 4,7 + 4,7 ±2,9 ±2,6 | ±3,8 ±3,7 ±2,4 + 2,1 | ±2,0 ±1,6 |
| Каналы измерения (регулирования) | Диапазоны измерений | Границы интервала основной абсолютной погрешности ИК (с Р=0,95), °C | Границы интервала абсолютной погрешности ИК в граничных условиях применения модулей (+60) °C (с Р=0,95)*', °C |
| С модулями AI-03, AI-11 | С модулем 140ACI 030 10 | С модулем AI-03 | С модулем АН 1 | С модулем 140ACI 030 10 |
| вида 3 _- температуры ■ с термопреобразователем сопротивления ТСМ 320, -21,012;(Кл. В), ■ с термопреобразователем сопротивления ТСМ 320, 321,012 (Кл. А), ■ с термопреобразователем сопротивления ТСП 320, 321,012) (Кл. В) с термопреобразователем сопротивления ТСП 320, 321,012 (Кл.А) | (- 50...150) °C | ±2,0 ±1,9 ±1,6 ±1,2 | ±1,5 ±0,9 | ±5,4 ±5,3 ±3,3 ±3,1 | ±4,6 ±4,5 ±2,9 ±2,7 | ±2,6 ±2,3 |
| | Пределы основной приведенной погрешности ИК, % | Пределы приведенной погрешности ИК в граничных условиях применения , % |
| вида 4 - для канала с модулями АО-01В, АО-ОЗ, АО-ОЗА, АО-ОЗС, АО-11, 140 АСО 020 00 | | ±0,15 | ±0,26 |
Примечания: *) Границы интервала приведенной погрешности измерительных каналов для вероятности Р=0,95 в рабочих условиях применения оценены для граничных значений температур окружающей среды: для датчиков и первичных преобразователей вибрации и уровня диапазон рабочих температур принят равным (0 + 50) °C, для датчиков и первичных преобразователей давления диапазон рабочих температур (-40 ... + 40) °C.
** ) Для датчиков, дополнительная температурная погрешность которых равна 0,5 основной приведенной погрешности на каждые 10 °C.
** *) Пределы погрешности измерительных каналов переменного напряжения, тока и мощности приведены без учета погрешностей измерительных трансформаторов.
** **) При температуре эксплуатации модулей +25 °C.
Рабочие условия применения компонентов ИС-ЭМИКОН:
для датчиков и первичных измерительных преобразователей:
• температура окружающей среды - исполнением УХЛ1 поГОСТ 15150-69 (минус 60 0 С...плюс 40 0 С), для преобразователей, устанавливаемых в помещениях НПС - исполнением УХЛ4 по ГОСТ 15150-69 (плюс 1 °C ...плюс 35° С);
• относительная влажность окружающего воздуха 30 - 80 %;
• атмосферное давление 84-106 кПа;
• магнитное поле напряженностью не более 400 А/м;
• наличие низкочастотных вибраций от работающих механизмов до 500 Гц, 0.5 д;
• синусоидальные вибрации амплитудой 0.1 мм и частотой 5 - 25 Гц;
для модулей промышленных контроллеров и компьютеров:
• температура окружающего воздуха от 0 до плюс 60 °C (нормальная температура 25 °C);
• относительная влажность до 30...80 % во всем диапазоне рабочих температур;
• напряжение питания 220 В +20 % частотой 50 ±2 Гц;
• магнитное поле напряженностью не более 400 А/м;
• синусоидальные вибрации амплитудой 0.1 мм и частотой 5 - 25 Гц.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации на систему типографским способом.
Комплектность
■ измерительные приборы и преобразователи, входящие в состав измерительных каналов системы, в соответствии с конкретной ее реализацией на объекте;
■ аппаратно-программные средства модулей промышленных серии ЭК-2000 и DCS-2000;
■ система отображения информации: компьютер типа IBM PC офисного или промышленного исполнения, SCADA-система,
■ пороговые устройства, не выполняющие измерительных функций: сигнализаторы уровня типа СУЖ-П-И, ПМП-152, выключатели уровня типа OMUV, сигнализаторы давления “Садко-107”, Л 20, CCS 646G, CCS 604G, выключатели давления типа DG-10 , электроконтактные манометры ДМ 2005,
и др. аналогичные пороговые устройства согласно проекту;
■ проектная, техническая и эксплуатационная документация на систему,
■ Инструкция «Системы измерительные ИС-ЭМИКОН. Методика поверки (калибровки)». АЛ ГВ.420609.010 ИМ.
Поверка
Поверка системы проводится в соответствии с инструкцией “Системы измерительные ИС-ЭМИКОН. Методика поверки” АЛГВ.420609.010 ИМ, согласованной с ФГУП «ВНИИМС» в мае 2008 г.
Перечень основного оборудования для поверки:
• датчиков и первичных измерительных преобразователей - в соответствии с их методиками поверки;
• вторичной части измерительных каналов: калибратор-вольтметр универсальный В1-28, магазин сопротивлений МСР-60.
Межповерочный интервал - 2 года.
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94. «ЕСПП. Средства измерения электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
ГОСТ Р 8.596 "Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения"
Заключение
Тип систем измерительных ИС-ЭМИКОН утверждён с техническими и метрологическими характеристиками, приведёнными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно действующим государственным поверочным схемам.
