Комплексы измерительно-вычислительные TREI

Назначение

Комплексы измерительно-вычислительные (ИВК) «TREI» предназначены для измерений тока, напряжения, температуры, частоты, периода, длительности и числа импульсов, давления, перепада давления, плотности, уровня, объёмного и массового расхода и других физических величин, а также для воспроизведений тока и напряжения.

Область применения - автоматизированные измерительные и управляющие системы, функционирующие (в том числе во взрывоопасных производствах) в сфере осуществления торговых операций и взаимных расчетов между покупателем и продавцом и обеспечивающие измерение, учет (в том числе коммерческий) и/или регулирование (в том числе с целью энергосбережения) топливно-энергетических ресурсов - тепловой энергии и теплоносителя (перегретого и насыщенного пара, горячей и холодной воды), газа, а также оперативный контроль и архивирование текущих и усредненных значений измеряемых физических величин.

Описание

ИВК «TREI» представляют собой двухуровневую структуру.

Верхний уровень реализуется на IBM-совместимом компьютере (модификации не ниже Pentium II, операционные системы MS DOS, MS WINDOWS, Linux), который-по стандартному интерфейсу Ethernet связан с устройствами нижнего уровня, в качестве которых используются устройства программного управления (контроллеры) TREI-5B-XX, укомплектованные модулями измерительными TREI-5B-M (№19315-02 в Государственном реестре средств измерений).

Входными и выходными сигналами для ИВК «TREI» являются сигналы:

• аналогового ввода - осуществляющие преобразование значений тока и напряжения (соответствующих ГОСТ 26.011, температуры (с помощью термопреобразователей сопротивлений, соответствующих ГОСТ 6651, и термопар, соответствующих ГОСТ Р 8.585) в эквивалентный 16-разрядпый двоичный цифровой код;

• импульсного ввода - осуществляющие преобразование параметров импульсных периодических сигналов (частоты, периода, длительности импульса, числа импульсов) в эквивалентный цифровой код;

• аналогового вывода, преобразующие заданные значения 16-разрядного двоичного цифрового кода в эквивалентные значения аналоговых сигналов тока и напряжения по ГОСТ 26.011;

• цифрового ввода-вывода, регламентированными стандартными интерфейсами RS-232, RS-485 (протоколы Modbus. Profibus), Ethernet.

Базовое программное обеспечение ИВК «TREI» совместно с датчиками физических величин, выходные сигналы которых удовлетворяют указанным требованиям, обеспечивают выполнение следующих основных функций:

• измерение аналоговых сигналов тока и напряжения по ГОСТ 26.011, поступающих от датчиков физических величин и преобразование результатов измерений в соответствующие значения измеряемых физических величин (давления, перепада давления, температуры, уровня, объёмного и массового расхода, плотности и др.);

• измерение сопротивлений термопреобразователей сопротивлений, обладающих нормированными статическими характеристиками (НСХ) по ГОСТ 6651, и преобразование результатов измерений в соответствующие значения температуры;

• измерение напряжений термопар, обладающих нормированными статическими характеристиками по ГОСТ Р 8.585, и преобразование результатов измерений в соответствующие значения температуры;

• измерение параметров импульсных периодических сигналов (длительности импульса, частоты. периода, числа импульсов), поступающих от датчиков физических величин и преобразование результатов измерений в соответствующие значения измеряемых физических величин (давления. перепада давления, температуры, объёмного и массового расхода, плотности и др.);

• оценивание параметров теплоносителя (плотности, коэффициента динамической вязкости и энтальпии) по результатам измерений абсолютного давления и температуры теплоносителя;

• измерение объемного расхода и массы теплоносителя, прошедшего в течение заданного интервала времени по трубопроводу, согласно методике выполнения измерений, регламентированной ГОСТ 8.563.2, и датчиков температуры, давления и перепада давления, установленных на стандартных сужающих устройствах по ГОСТ 8.563.1;

• измерение объемного расхода и массы теплоносителя, прошедшего в течение заданного интервала времени по трубопроводу, с помощью измерителей объемного расхода и массы теплоносителя. обладающих аналоговыми выходными сигналами тока и напряжения по ГОСТ 26.011;

• измерение массы и тепловой энергии теплоносителя, отпускаемой или потребляемой в течение заданного интервала времени по узлам учета любой конфигурации, реализуемой с помощью ИВК «TREI» на объекте Пользователя согласно «Правил учёта тепловой энергии и теплоносителя»;

• оценивание параметров природного газа (плотности, коэффициента динамической вязкости и показателя адиабаты) по результатам измерений абсолютного давления и температуры;

• оценивание коэффициента сжимаемости природного газа (методами НХ19.мод., GERG-91мод., AGA8-92DC, ВНИИЦ СМВ, регламентированными ГОСТ 30319.2) по результатам измерений абсолютного давления и температуры;

• измерение объемного расхода и объёма газа, приведённого к стандартным условиям по ГОСТ 30319.0 и прошедшего в течение заданного интервала времени но трубопроводу, согласно методике выполнения измерений, регламентированной ГОСТ 8.563.2, и датчиков температуры. давления и перепада давления, установленных на стандартных сужающих устройствах по ГОСТ 8.563.1;

• измерение объемного расхода и объёма газа, приведённого к стандартным условиям по ГОСТ 30319.0 и прошедшего в течение заданного интервала времени по трубопроводу, < помощью измерителей объемного расхода и объёма газа, обладающих аналоговыми выходным! сигналами тока и напряжения по ГОСТ 26.011;

• измерение объёма и массы газа, отпускаемого или потребляемого в течение заданного ин тервала времени по узлам учета любой конфигурации, реализуемой с помощью ИВК «TREI» н объекте Пользователя согласно «Правил учёта газа»;

• измерение физических величин с помощью датчиков и преобразователей измерительных цифровыми выходами, регламентированными стандартными интерфейсами RS-232, RS-48: Ethernet;

• воспроизведение тока и напряжения в диапазонах, соответствующих ГОСТ 26.011, в то числе для целей управления и регулирования сложными техническими объектами и системами

Кроме того, в ИВК «TREI» обеспечивается: защита данных и результатов вычислений i несанкционированного изменения, сохранение их при обесточивании сети питания; обеспеч вается возможность формирования световой и звуковой сигнализации выхода за регламентир ванные (устанавливаемые) границы значений любых измеряемых физических величин, а так; формирования, архивирования и визуализации часовых, сменных и суточных трендов (средн! суммарных, экстремальных и текущих значений) любых измеряемых или рассчитываемых 31 чений физических величин.

Основные технические характеристики

Диапазоны измерений тока и напряжения, входное сопротивление, пределы допускаемой основной приведенной погрешности и пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности, вызываемой изменением температуры окружающей среды на каждые 10°С в диапазоне рабочих температур от минус 40°С до 60°С, определяются соответствующими характеристиками модулей TREI-5B-M и представлены в таблице 1.

Таблица 1

Примечания

1. При подключении датчиков физических величин, обладающих выходными аналоговыми сигналами по ГОСТ 26.011, к модулям измерений тока и напряжения диапазоны измерений физических величин определяются диапазонами измерений применяемых датчиков.

2. Пределы допускаемой основной и дополнительной погрешности измерений выходных сигналов датчиков и преобразования результатов измерений в соответствующие значения! измеряемых физических величин определяются соответствующими пределами основной и дополнительной погрешности применяемых модулей.

Пределы допускаемых погрешностей, возникающих при формировании специальных измерительных каналов на основе модулей измерительных TREI-5B-M аналогового ввода тока и напряжения, определяются соответствующими характеристиками модулей TREI-5B-M и представлены в таблице 2.

Таблица 2

Диапазон изменений выходного тока и напряжения, выходное сопротивление, пределы допускаемой основной приведенной погрешности и пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности, вызываемой изменением температуры окружающей среды на каждые 10°С в диапазоне рабочих температур от минус 40°С до 60°С, определяются соответствующими характеристиками модулей TREI-5B-M и представлены в таблице 3.

Таблица 3

Диапазон преобразований, пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразования сопротивлений термопреобразователей сопротивлений, подключаемых к измерительным модулям по трех и четырех проводной схеме, и пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразования сопротивлений термопреобразователей сопротивлений. вызываемой изменением температуры окружающей среды на каждые 10°С в диапазоне рабочих температур от минус 40°С до 60°С, определяются соответствующими характеристиками модулей TREI-5B-M и приведены в таблице 4.

Таблица 4

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности и допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразования сопротивлений термопреобразователей сопротивлений, вызываемой изменением температуры окружающей среды на каждые 10°С в диапазоне рабочих температур от минус 40°С до 60°С, возникающих при формировании специальных измерительных каналов термопреобразователей сопротивлений на основе модулей измерительных TREI-5B-M, представлены в таблице 5.

Таблица 5

Диапазон преобразований, пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразования напряжений термопар и пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности преобразования напряжений термопар, вызываемой изменением температуры окружающей среды на каждые 10°С в диапазоне рабочих температур от минус 40°С до 60°С, определяются соответствующими характеристиками модулей TREI-5B-M и представлены в таблице 6.

Таблица 6

Примечания:

1. Пределы допускаемой погрешности преобразования напряжений термопар представлены ' без учета погрешности преобразования температуры холодного спая.

2. Для учета температуры холодного спая используется один из модулей измерений темпера- j туры с помощью термопреобразователя сопротивлений, пределы допускаемой основной аб- ; солютной погрешности которого приведены в таблице 5 (без учета погрешности самого тер-мопреобразователя сопротивлений.i

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности и допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразования напряжений термопар, вызываемой изменением температуры окружающей среды на каждые 10°С в диапазоне рабочих температур от минус 40°С до 60°С, возникающих при формировании специальных измерительных каналов термопар на основе модулей измерительных TREI-5B-M, представлены в таблице 7.

Таблица 7

Примечание - АТ и АТд - предел допускаемой основной абсолютной погрешности и предел допускаемой дополнительной погрешности соответственно преобразования напряжений соответствующих термопар согласно таблице 6

Время установления показаний любого модуля аналогового ввода и время установления заданного значения выходного тока или напряжения любого модуля аналогового вывода определяется соответствующими характеристиками модулей TREI-5B-M и не превышает 1,0 с.

Диапазон входных напряжений, номинальный входной ток и диапазон измеряемых параметров входных импульсов, определяются соответствующими характеристиками модулей импульсного ввода TREI-5B-M и представлены в таблице 8.

Длительность входных импульсов при измерении частоты должна быть не менее 2 мкс. при скважности не менее

Пределы допускаемой основной относительной погрешности 50 частоты опорного генератора модулей импульсного ввода

Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности частоты опорного генератора, вызываемой изменением температуры окружающей среды от минус 40 до 60°С

Нестабильность частоты опорного генератора за 1 год не более

Среднее квадратическое отклонение частоты опорного генератора за 100 с не более

Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений частоты

3,5

0,001%.

0,001%/10 °C 0,0005%

0,0001

я _я 100

Таблица 8

где 60 - относительная погрешность частоты опорного генератора; То - время измерений, с; f -измеряемая частота импульсов. Гц.

Время измерений (То) частоты входных сигналов устанавливается программно и принимает значения, с

1,67; 3,35;

6,71; 13,4

с ?

5/. — 50 +

Пределы основной относительной погрешности измерений периода и длительности импульсов (при длительности фронта и среза не более 0,5мкс) где Г- измеряемая длительность импульса, с:/о - частота опорного генератора./о = 2х106Гц

Вероятность пропуска импульса в режиме счёта при частоте следования импульсов 1 кГц длительностью 200 мкс не более !                   0,0001

Примечания:

1. При подключении датчиков физических величин, обладающих выходными импульс ными сигналами, диапазоны измерений физических величин определяются диапазонами из\к рений применяемых датчиков.

2. Пределы допускаемой основной и дополнительной погрешности измерений выходны сигналов датчиков и преобразования результатов измерений в соответствующие значения измс ряемых физических величин определяются соответствующими пределами основной и дополш тельной погрешности применяемых модулей импульсного ввода.

При использовании средств измерений физических величин с цифровым входом выходом, имеющих стандартные интерфейсы RS-232, RS-485 или Ethernet и включенных в Гс сударственный реестр средств измерений, в качестве устройств нижнего уровня базовое пре граммное обеспечение ИВК «TREI» дополняется драйверами согласования с логическими иг терфейсами данных средств измерений, а погрешности образованных измерительных канало ИВК «TREI» соответствуют погрешностям применяемых средств измерений.

Характеристики узлов учёта газа, тепловой энергии и теплоносителя:

Общее количество аналоговых измерительных каналов (на 1 контрол- до 496 лер TREI-5B-02, -04)

Количество аналоговых или импульсных измерительных каналов для подключения датчиков с одного трубопровода                              до 8

Общее количество групп учета                                      до 62

Включение трубопроводов в состав магистралей и формирование структуры узлов учета                                                   произвольные

Общее количество формируемых трендов                           до 496

Период обновления результатов измерений температуры, давления, перепада давления                                                             до 1,5 с

Период обновления результатов измерений объёмного расхода и объёма газа, объёмного расхода и массы теплоносителя, тепловой энергии отпущенного или потребляемого теплоносителя                                _. до 3 с

Диапазоны измерений абсолютного давления и температуры измеряемой среды приве дены в таблице 9.

Таблица 9

Пределы допускаемой относительной погрешности вычислений параметров теплопоси теля приведены в таблице 10.

Таблица 10

Пределы допускаемой относительной погрешности вычислений параметров природного газа приведены в таблице 11.

Таблица 11

Пределы допускаемой погрешности измерений объёма природного газа ±0,2 %

Пределы допускаемой погрешности средних, суммарных и экстремальных значений величин, представляемых в часовых, сменных и суточных трендах равны пределам допускаемой погрешности текущего значения соответствующей величины

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений времени за 24 часа                                                                       ±5 с

Рабочие условия применения:

• для верхнего уровня определяются рабочими условиями применения входящего в комплект поставки промышленного компьютера;

• для нижнего уровня определяются рабочими условиями применения модулей измеритель* ных TREI-5B-M для устройств программного управления TREI-5B-xx:

- температура окружающего воздуха от минус 40 до 60°С;

(нормальная температура 20°С);

- относительная влажность до 85%.

Габаритные размеры и масса для верхнего уровня определяются габаритными размерам! и массой входящего в комплект поставки промышленного компьютера.

Габаритные размеры и масса для нижнего уровня определяются габаритными размерам! и массой устройств программного управления TREI-5B-XX, приведёнными в таблице 12.

Таблица 12

Время наработки на отказ:

• для верхнего уровня определяется временем наработки на отказ входящего в комплект по ставки компьютера;

• для нижнего уровня определяются временем наработки на отказ модулей и устройств про граммного управления TREI-5B-xx:

-TREI-5B-M не менее 150000 часов.

- TREI-5B-02(04) не менее 75000 часов.

- TREI-5B-02(04) с дублированием не менее 120 000 часов.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на ИВК «TREI» согласно требованиям технически условий и на титульный лист документа «ИВК «TREI». Руководство по эксплуатации».

Комплектность

В комплект поставки ИВК «TREI» входят устройства и документация:

ИВК «TREI», состав и функции которого определяется картой заказа или догово- 1 экз. ром на поставку

ИВК «TREI». Формуляр                                                       1 экз.

ИВК «TREI». Руководство по эксплуатации                                       1 экз.

ИВК «TREI». Методика поверки                                                1 экз.

Паспорта (формуляры) на модули измерительные TREI-5B-M для устройств программного управления TREI-5B-XX                                              ио 1 я<з.

Модули измерительные TREI-5B-M для устройств программного управления

TREI-5B-XX. Руководство по эксплуатации                                       1 экз.

Модули измерительные TREI-5B-M для устройств программного управления

TREI-эВ-хх. Методика поверки                                                 1 экз.

Поверка

Поверка ИВК «TREI» проводится в соответствии с документом «ИВК «TREI». Методика поверки», согласованным с ГЦИ СИ Пензенского ЦСМ 4 июля 2003 г.

Основные средства измерений, используемые при поверке ИВК «TREI»:

1. Прибор для проверки вольтметров В1-12.

2. Компаратор напряжений РЗООЗ.

3. Мера электрического сопротивления многозначная Р3026.

4. Катушка электрического сопротивления Р331 класса точности 0,005 (100 Ом - 2 шт.).

5. Катушка электрического сопротивления Р331 класса точности 0,01 (1000 Ом - 2 шт.).

6. Частотомер ЧЗ-34А.

7. Генератор импульсов Г5-60.

Межповерочный интервал - 2 года.

Нормативные документы

1 ГОСТ 8.563.1-97. ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Диафрагмы, сопла ИСА 1932 и трубы Вентури, установленные в заполненных трубопроводах круглого сечения. Технические условия.

2 ГОСТ 8.563.2-97. ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Методика выполнения измерений с помощью сужающих устройств.

3 ГОСТ 26.011-80. Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные

4 ГОСТ 26.203-81. Комплексы измерительно-вычислительные. Признаки классификации. Общие требования

5 ГОСТ 6651-94. Термопреобразователи сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний.

6 ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.

7 ГОСТ 30319.0-96. Газ природный. Методы расчёта физических свойств. Общие положения.

8 ГОСТ 30319.1-96. Газ природный. Методы расчёта физических свойств. Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки.

9 ГОСТ 30319.2-96. Газ природный. Методы расчёта физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости.

10 ГОСТ 30319.3-96. Газ природный. Методы расчёта физических свойств. Определение физических свойств по уравнению состояния.

И ГОСТ Р 8.585-2001. Термопары. Номинальные статистические характеристики пре образования.

12 ГСССД 6-89. Вода. Коэффициент динамической вязкости при температу pax 0...800 °C и давлениях от соответствующих разряженному газу до 300 МПа.

13 ГСССД 98-2000. Вода. Удельный объем и энтальпия при температурах 0...1000 °C i давлениях 0,001...1000 МПа.

14 Правила учета тепловой энергии и теплоносителя. Зарегистрировано в Минюс те РФ 25.09.95 г. № 954.

15 Правила учета газа. Зарегистрировано в Минюсте РФ 15.11.96 г. № 1198.

16 ТУ 4222-008-41398960-03 ИВК «TREI». Технические условия.

Заключение

Тип комплексы измерительно-вычислительные «TREI» утверждён с техническими метрологическими характеристиками, приведёнными в настоящем описании типа, метрологи чески обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственной пс верочной схеме.