Конструкторские разработки и исследования

В разделе 2 было расказано об основных мерах по модернизации системы управления Сохрановского ЛПУМГ и осуществлен выбор элементов технологической схемы системы управления. Одним из главных элементов, требующих замены в существующей системе управления ГРС, можно считать узел коммерческого учета расхода газа. В разделе 1 было установлено, что наибольшими преимуществами в этом отношении обладает микропроцессорный комплекс «GiperFlo-3ПМ». Поэтому был проведен комплекс мероприятий по выбору состава элементов комплекса и мер размещения его элементов непосредственно на оборудовании.

Общие сведения о измерительном микропроцессорном комплексе «GiperFlo-3ПМ»

Внешний вид комплекса «GiperFlo-3ПМ» показан на рисунке 3.1.и 3.2 . Стандартный состав комплекса состоит из следующих элементов [5]:

- измерительного микропроцессорного вычислителя расхода;

- переносного запоминающего устройства CHIT;

- датчика перепада давления - дифманометр (?Р);

- датчика давления (Р);

- термопреобразователь сопротивления;

- датчика температуры (Т);

- комплекта соединительных кабелей;

- искробезопасного барьера ISCOM;

- блока питания ЕА- PS -724-01;

- поверочного комплекта;

- модема.

Вычислитель имеет возможность передачи информациина персональный компьютер типа IВМ или совместимый с ним компьютер. Для этого ЗАО «СовТИГаз» располагает соответствующим программным обеспечением НОЗТ-1Р (Программное обеспечение для базового компьютера поставляется по отдельному заказу [8]).

Рисунок 3.1 - Внешний вид комплекса «GiperFlo-3ПМ»

Рисунок 3.2 Схема монтажа измерительного комплекса «GiperFlo-3ПМ»

1 -- датчик комплексный с вычислителем расхода «ГиперФлоу-3Пм»; 2 -- датчик избыточного давления ДИ-005; 3 -- коробка распределительная КР-001; 4 -- клапанный блок; 5 -- продувочные краны; 6 -- отсечные краны; 7 -- быстросъемное сужающее устройство;8 -- измерительный трубопровод.

На рисунке 3.3 показана блок-схема подключения приборов комплекса «GiperFlo-3ПМ» к измерительному однониточному трубопроводу и дистанционной передачи показаний, вывода их на принтер. На рисунке 3.3а показана блок-схема имеющая вход RS232с, а на рисунке 3.3б - на персональную ЭВМ.

Рисунок 3.3 - Схема передачи информации на персональный компьютер

Рисунок 3.3а - Непосредственная печать Рисунок 3.3б - Запись данных данных с переносного терминала CHIT в переносной компьютер, используя программу DUMP TO PC.

Датчик комплексный с вычислителем расхода «ГиперФлоу-3Пм» предназначен для измерения и регистрации параметров потока измеряемой среды методом переменного перепада давления на стандартных сужающих устройствах и в системах с применением счетчиков и датчиков объемного расхода газа (работа в режиме корректора). При работе в режиме корректора совместно со счетчиком или датчиком объемного расхода прибор определяет расход в рабочих условиях по количеству импульсов объемного счетчика. Затем по измеренным значениям давления, температуры и объемного расхода вычисляется количество и расход природного газа, приведенные к нормальным условиям. Функция «охранного контакта» -- контроль наличия сильного магнитного поля, когда основной датчик импульсов расхода может остановиться («залипнуть»). В такой ситуации нормально разомкнутый «охранный контакт» замыкается, и прибор это фиксирует в архиве вмешательств. Состояние «охранного контакта» опрашивается адаптером импульсного сигнала с той же периодичностью, что и основного сигнала счетчика, пропорционального расходу.

Прибор позволяет измерять расход и количество при движении потока в прямом и обратном направлении при использовании с симметричными диафрагмами.

Высокая точность измерения по каналам перепада давления, давления и температуры достигнута за счет применения первичных преобразователей ведущих мировых производителей, специальных схемных решений и технологией калибровки датчика.

При этом вычислитель вместе с первичным преобразователем перепада и давления помещается в термокамеру и во всем диапазоне давлений и температур снимается зависимость выходных сигналов от задаваемых образцовых значений.

Результаты калибровки, индивидуальные для каждого датчика, записываются в память его вычислителя и потом используются в процессе измерения. Эти меры гарантируют точность в диапазоне измерения по каналу перепада давления и давления от 1до 100% и тем самым расширить диапазон измерения по расходу до 1:10 во всем диапазоне рабочих температур.

В приборе применяются датчики перепада давления и абсолютного давления фирмы «Siemens», и датчики давления фирмы «Orlex».

Датчики давления допускают двукратную перегрузку по предельному давлению, а за счет выбора датчика на больший предел (без потери точности) значение допустимого давления можно довести до десятикратного и тем самым предохранить датчик от разрушения при аварийных ситуациях.

Для сбора, обработки и регистрации информации с приборов "ГиперФлоу-3Пм" предназначен вторичный блок МАС-003 (микропроцессорный адаптер связи).

Питание взрывозащищенной (измерительной) части прибора осуществляется:

- от барьера искрозащитного БИЗ-002 (напряжение холостого хода Uхх не более 32 В постоянного тока, ток короткого замыкания Iкз не более 60 мА);

-от встроенного искробезопасного автономного источника питания БП-012 (напряжение холостого хода Uхх не более 3,7 В постоянного тока, ток короткого замыкания Iкз не более 1,0 А).

На рисунке 3.1 показан стандартный комплект «GiperFlo-3ПМ», предназначенного для одного измерительного трубопровода, который состоит из вычислителя, датчика перепада давления и датчика статического давления, смонтированных на монтажной панели, а также отдельного датчика температуры, устанавливаемого в защитной гильзе на измерительном участке трубопровода.

При числе измерительных трубопроводов больше одного или при использовании двухдиапазонных (сдвоенных) датчиков перепада давления число датчиков увеличивается (всего до 7 различных датчиков). Дополнительные датчики устанавливаются пользователем на предназначенные для них места и подсоединяются к вычислителю, указанные в таблице 3.1.

На вычислитель комплексного датчика «Гипер-Флоу-ЗП» поступает сигнал dP от преобразователя разности давлений ДП-007, измеряющего перепад давления на диафрагме, которая установлена в трубопроводе газа. Там же находится термопреобразователь сопротивления градуировки 50М, формирующий сигнал по температуре t. Давление газа измеряется преобразователем давления ДИ-005, сигнал которого (Р) также поступает на вход датчика. Выходы «Гипер-Флоу-ЗП» каждого ГРП подключены к шине М-bus, по которой информация передается на вычислительный блок ВБ-002. Необходимые для расчетов данные по характеристикам трубопровода, сужающего устройства, составу газа вводятся ППЗУ вычислителя. Расход газа рассчитывается по ГОСТ 8.563.1; ГОСТ 8.563.2. Вывод информации производится на двухстрочный ЖК-индикатор и по интерфейсу RS-232 подается на принтер и сервер, в который поступает также сигнал от калориметра КСНГ-05. Сервер обеспечивает хранение и обработку информации по ниткам подвода газа, которую затем передают в локальную сеть станции. К сети подключены мониторы операторских станций (ОС), начальника смены станции (НСС), ПТО, руководства и др. Блок ВБ-002 может комплектоваться модемом телефонной связи для передачи информации в сеть. В памяти блока ВБ-002 фиксируются все вмешательства в работу системы с глубиной до 1 200 обращений. В настоящее время изготовителем произведена модернизация расходомера и вычислительного блока («Гипер-Флоу-ЗПм, МАС-003»).

Накопленную вычислителем информацию можно считать, подключив к нему на время ручной терминал СНГГ (в соответствии с рисунком 3.2). Будучи, затем подключенным к принтеру (в соответствии с рисунком 3.2а) терминал выдает формализованные отчеты, причем в памяти терминала могут храниться отчеты от нескольких комплексов. Подключив терминал к РС (в соответствии с рисунком 3.2б) можно передать данные на компьютер при помощи программы ОТРЗС.

Таблица 3.1- Таблица подключения датчиков к «GiperFlo-3ПМ».

Ручной терминал CHIT предназначен для ввода и вывода информации в вычислитель. Внешний вид ручного терминала CHIT для ввода-вывода информации в вычислитель показан на рисунке 3.4.

Ручной терминал содержит информационное табло (дисплей) и клавиши для ввода и вывода информации. При подключении соединительного кабеля терминала к разъему, расположенному в дне корпуса вычислителя, вычислитель автоматически переходит в активный режим без периодического отключения. Дисплей непрерывно показывает информацию о текущих и расчетных значениях. После отключения кабеля, дисплей еще несколько циклов показывает данные, а затем гаснет. Ручной терминал CHIT, будучи включенным, но незадействованным, через несколько минут автоматически отключается. Если подсоединенный к вычислителю терминал был включен, а затем выключен, то после первого запроса на дисплее может появиться надпись: «Device not connected». («Терминал не подключен»). В этом случае. выньте кабель ручного терминала из разъема вычислителя и через минуту вставьте его снова. Для ввода вычислителя в рабочий режим используются функциональные клавиши. Если вычислитель обслуживает более одного измерительного трубопровода, оператору будет предложено, в ответ на запрос, ввести номер этого трубопровода.

Рисунок 3.4 - Внешний вид ручного терминала CHIT для ввода-вывода информации в вычислитель