3. Технічні характеристики, будова та принцип дії флоутек-тм-1-5

3.1 Призначення та область застосування

Комплекс є засобом вимірювальної техніки і призначений для:

• вимірів температури, тиску, густини й об'ємної чи масової витрати і об’єму чи маси рідин і газів, включаючи пальні природні гази, конденсат і воду;

• обчислень об'ємної і масової витрати й об’єму і маси середовища, що пройшла через вимірювальний трубопровід (ВТП) за заданий період часу, із приведенням об'ємної витрати й об’єму середовища до стандартних (нормальних) умов за ГОСТ 2939 [19];

• формування і збереження в пам'яті Комплексу добових, годинних і оперативних даних, а також змін, викликаних втручанням оператора в роботу Комплексу, і повідомлень про позаштатні ситуації в роботі Комплексу;

• виводу інформації про вимір витрати й об’єму середовища по цифровому каналу зв'язку для пристрою верхнього рівня [20].

Комплекс забезпечує обслуговування одного трубопроводу.

Комплекс може експлуатуватися у вибухонебезпечних зонах відкритих промислових площадок і приміщень класів 1 і 2 та класів В-1а та В-1г, де можливе утворення вибухонебезпечних сумішей категорій IIA і IIB груп Т1, Т2 і Т3.

Комплекс може застосовуватися для обліку газів і рідин на промислових об'єктах, у тому числі, газової, нафтогазовидобувної, нафтопереробної і нафтохімічної промисловості й об'єктах комунального господарства, а також у складі автоматизованих систем комерційного обліку. Об'єктами є, зокрема, вузли вимірів поточних параметрів газовимірювальних пунктів, газорозподільних станцій (ГРС) і компресорних станцій магістральних газопроводів.

3.2 Загальні характеристики

Комплекс забезпечує можливість вимірів витрати середовища по методу перемінного перепаду тиску на стандартному завужуючому пристрої, наприклад, діафрагмі за ГОСТ 8.563.1 [13]. При цьому вимір перепаду тиску здійснюється відповідно до діючих нормативних документів – за правилами РД 50-213 [12] чи за ГОСТ 8.563.2 [14].

До складу комплексу входить перетворювач-коректор цифрового минікомплексу, що включає вимірювальні перетворювачі диференціального тиску і вторинні перетворювачі температури, які конструктивно встановлені в одному корпусі, і виконують функцію обчислення об'ємної і масової витрати, об'єму і маси середовища, що проходить по одному трубопроводу, із приведенням об'ємної витрати й об'єму до стандартних умов.

Комплекс забезпечує введення в пам'ять коректора інформації, що характеризує:

• параметри трубопроводів і вимірюваного середовища;

• задані умови вимірів і обчислень, що виконуються Комплексом;

• параметри засобів вимірів, які використовуються Комплексом.

Комплекс забезпечує по трубопроводу, що обслуговується:

• вимір і перетворення в електричний кодовий вихідний сигнал:

а) температури середовища;

б) абсолютного і надлишкового тиску середовища;

в) перепаду тиску середовища на стандартному завужуючому пристрої;

г) об'ємної чи масової витрати середовища;

д) об’єму газоподібного середовища в робочих умовах;

• обчислення об'ємної і масової витрати чи об'єму середовища і об'єму чи маси середовища по формулах, наведених у правилах РД 50-213 [12], ГОСТ 8.563.1-2 [13, 14] чи ГОСТ 30319.1 [16] і в інших діючих нормативних документах;

• обчислення значень об'єму (маси) середовища і середніх значень диференціального тиску, абсолютного (надлишкового) тиску, температури за заданий інтервал підсумовування й усереднення вимірювальної інформації, за інтервал тривалості 1 година і за контрактну добу. Контрактною добою вважається 24-годинний період між контрактними годинами сусідньої доби;

• вивід по запиту ПОЕМ верхнього рівня інформації про результати вимірів і обчислень по каналу зв'язку з послідовним інтерфейсом RS232, RS485 чи з іншим інтерфейсом.

Тривалість циклу вимірів і обчислень, які виконуються Комплексом, не перевищує 1 секунди. Період відновлення інформації встановлюється за вимогою користувача в межах від 5 до 30 с.

Комплекс забезпечує збереження в пам'яті коректора даних за оперативний інтервал часу, даних за годинний інтервал і добових даних у виді записів, що містять:

• значення об'єму (маси) середовища і середні значення диференціального тиску, абсолютного (надлишкового) тиску, температури за заданий оперативний інтервал часу, за годинний інтервал і за контрактну добу;

• дату і час початку і кінця періоду, до якого відносяться дані.

Обсяг пам'яті коректора Комплексу дозволяє зберігати записи:

• місячних даних – за останні 15 років;

• добових даних – за 8 останніх років;

• вартових даних – за 4 останні роки.

За період паузи при позаштатних ситуаціях у роботі Комплексу заповнення бази даних обліку об'єму (маси) середовища виконується по останнім до паузи значенням вимірюваних параметрів середовища. Причому, при сумарній тривалості паузи більше 60 с за добу заповнення бази даних при позаштатних ситуаціях виконується окремо від загальної бази даних.

Комплекс виявляє і запам'ятовує відхилення від нормальної роботи (позаштатні ситуації) – не менш 8000 відхилень.

По кожному відхиленню Комплекс формує і зберігає в пам'яті коректора діагностичне повідомлення, що містять дату і час (з дискретністю 1 с) виявлення відхилення. Діагностичне повідомлення формується при:

• виході вимірюваних параметрів за межі робочих чи заданих за умовами обліку середовища діапазонів і поверненні цих параметрів у зазначені діапазони;

• виході за припустимі межі співвідношення диференціального тиску й абсолютного тиску при контролі параметрів вимірюваного середовища;

• зміні констант чи заміні вимірюваних значень параметрів на константи і навпаки (втручання оператора);

• несправностях складових частинах Комплексу;

• відсутності напруги електричного живлення Комплексу.

Комплекс забезпечує можливість взаємодії з оператором за допомогою ПЕОМ, що підключається до коректора по каналу зв'язку з послідовним інтерфейсом, на швидкостях: 300, 600, 1200, 2400 чи 4800 біт/с. Комплекс забезпечує можливість обміну інформацією з ПЕОМ верхнього рівня по телефонному каналу, що комутується, виділеній двухпровідній лінії, чотирьохпровідній лінії гучномовного зв'язку чи по радіоканалу, наприклад, з використанням мобільного і супутникового зв'язку.

При використанні ПЕОМ Комплекс забезпечує:

• введення в пам'ять коректора, вивід на екран дисплея ПЕОМ і корегування даних;

• заміну вимірювальної інформації на константи;

  • вивід на дисплей ПЕОМ інформації і корегування наступних даних:

а) Adress (адреса);

б) Rate (швидкість обміну з комп'ютером у біт/с);

в) Pipe Diam. (D20) - (діаметр трубопроводу в мм);

г) Orif. Diam. (d20) - (діаметр діафрагми в мм);

д) Well Number (номер свердловини);

е) Time/Data/Day (час/дата/день тижня);

є) Absolute Pressure (абсолютний тиск у кгс/см²);

ж) Flow Rate (витрата в м³/ч);

• формування на базі архівних даних добового та місячного звітів, протоколу внесення змін у пам’ять коректора і протоколу позаштатних випадків.

Вимірювальні перетворювачі, що входять до складу Комплексу, мають наступні основні характеристики [20]:

• установки, відповідно до замовлення, верхніх меж вимірів у діапазоні:

а) від 160 кПа до 16 МПа - для абсолютного тиску;

б) від 60 кПа до 16 МПа - для надлишкового тиску;

в) від 1,0 до 250 кПа - для диференціального тиску;

г) від 0,7 до 1,1 кг/м³ - для густини газоподібного середовища при стандартних умовах;

д) від 500 до 1200 кг/м³ - для густини рідин;

• діапазон вимірів температури - від мінус 40 до плюс 60 ^оС чи від мінус 20 до плюс 80 ^оС. Термоперетворювачі опору (ТО), що входять до складу Комплексу, відповідають класу допуску А, В чи С і можуть бути мідними (ТОМ) із НСХП 100М (Cu100), або платиновими (ТОП) із НСХП 100П (Pt100);

• межі допустимої приведеної похибки Комплексів при вимірах абсолютного, надлишкового і диференціального тиску складають: ± 0,075; ± 0,10; ± 0,15; ± 0,25 % верхніх меж вимірів;

• межі допустимої абсолютної похибки Комплексу при вимірах температури складають ± 0,1 ^оС (без врахування похибки ТО).

Межі допустимої відносної похибки коректора при обробці вхідних сигналів і обчисленні параметрів середовища складають ± 0,02 % .

Межі допустимої відносної похибки Комплексу при вимірах витрати й об'єму (маси) середовища (без врахування складової, внесеної методичними похибками при використанні стандартного завужуючого пристрою) δ_к у діапазоні зміни тиску середовища від 0,2 Р_max до Р_max відповідає значенням, наведеним у Таблиці 3.1.

Межі допустимої похибки коректора Комплексу при вимірі часу складають ± 2 с за 24 ч.

Допускається експлуатація Комплексу за таких умов:

• температура навколишнього повітря - від мінус 40 до плюс 60 ^оС;

• відносна вологість - до 98 % при температурі плюс 35 ^оС і більш низьких температурах без конденсації вологи;

• атмосферний тиск - від 0,084 до 0,107 МПа (від 630 до 800 мм.рт.ст.);

• вплив синусоїдальних вібрацій частотою від 10 до 55 Гц з амплітудою зсуву до 0,15 мм.

По захищеності від проникнення усередину корпусів твердих часток, пили і води корпус коректора, вимірювальних перетворювачів абсолютного, надлишкового і диференціального тиску відповідають ступеню захисту не нижче IP64.

Живлення Комплексу здійснюється від двох літієвих батарей, які мають номінальну вихідну напругу 3,6 В, і конструктивно встановлені в одному корпусі з коректором. Споживана потужність Комплексом не перевищує 15 мВт.

Таблиця 3.1 - Межа допустимої відносної похибки Комплексу при вимірі витрати й об'єму (маси) середовища за допомогою вимірювальних перетворювачів з кодовими вихідними сигналами

Найменування характеристики	Значіння характеристик в межах діапазону вимірювань ΔPmax
	от 0,1ΔPmax до ΔPmax				от 0,03ΔPmax до 0,1ΔPmax
γΔР, %	± 0,075	± 0,1	± 0,15	± 0,25	± 0,075	± 0,1	± 0,15	± 0,25
γР, %	± 0,075	± 0,1	± 0,15	± 0,25	± 0,075	± 0,1	± 0,15	± 0,25
Δt, oC	± 0,75	± 0,75	± 0,75	± 0,75	± 0,75	± 0,75	± 0,75	± 0,75
δK, %	± 0,30	± 0,35	± 0,40	± 0,45	± 0,45	± 0,50	± 0,55	± 0,60

Продовження Таблиці 3.1

Найменування характеристики	Значіння характеристик в межах діапазону вимірювань ΔPmax
	от 0,01ΔPmax до 0,03ΔPmax				от 0,001ΔPmax до 0,1ΔPmax
γΔР, %	± 0,075	± 0,1	± 0,15	± 0,25	± 0,075	± 0,1	± 0,15	± 0,25
γР, %	± 0,075	± 0,1	± 0,15	± 0,25	± 0,075	± 0,1	± 0,15	± 0,25
Δt, oC	± 0,75	± 0,75	± 0,75	± 0,75	± 0,75	± 0,75	± 0,75	± 0,75
δK, %	± 0,60	± 0,65	± 0,70	± 0,75	± 1,75	± 1,80	± 1,85	± 1,90

P_max - верхня межа вимірів вимірювального перетворювача абсолютного (надлишкового) тиску, МПа;

ΔP_max - верхня межа вимірів вимірювального перетворювача диференціального тиску, кПа;

γ_ΔР, γ_Р - межі допустимої приведеної похибки вимірювальних перетворювачів диференціального й абсолютного (надлишкового) тиску, %;

Δ_t - межі допустимої абсолютної похибки вимірювального перетворювача температури, ^оС.

До складу Комплексу входять: перетворювач-коректор ПК-4 і термоперетворювач опору. Іскробезпечний бар'єр, при необхідності, поставляється за замовленням.

При використанні мінікомплексу (рисунок 3.1) збір і обробка сигналів, що відповідають абсолютному (надлишковому) тиску і температурі середовища і диференціальному тиску, здійснюється безпосередньо коректором мінікомплексу.

Накопичену коректором інформацію можна зчитувати по запиту ПЕОМ диспетчерського пункту. Передача інформації здійснюється по послідовному інтерфейсу RS232 з використанням модему при зв'язку з ПЕОМ по телефонному каналу, що комутується, по GSM-каналу чи GPRS-каналу.

Режим роботи Комплексу – безупинний, з періодичним зовнішнім оглядом технічних засобів, і забезпечується взаємозалежною роботою технічних засобів відповідно до встановленого програмного забезпечення. Програмне забезпечення складається зі службових і прикладних програм. Прикладні програми реалізують інформаційні, керуючі й обчислювальні задачі Комплексу.

У комплект прикладних програм на верхньому рівні входять:

• MCONCOR - програма конфігурування і безпосереднього обслуговування коректора комплексу “ФЛОУТЕК-ТМ”;

• HOSTWIN – комплекс програм обслуговування (опитування, накопичення і перегляду інформації, видачі комерційних звітів про витрату вимірюваного середовища) комплексу “ФЛОУТЕК-ТМ”.