1.5. Устройство и работа

1.5.1. Принцип работы.

Теплосчетчик «ВЗЛЕТ ТСР-М» исполнения ТСР-027 , построенный на базе тепловычислителя «ВЗЛЕТ ТСРВ» исполнения ТСРВ-027, представляет собой единый многофункциональный многоканальный комплекс, который может выполнять учет и регистрацию параметров теплоносителя и количества теплоты в одной – трех теплосистемах различной конфигурации.

Принцип действия теплосчетчика основан на измерении первичных параметров теплоносителя с помощью преобразователей расхода, температуры, давления и обработке результатов измерений в соответствии с выбранным алгоритмом. Каналы измерения расхода, температуры и давления теплосчетчика состоят из первичного измерительного преобразователя, линии связи и канала измерения тепловычислителя соответствующего параметра.

Структурная схема теплосчетчика приведена на рис.1.

В качестве ПР в составе теплосчетчика могут использоваться электромагнитные, ультразвуковые, вихревые, тахометрические или основанные на иных физических принципах преобразователи расхода или расходомеры, имеющие частотно-импульсный выход.

В качестве ПТ могут использоваться термопреобразователи сопротивления с различными значениями номинальной статической характеристики (НСХ), подключаемые к тепловычислителю по 4-проводной схеме. Для каналов измерения температуры, входящих в одну теплосистему, должен использоваться комплект преобразователей температуры, имеющий нормируемую погрешность измерения разности температур.

В качестве ПД могут использоваться преобразователи давления различного типа, обеспечивающие преобразование избыточного давления теплоносителя в контролируемом трубопроводе в унифицированный токовый выходной сигнал. Возможно вместо измеренного значения использовать индивидуальное договорное значение давления для каждого трубопровода.

Питание входящих датчиков давления в пределах характеристик, указанных в настоящем руководстве по эксплуатации (РЭ), может осуществляться от тепловычислителя.

Внешние связи теплосчетчика осуществляются через интерфейс RS-232 (или RS-485), Ethernet и дискретный выход.

Управление теплосчетчиком и индикация параметров осуществляются с помощью клавиатуры и жидкокристаллического индикатора (ЖКИ), расположенных на передней панели ТВ. Разрядность индикации измеряемых параметров приведена в Приложении Б.

1.5.2. Система измерения.

Отличительными особенностями построения теплосчетчика «ВЗЛЕТ ТСР-М» исполнения ТСР-027 являются:

- иерархическая организация выполнения измерений и вычислений;

- возможность гибкого программного изменения конфигурации измерительной системы;

- возможность программирования алгоритма расчета параметров в контролируемых теплосистемах;

- возможность программного задания условий фиксации нештатных ситуаций и реакций ТСч на их появление для каждой из теплосистем.

Структура основных измерений и расчетов, выполняемых в теплосчетчике, приведена на рис.2.

Определения используемых понятий.

«Точка измерения» – место (трубопровод) размещения преобразователей первичных параметров: расхода объемного, температуры и давления. ТСч имеет возможность обеспечивать работу по 6-ти точкам измерения для каждого вида параметра.

В теплосчетчике точка измерения характеризуется набором и характеристиками используемых датчиков. Порядковый номер «точки» (k = 1…6) служит индексом для обозначения параметра.

«Канал расчетный» – это совокупность данных о параметрах теплоносителя в отдельной ветви теплосистемы, рассчитанных на основании измеренных или договорных значений первичных параметров и используемых в расчете результирующих параметров теплосистемы. ТСч имеет 7 «каналов», где 6 «каналов» (n = 1…6) определены максимально возможным количеством точек измерения, а в 7-ом «канале» (n = 0) могут быть заданы договорные параметры источника холодной воды.

Кроме того, в ТВ имеется возможность приема по последовательному интерфейсу и использование в расчетах текущего значения температуры, измеряемой на источнике холодной воды.

Под «Теплосистемой» подразумевается система расчета тепла для контролируемой теплосистемы, содержащей в общем случае подающий (подводящий) и обратный (отводящий) трубопроводы. В качестве исходных данных для расчета параметров в теплосистеме используются расчетные данные «каналов». ТСч обеспечивает расчет параметров в 1…3 теплосистемах, каждая из которых может быть произвольно поставлена в соответствие одной из 3-х контролируемых теплосистем.

Возможна организация теплоучета в одной контролируемой теплосистеме с автоматическим переключением алгоритмов расчета в отопительный / межотопительный сезон. Для такой организации теплоучета совместно используются расчетные Теплосистема 1 и Теплосистема 2. При этом расчетная Теплосистема 3 может быть использована для теплоучета во второй контролируемой теплосистеме.

Примечание. При отсутствии прямого измерения температуры холодной воды на источнике значение тепловой энергии в открытой теплосистеме, определенное теплосчетчиком с использованием энтальпии холодной подпиточной воды, может быть cкорректировано в соответствии с утвержденной установленным образом методикой, в том числе, в соответствии с ГОСТ Р 8.592-2002.

«Итоговые данные» – суммарное количество теплоты потребленное (отпущенное) в нескольких теплосистемах.

Алгоритмы расчета количества теплоты задаются в ТСч в зависимости от конфигурации теплосистем(ы). При этом выбор количества и состава измеряемых и договорных параметров, необходимых для расчета, выполняется в соответствии с измерительной схемой, т.е. в соответствии с распределением точек измерения по трубопроводам контролируемой теплосистемы.

Алгоритм расчета количества теплоты для теплосистемы задается в общем случае с помощью трех формул:

- формулы расчета количества теплоты в подающем трубопроводе W1;

- формулы расчета количества теплоты в обратном трубопроводе W2;

- формулы расчета потребленного (отпущенного) количества теплоты W3.

Формулы расчета W1 и W2 могут быть выбраны из следующего набора, заложенного в памяти ТВ:

W1(2) = 0;

W1(2) = mi * hj;

W1(2) = mi * hj – mk * hn;

W1(2) = mi * (hj – hk);

W1(2) = (mi – mj) * hk;

W1(2) = (mi – mj) * (hk – hn), где i, j, k, n = 0,1,…,6.

Формула расчета W3 может быть выбрана из следующего набора:

W3 = W1–W2;

W3 = W1+W2.

Комбинируя вышеприведенные формулы, можно установить в ТСч алгоритм расчета, соответствующий структуре контролируемой теплосистеме.

Суммарное потребленное (отпущенное) количество теплоты для нескольких теплосистем ΣW может быть рассчитано в соответствии с формулой из следующего набора:

ΣW = W31 - W32 - W33;

ΣW = W31 - W32 + W33;

ΣW = W31 + W32 - W33;

ΣW = W32 - W33;

ΣW = W31 - W33;

ΣW = W31 - W32;

ΣW = W31 + W32 + W33;

ΣW = W31 + W32;

ΣW = W31 + W33;

ΣW = W32 + W33;

ΣW = 0, где W31, W32, W33 – потребленное (отпущенное) количество теплоты в первой, второй и третьей теплосистеме соответственно.

Кроме того, в теплосчетчике для каждой теплосистемы предусмотрена возможность задавать до 4-х условий фиксации наличия нештатных ситуаций и соответственно реакций на их наличие.

ТСч обеспечивает хранение результатов измерений во внутренних архивах. Данные архивов могут быть выведены на дисплей либо переданы по последовательному интерфейсу на внешнее устройство.

Порядок ввода условий фиксации нештатных ситуаций и реакций на них, а также состав и порядок архивирования информации приведены в руководстве по эксплуатации на тепловычислитель исполнения ТСРВ-027 .

Пример использования ТСч при обслуживании трех теплосистем приведен в Приложении Г.

1.5.3. Режимы управления.

1.5.3.1. Управление работой ТСч в различных режимах может осуществляться с клавиатуры и организовано с помощью системы меню и окон индикации разного уровня, отображаемых на дисплее. Система управления и индикации, а также порядок установки режима управления приведены в РЭ на тепловычислитель исполнения ТСРВ-027 .

Для  управления работой ТСч возможно также использование персонального компьютера, подключаемого по интерфейсам RS-232 (RS-485), Ethernet.

1.5.3.2. Теплосчетчик имеет три режима управления:

- РАБОТА – эксплуатационный режим (режим пользователя);

- СЕРВИС – режим подготовки к эксплуатации;

- НАСТРОЙКА – режим юстировки и поверки.

Режимы отличаются уровнем доступа к информации (индицируемой на дисплее и/или передаваемой по интерфейсам RS-232 / RS-485, Ethernet) и возможностями по изменению установочных параметров теплосчетчика.

Наибольшими возможностями обладает режим НАСТРОЙКА. В этом режиме индицируются все параметры и возможна модификация всех установочных параметров. Наименьшими возможностями обладает режим РАБОТА.

1.5.3.3. Режим РАБОТА – это режим эксплуатации ТСч на объекте.

В режиме РАБОТА пользователь имеет возможность просматривать:

а) измеряемые значения параметров: расхода объемного и массового, температуры, давления, массы, количества теплоты, тепловой мощности, частоты сигнала на импульсном входе;

б) конфигурационные параметры: наборы и характеристики датчиков для всех «точек» измерения; индексы температуры и давления (номера «точек» измерения), назначенных для определения энтальпии и плотности во всех расчетных «каналах»; алгоритмы расчета; критерии и виды реакций на нештатные ситуации во всех теплосистемах;

в) содержимое архивов (часового и суточного) и журнала действий оператора;

г) параметры функционирования ТСч:

- показания часов реального времени;

- параметры связи по интерфейсам RS-232 (RS-485), Ethernet;

- значения времени наработки и простоя;

- наличие отказов датчиков в «точках», слов состояния «каналов» и теплосистем;

д) информацию о приборе:

- текущий режим управления;

- версии резидентного программного обеспечения для измерителя и вычислителя.

В режиме РАБОТА пользователь имеет возможность производить подстройку приборных часов, устанавливать сетевой адрес ТСч и скорость работы по интерфейсу RS-232 (RS-485), сетевые адреса для работы по интерфейсу Ethernet, а также изменять единицы измерения для отображения значений объемного расхода, количества теплоты и тепловой мощности.

1.5.3.4. Режим СЕРВИС – это режим ввода функциональных параметров теплосчетчика в соответствии с видом контролируемых теплосистем.

В режиме СЕРВИС дополнительно (по отношению к режиму РАБОТА) возможно:

а) просматривать содержимое месячного архива, значения энтальпии и плотности;

б) просматривать и изменять:

- набор используемых в «точках» измерения датчиков и их характеристики (значения номинальной статической характеристики преобразования ПТ, диапазон токового выхода и максимальное рабочее давление ПД, коэффициент преобразования частотноимпульсного входа для ПР);

- установленное значение перепада по высоте между точкой отбора давления и местом размещения преобразователя давления;

- индексы температуры и давления для определения энтальпии и плотности, договорные значения массового расхода, температуры и давления;

- алгоритмы расчета тепла, условия (критерии оценки) и виды реакций на нештатные ситуации;

- масштаб единиц измерения тепловой мощности, количества теплоты и массы (при масштабе 1:1 используются единицы измерения МВт, ГДж/ч или Гкал/ч, ГДж или Гкал, т соответственно; при масштабе 1:1000 – единицы измерения ГВт, ТДж/ч или Ткал/ч, ТДж или Ткал, кт соответственно);

- показания часов реального времени.

1.5.3.5. В режиме НАСТРОЙКА возможно просматривать все параметры без исключения.

В режиме НАСТРОЙКА дополнительно к режимам РАБОТА и СЕРВИС может производиться:

- поверка тепловычислителя, при которой юстируются каналы измерения температуры и давления путем введения в ТВ соответствующих поправок;

- очистка архивов и журнала действий оператора, а также обнуление интегральных значений массы теплоносителя и количества теплоты;

- ввод заводского номера прибора.

ПРИМЕЧАНИЕ. Времена наработки, простоя и нештатных ситуаций обнуляются при очистке архива.

1.5.3.6. Режим управления теплосчетчика задается комбинацией наличия / отсутствия замыкающих перемычек на контактных парах разрешения модификации калибровочных и функциональных параметров.

Порядок установки режимов управления указан в руководстве по эксплуатации на тепловычислитель «ВЗЛЕТ ТСРВ» исполнения ТСРВ-027.

1.5.4. Обеспечение взрывозащиты.

1.5.4.1. Взрывозащита в теплосчетчике «ВЗЛЕТ ТСР-М» исполнения ТСР-027 (см. Приложение Е) по каналам измерения расхода обеспечивается применением взрывозащищенных расходомеровсчетчиков ультразвуковых «ВЗЛЕТ МР», имеющих Разрешение на применение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору №РРС 00-15455 от 11.03.2005 г.

Маркировка взрывозащиты:

- блок искрозащитный (БИ) – «[Exia]IIB»;

- преобразователи электроакустические (ПЭА) – «OExiaIIBT6 X».

1.5.4.2. Взрывозащита по каналам измерения температуры в цепи термопреобразователей сопротивления «ВЗЛЕТ ТПС» общего применения с НСХ 100П (Pt100) или по заказу 500П (Pt500), удовлетворяющих требованиям п.7.3.72 «Правил устройства электроустановок», обеспечивается применением барьеров искробезопасности БИ-003 (ООО «НПК Ленпромавтоматика»), имеющих Разрешение на применение Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору №РРС 00-20982 от 30.05.2006 г.

Маркировка взрывозащиты барьеров БИ-003: [Exib]IIC.

1.5.4.3. Суммарные значения емкости и индуктивности линий связи, определяемые типом кабеля и его длиной, не превышают значений, допускаемых барьерами искрозащиты:

- линий связи по расходу: С0 не более 0,1 мкФ; L0 не более 0,5 мГн;

- линий связи по температуре: С0 не более 1,0 мкФ; L0 не более 1,0 мГн.