UKŁAD REJESTRACJI OBJĘTOŚCI GAZU CMK-01. Dokumentacja techniczna wraz z instrukcją montażu i obsługi

Transkrypt

1 UKŁAD REJESTRACJI OBJĘTOŚCI GAZU CMK-01 Dokumentacja techniczna wraz z instrukcją montażu i obsługi COMMON Sp.z o.o. Łódź październik 1999

2 2 Spis treści 1. Wprowadzenie Budowa układu rejestracji objętości gazu CMK Podstawowe dane techniczne i metrologiczne Podstawowe dane systemu mikrokomputerowego Warunki użytkowania układu rejestracji objętości gazu Gniazda zewnętrzne Dialog użytkownik - rejestrator Opis menu rejestratora Wejścia pomiarowe Stałe algorytmu Wartości obliczone Wartości rejestrowane Łącza szeregowe Tabliczka Zegar Komunikacja rejestratora z komputerem Montaż i instalacja układu rejestracji gazu CMK Pakowanie, przechowywanie i transport. 15

3 3 1. Wprowadzenie. Układ rejestracji objętości gazu CMK-01 służy do pomiaru ilości i strumienia gazu. Przeznaczony jest do montażu na stacjach redukcyjnych i pomiarowych gazu. Rejestrator będący podstawowym elementem układu, zlicza impulsy wygenerowane przez czujnik kontaktronowy umieszczony w główce liczydła gazomierza. Rejestrator oblicza i rejestruje : objętość rzeczywistą gazu strumień objętości rzeczywistej, data, czas i maksymalna liczba impulsów zliczonych w ciągu jednej minuty, data, czas i wartości szczytów godzinowych pomiędzy pełnymi godzinami, data, czas i wartości szczytów godzinowych z przesuwnym oknem. Dane te zapamiętywane są w pamięci operacyjnej rejestratora. Można je odczytać na czterowierszowym dwudziestoznakowym wyświetlaczu ciekłokrystalicznym rejestratora lub poprzez łącza transmisji szeregowej za pośrednictwem komputera typu IBM PC. Protokół transmisji jest zgodny z protokołem GAZ-MODEM. 2. Budowa układu rejestracji objętości gazu CMK-01. Układ rejestracji gazu CMK-01 składa się z następujących elementów: * mikroprocesowego rejestratora objętości gazu CMK-01, bateryjnego konwertera sygnałów CAK-01 (opcjonalnie Z układem może współpracować dwukanałowy konwerter sygnałów z zasilaczem CZAK-01. Jest to szczególnie zalecane w przypadku konieczności częstego odczytu rejestratora. Rozwiązanie takie umożliwia znaczne zwiększenie czasu pracy baterii zainstalowanych w rejestratorze. Rejestrator CMK-01 może być eksploatowany w pomieszczeniach, strefach i przestrzeniach zewnętrznych zagrożonych wybuchem mieszanin gazów i par cieczy palnych z powietrzem zaliczanych do grup wybuchowości IIA i IIB klasy temperaturowej T1, T2 i T3 wg normy PN-83/E cecha dopuszczenia Exi a IIB T3 orzeczenie KDB Nr W. Obwody transmisji rejestratora CMK-01 mogą współpracować z: komputerami przenośnymi typu laptop, których napięcie zasilania nie przekracza 30 V poprzez konwerter CAK-01 wchodzący w skład niniejszego układu korekcji i rejestracji gazu, komputerami typu IBM PC i innymi urządzeniami zasilanymi z sieci 220 V (np. radiomodem, modem, komputer typu IBM PC) wyłącznie poprzez dwukanałowy konwerter sygnałów z zasilaczem typu CZAK-01 prod. COMMON Łódź, cecha dopuszczenia Exi a IIB orzeczenie KDB Nr W. Konwertery oraz w/w komputery i urządzenia transmitujące lub odczytujące dane muszą znajdować się poza strefą zagrożenia wybuchem mieszanin par i gazów z powietrzem.

4 4 Rys Schemat montażowy układu rejestracji gazu CMK-01 z konwerterem CZAK Gazomierz turbinowy CGT 2. Rejestrator CMK Dwukanałowy konwerter sygnałów z zasilaczem CZAK-01 Rejestrator objętości gazu CMK-01 może być mocowany do gazomierza lub do rury za pośrednictwem specjalnego uchwytu (prod. COMMON) lub do innych elementów stałych przy wykorzystaniu 4 otworów gwintowanych M6 w podstawie rejestratora. Rejestrator połączony jest z nadajnikiem impulsów kontaktronowych znajdującym się wgłówce liczydła gazomierza. Rejestrator posiada dwa niezależne równorzędne łącza transmisji szeregowej COM1 i COM2. Odczytywana z rejestratora informacja przesyłana jest do nadrzędnego komputera poprzez konwerter sygnałów CZAK-01. Konwerter sygnałów przetwarza sygnały prądowe łącza transmisji szeregowego rejestratora COM1, COM2 na sygnały napięciowe zgodne z interfejsem RS-232C. Konwerter umożliwia również zasilanie rejestratora CMK-01 z sieci napięcia przemiennego 220 V. Posiada on iskrobezpieczny zasilacz prądu stałego V cc kor, który umożliwia zasilanie rejestratora znajdującego się w strefie zagrożonej wybuchem. Funkcja ta umożliwia zastosowanie teletransmisji i monitoringu bieżącego zużycia gazu. Ma to szczególne znaczenie w przypadku linii przesyłowych zarówno gazu ziemnego jak i dystrybucji gazów technicznych w ciągach technologicznych. W przypadku braku konwertera CZAK-01 do automatycznej transmisji danych do nadrzędnego komputera należy zastosować konwerter CAK-01. Układ współpracy rejestratora CMK-01 z komputerem PC typu laptop pokazano na rys. 2.2.

5 5 Rys Zastosowanie konwertera CAK-01 do odczytu rejestratora CMK-01. Konwerter CAK-01 podobnie jak CZAK-01 przetwarza sygnały prądowe łącza rejestratora na sygnały napięciowe zgodne z interfejsem RS 232C oraz zasila rejestrator CMK-01. Konwerter CAK-01 zasilany jest z dwóch akumulatorków niklowokadmowych o napięciu 8.4V (np. typu 15F8K). W konwerterze CAK-01 zainstalowano złącze umożliwiające ładowanie wewnętrznych akumulatorków z zewnętrznego zasilacza lub akumulatora samochodowego poprzez złącze zapalniczki. Napięcie ładowania wynosi (12 15) VDC, a prąd ładowania I max =50mA. Ładowanie akumulatorków powinno odbywać się poza strefą zagrożoną wybuchem przy odłączonym konwerterze od rejestratora. 3. Podstawowe dane techniczne i metrologiczne Podstawowe dane systemu mikrokomputerowego. Procesor: Pamięć: INTEL TL80L188EB13 taktowany zegarem 18,432 MHz 64 kb - pamięć stała ROM, 128 kb - pamięć danych RAM. Wewnętrzny zegar czasu astronomicznego. Dwa niezależne kanały transmisji szeregowej; pętla prądowa z separacją galwaniczną. Wyświetlacz ciekłokrystaliczny LM-044L (cztery wiersze po dwadzieścia znaków w wierszu). Klawiatura foliowa-cztery klawisze. Technologia 3 voltowa. Montaż powierzchniowy (SMT) dwustronny. Zasilanie wewnętrzne: 2 baterie litowe SL 780 3,6 V / 13,5 Ah (zabezpieczane bezpiecznikami polimerowymi) wystarczają średnio na około 3 lata pracy rejestratora. Stopień ochrony obudowy IP54.

6 3.2. Warunki użytkowania układu rejestracji objętości gazu Temperatura otoczenia -20C 55C 2. Wilgotność względna max 95 w temperaturze 55C 3. Zakłócenia elektromagnetyczne: charakter i poziom zakłóceń odpowiada wymogom normy PGNiG ZN-G-4007 z czerwca 1995 r. i zaleceniom OIML na temat "Przyrządy elektroniczne do gazomierzy objętościowych" Gniazda zewnętrzne. Rozmieszczenie gniazd zewnętrznych w obudowie rejestratora CMK-01 pokazano na Rys.3.1. Rys Rozmieszczenie gniazd zewnętrznych w obudowie rejestratora CMK Gniazdo zasilania. 2. Gniazdo impulsów kontaktronowych. 3. Gniazda łączy szeregowych. W obudowie rejestratora zainstalowano następujące gniazda: 1. Gniazdo zasilacza zewnętrznego (doprowadzenie napięcia stałego 5V), złącze Amphenol - Tuchel C091 31W Gniazdo czujnika kontaktronowego, złącze Amphenol - Tuchel C091 31N Gniazda łączy szeregowych COM 1 i COM 2, złącza Amphenol - Tuchel C091 31W Gabaryty i masa. Wymiary: (szerokość x długość x wysokość) 136 x 173 x 119,5 mm. Masa: 1,8 kg.- wraz z bateriami.

7 7 4. Dialog użytkownik - rejestrator. Komunikacja użytkownika z rejestratorem odbywa się przy pomocy klawiatury i wyświetlacza alfanumerycznego. Klawiatura składa się z czterech klawiszy Esc, Enter, oraz strzałek Góra, Dół. Klawisz Enter powoduje przejście do menu podrzędnego oraz w przypadku ustawiania parametrów transmisji szeregowej potwierdzenie nastawianej wartości. Klawisz Esc powoduje powrót do menu nadrzędnego oraz w przypadku ustawiania parametrów transmisji szeregowej rezygnację z ustawiania. Klawisze Góra, Dół powodują zmianę menu podrzędnego, wyświetlenie dalszego ciągu informacji nie mieszczących się na jednym ekranie oraz w przypadku ustawiania parametrów transmisji szeregowej zmianę nastaw. 5. Opis menu rejestratora. Jeżeli wyświetlacz jest w stanie wyłączonym, należy go włączyć naciskając klawisz Enter. Wyłączenie wyświetlacza nastąpi samoczynnie po 25 sekundach od momentu przerwania operowania klawiaturą lub po naciśnięciu klawisza Esc. Po włączeniu wyświetlacza wyświetlane są następujące parametry: objętość niekorygowana, strumień gazu. V1 = m3 Q1 = m3/h :03 Imax = 4 imp/min Po naciśnięciu klawisza Góra lub Dół wyświetlany jest stan zużycia baterii. Stan baterii pozostało 94.2% Po naciśnięciu klawisza Enter wyświetlane jest menu główne, w którym jest siedem pozycji. Wyboru dokonujemy przy pomocy klawiszy Góra, Dół oraz potwierdzenie klawiszem Enter. wejścia pomiarowe stałe algorytmu wartości obliczone wartości rejestrow. łącza szeregowe tabliczka zegar

8 Wejścia pomiarowe Wejście 1 - impulsowe: wyświetlana jest waga impulsu, liczba impulsów zliczonych z gazomierza turbinowego i objętość rzeczywista Stałe algo- rytmu Wyświetlane są: waga impulsu, czas zapisu danych rejestrowanych. WE 1 impulsowe 1 imp 0.1 m3 I = imp V1 = m3 1 imp 0.1 m3 zapis co 10 min 5.3. Wartości obliczone. Wyświetlane są: objętość niekorygowana V 1, strumień gazu Q 1. V1 = m3 Q1 = m3/h :03 Imax = 4 imp/min Po naciśnięciu klawisza ze strzałką Dół wyświetlane są kolejne wartości: data, czas i wartość szczytu godzinowego (pomiędzy pełnymi godzinami) oraz data, czas i wartość szczytu godzinowego (z przesuwnym oknem). Podawany jest zawsze czas początku szczytu :00 ph = m :12 pm = m Wartości rejestrowane Wyświetlane jest menu podrzędne zawierające cztery pozycje. lista alarmów dane rejestrowane dane dobowe dane miesięczne Po wybraniu pozycji wyświetlana jest informacja o liczbie rekordów zapisanych w pamięci. liczba danych 28 najstarsze dane najmłodsze dane Lista alarmów zawiera: datę i czas początku zdarzenia, datę i czas końca zdarzenia, szacowany przyrost objętości gazu, rodzaj zdarzenia. Lista może zawierać 63

9 9 rekordy. W przypadku zmiany parametrów pracy rejestratora zapisywana jest data i czas dokonanej zmiany oraz numer programu i operatora w celu identyfikacji osoby dokonującej zmiany. W przypadku dokonywania zmian za pomocą klucza w miejscu kodu programu zapisywany jest numer klucza a kod operatora jest zawsze zero. Dane rejestrowane zawierają: datę i czas rejestracji, przyrost objętości rzeczywistej gazu od ostatniego rekordu. Pamiętane jest 8191 rekordów :10 Dane dobowe zawierają: datę, dobowy przyrost objętości, czas i wartość szczytu godzinowego (pomiędzy pełnymi godzinami), czas i wartość szczytu godzinowego (z przesuwnym oknem), stan licznika głównego na koniec doby gazowniczej. Podawany jest zawsze czas początku szczytu. Pamiętane są dane z ostatnich 63 dni. P :00:30 K :02:00 dvn = 43.6 m3 przekr. zakresu t P :10:30 kod programu 53 kod operatora 12 zmiana stałych alg. dv = 52.6 m dv= m3 13:00 ph = m3 13:16 pm = m3 V = m3 Dane miesięczne zawierają: datę, miesięczny przyrost objętości, czas i wartość szczytu godzinowego (pomiędzy pełnymi godzinami), czas i wartość szczytu godzinowego (z przesuwnym oknem), stan licznika głównego na koniec miesiąca. Podawany jest zawsze czas początku szczytu. Pamiętane są dane z ostatnich 15 miesięcy dv = 9780 m3 23/13:00 ph= 345 m3 23/13:16 pm= 356 m3 V = m Łącza szeregowe Wyświetla oraz umożliwia zmianę parametrów łączy szeregowych (COM 1, COM 2). COM bodów bez spr.parzystości duplex, adres 4 8b danych, 1b stopu

10 10 COM bodów spr. parzystości simplex, adres 5 8b danych, 1b stopu Zmiana nastaw możliwa jest po naciśnięciu kolejno klawiszy: Enter, Esc, Enter. Można ustawić następujące parametry: szybkość transmisji: 19200, 9600, 4800, 2400, 1200, 600, 300, 150, kontrola parzystości: bez sprawdzania, sprawdzanie parzystości, sprawdzanie nieparzystości, rodzaj transmisji: duplex (połączenie z komputerem), simplex (transmisja przez radio), adres rejestratora: liczba od 0 do 999. Przy ciągłym przytrzymaniu klawisza strzałki adres zmienia się co 1, a po pewnym czasie zmienia się co 10 Strzałka wskazuje aktualnie nastawiany parametr. COM bodów bez spr.parzystości simplex, adres 5 zmiana nastaw 5.6. Tabliczka Wyświetla: numer fabryczny, rok produkcji oraz dane o producencie. numer fabr rok produkcji 1999 wersja programu 99/06/15 COMMON Łódź ul. Wróblewskiego 18 tel. (+42) fax (+42) Zegar Wyświetla: bieżącą datę, dzień tygodnia i czas poniedziałek 13:14:46 Po naciśnięciu klawiszy Góra, Dół wyświetlana jest informacja o dacie zmiany czasu na letni i zimowy. Jeżeli data ta nie była zaprogramowana lub rejestrator zmienił czas na letni lub zimowy wyświetlany jest napis nie ustawiony. czas letni nie ustawiony czas zimowy :00

11 11 Wyświetlany jest również sumaryczny czas obsługi rejestratora bez zasilania zewnętrznego, co pozwala określić jak długo rejestrator pracował w stanie pobudzonym. Podczas dłuższej pracy bez zasilania zewnętrznego zaleca się podłączyć zasilanie z konwertera CZAK-01 lub CAK-01. Sumaryczny czas obsługi na baterii 2g 8m 9s 6. Komunikacja rejestratora z komputerem. Rejestrator posiada dwa łącza szeregowe pracujące niezależnie od siebie. Stosuje się transmisję asynchroniczną z jednym bitem stopu, ośmioma bitami danych. Użytkownik może określić sposób sprawdzania parzystości, szybkość transmisji oraz typ transmisji (simplex, duplex). Transmisja simplex jest stosowana przy komunikacji przez radiomodem. Protokół odczytu danych jest zgodny z protokółem GAZ - MODEM. Oparty jest on o zasadę odpytywania rejestratora przez komputer. Komputer przesyła polecenia nadania określonego rodzaju informacji. Wymiana danych odbywa się za pomocą bloków. Odczyt danych z rejestratora wykonuje się przy pomocy programu MAC wykorzystującego protokół GAZ MODEM (patrz załącznik nr 2: Protokół wymiany danych GAZ MODEM). Do komunikacji operatora stacji z rejestratorem służy program Gas-service. Program ten pozwala na: ustawienie zakresów Q min, Q max ustawienie bieżącego stanu licznika, czasu próbkowania ustawienie dnia i godziny, zmiany czasu letniego i zimowego zmiany hasła wewnętrznego rejestratora itp. Program ten dostarczany jest instalatorowi stacji, zakładom gazowniczym oraz w wypadku zastosowania układu rejestracji objętości gazu CMK-01 do celów technologicznych właścicielowi układu. Wszelkie nastawy rejestratora z wyjątkiem parametrów transmisji szeregowej, można wykonać przy użyciu zewnętrznego komputera (notebook lub podobnie działających urządzeń) połączonego z przelicznikiem poprzez łącza szeregowe. Możliwy jest zdalny dostęp poprzez łącza telefoniczne (komutowane, separowane oraz radiowe). Hasło pozwalające dokonać zmiany parametrów w rejestratorze znane jest tylko uprawnionemu użytkownikowi i tylko on może je zmienić. Każda zmiana parametrów w rejestratorze pozostawia ślad w postaci zapisu na liście alarmów z datą, numerem użytkownika i numerem programu.

12 12 7. Montaż i instalacja układu rejestracji gazu CMK-01. Rys Wymiary obudowy rejestratora CMK-01. Rejestrator przystosowany jest do montażu na rurze lub na gazomierzu przy wykorzystaniu specjalnych uchwytów (produkcji COMMON), lub na innym elemencie stałym przy wykorzystaniu otworów mocujących w podstawie rejestratora. 4M6 Rys Rozmieszczenie otworów mocujących w podstawie. Połączenie elektryczne rejestratora z pozostałymi elementami układu rejestracji gazu CMK-01 należy wykonać przy pomocy przewodów wielożyłowych z żyłami wykonanymi w postaci linek wielodrutowych we wspólnym ekranie.

13 13 Należy zastosować przewody: a) do podłączenia zasilania: dwie żyły we wspólnym ekranie np.:liycy 2 x1,0 mm 2 lub LIYCY 2 x 1,5 mm 2, b) do podłączenia nadajnika impulsów kontaktronowych - dwie żyły we wspólnym ekranie np.:liycy 2 x 0,25 mm 2, c) do podłączenia kanałów transmisji COM1 i COM2 - sześć żył we wspólnym ekranie np.: LIYCY 6 x 0,25 mm 2. Szczegółowe wymagania stawiane przewodom połączeniowym są podane w orzeczeniu KDB Nr W. W pkt. 12 Warunki stosowania tego orzeczenia stwierdza się, że: Maksymalne wartości pojemności i indukcyjności dołączone do iskrobezpiecznych obwodów transmisji rejestratora typu CAK-01 i obwodów zasilania rejestratora CMK-01 wynoszą: L max = 0,5 mh C max = 2 F Maksymalna wartość pojemności i indukcyjności dołączone do zewnętrznego iskrobezpiecznego obwodu impulsowego (obwodu współpracy z nadajnikami gazomierza) wynoszą: L max = 5 mh C max = 2 F Każdy z zewnętrznych obwodów iskrobezpiecznych należy prowadzić w osobnym kablu.

14 14 Przyporządkowanie sygnałów stykom złącz zainstalowanych w rejestratorze pokazano na rys (widok od strony wnętrza rejestratora). Rys.7.5. Rozmieszczenie sygnałów na stykach złącz w rejestratorze CMK-01: a) złącze zasilania b) złącze impulsów z nadajnika CLFK c) złącze transmisji szeregowej COM1 lub COM2. Przyporządkowanie sygnałów stykom złącza C091 31H przewodu do ładowania akumulatorów konwertera CAK-01 pokazano na rys Rys Przyporządkowanie sygnałów stykom złącza C091 31H przewodu do ładowania akumulatorów konwertera CAK-01.

15 15 8. Pakowanie, przechowywanie i transport. Lista kompletności układu rejestracji objętości gazu CMK-01: 1. Rejestrator CMK Przewód do nadajnika impulsów CLFK długości 0,8m zakończony złączami C091 H Dokumentacja techniczna. 5. Karta gwarancyjna. 6. Zaświadczenie fabryczne. 7. Dyskietka z oprogramowaniem. 8. Konwerter CAK-01(opcja na specjalne zamówienie) wraz z okablowaniem - długość przewodów obwodów iskrobezpiecznych 12 m i dodatkowym złączem C091 H Elementy układu rejestracji objętości gazu CMK-01 powinny być zapakowane na czas transportu od producenta do użytkownika zgodnie z dokumentacją fabryczną. Dopuszcza się zainstalowanie podzespołów układu bezpośrednio na elementach gazociągu i wspólne zapakowanie ich na czas transportu zgodnie z dokumentacją. Elementy układu powinny być przechowywane w opakowaniu transportowym lub bez niego na regale magazynowym w pomieszczeniu o temperaturze -5 C 60C i wilgotności nie przekraczającej 80% bez oparów związków chemicznie aktywnych. Transport powinien odbywać się transportem samochodowym w warunkach chroniących przed uszkodzeniami mechanicznymi. Ładunek powinien być zabezpieczony przed przemieszczaniem w czasie transportu.