ТЕПЛОВЫЧИСЛИТЕЛИ СПТ961 (мод, 961

1 ЗАО НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА ЛОГИКА ТЕПЛОВЫЧИСЛИТЕЛИ СПТ961 (мод. 961.2) Руководство по эксплуатации РАЖГ РЭ Л О Г И К А Т Е Х Н О Л О Г И Я П Р О Ф Е С С И О Н А Л О В

2 ЗАО НПФ ЛОГИКА, 2007 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2) созданы закрытым акционерным обществом "Научно-производственная фирма "Логика". Исключительное право ЗАО НПФ ЛОГИКА на данную разработку защищается законом. Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2) содержат запатентованные объекты промышленной собственности. Воспроизведение (изготовление, копирование) любыми способами тепловычислителей СПТ961 (мод. 961.2) и (или) их компонентов (внешнего вида, аппаратных или конструктивных решений, программного обеспечения) может осуществляться только по лицензии ЗАО НПФ ЛОГИКА. Распространение, применение, ввоз, предложение к продаже, продажа или иное введение в хозяйственный оборот или хранение с этой целью неправомерно изготовленных тепловычислителей и (или) их компонентов запрещается. Отдельные изменения, связанные с дальнейшим совершенствованием прибора, могут быть не отражены в настоящем 2-м издании руководства. РОССИЯ. Санкт-Петербург, наб. Обводного канала, 150 Тел. (812) Факс: (812)

3 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 3 Содержание Введение Назначение Технические данные Эксплуатационные показатели Входные и выходные сигналы Функциональные характеристики Коммуникация с внешними устройствами Диапазоны показаний Метрологические характеристики Вычислительные функции Преобразования при нарушении диапазонов параметров Преобразования при использовании двух или трех датчиков Р Контроль значений параметров Вычисление массового расхода Вычисление тепловой энергии, массы и объема теплоносителя Сведения о конструкции Настроечные и вычисляемые параметры Структура параметров Ввод настроечных параметров Настроечные параметры Описание внешнего оборудования и датчиков Общесистемные настроечные параметры Общесистемные параметры команды Настроечные параметры по трубопроводу Настроечные параметры по потребителю (по магистрали) Вычисляемые и измеряемые параметры Общесистемные вычисляемые параметры Общесистемные параметры, описывающие измерения Вычисляемые параметры, относящиеся к трубопроводу Вычисляемые параметры, относящиеся к потребителю Списки параметров Список Сп Список Сп Список Сп Список Сп Список СкД Управление режимами работы прибора Структура меню Ввод и вывод с помощью кодовых обозначений Ввод и вывод с помощью символьных обозначений Просмотр архивов Пуск и останов, сброс счетчиков и архивов Контроль нуля и диапазона датчиков Вывод информации на принтер Тестирование функциональных групп Приведение настроек в исходное состояние Безопасность Подготовка к работе и порядок работы Общие указания Монтаж электрических цепей Ввод в эксплуатацию Диагностика Транспортирование и хранение. 94

4 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 4 Приложение А Примеры баз данных. 95 А.1 Водяная закрытая система. 95 А.2 Система с открытым водоразбором. 96 А.3 Система с открытым водоразбором. 98 А.4 Система учета тепловой энергии на источнике Приложение Б Образцы форм отчетов. 106

5 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 5 Введение Настоящее руководство по эксплуатации предназначено для специалистов, осуществляющих монтаж и обслуживание тепловычислителей СПТ961 (мод. 961.2; в дальнейшем тепловычислители или приборы). Руководство содержит основные сведения по составу, характеристикам, устройству и работе приборов. Пример записи тепловычислителя модели в документации другой продукции: "Тепловычислитель СПТ961.1 ТУ ". 1 Назначение Тепловычислители предназначены для измерения электрических сигналов, соответствующих параметрам теплоносителя, с последующим расчетом тепловой энергии и количества теплоносителя. Тепловычислители рассчитаны на применение в составе теплосчетчиков для водяных и паровых систем теплоснабжения и иных измерительных систем, где в качестве теплоносителя используются вода, конденсат, перегретый пар либо сухой или влажный насыщенный пар. Тепловычислители соответствуют ГОСТ Р. ГОСТ Р EН Алгоритмы вычислений физических характеристик, расхода и объема теплоносителя соответствуют ГОСТ ГОСТ. РД. МИ. МИ для рабочих условий: С и 0,05-30,00 МПа вода и конденсат, С и 0,1-30,0 МПа перегретый пар, С насыщенный пар. В качестве датчиков параметров теплоносителя с тепловычислителями применяются: - преобразователи объемного и массового расхода с выходным сигналом тока 0-5, 0-20, 4-20 ма; - преобразователи объемного и массового расхода с частотным выходным сигналом с максимальной частотой до 5 кгц; - счетчики объема и массы с числоимпульсным выходным сигналом частотой до 5 кгц; - преобразователи перепада давления на стандартных и специальных диафрагмах, сужающих устройствах с переменным сечением проходного отверстия, соплах ИСА 1932, трубах Вентури и напорных устройствах с выходным сигналом тока 0-5, 0-20, 4-20 ма; - термопреобразователи сопротивления Pt100, Pt50, 100П, 50П, 100М, 50М; - преобразователи температуры с выходным сигналом тока 0-5, 0-20, 4-20 ма; - преобразователи давления (абсолютного, избыточного, атмосферного) с выходным сигналом тока 0-5, 0-20, 4-20 ма. Тепловычислители рассчитаны на обслуживание до двенадцати трубопроводов. При этом непосредственно к приборам могут быть подключены восемь датчиков с выходным сигналом тока, четыре с частотным или числоимпульсным выходным сигналом и четыре с сигналом сопротивления, образуя конфигурацию входов 8I/4F/4R. Для модели 961.2, посредством адаптеров АДС97, подключаемых по дополнительному интерфейсу RS485, конфигурация входов может быть расширена до 12I/8F/8R при подключении одного и до 16I/12F/12R при подключении двух адаптеров. 2 Технические данные 2.1 Эксплуатационные показатели Габаритные размеры мм. Масса не более 2 кг. Электропитание 220 В ± 30 %, (50 ± 1) Гц. Потребляемая мощность 7 ВА. Устойчивость к воздействию условий эксплуатации: - температура от (-10) до 50 С; - относительная влажность 95 % при 35 С; - синусоидальной вибрация амплитуда 0,35 мм, частота 5-35 Гц. Степень защиты от пыли и воды IP54 по ГОСТ Прочность к воздействию условий транспортирования (в транспортной таре): - температура от (-25) до 55 С; - относительная влажность (95 ± 3) % при 35 С;

6 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 6 - (1000 ±10) ударов с ускорением 98 м/с 2, частота 2 Гц. Средняя наработка на отказ ч. Средний срок службы 12 лет. 2.2 Входные и выходные сигналы Приборы рассчитаны на работу с входными сигналами тока, сопротивления, числоимпульсными и частотными сигналами. Количество входных цепей, рассчитанных для подключения сигналов тока 0-5, 0-20 и 4-20 ма, восемь. Входные цепи не имеют жесткого функционального соответствия измеряемым параметрам любую из них можно привязать к любому датчику с выходным сигналом тока. Кроме того, каждый токовый вход может быть настроен на обработку дискретного сигнала, формируемого датчиком события. К приборам может быть подключено четыре числоимпульсных или частотных сигнала. Они формируются изменением состояния "замкнуто/разомкнуто" выходной цепи датчика либо дискретным изменением его выходного напряжения. Длительность импульса должна быть не менее 100 мкс, частота следования до 5000 Гц, амплитуда импульсов напряжения В. Любой из импульсных входов прибора можно функционально привязать к любому датчику с выходным числоимпульсным или частотным сигналом. Каждый вход приборов, предназначенный для подключения токовых, числоимпульсных и частотных сигналов, может быть настроен на обработку дискретного сигнала, формируемого датчиком события. Количество сигналов сопротивления, подключаемых к приборам, четыре. Термометры сопротивления подключаются по четырехпроводной схеме; любой из них может быть привязан к любой входной цепи сопротивления. Приборы имеют вход для подключения дискретных сигналов датчиков сигнализации различного назначения и выход, на котором формируется дискретный сигнал при возникновении нештатных ситуаций. Источником тока во входной и выходной цепях служит внешнее устройство; сила тока в цепи должна быть не более 20 ма, напряжение не более 24 В. 2.3 Функциональные характеристики Количество обслуживаемых тепловычислителем трубопроводов ограничивается возможностью подключения необходимого числа датчиков. На логическом уровне можно описать до 12 трубопроводов. Тепловычислитель позволяет вычислять параметры энергопотребления в системах теплоснабжения произвольной конфигурации: параметры по потребителю (магистрали); можно указать до 6 потребителей. В в составе теплосчетчиков тепловычислители обеспечивают: - измерение температуры, давления, перепада давления, расхода и объема теплоносителя, измерение температуры и давления холодной воды, барометрического давления, температуры окружающей среды путем преобразования электрических сигналов, поступающих от соответствующих датчиков; - вычисление массового расхода, массы теплоносителя и тепловой энергии по результатам измерений вышеперечисленных величин. Тепловычислители позволяют учитывать: - массу и объем транспортируемого теплоносителя по каждому трубопроводу нарастающим итогом, а также за каждый час, сутки, месяц; - массу теплоносителя, израсходованного на горячее водоснабжение или на подпитку нарастающим итогом, а также за каждый час, сутки, месяц; - тепловую энергию, израсходованную в системе теплопотребления (отпущенную в систему теплоснабжения) нарастающим итогом, а также за каждый час, сутки, месяц; - среднечасовые, среднесуточные и среднемесячные расход (перепад давления), температуру и давление в трубопроводах, температуру и давление холодной воды, температуры наружного воздуха, барометрическое давление, а также соответствующие средние значения параметров, измеряемых дополнительными датчиками; Тепловычислители дополнительно обеспечивают: - ведение календаря, времени суток и учет времени работы; - защиту данных от несанкционированного изменения;

7 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 7 - архивирование сообщений об изменениях настроечных параметров в процессе эксплуатации; - архивирование сообщений о времени перерывов питания; - самодиагностику с ведением архивов сообщений о нештатных ситуациях; - сохранение значений параметров при перерывах питания. Тепловычислители обеспечивают обмен данными с внешними устройствами по интерфейсам: - последовательному RS232C; - оптическому IEC1107; - последовательному RS485 для моделей и 961.2; - последовательному RS485 (второму) для модели Объем часовых архивов составляет 45 суток, объем суточных архивов 12 месяцев, месячных архивов 2 года. Количество записей в каждом из архивов сообщений о перерывах питания, нештаных ситуациях и изменениях параметров 400. Пример применения прибора в составе теплосчетчика для системы теплопотребления с открытым водоразбором показан на рисунке 2.1 (функциональные возможности тепловычислителя используются здесь лишь частично). В состав теплосчетчика в рассматриваемом примере входят: - тепловычислитель СПТ961.1; - электромагнитные преобразователи объемного расхода с токовыми выходными сигналами, установленные на подающем (Q 1 /I) и обратном (Q 2 /I) трубопроводах; - водосчетчик с числоимпульсным выходным сигналом, установленный на трубопроводе горячего водоснабжения (V ГВС /f); - подобранные в пару термопреобразователи сопротивления, установленные на подающем (T 1 /R) и обратном (T 2 /R) трубопроводах; - преобразователи избыточного давления, установленные на подающем (P 1 /I) и обратном (P 2 /I) трубопроводах. Температура и давление холодной воды, а также барометрическое давление считаются условно постоянными и задаются константами. Сигналы силы тока с преобразователей объемного расхода и давления, сигналы сопротивлений, соответствующие температуре теплоносителя, числоимпульсный сигнал, несущий информацию об объеме воды, израсходованной на горячее водоснабжение, поступают на соответствующие входы Тепловычислителя. Прибор, по измеренным значениям входных сигналов и с учетом теплофизических характеристик теплоносителя, вычисляет массовый расход G 1, G 2, G гв по соответствующим трубопроводам, тепловую энергию W, массу теплоносителя в подающем трубопроводе М 1, массу возвращаемого теплоносителя М 2 и массу воды на горячее теплоснабжение М гв. В примере показано, что с целью контроля параметров теплоносителя к прибору подключен GSMмодем, удаленный компьютер (через адаптер АПС79) и принтер (адаптер АПС43).

8 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 8 Рисунок 2.1 Система с открытым водоразбором 2.4 Коммуникация с внешними устройствами Помимо органов взаимодействия с оператором клавиатуры и табло, размещенных на лицевой панели, приборы обладают развитыми интерфейсными функциями для информационного обмена с внешними устройствами. Уровень доступа к данным через эти интерфейсы такой же, как и с лицевой панели они всегда доступны для считывания, а возможность записи определяется положением переключателя, защищающего данные от несанкционированного изменения. Тепловычислители снабжены интерфейсами RS232C, оптическим по стандарту IEC1107 и RS485 (двумя для модели 961.2). Обмен данными может осуществляться параллельно по разным интерфейсам (за исключением одновременного использования IEC1107 и RS232C), при этом максимальная скорость обмена данными по каждому составляет бод. Подробные описания интерфейсов (процедуры обмена и форматы данных), обеспечивающих коммуникационные функции тепловычислителей, а также программные средства для работы с приборами (ОРС-сервер, СПСеть, ПРОЛОГ и др.) размещены в интернете на сайте фирмы Пример конфигурации системы информационного обеспечения учета энергоресурсов приведен на рисунке 2.2. Интерфейс RS232C ориентирован, в основном, на подключение телефонных модемов, радиомодемов, GSM-модемов с поддержкой технологий CSD и GPRS, преобразователей Ethernet/RS232C. В этом интерфейсе не осуществляется изоляция цепей прибора от внешних цепей, поэтому в условиях эксплуатации его не рекомендуется использовать для подключения удаленного оборудования. Посредством оптического интерфейса IEC1107 к тепловычислителю подключается специальное устройство сбора данных накопитель АДС90 или переносной компьютер при помощи адаптеров АПС78 и АПС70 соответственно. Интерфейс RS485 предназначен для объединения приборов фирмы ЛОГИКА в информационную сеть. В одну сеть могут быть объединены как приборы новых моделей, так и ранее выпускавшиеся приборы, правда при этом максимальная скорость обмена будет ограничиваться возможностями "старых" приборов. Если в сеть объединены только приборы нового поколения, то возможны два варианта реализации сети либо как шины с маркерным доступом и 9-битовым форматом данных, либо как шины с одним ведущим устройством и 8-битовым форматом данных. В первом случае возможно независимое подключение к шине нескольких пользователей либо через адаптеры АПС79, либо через приборы-шлюзы, к интерфейсу RS232C которых подключено одно из перечисленных выше устройств (модемы и пр.). В случае шины с одним ведущим возможно подключение только

9 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 9 одного пользователя, но при этом увеличивается реальная скорость получения данных. Тепловычислители СПТ961.2 имеют дополнительный, второй, интерфейс RS485, который предназначен, главным образом, для подключения адаптеров-расширителей АДС97 (они имеют 4 входа для подключения импульсных сигналов, 4 входа для токовых сигналов 4 для термопреобразователей сопротивления). К тепловычислителю можно подключить один или два таких адаптера для увеличения числа обслуживаемых трубопроводов до двенадцати и числа потребителей до шести. Второй интерфейс RS485 может быть использован и для объединения приборов в информационную сеть, при этом прибор будет принадлежать одновременно двум сетям, и его можно использовать как шлюз для входа в обе сети. Это может быть интересно в случае одновременного использования "старых" и новых приборов в одной сети "старые" приборы с меньшими скоростями обмена, в другой новые приборы с высокими скоростями. Рисунок 2.2 Система информационного обеспечения учета энергоресурсов 2.5 Диапазоны показаний Диапазоны показаний определяются диапазонами измерений соответствующих датчиков. Пределы диапазонов показаний составляют: - (-50)-600 С температура; МПа (0-300 кгс/см 2 ) давление (абсолютное, избыточное, барометрическое); кпа ( кгс/м 2 ) перепад давления; м 3 /ч объемный расход; т/ч массовый расход; т масса; м 3 объем; ГДж (Гкал) тепловая энергия.

10 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации Метрологические характеристики Пределы допускаемой погрешности в условиях эксплуатации: ± 0,01 % по измерению времени (относительная); ± 0,05 % по измерению сигналов частоты, соответствующих объемному и массовому расходам(относительная); ± 0,05 % по измерению сигналов 0-20, 4-20 ма, соответствующих температуре, давлению, объемному и массовому расходам (приведенная); ± 0,1 % по измерению сигналов 0-5 ма, соответствующих температуре, давлению, объемному и массовому расходам (приведенная); ± 0,05 % по измерению сигналов 0-20, 4-20 ма, соответствующих перепаду давления (приведенная; преобразователи с пропорциональной характеристикой); ± 0,1 % по измерению сигналов 0-5 ма, соответствующих перепаду давления (приведенная; преобразователи с пропорциональной характеристикой); ± 0,1 % по измерению сигналов 0-20, 4-20 ма, соответствующих перепаду давления (приведенная; преобразователи с квадратичной характеристикой); ± 0,15 % по измерению сигналов 0-5 ма, соответствующих перепаду давления (приведенная; преобразователи с квадратичной характеристикой); ± 0,1 С по измерению сигналов сопротивления, соответствующих температуре (абсолютная; преобразователи температуры Pt100, 100П, 100М); ± 0,15 С по измерению сигналов сопротивления, соответствующих температуре (абсолютная; преобразователи температуры Pt50, 50П, 50М); ± 0,03 С по измерению разности сопротивлений сигналов, соответствующих температуре (абсолютная; преобразователи температуры Pt100, 100П); ± 0,02 % по вычислению массового расхода, массы, объема, тепловой мощности и количества тепловой энергии (относительная); ± (0,5+3/ Т) % по вычислению количества тепловой энергии (относительная; по результатам измерений входных сигналов). 2.7 Вычислительные функции Преобразования при нарушении диапазонов параметров Измеренные значения объемного расхода или перепада давления, а также измеренные значения температуры и давления теплоносителя используются в дальнейших вычислениях для получения значений массового расхода, а вычисленный или измеренный массовый расход и вычисленные значения энтальпии теплоносителя используются для вычисления тепловой энергии (подробно это показано в последующих разделах). В процессе работы прибора возможны ситуации, когда вследствие отказа того или иного датчика, может быть кратковременного, или вследствие изменения параметров потока теплоносителя измеренные значения параметров выходят за допустимые пределы. Ниже описывается, какие значения параметров в этих случаях используются в дальнейших вычислениях. При этом для каждого параметра Y говорится о его измеренном значении Yизм и о его преобразованном значении Yпр, которое используется в дальнейших вычислениях Правила преобразования измеренного значения перепада давления иллюстрируются рисунком 2.3. Здесь рассматривается вариант с одним датчиком перепада давления. Случай совместной работы трех датчиков перепада давления на одном трубопроводе и преобразования соответствующих измеренных значений параметра рассматривается в следующем разделе. Как видно из рисунка, характерными точками являются нижний Pнп и верхний Pвп пределы диапазона измерений, нижний Pнн 0 и верхний Pвн пределы диапазона измерений и точка

11 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 11 "отсечки самохода" Pотс, соответствующая максимально возможному перепаду давления при перекрытом трубопроводе (точнее, максимально возможному значению выходного сигнала датчика перепада давления при перекрытом трубопроводе). Может быть определено также некоторое значение Рн (нижний предел) из диапазона измерений такое, что относительная погрешность измерения Р меньших Рн становится больше заданной. В диапазоне изменения Pизм от Pн до Pвп всегда выполняется PПР= Pизм. В диапазоне изменения Pотс< Pизм< Pн выполняется P ПР = PН, при этом формируется соответствующее диагностическое сообщение. В диапазоне изменения Pнп< Pизм< Pотс выполняется P ПР =0. При Pизм< Pнп и при Pвп< Pизм вычисления ведутся по константному значению Pк, которое задается при настройке прибора на конкретные условия применения P ПР = Pк Что касается показаний прибора по перепаду давления, то измеренным значениям перепада давления соответствует параметр 151 (обозначение P1), а преобразованным параметр 150 (обозначение P; см. раздел 4.1). Прибор контролирует выход Pизм за пределы диапазона измерений и формирует диагностические сообщения об этом. Выход за пределы допустимого диапазона трактуется как нештатная ситуация, связанная с датчиками перепада давления и влияющая на учет (о нештатных ситуациях см. раздел 9). Если P НП < Pизм< Pотс, то формируется диагностическое сообщение, которое интерпретируется как факт перекрытия трубопровода. Пределы диапазона измерений, заходы за диапазон, отсечка самохода и значение нижнего предела вводятся в тепловычислитель как настроечные параметры для описания подключаемых датчиков. P К P вн P Н P Н P отс P вн P ВП P изм Рисунок 2.3 Преобразование измеренных значений перепада давления Правила преобразования измеренного значения объемного расхода (см. рисунок 2.4) совпадают с правилами преобразования перепада давления. Qпр Q К Q вн Q Н Q нп Q отс Q вн Q вп Q изм Рисунок 2.4 Преобразование измеренных значений объемного расхода

12 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 12 Преобразованным значениям объемного расхода соответствует параметр 171 (обозначение Qo). В диапазоне изменения Qизм от Qн до верхнего предела Qвп всегда выполняется Qпр=Qизм. Прибор контролирует выход Qизм за пределы диапазона измерений и это трактуется как нештатная ситуация, связанная с датчиками объемного расхода и влияющая на учет. Значение Qн, определяется как тот наименьший объемный расход, относительная погрешность измерения которого не превосходит заданного предела. Обычно Qн указывается в паспорте датчика расхода. Если Qотс<Qизм<Qн, то Qпр=Qн и формируется диагностическое сообщение об этом. Если Qнп<Qизм<Qотс, то формируется диагностическое сообщение, которое интерпретируется как факт перекрытия трубопровода Правила преобразования измеренного значения массового расхода иллюстрируются рисунком 2.5. В данном случае рассматриваются прямые измерения массового расхода. Расход gн определяется как тот наименьший массовый расход, относительная погрешность измерения которого не превосходит заданного предела. Обычно gн указывается в паспорте датчика расхода. В диапазоне изменения gизм от gн до gвп всегда выполняется gпр=gизм. Прибор контролирует выход gизм за пределы диапазона измерений и это трактуется как нештатная ситуация, связанная с датчиками массового расхода и влияющая на учет. Если gотс<gизм<gн, то формируется диагностическое сообщение о том, что измеряемый массовый расход меньше допустимого и при этом gпр=gн Если g НП <gизм<gотс, то формируется диагностическое сообщение, которое интерпретируется как факт перекрытия трубопровода; при этом gпр=0. Преобразованным значениям массового расхода соответствует параметр 171 (обозначение G). g ПР g К G вн g Н g нп g отс g Н gв н g вп g изм Рисунок 2.5 Преобразование измеренных значений массового расхода Правила преобразования температуры и давления иллюстрируются рисунком 2.6 и рисунком 2.7. Для просмотра доступны только преобразованные значения температуры (параметр 065, 156), а также давления (параметры 066, 154), которое может быть абсолютным или избыточным в зависимости от используемого датчика. Прибор контролирует выход Тизм и Pизм за пределы диапазона измерений. Выход за пределы диапазона трактуется как нештатная ситуация, связанная, соответственно, с датчиками температуры или давления.

13 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 13 T пр T К T вн T нн T нп T вн T вп T изм Рисунок 2.6 Преобразование измеренных значений температуры P пр P К P вн P нп P вн P вп Р изм Рисунок 2.7 Преобразование измеренных значений давления Преобразования при использовании двух или трех датчиков Р На одном сужающем устройстве может быть установлено до трех датчиков перепада давления с частично перекрывающимися диапазонами. Ниже описывается, какая величина принимается за значение измеряемого перепада давления и используется в дальнейших вычислениях. Обозначения совпадают с приведенными в предыдущем разделе Преобразование перепада давления при использовании трех датчиков на одном сужающем устройстве иллюстрируется рисунком 2.8.

14 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 14 P ПР P К P 1вн Pнп III P 3ВП P 3ВН P 3 отс II I P 2 вп P 2 вн P 1вн P 1 вп P 1изм P 2изм P 3изм Рисунок 2.8 Преобразование значений перепада давления, измеренных тремя датчиками Преобразователи нумеруются так, что датчик с номером 1 имеет самый широкий диапазон измерений, включающий отмеченные на рисунке зоны I, II, III; датчик с номером 2 имеет более узкий диапазон измерений, включающий зоны II, III; датчик с номером 3 имеет еще более узкий диапазон, включающий только зону III. Нижний предел ( Pнп,) определяется датчиком, имеющим максимальный по абсолютной величине заход. Если измеренные значения перепада давления Pjизм (J=1, 2, 3), соответствующие каждому из датчиков, выходят за их диапазоны измерений, то вычисляемый перепад давления в этом случае равен константному значению Pпр= Pк. При этом фиксируется нештатная ситуация по всем трем датчикам (см. раздел 9). Если хотя бы одно из трех измеренных значений перепада давления не выходит за соответствующие ему пределы, то в качестве преобразованного выбирается, по приведенным ниже правилам. одно из измеренных значений. Во-первых, в качестве преобразованного всегда принимается то измеренное значение (из тех, что не выходят за пределы диапазона измерений), которое соответствует датчику с наибольшим номером. По этому же датчику определяется точка отсечки самохода. Например, если все измеренные значения P1изм, P2изм и P3изм попадают в зону III, то в качестве преобразованного принимается значение, определенное по датчику 3 (имеющему наиболее узкий диапазон и меньшую абсолютную погрешность), Pпр= P3изм Во-вторых, если номер зоны, в которую попадает преобразованное значение, больше номера соответствующего датчика, то это рассматривается как нештатная ситуация, не влияющая непосредственно на учет, и формируются сообщения о невозможности перейти на датчик с большим номером и о том, что его сигнал находится вне пределов. Например, если все измеренные значения P1изм, и P2изм попадают в зону III, а P3изм - вне пределов, то в качестве преобразованного принимается значение, определенное по датчику 2, Pпр= P2изм При этом формируются сообщения о невозможности перейти на датчик 3 и о том, что P3изм находится вне пределов В-третьих, если измеренные значения двух или трех датчиков не выходят за пределы диапазонов, но принадлежат разным зонам, то фиксируется нештатная ситуация, не влияющая непосредственно на учет, и формируется сообщение о невозможности перейти на датчик с меньшим номером. Например, если P1изм попадает в зону I, P2изм - в зону II, а P3изм вне пределов, то в качестве преобразованного принимается значение, определенное по датчику 2, Pпр= P2изм. При этом формируется сообщение о невозможности перейти на датчик 1. Измеренным значениям перепада давления соответствуют параметры 151 ( Р1), 152 ( Р2), 153

15 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 15 ( Р1), а преобразованным - параметр 150 ( Р; см. раздел 4.1). Правила преобразования для двух датчиков очевидный частный случай вышеописанных правил для трех датчиков Контроль значений параметров Прибор позволяет задать до четырех уставок (параметры ) по измеряемым параметрам системного канала (температура и давление холодной воды, барометрическое давление, температура наружного воздуха), до десяти уставок (параметры ) по измеряемым и вычисляемым параметрам каждого обслуживаемого трубопровода (перепаду давления, объемному и массовому расходу, температуре и давлению, массовому расходу и тепловой мощности), а также задать до четырех уставок (параметры ) по вычисляемым параметрам каждой магистрали (по разности температур, мощности и массовому расходу) Факт выхода значения параметра за уставку в большую или меньшую сторону (в зависимости от того, что требуется) фиксируется и формируется диагностическое сообщение с записью в архив. Кроме того, может быть сформирован выходной двухпозиционный сигнал. Выход значения контролируемого параметра за уставку никак не отражается на учете. Для исключения частых переключений состояний "есть выход за уставку" и "нет выхода" предусмотрено введение гистерезиса на срабатывание по уставке Вычисление массового расхода Массовый расход теплоносителя либо измеряется непосредственно и преобразуется для дальнейших вычислений так, как это описано в разделе. либо вычисляется по преобразованным (см. разделы. ) значениям перепада давления или объемного расхода с учетом зависимости плотности теплоносителя от температуры и давления Вычисление массового расхода при применении датчиков объемного расхода выполняется по формуле где G = 10-3 А <1 + β Т (Т 20)> 2 Q ρ (2.1) G массовый расход, т/ч; А поправочный коэффициент расхода; А=(0,8. 1,2); β Т коэффициент температурного расширения материала измерительного участка трубопровода, 1/ С; Т температура теплоносителя, С; Q объемный расход, м 3 /ч; ρ плотность, кг/м 3 ; вычисляется по МИ и МИ Вычисление массового расхода при применении метода переменного перепада давления выполняется по формулам где G = 3, С Е ε π d 2 /4 К Ш К П (0,002 Р ρ/х) 1/2 для сужающих устройств (2.2) G = (ρ/ρ В ) 1/2 <1 + 0, (Т 20)> k Р для сужающих устройств Gilflo (2.3) G = 3, А ε π D 2 /4 (0,002 Р ρ/х) 1/2 для напорных устройств (2.4) ε = 1 В Н Р/(Р κ 1000) для напорных устройств Annubar (2.5) d = d 20 <1+ β Д (T 20)> (2.6) G массовый расход, т/ч; Е коэффициент скорости входа; вычисляется по ГОСТ ГОСТ ; С коэффициент истечения; вычисляется по ГОСТ ГОСТ ;

16 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 16 ε коэффициент расширения; в зависимости от типа сужающего устройства вычисляется по ГОСТ ГОСТ. РД или по (2.5); для воды ε=1; d диаметр отверстия сужающего устройства при рабочей температуре, мм; P перепад давления на сужающем устройстве, кпа; ρ плотность при рабочих условиях, кг/м 3 ; ρ В плотность воды при стандартных условиях, кг/м 3 ; Х степень сухости пара, для перегретого пара, воды и конденсата Х=1; P давление теплоносителя, МПа; Т температура теплоносителя, С; d 20 диаметр отверстия сужающего устройства при 20 С, мм; D внутренний диаметр трубопровода, мм; β Д коэффициент температурного расширения материала сужающего устройства, 1/ С; K ш коэффициент шероховатости трубопровода; K п коэффициент притупления входной кромки диафрагмы; для других СУ K п =1; κ показатель адиабаты, вычисляется по ГОСТ ; А коэффициент расхода для напорных устройств; В Н коэффициент, зависящий от конструкции датчика; k коэффициент расхода по воде; задается в виде таблицы G М =f( Р) При вычислении массового расхода по формулам (2.1)-(2.4) выполняются следующие правила. В качестве исходных данных для вычислений используются преобразованные в соответствии c процедурами, изложенными в разделах. измеренные значения объемного расхода или перепада давления, температуры и давления. Вычисляемое значение массового расхода G определяется через Q=Qпр ( P= Pпр), T=Tпр, P=Pпр. То есть, при неисправности какого-либо из датчиков объемного расхода, перепада давления, температуры или давления расчет массового расхода G ведется по константным значениям соответствующего параметра, а при исправных датчиках расчет ведется по измеренным значениям. При вычислении массового расхода методом переменного перепада давления по измеренным значениям перепада давления, температуры и давления непосредственно по массовому расходу может быть указан тот предел Gн (см. описание параметра 115), при расходе ниже которого в вычисления подставляется Gн. Значение Gн берется из расчета расходомерного узла с помощью стандартных программ исходя из требуемой точности. Вычисленное значение массового расхода выводится как показание прибора по массовому расходу (параметр 157). В случае прямых измерений массового расхода значения параметров 157 и 171 совпадают. Рисунок 2.9 иллюстрирует вышесказанное для случая, когда в качестве датчиков расхода используются преобразователи перепада давления. Жирной линией выделен график значений массового расхода, которые используются для расчета массы. Возможный заход по Pизм в область отрицательных значений объясняется погрешностью датчика перепада давления.

17 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 17 G g кв G G Н Рисунок 2.9 Вычисление массового расхода по значениям перепада давления При восстановлении данных после перерыва электропитания или при отказе функциональной группы аналогового ввода-вывода массовый расход принимается равным константному значению Gк (см. параметр 120) Вычисление тепловой энергии, массы и объема теплоносителя Вычисление массы и объема по каждому трубопроводу выполняется по формулам t 2 M = G dt (2.7) V = Q dt (2.8) t 1 n(t ) 3 M = 10 ρ q n(t ) 2 n(t ) 1 И dn(t) t t 2 1 n(t ) 2 (2.9) V = qи dn(t) (2.10) 2 2 gи M = g И dn(t) (2.11) V = dn(t) (2.12) ρ n(t ) 1 P НД P отс n(t ) 1 n(t ) n(t ) где М масса, т; V объем, м 3 ; G массовый расход, т/ч Q объемный расход, м 3 /ч; ρ плотность при рабочих условиях, кг/м 3 ; q И цена импульса входного сигнала, м 3 ; g И цена импульса входного сигнала, т; t 1, t 2 время начала и окончания интервала вычислений, ч; n количество импульсов входного сигнала Вычисление тепловой мощности, количества тепловой энергии и массы теплоносителя на подпитку или горячее водоснабжение выполняется по формулам - для закрытых систем, содержащих подающий и обратный трубопроводы, с измерением расхода в подающем трубопроводе 1 ω И1 = 10-3 G 1 (h 1 h 2 ) (2.13.1) t 2 W = ω dt (2.13.2) И1 t 1 И1 М = 0 (2.13.3) - для закрытых систем, содержащих подающий и обратный трубопроводы с измерением расхода в обратном трубопроводе P ВН P ВД P

18 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 18 ω И2 = 10-3 G 2 (h 1 h 2 ) (2.14.1) t 2 W = ω dt (2.14.2) И2 t 1 И2 М = 0 (2.14.3) - для систем с открытым водоразбором с измерением расхода в подающем и обратном трубопроводах ω = ω И (G 1 G 2 ) (h 2 h ХВ ) (2.15.1) 3 t2 ( G1 G2 ) ( h2 hхв) W = WИ dt (2.15.2) t1 М = М 1 М 2 (2.15.3) - для систем с открытым водоразбором с измерением расхода в подающем трубопроводе и трубопроводе подпитки ω = ω И1 + G 3 (h 2 h ХВ ) (2.16.1) t 2 ( h h ) 3 W = W + 10 G dt (2.16.2) И1 t ХВ М = М 3 (2.16.3) - для систем с открытым водоразбором с измерением расхода в обратном трубопроводе и трубопроводе подпитки ω = ω И G 3 (h 1 h ХВ ) (2.17.1) W = W И для однотрубных систем без возврата теплоносителя 3 t t 2 1 G 3 ( h h ) dt 1 ХВ (2.17.2) М = М 3 (2.17.3) ω = 10-3 G (h h ХВ ) (2.18.1) t 2 W = ω dt (2.18.2) t 1 - для закрытых систем с несколькими подающими трубопроводами и одним обратным трубопроводом (измерение расхода производится по каждому подающему трубопроводу) ω = i = a 3 10 G 1i ( h 1i i= 1 h 2 ) (2.19.1) t 2 W = ω dt (2.19.2) i t 1 a = = G 1 G 1i i= 1 (2.19.3) М = 0 (2.19.3) - для закрытых систем с одним подающим трубопроводом и несколькими обратными трубопроводами (измерение расхода производится по каждому обратному трубопроводу)

19 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 19 ω = ( h h ) j = b 3 10 G 2 j 1 2 j (2.20.1) j= 1 t 2 W = ω dt (2.20.2) t 1 М = 0 (2.20.3) - для систем с открытым водоразбором с несколькими подающими и обратными трубопроводами с измерением расхода по каждому из них ω = 10 t 2 3 i= a G i= 1 1 j= b i (h i1 h XB ) G 2j (h 2j h XB ) j= 1 (2.21.1) W = ω dt (2.21.2) t 1 i= a i= 1 j= b M = M 1i M (2.21.3) j= 1 - для систем с открытым водоразбором с несколькими подающими и подпиточными (ГВС) трубопроводами с измерением расхода по каждому из них; обратный трубопровод только один 2j i= a k = m 3 ω = 10 G 1i (h i1 h 2 ) + (h 2 h XB ) G 3k (2.22.1) i= 1 k = 1 t 2 W = ω dt (2.22.2) t k 1 b = = M M 3k (2.22.3) k= 1 - для систем с открытым водоразбором с несколькими обратными и подпиточными (ГВС) трубопроводами с измерением расхода по каждому из них; подающий трубопровод только один j= b k = m 3 ω = 10 G 2j (h 1 h 2j ) + (h 1 h XB ) G 3k (2.23.1) j= 1 k = 1 t 2 W = ω dt (2.23.2) t k 1 b = = M M 3k (2.23.3) k= 1 - для учета на источнике теплоты и для систем с открытым водоразбором; с измерениием расхода в подающих, обратных и подпиточных трубопроводах; число трубопрводов каждого типа может быть более одного, общее число трубопроводов (a+b+m) 12 i= a j= b k= m 3 ω = 10 G1i h1i G 2 j h 2 j G3k h ХВ (2.24.1) i= 1 j= 1 k= 1 t 2 W = ω dt (2.24.2) t 1

20 Тепловычислители СПТ961 (мод. 961.2). Руководство по эксплуатации 20 k = m М 3k k= 1 M = (2.24.3) где W тепловая энергия по потребителю (магистрали), ГДж; W тепловая энергия по трубопроводу, ГДж; ω, ω И1, ω И2 тепловая мощность по потребителю (магистрали), ГДж/ч; ω тепловая мощность по трубопроводу, ГДж/ч; M масса теплоносителя, использованного на подпитку или ГВС по потребителю (магистрали), т; М 1. М 2, М 3 масса теплоносителя по подающему, обратному и ГВС (под питочному) трубопроводам, т; М 1i, M 2j М 3k масса теплоносителя по i-му из подающих трубопроводов, j-му из обратных трубопроводов, k-му из трубопроводов ГВС или подпитки, т; G 1, G 2, G 3 массовый расход в подающем, обратном и ГВС (подпиточном) трубопроводах, т/ч; G 1i, G 2j, G 3k массовый расход в i-том подающем, j-том обратном и k-том ГВС (подпиточном) трубопроводах, т/ч; h 1, h 2 энтальпия теплоносителя на вводе подающего и выводе обратного трубопроводов, кдж/кг; h 1i, h 2j энтальпия теплоносителя на вводе i-того подающего и выводе j- того обратного трубопроводов, кдж/кг; h ХВ энтальпия холодной воды на стороне источника теплоты, кдж/кг; a, b, m количество подающих, обратных и ГВС (подпиточных) трубопроводов; a+b+m 12; t 1, t 2 время начала и окончания интервала вычислений, ч; Настройка на нужную группу формул задается параметром 301 (раздел 4). В дальнейшем, для краткости, вместо терминов энергия и мощность в однотрубной системе используются термины энергия и мощность по трубопроводу. Расчет отпущенной или потребленной тепловой энергии за время перерыва электропитания или при неисправности измерительного канала ведется по константным значениям массового расхода (параметр 120), температуры (параметр114) и давления (параметр 113). При этом досчет за время перерывов питания ведется только в том случае, если прибор работает в режиме "защита включена". Для определения энтальпии холодной воды ее температура и давление должны измеряться в месте водозабора источника теплоты. При учете тепловой энергии на стороне потребителя в системах с открытым водоразбором, в случае невозможности организовать измерение температуры и давления холодной воды, следует пользоваться условно постоянными значениями, с последующим уточнением результатов по методике, изложенной в ГОСТ Р Вычисление среднечасовых, среднесуточных и среднемесячных значений параметров выполняется по формуле t 2 X dt t1 X = (1.32) СР r (t 2 - t ) + (1- r) 1 t 2 t 1 σ(y Y ОТС ) dt где Х СР среднее значение параметра Х; X температура (Т), давление (Р), перепад давления Р), расход (Q, g); Y расход (Q, g) или перепад давления ( Р); Y ОТС уставка на "отсечку самохода", соответствующая параметру Y; σ(y- Y ОТС ) единичная функция; σ(y-y ОТС )=1 при Y Y ОТС, σ(y-y ОТС )=0 при Y<Y ОТС ; r константа; r=<0; 1>; при r=1 осреднение параметра X ведется независимо от значения параметра Y, при r=0 осреднение параметра