Программно-технические комплексы для объектов газотранспортной отрасли Автоматизированные системы управления САУ газораспределительными станциями Системы автоматизированного управления подземными хранилищами газа

Устройство управления одоризацией - блок автоматического управления КСОГ-4К


Блок автоматического управления одоризатором (БА) предназначен для автоматизации процесса одорирования природного газа в соответствии с существующими требованиями при подаче его потребителю. Параметры одорирования настраиваются путем ввода соответствующих уставок (по месту или удаленно) в блок автоматики перед включением его в работу.

БА обеспечивает функцию коммутатора СОМ-портов и подключение двух абонентов с одинаковыми приоритетами к вычислителю расхода газа (далее по тексту вычислитель) типа СУПЕРФЛОУ, ФЛОУТЭК, ФЛОИНЭК, УНИВЕРСАЛ-02, ВК-011, ФЛОБОСС или вычислителю, имеющему импульсный выход объема газа.

БА выполнен в виде навесного металлического шкафа размером 250x400x400 мм. В шкафу размещены:
-    сенсорная панель типа Weintek Labs., Inc.;
-    контроллер БА;
-    система бесперебойного питания;
-    аккумуляторы;
-    барьер искробезопасности.

Питание осуществляется как от сети 220В, так и от аккумулятора. В случае пропадания питания сети происходит автоматический переход на питание от аккумулятора с фиксацией события в архиве. Емкость аккумулятора позволяет осуществлять бесперебойное питание системы одоризации в течение 3 суток.

Настройка блока автоматики, а также чтение/запись уставок и архивов осуществляется с использованием компьютера с установленной специальной программой "ComBox_3K", подключенного непосредственно к БА либо удаленно, через модем (обычный, GSM, станция TETRA).

Общий вид блока автоматики КСОГ-4К приведен на фото:

Блок автоматики КСОГ-4К

 

Технические характеристики:

•    количество внешних абонентов – 2;
•    количество опрашиваемых вычислителей – 1;
•    количество одоризаторов – 1;
•    тип интерфейса со стороны абонентов – RS-232/RS485;
•    тип интерфейса со стороны вычислителя – RS-232/RS485 или импульсный выход;
•    скорость передачи по каналам – 600-115200 бит/сек;
•    напряжение питания – от 11 до 15 В;
•    максимальный ток потребления (блоком автоматики) – 90 мА;
•    максимальная потребляемая мощность (при выдаче управляющего импульса) – 50 Вт;
•    атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.);
•    относительная влажность воздуха до 95 % при температуре 35 °С и более низких значениях температуры без конденсации влаги;
•    температура окружающей среды от - 20 °С до + 50 °С;
•    блок автоматики должен эксплуатироваться во взрывобезопасном помещении.

Общая схема подключения БА:

Блок управления одоризацией

 

Вид главного окна сенсорной панели:

Вид главного окна сенсорной панели

 

БА реализует следующие функции:

- выработку управляющих импульсов на клапаны коммутации протока одоранта с периодом, пропорциональным объемному расходу газа;
- анализ ответного сигнала от датчика протока;
- контроль функционирования составных частей одоризатора;
- выработку обобщенного сигнала аварии в случае возникновения аварийной ситуации;
- регистрацию в архиве выданных доз одоранта;
- регистрацию в архиве аварийных ситуаций;
- регистрацию в архиве вмешательств оператора;
- коммутацию запросов к вычислителю от двух внешних абонентов;
-удаленную настройку параметров блока автоматики и вычитку архивов через обычный модем, GPRS модем или радиостанцию типа TETRA.

Порт COM2 предназначен для подключения к вычислителю, а порты COM0 и COM1 осуществляют коммутацию запросов к вычислителю от внешних абонентов, имеющих одинаковый приоритет.
Все три COM порта имеют интерфейсы как RS232, так и RS485.

БА через порт COM2 посылает запросы к вычислителю и на основании полученной информации и заданных параметров (уставок) рассчитывает период выдачи управляющих имульсов, выдаваемых на клапаны коммутации одоранта, по формуле:

P = 3600 * (1000 / Q) * (D / N)

где:  P – период импульсов (сек),
        Q – расход (м3/час),
        D – доза одоранта (г),
        N – норма одоранта (г/1000м3).

Собственные запросы к вычислителю и запросы от внешних абонентов через порты COM0 и COM1 имеют равные приоритеты.

Количество выданных импульсов (доз одоранта) подсчитывается специальным счетчиком, который работает только в сторону накопления и периодически сохраняется во внутренней энергонезависимой памяти устройства на случай внезапного пропадания питающего напряжения.

Один раз в час, один раз в сутки и один раз в месяц, текущее показание счетчика, вместе с полной датой, сохраняется в архиве расхода одоранта, расположенном в энергонезависимой памяти устройства.

Архив расхода одоранта состоит из трех частей:

1. Часовой архив (содержит ежечасные записи за последние 62 суток).
2. Суточный архив (содержит ежесуточные записи за последние 365 суток).
3. Месячный архив (содержит ежемесячные записи за последние 10 лет).

В случае пропадания ответов на запросы к вычислителю, для вычисления периода импульсов используется последний, полученный от вычислителя расход в течении времени, заданного уставкой. После этого, если связь с вычислителем не возобновилась происходит переход на расход, заданный специальной уставкой.

Если расход снимается с отдельных трубопроводов, а одоризатор подключен к общему, предусмотрен режим выдачи запросов к вычислителю по отдельным трубопроводам, суммирование расхода по ним, и подсчет периода импульсов на основании этого суммарного расхода. При этом уставками задается любая комбинация из трех трубопроводов.

БА, в качестве коммутатора COM портов, может каскадно портами COM0 или COM1 подключаться к другим таким же устройствам. При этом запрос, посланный внешним абонентом к вычислителю, подключенному к другому такому устройству, будет перетранслирован в соседний COM порт, подключенный к этому устройству.

БА имеет два режима работы: ручной и автоматический. После включения питающего напряжения блок автоматики переходит в тот режим работы, в котором он находился до выключения питания.

В ручном режиме блок перестает управлять процессом одоризации и опрашивать вычислитель, становясь обычным коммутатором внешних запросов к вычислителю по портам COM0 и COM1.

В качестве индикации параметров и управления блоком автоматики используется сенсорная панель.

На главном экране панели отображаются основные параметры процесса управления одоризацией, дата и время часов Блока Автоматики и название объекта, на котором расположен комплекс одоризации.

С помощью кнопки “Меню” на главном экране можно получить доступ к текущим параметрам расхода, архивам, уставкам и команде перевода блока автоматики в ручной режим.

Меню блока управления

 

Кнопка “Ручной режим” переводит БА в ручной режим работы. Возврат в режим автоматического управления осуществляется кнопкой “Включение автоматического режима”.

Ручной режим блока автоматики

 

Кнопка “Текущие параметры” вызывает экран с текущими расходами газа на трубопроводах и расходом одоранта с начала текущего часа, текущих суток и текущего месяца.

Текущие параметры блока автоматики

 

Кнопка “Уставки” позволяет перейти в раздел управления уставками блока автоматики. Переход по экранам уставок осуществляется кнопками “ВПРАВО” и “ВЛЕВО”. Оператор может редактировать некоторые отмеченные уставки, после ввода пароля.

Уставки блока автоматики

 

Кнопка “Архивы” вызывает перечень архивов блока автоматики.

Архивы блока автоматики

 

Архивы расхода одоранта содержат записи счетчика доз, общего расхода одоранта на момент начала часа, суток или месяца соответственно, а также даты и времени фиксации записи. Кнопками управления на экранах архивов осуществляется переход в начало архива, в конец архива, на 10 или 100 записей вперед/назад соответственно.

Архивы расхода одоранта

 

Архив вмешательств содержит записи изменения оператором тех или иных параметров одоризатора с датой и временем.

Архив вмешательств блока автоматики

 

Архив аварий отображает аварии, зафиксированные блоком автоматики в то или иное время работы.

Архив аварий блока автоматики

 

Аварии, возникающие в процессе работы, кроме фиксации в архиве, отображаются на главном экране в виде бегущей строки и сопровождаются прерывистым звуковым сигналом.

Аварии блока автоматики

 

При наличии хотя бы одной аварийной ситуации, блок автоматики выдает обобщенный сигнал аварии для управления внешним устройством УСД, если оно есть в системе.