АИИС, построенная на базе комплекса измерительно-вычислительного и управляющего STARDOM (Госреестр № 27611-09), является сложной трех уровневой структурой с централизованным управлением и распределенной функцией измерения.

Нижний уровень включает средства измерений физических величин, внесенные в Государственный реестр средств измерений РФ (Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений), и обеспечивает измерения контролируемых параметров. Сведения о средствах измерения, входящих в узлы учета, приведены в таблице 1.

Средний уровень, далее - КПТС, представляет собой комплекс измерительновычислительный и управляющий STARDOM.

КПТС состоит из автономного контроллера FCN-RTU модульного типа.

Контроллер FCN-RTU выполнен на базе следующих измерительно-управляющих модулей:

• - NFBU050-S10 - базовый модуль;

• - NFCP050-S00 - модуль процессорный;

• - NFPW426-10 - модуль питания (вход 10 - 30 В постоянного тока);

• - NFAI143-H00/CCC01 - модуль аналоговых входов (на входе 4 - 20 мА, 16 каналов, изолированный (ток), на выходе 16 бит). Поддержка цифровой связи по протоколу HART.

В Системе применены два модуля NFAI143-H00/CCC01.

КПТС обеспечивает прием стандартизованных аналоговых выходных сигналов от нижнего уровня АИИС (первичных измерительных преобразователей), вычисление тепловой энергии пара и теплофикационной воды, массового расхода (массы) пара, теплофикационной и деминерализированной воды и преобразование данных на основе программных средств, регистрацию и хранение измеренных и вычисленных значений, передачу информации на верхний уровень Системы.

Верхний уровень, далее - АРМ, представляет собой центральное автоматизированное рабочее место.

К АРМ относится:

• - рабочая станция оператора (стол для принтера универсальный, панельный компьютер AdvantiX PPC-403478, принтер лазерный HP LaserJet Enterprise P3015dn).

АРМ служит для осуществления контроля, корректировки полученных данных с нижних уровней и формирования управляющих воздействий.

Информационный обмен данными между уровнем узлов учета и КПТС организован посредством интерфейса 4 - 20 мА с поддержкой HART.

Информационный обмен данными между КПТС и АРМ организован через локальную сеть предприятия (ЛВС) (контроллер FCN-RTU STARDOM по каналам связи Ethernet).

АИИС решает следующие задачи:

• - измерение   приращений   параметров потребления   теплоносителей   и

деминерализованной воды;

• - периодический (1 раз в час) и/или по запросу автоматический сбор привязанных к единому календарному времени результатов измерений приращений параметров энергопотребления;

• - хранение результатов измерений в специализированной базе данных, отвечающей требованию повышенной защищенности от потери информации (резервирование баз данных) и от несанкционированного доступа;

• - передача результатов измерений в энергоснабжающую организацию в рамках согласованного регламента;

• - обеспечение защиты оборудования, программного обеспечения и данных от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне (операционная система с индивидуальной системной лицензией, исключающей копирование и работу на других измерительно-вычислительных комплексах Stardom, установка паролей и т.п.);

• - диагностика и мониторинг функционирования технических и программных средств АИИС:

• - контроль нарушения предупредительных границ, аварийных значений и установок;

• -  фиксация аварийных, нештатных, санкционированных и несанкционированных событий (присвоение метки времени) и формирование его признака;

• -  индикация на экране и звуковая сигнализация выхода параметров за технологические и аварийные пределы;

• -  просмотр истории параметров процесса и архивов документов на экране дисплея, распечатка на принтере в табличном виде или как копии экрана;

• - конфигурирование и настройка параметров АИИС;

ведение системы единого времени в АИИС (коррекция часов).

АИИС состоит из подсистем учета:

• - деминерализированной воды;

• - теплофикационной воды;

• - пара высокого давления;

• - пара среднего давления;

• - температуры воды.

Каждая подсистема учета состоит из простых измерительно-информационных каналов (ИИК), реализующих прямые методы измерений путем последовательных измерительных преобразований на нижнем уровне АИИС (нижний уровень простых ИИК приведен в табл. 1), и сложных ИИК, представляющих совокупность простых ИИК.

Каждый измерительно-информационный канал (ИИК) представляет собой совокупность трех уровней и каналов связи между ними.

Таблица 1

Окончание таблицы 1

Состав сложных ИИК:

- ИИК массового расхода (массы) деминерализированной воды состоит из ИИК объемного расхода деминерализированной воды, ИИК давления деминерализированной воды, ИИК температуры деминерализированной воды.

- ИИК тепловой энергии теплофикационной воды состоит из ИИК объемного расхода теплофикационной воды (подающий трубопровод), ИИК объемного расхода теплофикационной воды (обратный трубопровод), ИИК температуры теплофикационной воды (подающий трубопровод), ИИК температуры теплофикационной воды (обратный трубопровод).

- ИИК массового расхода (массы) теплофикационной воды (подающий трубопровод ) состоит из ИИК объемного расхода теплофикационной воды (подающий трубопровод), ИИК давления теплофикационной воды (подающий трубопровод), температуры теплофикационной воды (подающий трубопровод).

- ИИК массового расхода (массы) теплофикационной воды (обратный трубопровод ) состоит из ИИК объемного расхода теплофикационной воды (обратный трубопровод), ИИК давления теплофикационной воды (обратный трубопровод), температуры теплофикационной воды (обратный трубопровод).

- ИИК тепловой энергии пара высокого давления состоит из ИИК объемного расхода пара высокого давления, ИИК давления пара высокого давления, ИИК температуры пара высокого давления, ИИК температуры воды.

- ИИК массового расхода (массы ) пара высокого давления состоит из: ИИК объемного расхода пара высокого давления, ИИК давления пара высокого давления, ИИК температуры пара высокого давления.

- ИИК тепловой энергии пара среднего давления состоит из: ИИК объемного расхода пара среднего давления, ИИК давления пара среднего давления, ИИК температуры пара среднего давления, ИИК температуры воды.

- ИИК массового расхода (массы) пара среднего давления состоит из : ИИК объемного расхода пара среднего давления, ИИК давления пара среднего давления, ИИК температуры пара среднего давления.

Сигналы с выхода ИИК используются для получения результатов косвенных (совокупных) измерений и расчетов, реализуемых комплексом измерительновычислительным и управляющим STARDOM (заводской № 110598.ТГК-6).

Принцип действия:

• 1) Подсистема учета деминерализированной воды и подсистема учета пара высокого давления.

Расходомеры-счетчики вихревые объемные YEWFLO DY, измеряют частоту вихрей с помощью вихреобразователя, внутри которого находятся пьезодатчики, преобразующие вибрацию вихреобразователя в электрический частотный сигнал. В YEWFLO DY применяется цифровая электроника, использующая технологию спектральной обработки сигнала «SSP». Благодаря этому, YEWFLO DY постоянно анализирует вибрацию, состояние среды внутри себя и, используя эти данные, автоматически подстраивает режимы обработки сигнала, а также вовремя информирует оператора или устройства верхнего уровня о нештатных режимах потока и вибрации, если таковые возникают. Измеренные значения объемного расхода деминерализированной воды и пара высокого давления по интерфейсу 4 - 20 мА с поддержкой HART передаются на КПТС.

Термопреобразователи сопротивления платиновые TR (мод. TR 10) со встроенными преобразователями ТМТ 182 преобразуют сигнал от чувствительного элемента в унифицированный выходной сигнал от 4 до 20 мА, а также в цифровой сигнал для передачи данных по цифровому протоколу HART на КПТС.

Преобразователи давления измерительные 3051 преобразуют разность абсолютного давления в стандартный токовый сигнал. Измеренные значения абсолютного давления деминерализированной воды по интерфейсу 4 - 20 мА с поддержкой HART передаются на КПТС.

На основе полученных данных контроллер FCN-RTU с установленным на нем программным обеспечением (ПО) «КПТС Stardom-Flow» рассчитывает:

• -  массовый расход (массу) деминерализированной воды по МИ 2412-97 и ГСССД МР 147-2008;

• - массовый расход (массу) пара высокого давления и тепловую энергию пара высокого давления по МИ 2451-98 и ГСССД МР 147-2008.

Результаты измерений и вычислений передаются на АРМ.

• 2) Подсистема учета теплофикационной воды.

Расходомеры электромагнитные Promag (мод. Promag 53Р) измеряют объемный расход магнитно-индуктивным методом. В соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея, в проводнике, движущимся в магнитном поле, наводится ЭДС. Роль движущегося проводника играет поток среды. Индуцируемое напряжение, пропорциональное скорости потока, подается на усилитель через пару электродов. Объемный расход вычисляется через площадь поперечного сечения трубопровода.

Температура теплофикационной воды в подающем трубопроводе и обратном трубопроводе измеряется термопреобразователями сопротивления платиновыми TR (мод. TR 10) со встроенными преобразователями ТМТ 182.

Давление теплофикационной воды в подающем трубопроводе и обратном трубопроводе измеряется преобразователями давления измерительными 3051.

Измеренные значения по интерфейсу 4 - 20 мА с поддержкой HART передаются на КПТС.

На основе полученных данных контроллер FCN-RTU по МИ 2412-97 и ГСССД МР 1472008 рассчитывает тепловую энергию теплофикационной воды, массовый расход (массу) теплофикационной воды (подающий трубопровод), массовый расход (массу) теплофикационной воды (обратный трубопровод). Результаты измерений и вычислений передаются на АРМ.

• 3) Подсистема учета пара среднего давления.

Расходомер-счетчик Deltatop измеряет объемный расход пара по перепаду давления с помощью трубки Пито. На переднюю сторону трубки Пито действует статическое давление. Исходя из возникающего перепада давления, рассчитывается объемный расход.

Расходомер-счетчик Deltatop в компактном взрывозащищенном исполнении включает в себя предварительно установленную трубку Пито Deltatop DP62D Pitot Tube, вентильный блок и трансмиттер. В качестве трансмиттера использованы два цифровых преобразователя перепада давления Deltabar S PMD 75, присоединенных к вентильному блоку с помощью адаптера.

Температура пара среднего давления измеряется термопреобразователем сопротивления платиновым TR (мод. TR 10) со встроенным преобразователем ТМТ 182.

Давление пара среднего давления измеряется преобразователем давления измерительным 3051.

Измеренные значения по интерфейсу 4 - 20 мА с поддержкой HART передаются на КПТС.

На основе полученных данных контроллер FCN-RTU рассчитывает по МИ 2451-98 и ГСССД МР 147-2008 массовый расход (массу) пара среднего давления и тепловую энергию пара среднего давления. Результаты измерений и вычислений передаются на АРМ.

• 4) Подсистема учета температуры воды.

Для измерения температуры воды применен термопреобразователь сопротивления платиновый TR. Измеренные значения температуры воды по интерфейсу 4 - 20 мА с поддержкой HART передаются на КПТС и АРМ.

Возможно считывание информации с приборов учета как визуальное с помощью дисплея и клавиш прибора, так и автономное с помощью внешнего инженерного пульта (ноутбука).

АИИС оснащена системой обеспечения единого времени (СОЕВ). Для обеспечения единства измерений используется единое календарное время.

Для приема сигналов точного времени используется SNTP-сервер (SNTP - Simple Network Time Protocol). Передача точного времени через глобальную сеть Интернет осуществляется в соответствии с международным стандартом RFC-1305. SNTP-сервер обеспечивает синхронизацию программных часов компонентов АИИС.

Суточный ход часов компонентов АИИС не превышает ±3,5 с.

Комплектность АИИС приведена в таблице 4.

Таблица 4

Окончание таблицы 4

Метрологические характеристики измерительно-информационных каналов АИИС приведены в таблице 3.

Таблица 3

Окончание таблицы 3

Суточный ход часов компонентов АИИС не более ± 3,5 с.

Условия эксплуатации компонентов АИИС:

- температура ( КПТС ), °С: от плюс 15 до плюс 30;

- температура окружающего воздуха (узлов учета ), ° С : от минус 30 до плюс 35;

- влажность при 30° С не более , %: 95;

- атмосферное давление , кПа : от 84 до 106,7;

- параметр электрического питания -

напряжение (переменный ток), В: 220 (плюс 10/минус 15 %).

Допускается замена компонентов системы на однотипные утвержденного типа. Замена оформляется актом в установленном на объекте порядке. Акт хранится совместно с описанием типа АИИС как его неотъемлемая часть.

Параметры надежности применяемых в АИИС измерительных компонентов:

• • средняя наработка на отказ по информационным функциям - не менее 22000 часов. При возникновении сбоев сетевого питания происходит автоматическое переключение на резервное питание.

Среднее время восстановления, при выходе из строя оборудования:

• •  для приборов уровня узлов учета - Тв < 2 часа;

• •  для контроллера FCN-RTU Тв < 2 часа;

• •  для сервера Тв < 2 часа;

• •  для компьютера АРМ Тв < 2 часа.

Защита технических и программных средств АИИС от несанкционированного доступа:

• •   приборы учета опломбированы представителями органов теплонадзора;

• •   опломбированы следующие блоки приборов учета:

• - корпус измерительного блока;

• - преобразователи расхода и термопреобразователи сопротивления на трубопроводе;

• - корпус модуля;

• • конструктивно обеспечена механическая защита от несанкционированного доступа:

- отдельные закрытые помещения, выгородки или решетки;

• • наличие защиты на программном уровне - многоуровневые пароли на счетчиках-расходомерах, контроллере FCN-RTU, сервере, АРМ;

• • организация доступа к информации КПТС посредством паролей обеспечивает идентификацию пользователей и эксплуатационного персонала;

• • защита результатов измерений при передаче;

• • предупредительные сообщения об испорченной или скорректированной информации.

Наличие фиксации в журнале событий контроллера FCN-RTU следующих событий:

• • фактов параметрирования;

• • фактов пропадания напряжения;

• • фактов коррекции времени.

Возможность коррекции времени в:

• • контроллере FCN-RTU (функция автоматизирована);

• • сервере (функция автоматизирована).

Глубина хранения информации:

• - глубина ведения минутных архивов внутри контроллера - не менее 60 дней;

• - глубина ведения часовых архивов внутри контроллера - не менее 1 года;

• - глубина ведения суточных архивов внутри контроллера - не менее 5 лет;

• - глубина архива нештатных ситуаций внутри контроллера - не менее 10000 событий;

• - минимальный период вычисления значений расхода и учетных величин - 1 секунда.