Korektor objętości CMK-01R

UKŁAD REJESTRACJI OBJĘTOŚCI GAZU
CMK-01
Dokumentacja techniczna wraz z instrukcją montażu i obsługi
COMMON Sp.z o.o.
Łódź październik 1999
2
Spis treści
1. Wprowadzenie. ____________________________________________ 3
2. Budowa układu rejestracji objętości gazu CMK-01. ______________ 3
3. Podstawowe dane techniczne i metrologiczne. _________________ 5
1.1. Podstawowe dane systemu mikrokomputerowego. ______________ 5
3.2. Warunki użytkowania układu rejestracji objętości gazu. ___________ 6
3.3. Gniazda zewnętrzne. _____________________________________ 6
4. Dialog użytkownik - rejestrator. ______________________________ 7
5. Opis menu rejestratora. _____________________________________ 7
5.1. Wejścia pomiarowe _______________________________________ 8
5.2. Stałe algorytmu __________________________________________ 8
5.3. Wartości obliczone. _______________________________________ 8
5.4. Wartości rejestrowane_____________________________________ 8
5.5. Łącza szeregowe ________________________________________ 9
5.6. Tabliczka ______________________________________________ 10
5.7. Zegar _________________________________________________ 10
6. Komunikacja rejestratora z komputerem. _____________________ 11
7. Montaż i instalacja układu rejestracji gazu CMK-01. ____________ 12
8. Pakowanie, przechowywanie i transport. _____________________ 15
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-08110 cecha dopuszczenia Exia IIB T3 orzeczenie KDB Nr 96.054W.
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 ExiaIIB orzeczenie KDB
Nr 96.064W.
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

Rys. 2.1. Schemat montażowy układu rejestracji gazu CMK-01
z konwerterem CZAK-01.
1. Gazomierz turbinowy CGT
2. Rejestrator CMK-01
3. 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 wgłówce 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 Vcc 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
Rys. 2.2. 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 Imax=50mA.
Ładowanie akumulatorków powinno odbywać się poza strefą zagrożoną wybuchem przy odłączonym konwerterze od rejestratora.
3. Podstawowe dane techniczne i metrologiczne.
3.1.
Procesor:
Pamięć:
Podstawowe dane systemu mikrokomputerowego.
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.
1. Temperatura otoczenia
-20C 55C
2. Wilgotność względna
max 95 w temperaturze 55C
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".
3.3.
Gniazda zewnętrzne.
Rozmieszczenie gniazd zewnętrznych w obudowie rejestratora CMK-01 pokazano
na Rys.3.1.

Rys. 3.1. Rozmieszczenie gniazd zewnętrznych w obudowie rejestratora CMK-01
1. 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 31W003 100 2.
2. Gniazdo czujnika kontaktronowego, złącze Amphenol - Tuchel
C091 31N004 100 2.
3. Gniazda łączy szeregowych COM 1 i COM 2, złącza Amphenol - Tuchel
C091 31W006 100 2.
3.5. Gabaryty i masa.
Wymiary: (szerokość x długość x wysokość) 136 x 173 x 119,5 mm.
Masa: 1,8 kg.- wraz z bateriami.
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 =
12345.6 m3
Q1 =
114.6 m3/h
95-09-30
15:03
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
5.1.
Wejścia pomiarowe
Wejście 1 - impulsowe: wyświetlana jest waga impulsu, liczba impulsów zliczonych
z gazomierza turbinowego i objętość rzeczywista.






WE 1
impulsowe
1 imp 
0.1 m3
I =
123456 imp
V1 =
12345.6 m3
5.2.
Stałe algo-
rytmu
Wyświetlane są: waga impulsu, czas zapisu danych rejestrowanych.





1 imp  0.1 m3
zapis co 10 min
5.3.
Wartości obliczone.
Wyświetlane są: objętość niekorygowana V1, strumień gazu Q1.





V1 =
12345.6 m3
Q1 =
114.6 m3/h
95-09-30
15:03
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.
95-10-01
21:00
ph = 346.6 m3
95-10-01
21:12
pm = 350.8 m3
5.4.
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
↑
↓
najstarsze
najmłodsze
28
dane
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
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.
P 96-05-14 21:00:30
K 96-05-14 21:02:00
dVn =
43.6 m3
przekr. zakresu t
P 96-04-12 12:10:30
kod programu
53
kod operatora
12
zmiana stałych alg.
Dane rejestrowane zawierają: datę i czas rejestracji, przyrost objętości rzeczywistej
gazu od ostatniego rekordu. Pamiętane jest 8191 rekordów.
96-05-14
13:10
dV =
52.6 m3
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.





96-05 dV= 1567.0
13:00 ph = 345.2
13:16 pm = 356.8
V =
10234.3
m3
m3
m3
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.
95-10 dV =
9780
23/13:00 ph= 345
23/13:16 pm= 356
V =
10234.3
m3
m3
m3
m3
5.5. Łącza szeregowe
Wyświetla oraz umożliwia zmianę parametrów łączy szeregowych
(COM 1, COM 2).
COM 1
19200 bodów
bez spr.parzystości
duplex , adres
4
8b danych, 1b stopu
10
COM 2
2400 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 2  2400 bodów
bez spr.parzystości
simplex, adres
5
↑↓ zmiana nastaw
5.6.
Tabliczka
Wyświetla: numer fabryczny, rok produkcji oraz dane o producencie.
numer fabr. 11935
rok produkcji 1999
wersja programu
99/06/15
COMMON
93-578 Łódź
ul. Wróblewskiego 18
tel. (+42) 684-47-62
fax (+42) 684-77-15
5.7.
Zegar
Wyświetla: bieżącą datę, dzień tygodnia i czas.
1999-12-27
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
2000-10-29
13:00
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 Qmin, Qmax
 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
7. Montaż i instalacja układu rejestracji gazu CMK-01.
Rys. 7.1. 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.
4M6
Rys. 7.2. 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
Należy zastosować przewody:
a) do podłączenia zasilania: dwie żyły we wspólnym ekranie np.:LIYCY 2 x1,0 mm2
lub LIYCY 2 x 1,5 mm2,
b) do podłączenia nadajnika impulsów kontaktronowych - dwie żyły we wspólnym
ekranie np.:LIYCY 2 x 0,25 mm2,
c) do podłączenia kanałów transmisji COM1 i COM2 - sześć żył we wspólnym
ekranie np.: LIYCY 6 x 0,25 mm2.
Szczegółowe wymagania stawiane przewodom połączeniowym są podane w orzeczeniu KDB Nr 96.054W. W pkt. 12 „Warunki stosowania” tego orzeczenia stwierdza się, że:
12.3. Maksymalne wartości pojemności i indukcyjności dołączone do
iskrobezpiecznych obwodów transmisji rejestratora typu CAK-01 i obwodów
zasilania rejestratora CMK-01 wynoszą:
Lmax = 0,5 mH
Cmax = 2  F
12.4. Maksymalna wartość pojemności i indukcyjności dołączone do
zewnętrznego iskrobezpiecznego obwodu impulsowego (obwodu współpracy
z nadajnikami gazomierza) wynoszą:
Lmax = 5 mH
Cmax = 2  F
12.6. Każdy z zewnętrznych obwodów iskrobezpiecznych należy prowadzić w osobnym kablu.
14
Przyporządkowanie sygnałów stykom złącz zainstalowanych w rejestratorze
pokazano na rys. 7.5. (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 31H006 100 2 przewodu do ładowania akumulatorów konwertera CAK-01 pokazano na rys. 7.6.
Rys. 7.6. Przyporządkowanie sygnałów stykom złącza C091 31H006 100 2 przewodu do
ładowania akumulatorów konwertera CAK-01.
15
8. Pakowanie, przechowywanie i transport.
Lista kompletności układu rejestracji objętości gazu CMK-01:
1. Rejestrator CMK-01
2. Przewód do nadajnika impulsów CLFK długości 0,8m zakończony złączami
C091 H004 100 2.
4. 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 H004 100 2
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
60C 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.