10.3. Структурное построение и функциональные возможности тепловых счетчиков

Типовой теплосчетчик (ТС) включает группу датчиков (ИП, расходомеров), тепловычислитель, входные и выходные интерфейсы для сбора и передачи информации. На рис. 10.2 представлен один из вариантов структурной схемы и комплекта приборов ТС ИМ2300Т (Метран-400-В) [152].

Р и с. 10.2. Структурная схема теплового счетчика ИМ2300Т

Тепловой счетчик обеспечивает:

• непрерывный круглосуточный автоматический режим сбора параметров по каналам измерения расхода, температуры, давления; расчет параметров теплоносителя и тепловой энергии;

• учет времени работы, регистрацию во внутреннем архиве ТС глубиной не менее 45 суток;

• индикацию текущих параметров на встроенном табло; передачу текущих и архивных параметров на верхний уровень (ПК) по его запросу;

• просмотр архивных и текущих параметров и формирование отчетных документов на ПК (в табличном и графическом форматах) по инициативе оператора.

Общее количество каналов измерения – 6-8. Датчики, установленные на трубопроводах системы теплоснабжения (узла учета), преобразуют физические значения измеряемых параметров в электрические сигналы напряжения, тока, сопротивления, частоты или количество импульсов. Вычислитель ИМ2300 по заданной программе производит опрос сигналов датчиков и записывает их в буфер измеренных значений. По замеренным значениям параметров производится расчет мгновенных (усредненных), часовых (средних и интегральных за один час) и суммарных (с начала включения ИМ2300) значений параметров. Часовые параметры заносятся в архив с обновлением текущих и приращенных суммарных данных каждый календарный час. Хранение суммарных параметров осуществляется до отключения ИМ2300 или до его переполнения (999999). Передача данных от теплового счетчика в компьютер производится по запросу персонального компьютера по последовательному каналу через порты RS 232 или RS 485 (через конвертор RS485/ RS 232).

Программа счетчика позволяет:

• запросить и принять данные из теплового счетчика;

• выделить данные для просмотра, анализа и регистрации за заданный интервал времени;

• просмотреть данные в табличном или графическом виде;

• получить твердую копию просматриваемых данных за заданный интервал времени;

• сформировать и получить распечатку отчетного документа за заданный интервал времени.

Основные функции обработки и управления работой счетчика выполняет тепловой вычислитель. В качестве примера рассмотрим работу тепловычислителя в составе теплосчетчика ТС-07, который состоит из отдельных конструктивно законченных составных частей: двухканального микропроцессорного тепловычислителя ТВМ; первичных преобразователей расхода электромагнитных ППР, комплекта платиновых термометров КТПТР-01-1 и датчиков давления ДДЦ. Схемы одного из вариантов подключения теплосчетчика к сети теплоснабжения и к ПК представлена на рис. 10.3.

а

б

Р и с. 10.3. Тепловой счетчик ТС-07: а – тепловычислитель ТВМ с электромагнитными преобразователями расхода; б – вариант подключения теплового счетчика к теплосети и к ПК через телефонную линию

Тепловой вычислитель осуществляет:

• измерение импульсных напряжений ППР и электрического сопротивления термометров платиновых;

• вычисление количества теплоносителя, количества тепловой энергии, тепловой мощности, измерение температур и индикацию давления;

• вывод текущей и архивной информации на ЖКИ и ПК.

Преобразователи R-U служат для преобразования сопротивления внешних платиновых термометров в напряжение. Преобразователи измерительные служат для преобразования уровней выходных сигналов с ППР в уровни сигналов микропроцессора. В блоке запитки формируются прямоугольные сигналы Uп и подаются на силовые катушки ППР для создания магнитного поля в потоке контролируемой среды. Выходные сигналы с преобразователей R-U поступают на коммутатор, подключенный к АЦП микропроцессора. Выходная информация с датчиков давления поочередно поступает непосредственно в микропроцессор. Микропроцессор выполняет прием и преобразование сигналов, расчет текущей тепловой мощности по каналам, вывод измеренных и рассчитанных данных на индикатор ЖКИ, в архив, на интерфейсную схему RS-232. Частота запроса входной информации – 1,6 Гц. Память программ является составной частью микропроцессора. Архив представляет собой перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) и служит для долговременного хранения параметров ТС.

Функциональная схема ТВМ приведена на рис. 10.4.

Р и с. 10.4. Функциональная схема тепловычислителя ТВМ

Интерфейсная схема RS-232 осуществляет преобразование выходной информации микропроцессора в стандарт RS-232 для приема этой информации внешней микроЭВМ, а также обратное преобразование для приема микропроцессором команд от микроЭВМ.

При отключении сетевого питания функционируют только часы реального времени, продолжающие отсчет времени. Тепловычислитель производит вычисление текущей тепловой мощности q, ГДж/ч, в каждом канале по формуле

q_i = cv_ir_ih_i, (10.1)

где cv_i – текущий объемный расход теплоносителя в канале, м³/ч; r_i – удельная плотность теплоносителя для текущей температуры в канале, Т/м³; h_i – удельная энтальпия теплоносителя в канале (в трубопроводе), ГДж/Т; i – номер канала (i=1, 2).

Текущий массовый расход теплоносителя m, Т/ч, индуцируемый ТВ в каждом канале, вычисляется по формуле

g_i = cv_ir_i. (10.2)

Формулы расчета массы теплоносителя и количества тепловой энергии для каждого варианта исполнения приведены в табл. 10.1.

Таблица 10.1