На оборудование автоматизированной системы контроля давления

Городской сети водопровода

 

Принятые сокращения

 

АСУ ТП – автоматизированная система управлении технологическим процессом.

НС – насосная станция.

АСДКУВ – автоматизированная система диспетчерского контроля управления

водоснабжением.

ЦДУ – центральное диспетчерское управление.

ПЧ – преобразователь частоты.

ВОЛС – волоконно-оптическая линия связи.

АРМ – автоматизированное рабочее место

ПЛК – программируемый логический контроллер.

ЦОД – центр обработки данных.

 

Цель и назначение

Основное назначение данных технических требований – унификация и выработка единой технической политики в отношении оборудования точек контроля давления городской водопроводной сети на основе существующего опыта их эксплуатации.

Модернизация точек контроля давления на городской водопроводной сети проводится в связи с отказом МГТС от обеспечения должного уровня надёжности проводных каналов связи и участившимися случаями массового выхода из строя каналов передачи данных.

Работы проводятся с целью:

• Перехода на более надежные современные системы измерения и связи (замена снятых с производства датчиков контроля давления и отказ от проводных линий связи МГТС по причине частого выхода из строя);
• Унификация оборудования и программного обеспечения для упрощения организации технического обслуживания.

Автоматизированная система контроля давления предназначена для:

• сбора информации о давлении на городской водопроводной сети;
• управления насосным оборудованием на НС 2-го подъема станций водоподготовки.

Технические требования

Требования к датчику контроля давления

Датчик контроля давления и система подключения датчика монтируются на водопроводных трубах городской водопроводной сети либо на водопроводных вводах ЦТП, подвалов домов и т.п. до повысительных насосов подкачки.

Датчик контроля давления и система подключения датчика должны обладать следующими характеристиками:

1. В состав поставки предусмотреть комплект установочной трубопроводной арматуры с краном для отключения датчика при выполнении его замены либо очистки при техническом обслуживании. Обеспечить рядом с датчиком место для установки эталонного манометра сверки показаний (в обычном состоянии заглушенного). Размер резьбы присоединительных штуцеров датчика и манометра, резьба – М20х1.5; труба ½ дюйма.

Вариант схемы подключения датчика приведен на схеме:

 

2. Требуется обеспечить стабильность показаний датчика в условиях возможных скачков давления в указанном диапазоне (гидроударов) либо предусмотреть установку клапанного блока сброса давления с целью защиты датчика от перепадов давления (под размер датчика: резьба – М20х1.5; труба ½ дюйма);

3. Диапазон рабочих температур датчика давления, – -10…+80 ⁰С;

4. Верхний придел измерения параметра давления, – 1,0 Мпа;

5. Выходной сигнал датчика – 4-20 мА (обязательно); 0 – 2 В; RS485 (опционально).

6. Гальваническая развязка по аналоговому выходу 4-20 мА; Учесть, что на водопроводе может присутствовать потенциал ~ от -0,7 до -5,0 В.

7. Основная погрешность датчика, не более – 0,5 %;

8. Напряжение питания постоянного тока датчика, – 24 В (не менее 3 В и не более 36 В);

9. Следует предусмотреть два варианта исполнения датчика: Степень защиты от влаги – IP67 при установке в помещении и не ниже IP69 для установки в камерах. В варианте исполнения для работы в затапливаемых камерах исключить монтаж разъёмов на стороне датчика (предусмотреть в датчике заводскую заделку кабеля требуемой длины).

 

Требования к системе энергоснабжения

Система энергоснабжения оборудования точки контроля давления располагается в шкафу (ШКД) и должна обладать следующими характеристиками:

1. Максимальное выходное напряжение – 24В;

2. Максимальный выходной ток – 4А (мощность не менее 100 Вт в режиме постоянной работы);

3. PI-фильтр на входе и выходе, пульсации на выходе ИП не более 100 мВ;

4. Диапазон входных напряжений: ~220В +/-15%; (универсальный вход);

5. Блоки питания и другие компоненты системы энергоснабжения должны иметь возможность монтажа на DIN-рейке (на типовой шине TS35) и к горизонтальной конструкции (монтажная панель шкафа);

6. Защита от перезагрузки и короткого замыкания по цепям электропитания;

7. Защита от перенапряжения по входному электропитанию;

8. Диапазон рабочих температур, – +5…+65 ⁰С;

9. Предусмотреть возможность резервирования блоков питания (опционально). Блоки питания должны иметь возможность работы параллельно друг с другом (работа в резервном режиме, с объединенным выходом);

10. Система электроснабжения должна иметь возможность подключения блока резервного питания (24В), с батареями достаточной ёмкости, обеспечивающего бесперебойную работу оборудования в режиме средней (типовой = 20 Вт) нагрузки не менее 2-х суток;

11. Для контроля работы блок питания должен быть снабжен световой сигнализацией и связанным с ней релейным выходом (Светодиодная индикация выходного напряжения + реле (дискретный, сухой контакт);

12. Грозозащитный барьер по линиям электропитания – 1,5 кВ;

13. Предусмотреть наличие однофазного счетчика электроэнергии (с выходом на счётчик в контроллере ("сухой контакт") или подключением по цифровому интерфейсу к контроллеру);

14. Предусмотреть наличие лампы освещения шкафа на 24 В с местным выключателем, дублированным на включение по контакту от дверцы ШКД;

15. Предусмотреть наличие внутренних технологических розеток, запитанных от внешнего источника 220 В (2 шт.), а также от внутреннего источника 24 В (1 шт.);

16. Предусмотреть наличие достаточного количества клемм для подключения оборудования (24 В), а также освещения и системы подогрева (~220 В);

17. Предусмотреть автоматические выключатели;

18. Предусмотреть индикацию наличия входного электроснабжения (дискретный, сухой контакт);

 

Требования к шкафу оборудования (ШКД)

Шкаф оборудования точки контроля давления располагается в плохо оборудованных помещениях (ЦТП, подвалы домов) либо на улице (на столбах освещения). К ШКД предъявляются следующие требования:

1. Предусмотреть в шкафу DIN-рейки (на типовой шине TS35) для монтажа системы энергоснабжения, контроллерного и телекоммуникационного оборудования;

1. Рабочая температура окружающей среды от -35°С (в уличном исполнении)…. +5°С до +65°С.
2. Опционально, в варианте исполнения для шкафов, предназначенных к работе на улице, должна быть установлена система электроподогрева – система автоматического поддержание температуры (в диапазоне +10°С до +30°С) и влажности (не более 65% без образования конденсата) от внешнего источника энергоснабжения 220В;

4. Предусмотреть внешнюю и внутреннюю клеммы заземления ШКД;

5. Установить датчик открытие дверцы шкафа (дискретный, сухой контакт);

6. Светодиодная индикация выходного напряжения и выходного напряжения должна быть выведена на внешнюю панель – переднюю стенку ШКД легкоразличимыми до 10 м. светодиодными индикаторами (красный – есть внутреннее эл.пит. 24 В, зеленый – есть внешнее эл.пит. 220/24В);

7. Установить в ШКД показывающее устройство: вход 4-20 мА/выход 4-20 мА с индикатором и возможностью настройки шкалы отображения с целью проведения настройки датчика давления "по месту", без использования контроллера. Предусмотреть возможность вывода показаний индикатора на переднюю панель ШКД (без нарушения требований ip к ШКД).

8. Размер ШКД определяется размерами устанавливаемых в него систем энергоснабжения и контроллерной части и должен иметь резерв объёма, не менее 100% используемого в максимальной конфигурации объёма под установку дополнительных батарей или блоков оборудования;

9. В ШКД, на дверце, устанавливается карман для хранения документации (паспорта и формуляра ТО);

10. Предусмотреть возможность крепления на стену и на столб освещения (в уличном варианте исполнения). Нагрузка кронштейна на отрыв не менее 150 кг.;

11. Следует предусмотреть два варианта исполнения ШКД: Степень защиты от влаги – IP66 при установке в помещении и не ниже IP68 для установки на улице;

12. Снабдить ШКД не менее чем 8 гермовводами, соответствующего диаметра без нарушения требований IP защиты (2-8 мм.) (кабель входа датчика давления; кабель электропитания ШКД; кабель связи Ethernet; кабель вывода антенны; + резерв под внешние датчики – пожар, затопление, открытие двери, расход);

13. Предусмотреть внутри шкафа тумблер отключения работы с выводом на контроллер и табло "Идут работы" для своевременного автоматического информирования диспетчера о недостоверности показаний ШКД. В варианте сигнализации несанкционированного доступа (открытия двери ШКД) данный сигнал отменяет аварийный сигнал нарушения доступа от ШКД;

14. Предусмотреть универсальное запирающее устройство (замок) шкафа со стандартным унифицированным ключом доступа.

 

Требования к контроллеру и системе передачи данных:

1. Электропитание контроллера – 12-36 вольт постоянного тока;

2. Потребляемая мощность – до 5 Вт (не более 20 Вт в активном режиме передачи данных);

3. Входные сигналы: не менее 2-х аналоговых (4-20 мА) и не менее 4-х дискретных ("сухой контакт" х 24В) входов;

4. Требования к устройству аналоговой обработки входного сигнала:

4.1. Количество каналов: 4 дифференциальных (не менее 2-х);

4.2. Разрешение: не менее 11 бит;

4.3. Режим работы: напряжение/ток

4.4. Входные диапазоны: 0~10 В, ±5 В, ±10 В, 0~20 мА, 4~20 мА

4.5. Точность: ±0,1% от полного диапазона (при +25 °С) или ±0,3% от полного диапазона (в диапазоне от -10 °С до +55 °С);

4.6. Частота дискретизации: не менее 100 Гц (по всем каналам одновременно);

4.7. Входной импеданс: 200 кОм (не менее);

4.8. Встроенный резистор для измерения тока: 102 Ом;

4.9. Входы должны быть гальванически развязаны друг от друга и от цифровой части дальнейшей обработки;

4.10. Защита от перенапряжения по входу, в том числе молниезащита;

5. Наличие каналов передачи данных (5.1 и 5.2 - обязательно):
5.1. Интерфейс LAN: Ethernet 1 порт 10/100 Мб/с, разъем RJ45; Напряжение изоляции 1,5 КВ; Протоколы Modbus/TCP, TCP/IP, UDP, DHCP, Bootp, SNMP, SNTP,

5.2. Сотовая сеть: Интерфейс: GSM/GPRS/EDGE/UMTS/HSDPA; Диапазоны: 3-диапазонный UMTS/HSDPA 850/1900/2100 МГц, 4-диапазонный GSM/GPRS/EDGE 850/900/1800/1900 850/900/1800/1900 МГц,
5.3. (желательно) Последовательный порт: Интерфейс 1 порт RS-232/422/485; Разъем разъём DB-9 "папа" или 5-контактный терминальный блок; Скорость передачи данных, бит/сек 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200;

6. Резервирование каналов связи с автоматическим переключением между каналами. Предпочтительный канал должен выбираться. Должна быть обеспечена для получающего данные сервера SCADA "прозрачность": получение данных с неизменными настройками драйвера независимо от задействованного канала связи (основного или резервного);

7. Возможность реализации опроса контроллера через VPN сеть Мосводоканала по схеме Master-Slave с сервера SCADA и, параллельно, с контроллера станции водоподготовки и SCADA сервера района водопроводной сети (возможность опроса 1 датчика из 3-х адресов) по протоколу Modbus TCP;

8. Требования к дискретным входным сигналам:

8.1. Количество каналов: до 8 (не менее 4-х), с общим "+" или с общим "-";

8.2. Режим работы: Дискретный вход или счетчик (до 900 Гц);

8.3. Сухой контакт:

Логический "0": замкнут на землю;

Логическая "1": открыт;

8.4. Влажный контакт:

Логический "0": 0~3 В постоянного тока;

Логическая "1": 10~30 В постоянного тока;

8.5. Общий провод: 1 контакт на каждую группу из 4 каналов;

8.6. Напряжение изоляции: 3 КВ постоянного тока;

8.7. Защита по напряжению: 36 В постоянного тока;

8.8. Счетчик: 900 Гц, (желательно энергонезависимая память не менее 48 байт);

9. Наличие встроенного, лицензированного, не требующего разработки ПО контроллера, реализующего все необходимые функции и параметры работы ШКД, в том числе: приём и передачу данных; выбор и настройку каналов связи; подключение внешних устройств для контроля на месте; автоматическую диагностику состояния; ввод текстов аварийных сообщений и параметров уставок аварийной сигнализации; цифровую обработку сигналов, в т.ч. возможность масштабирования и нормализации входного сигнала и т.п.;

10. Требования к окружающей среде:

Рабочая температура, град. C -20 ~ +70;

Рабочая влажность, % 5 ~ 95, без конденсации;

11. Монтаж: на DIN-рейку TS35;

12. Вес: до 4-х кг.;

13. Наличие антенны сотовой сети в уличном исполнении с возможностью подключения 25 (до 50 опционально) метров и наличие кабеля соответствующей длины;

14. Возможная карта сигналов контроллера:

Аналоговый 1: вход датчика давления 4-20 мА;

Аналоговый 2: резерв под вход датчика расхода 4-20 мА;

Аналоговый 3: резерв;

Аналоговый 4: резерв;

Цифровой 1: отсутствие напряжения на входе ИБП;

Цифровой 2: открыта дверца ШКД (м.б. входная дверь/люк);

Цифровой 3: сработал датчик пожарной сигнализации/температуры (перегрев ШКД >60 град. C);

Цифровой 4: сработал датчик влажности (затопление ШКД);

Цифровой 5: резерв под счетчик электроэнергии;

Цифровой 6: резерв под неисправность датчика/прибора;

Цифровой 7: резерв;

Цифровой 8: резерв;

 

 

Общие требования

1. Разрабатываемая система должна быть частью действующей автоматизированной системы диспетчерского контроля и управления водоснабжением (АСДКУВ) г. Москвы;

2. Возможная структурная схема организации передачи информации от диктующей точки до SCADA в ЦДУ Мосводоканала и до станции водоподготовки приведена на рис.1.

Рис.1.

 

3. Организовать связь ПЛК в диктующей точке с ПЛК станции водоподготовки и SCADA серверами ЦДУ МВК и района водопроводной сети.

 

Приложение 12

 

ТИПОВОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ