3.2 Вычислительный блок

Основу теплосчётчика составляют тепловычислитель в составе вычислительного блока (ВБ) и операторской панели (ОП), и набор первичных преобразователей ППС-9, ПРБ-n и РМ-5-ПГ. Каждый преобразователь выполняет измерение расхода и к нему подключаются датчики температуры, давления, а к ППС-9, кроме того, подключаются дополнительные преобразователи объёма с импульсным выходом ПРИ.

Вычислительный блок (ВБ) предназначен для управления работой теплосчётчика КМ-9 и периферийных устройств.

Программное обеспечение теплосчётчика, размещённое в вычислительном блоке, имеет сертификат соответствия №06.0001.0022 от 26.12.2006г. системы добровольной сертификации программного обеспечения средств измерений и информационно-измерительных систем ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы».

К основным функциям ВБ относятся:

• управление и синхронизация измерительных модулей по каналу RS-485 (в соответствии со схемой узла учета);

• расчет количества теплоты, объема, массы и других параметров теплоносителя, на основе цифровых кодов физических величин, полученных от измерительных модулей;

• архивирование расчетных и измеренных величин;

• формирование и архивирование внутренних событий систем и аппаратуры;

• отображение на алфавитно-цифровом дисплее физических величин и различных параметров теплосчётчика для визуального восприятия пользователем;

• передача информации в стандарте RS-485 или Ethernet диспетчерской системе (ГИС ТБН энерго);

• передача информации в стандарте USB 2.0 на внешние накопители типа USB Flash Drive для переноса данных в центры обработки;

• передача данных вспомогательным периферийным устройствам.

К технологическим функциям ВБ относятся:

• тестирование исправности подключенного оборудования;

• хранение конфигурационной информации.

Вычислитель выполнен в отдельном корпусе и устанавливается в монтажном щите совместно с блоками питания и операторской панелью, см. рисунок 1 и рисунок 32.

Вычислитель снабжен набором переключателей, обеспечивающих:

• защиту от несанкционированного доступа к настроечным параметрам - ЕР;

• согласование линий связи с измерительными модулями и сетью внешних устройств – Терм. 1К, 2К, 3К и Терм.

Светодиоды активности USB, расположенный вблизи разъёма USB-D, и Blink-кода, вблизи разъёма ОП, отмечены на рисунке 1 чёрными дисками на коммутационных гранях корпуса ВБ.

Рисунок 1 — Внешний вид ВБ КМ-9.

Один ВБ можно представить как 9 отдельных теплосчётчиков в едином корпусе, выполняющих независимые расчеты, обработку особых событий в системе, отображение и передачу информации во внешние устройства. Каждый из таких «виртуальных» теплосчётчиков обслуживает одну тепловую систему. Для правильной работы КМ-9 должен быть сконфигурирован – должны быть определены:

формулы расчета, каналы измерения и параметры обработки измеренных величин каждой тепловой системы счётчика.

ВБ использует принцип свободного конфигурирования систем теплосчётчика.

Процедура конфигурирования заключается в разработке специального файла конфигурации и загрузке его во внутреннюю Flash память ВБ. Разработка файла конфигурации осуществляется с помощью ПК силами предприятия-изготовителя на основании подробной карты заказа. Карта заказа должна содержать полную информацию по организации всех систем теплоучёта на данном объекте, тепловом узле. Прежде всего, карта заказа однозначно определяет количество и назначение каждой системы учёта на данном узле. По каждой системе необходимы:

• формула расчёта;

• перечень измеряемых и рассчитываемых величин;

• перечень событий в системе (кроме аппаратных) и реакции на них;

• перечень архивируемых величин и времени событий;

• перечень отображаемых на экране величин и форма их представления;

• форма и содержание бланка отчёта.

Форма бланка заказа на теплосчётчик приведена в Приложении.

Сформированный по данным карты заказа файл конфигурации загружается в ВБ с помощью шины USB-H, как в обычный Mass Storage Device (Flash-накопитель). Теплосчётчик поставляется с загруженными стандартными файлами конфигурации, соответствующими схемам и формулам, описанным в разделе 4, по трём группам: полнопроходные, погружные и паровые системы. В случае использования этих стандартных групп файлов теплосчётчик полностью готов к запуску его в эксплуатацию после монтажа на объекте заказчика, выбора стандартной формулы для каждой системы и задания необходимых констант обработки измеряемых физических величин. При нестандартной форме узла учёта и отличиях в формулах расчёта, перечнях рассчитываемых и отображаемых величин или событий в системе заказчика, на основании подробной карты заказа силами изготовителя теплосчётчика готовится индивидуальный файл конфигурации в течение не более 1-2 календарных недель. Данный файл будет загружен в теплосчётчик, поставляемый заказчику в согласованные сроки.

В РЭ приводятся, в основном, типовые варианты использования КМ-9, освоив правила использования которых, можно расширять функции и области применения КМ-9.

С помощью драйвера протокола Master ВБ по линии RS-485 периодически опрашивает до 18-ти измерительных блоков всех 9 систем, от которых поступают данные, содержащие информацию о величине расхода в трубопроводе. На трубопроводе установлен измерительный блок, получающий информацию о температурах и давлениях от подключенных к нему датчиков, а также о числе импульсов, поступивших на его импульсный вход. Вся измерительная информация от датчиков попадает в буфер физических величин и их состояний, где хранится на время выполнения необходимых вычислений и следующего цикла приёма измерительной информации. Блок Calc List производит все необходимые математические процедуры с измерительной информацией из буфера и формирует полную базу данных, включая базу событий и интеграторы времени событий, по всем 9 системам. Управляет работой Calc list XML конфигуратор, определяющий последовательность действий с данными из необходимых ячеек буфера в каждый момент времени. Все архивируемые данные измерений и вычислений по системам упаковываются в файлы данных и сохраняются в энергонезависимой FLASH памяти блока БД. Стандартная файловая система вычислителя обеспечивает удобную единую форму хранения и стандартные Windows-процедуры ввода/вывода измерительных данных и файлов конфигурации систем. WML браузер, управляемый своим WML файлом, организует вывод необходимой информации на экран операторской панели теплосчётчика, в соответствии с меню прибора. Передача данных на внешние устройства может быть осуществлена разными путями. В диспетчерскую систему верхнего уровня данные могут быть переданы с помощью Slave интерфейса RS-485. В этом случае Slave Protocol driver на запросы сервера формирует ответные посылки данных из БД в соответствии с выбранным протоколом. Файлы данных в виде часовых, суточных или месячных баз могут быть отправлены в расчётные центры с помощью копирования на стандартные USB Flash накопители. В этом случае накопитель подключается к разъёму USB Master и далее оператор, следуя указаниям диалога с операторской панели, копирует необходимые файлы. Файловая система вычислителя обеспечивает привычные для оператора ПК стандартные процедуры переноса файлов на USB внешние накопители. С помощью блока Report Builder вычислитель может сформировать готовый текстовый файл отчёта о накопленных ресурсах за отчётный период времени. Данный файл также может быть скопирован на USB накопитель и далее распечатан на удалённом принтере. Доступ к файлам базы данных и файлам конфигурации от внешнего ПК обеспечивается через интерфейс USB Slave. Вычислитель в этом случае воспринимается компьютером в виде USB накопителя.