RU153470U1 - MEASURING-COMPUTING COMPLEX FOR ACCOUNTING THE NATURAL GAS EXPENDITURE - Google Patents

MEASURING-COMPUTING COMPLEX FOR ACCOUNTING THE NATURAL GAS EXPENDITURE Download PDF

Info

Publication number
RU153470U1
RU153470U1 RU2014153071/28U RU2014153071U RU153470U1 RU 153470 U1 RU153470 U1 RU 153470U1 RU 2014153071/28 U RU2014153071/28 U RU 2014153071/28U RU 2014153071 U RU2014153071 U RU 2014153071U RU 153470 U1 RU153470 U1 RU 153470U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power supply
external power
natural gas
central processor
external
Prior art date
Application number
RU2014153071/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Сергеевич Кутузов
Алексей Николаевич Грачев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный университет"
Priority to RU2014153071/28U priority Critical patent/RU153470U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU153470U1 publication Critical patent/RU153470U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

Измерительно-вычислительный комплекс учета расхода природного газа содержит блок центрального процессора на базе однокристальной микроЭВМ, встроенный аналого-цифровой преобразователь и источник опорного напряжения, входы для подключения токовых датчиков стандарта 4 - 20 мА, блок прецизионных резисторов, блок часов реального времени, постоянное запоминающее устройство, терминал ввода-вывода данных, блок управления питанием, отличающийся тем, что блок управления питанием дополнительно содержит модуль контроля внешнего напряжения питания и аварийный источник питания, при этом модуль контроля внешнего напряжения питания отслеживает внешние напряжения питания и при аварийном отключении внешнего напряжения питания осуществляет переключение питания устройства от аварийного источника напряжения и передачу в блок центрального процессора сигнала об отключении внешнего напряжения питания, по которому программное обеспечение выполняет процедуру сохранения текущих отчетов в постоянное запоминающее устройство.The measuring and computing complex for natural gas consumption accounting contains a central processor unit based on a single-chip microcomputer, a built-in analog-to-digital converter and a voltage reference source, inputs for connecting current sensors of 4–20 mA standard, a block of precision resistors, a real-time clock unit, and a read-only memory , data input-output terminal, power control unit, characterized in that the power control unit further comprises an external voltage control module and an emergency power supply, while the external power supply control module monitors external power supply voltages and, when the external power supply is switched off abnormally, it switches the device power supply from the emergency power supply and transmits to the central processor unit a signal to turn off the external power supply, according to which the software performs the procedure for saving current reports to read-only memory.

Description

Устройство относится к газовой отрасли, предприятиям транспорта и хранения продуктов производства газовой отраслей промышленности и может быть использовано в составе систем измерения количества и показателей качества газов для количественного учета объемных расходов природного газа при рабочих и стандартных условиях и массового расхода природного газа.The device relates to the gas industry, enterprises of transport and storage of products of the gas industry and can be used as a part of measuring systems for the quantity and quality indicators of gases for quantifying the volumetric consumption of natural gas under operating and standard conditions and the mass consumption of natural gas.

Известен измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) «ОКТОПУС-Л» (RU 96954, опубл. 20.08.2010). Принцип действия данного ИВК основан на измерении и преобразовании входных сигналов, поступающих от первичных преобразователей (датчиков), в цифровой код с последующим расчетом объема, массы и физико-химических параметров нефтепродуктов и газов и предоставления сводных отчетов по их качеству и количеству. Прибор выполнен на базе промышленного компьютера и предназначен для параллельного обслуживания сразу нескольких измерительных линий.Known measuring and computing complex (IVK) "OKTOPUS-L" (RU 96954, publ. 08/20/2010). The principle of operation of this CPI is based on measuring and converting the input signals from the primary converters (sensors) into a digital code with the subsequent calculation of the volume, mass and physicochemical parameters of oil products and gases and the provision of summary reports on their quality and quantity. The device is made on the basis of an industrial computer and is designed for parallel servicing of several measuring lines at once.

Недостатком данного прибора является то, что при необходимости обработать информацию с небольшого числа датчиков на отдельной измерительной линии, его функциональность оказывается избыточной, а применение становится экономически нецелесообразным.The disadvantage of this device is that, if necessary, process information from a small number of sensors on a separate measuring line, its functionality is redundant, and the application becomes economically impractical.

Наиболее близким к заявленному техническому решению (прототип), является устройство ИВК для автоматизированного учета расхода природного газа на отдельной измерительной линии состоящее из микроконтроллера с загруженным программным обеспечением (ПО), микросхемы часов реального времени, микросхемы флеш-памяти, терминала ввода-вывода данных, блока прецизионных резисторов, разъемов для подключения токовых датчиков стандарта 4-20 мА, блока питания (А.Н. Грачев, Д.С. Кутузов. Измерительно-вычислительный комплекс для автоматизированного учета расхода природного газа. / А.Н. Грачев, Д.С. Кутузов. // Вестник Тверского государственного университета. Серия «Физика», - 2013. - №39. - С. 82-93.).Closest to the claimed technical solution (prototype) is a CPM device for automated metering of natural gas consumption on a separate measuring line consisting of a microcontroller with loaded software (software), a real-time clock chip, a flash memory chip, a data input / output terminal, block of precision resistors, connectors for connecting current sensors of 4-20 mA standard, power supply unit (AN Grachev, DS Kutuzov. Measuring and computing complex for automated metering natural gas consumption. / AN Grachev, DS Kutuzov. // Bulletin of the Tver State University. Series "Physics", - 2013. - No. 39. - P. 82-93.).

Данное устройство предназначено для измерения с помощью токовых датчиков стандарта 4-20 мА первичных параметров природного газа: температуры, давления, объемного расхода при рабочих условиях, а также атмосферного давления; расчета по ним объемного расхода при стандартных условиях и массового расхода газа, формирование оперативных, сменных и суточных отчетов по расходам природного газа.This device is designed to measure with the help of current sensors of the 4-20 mA standard the primary parameters of natural gas: temperature, pressure, volumetric flow rate under operating conditions, as well as atmospheric pressure; calculation of volumetric flow rate on them under standard conditions and mass flow rate of gas, the formation of operational, shift and daily reports on natural gas consumption.

Недостатком данного устройства является то, что в нем не предусмотрена защита от потери информации при аварийном отключении напряжения питания.The disadvantage of this device is that it does not provide protection against loss of information during an emergency shutdown of the supply voltage.

Целью данного технического решения является создание ИВК, предназначенного для автоматизированного учета расхода природного газа на отдельной измерительной линии с защитой от потери информации при аварийном отключении питания.The purpose of this technical solution is to create a CPI designed for automated metering of natural gas consumption on a separate measuring line with protection against information loss during an emergency power outage.

Данная задача решается за счет того, что измерительно-вычислительный комплекс учета расхода природного газа содержит блок центрального процессора на базе однокристальной микроЭВМ, встроенный аналого-цифровой преобразователь и источник опорного напряжения, входы для подключения токовых датчиков стандарта 4-20 мА, блок прецизионных резисторов, блок часов реального времени, постоянное запоминающее устройство, терминал ввода-вывода данных, блок управления питанием. Блок управления питанием дополнительно может содержать модуль контроля внешнего напряжения питания и аварийный источник питания, при этом модуль контроля внешнего напряжения питания отслеживает внешние напряжения питания и при аварийном отключении внешнего напряжения питания осуществляет переключение питания устройства от аварийного источника напряжения и передачу в блок центрального процессора сигнала об отключении внешнего напряжения питания, по которому программное обеспечение выполняет процедуру сохранения текущих отчетов в постоянное запоминающее устройство.This problem is solved due to the fact that the measuring and computing complex for accounting for natural gas consumption contains a central processor unit based on a single-chip microcomputer, a built-in analog-to-digital converter and a reference voltage source, inputs for connecting current sensors of the 4-20 mA standard, a block of precision resistors, real-time clock unit, read-only memory, data input-output terminal, power control unit. The power control unit may additionally contain an external power supply control module and an emergency power supply, while the external power supply control module monitors external power supply voltages and, when the external power supply is switched off abnormally, switches the device power supply from an emergency voltage source and transmits a signal to the central processor unit disconnecting the external supply voltage, according to which the software performs the procedure for saving current reports to read-only memory.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков является обеспечение сохранения текущих отчетов по расходам природного газа в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) ИВК при аварийном отключении напряжения питания, что повышает эффективность контроля расхода природного газа.The technical result provided by the given set of features is to ensure that current reports on natural gas consumption are stored in a permanent memory (ROM) of the IVK during an emergency power off, which increases the efficiency of monitoring natural gas consumption.

Сущность устройства поясняется чертежами, на которых изображено:The essence of the device is illustrated by drawings, which depict:

На фиг. 1. представлена функциональная схема ИВК реализующего обработку сигналов от токовых датчиков стандарта 4-20 мА на отдельной измерительной линии.In FIG. 1. A functional diagram of the IVC implements the processing of signals from current sensors of the 4-20 mA standard on a separate measuring line is presented.

На фиг. 2. представлена электрическая схема модуля контроля внешнего напряжения питания и подключенного к нему аварийного источника питания.In FIG. 2. The electric circuit of the module for monitoring the external supply voltage and the emergency power source connected to it is presented.

Устройство включает блок центрального процессора (1), встроенный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) (2), источник опорного напряжения (3) для АЦП, входы для подключения токовых датчиков стандарта 4-20 мА (4), блок прецизионных резисторов (5), блок часов реального времени (6), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) (7), терминал ввода-вывода данных (8), блок управления питанием (9), понижающие преобразователи (10), модуль контроля внешнего напряжения питания (11), аварийный источник напряжения (12).The device includes a central processor unit (1), a built-in analog-to-digital converter (ADC) (2), a voltage reference source (3) for the ADC, inputs for connecting current sensors of the 4-20 mA standard (4), a block of precision resistors (5) , real-time clock unit (6), read-only memory (ROM) (7), data input-output terminal (8), power control unit (9), step-down converters (10), external power supply voltage monitoring module (11), emergency voltage source (12).

Модуль контроля внешнего напряжения питания (11) включает разъем для подключения внешнего питания (13), самовосстанавливающийся предохранитель (14), стабилитрон (15), резисторы (16,17), конденсатор (18), защитный диод (19), конденсатор (20).The external power supply control module (11) includes a connector for external power supply (13), a self-resetting fuse (14), a zener diode (15), resistors (16.17), a capacitor (18), a protective diode (19), a capacitor (20 )

Устройство включает блок центрального процессора (1) на базе однокристальной микроЭВМ (микроконтроллера) с загруженным программным обеспечением (ПО), встроенным аналого-цифровым преобразователем (АЦП) (2) и источником опорного напряжения (3) для АЦП. Модуль контроля внешнего напряжения питания (11) подключается к аварийному источнику питания (12), которым является конденсатор (20).The device includes a central processor unit (1) based on a single-chip microcomputer (microcontroller) with loaded software (software), built-in analog-to-digital converter (ADC) (2) and a voltage reference source (3) for the ADC. The external voltage control module (11) is connected to the emergency power source (12), which is a capacitor (20).

Работает устройство следующим образом. При включении устройства ПО выполняет инициализацию аппаратной части блока центрального процессора (1), а именно производится: установка тактовой частоты микроконтроллера; настройка базовой системы ввода-вывода; настройка интерфейсов для обмена данными с блоком часов реального времени (6), ПЗУ (7) и терминалом ввода-вывода данных (8); настройка встроенного в микроконтроллер АЦП (2) и источника опорного напряжения (3); настройка встроенного в микроконтроллер компаратора для взаимодействия с блоком управления питанием (9); загрузка параметров настройки ИВК из ПЗУ (7).The device operates as follows. When the device is turned on, the software initializes the hardware of the central processor unit (1), namely: setting the clock frequency of the microcontroller; setting up the basic input / output system; setting interfaces for data exchange with the real-time clock block (6), ROM (7) and data input-output terminal (8); tuning of the ADC integrated in the microcontroller (2) and the voltage reference source (3); setting up a comparator integrated in the microcontroller for interaction with the power control unit (9); loading the settings of the IVK from the ROM (7).

В основном рабочем цикле устройства происходит измерение сигналов от датчиков (4), расчет расхода газа, обмен данными с терминалом ввода-вывода данных (8), формирование и сохранение отчетов по расходам природного газа.In the main operating cycle of the device, signals from sensors (4) are measured, gas consumption is calculated, data is exchanged with the data input-output terminal (8), and reports on natural gas consumption are generated and saved.

Для измерения первичных параметров газа (его температуры, давления и объемного расхода при рабочих условия, а также атмосферного давления) ИВК использует токовые датчики стандарта 4-20 мА. ИВК имеет 8 токовых входов, для подключения токовых датчиков стандарта 4-20 мА, погрешность измерения силы тока не превышает ±6 мкА. Измерение тока от датчиков осуществляется встроенным в микроконтроллер АЦП (2). Ток от датчиков по каждому из каналов АЦП определяется по падению напряжения на соответствующем прецизионном резисторе (5). ПО выполняет опрос каналов АЦП с получением цифровых кодов сигналов от датчиков по каждому каналу и преобразование полученных цифровых кодов в единицы измеряемых физических величин первичных параметров газа.To measure the primary parameters of the gas (its temperature, pressure and volumetric flow rate under operating conditions, as well as atmospheric pressure), the IVK uses current sensors of the 4–20 mA standard. The IVK has 8 current inputs, for connecting current sensors of the 4-20 mA standard, the error in measuring the current strength does not exceed ± 6 μA. The current measurement from the sensors is carried out by the ADC built into the microcontroller (2). The current from the sensors on each of the ADC channels is determined by the voltage drop across the corresponding precision resistor (5). The software polls the ADC channels to obtain digital codes of signals from sensors for each channel and converts the received digital codes into units of measured physical quantities of the primary gas parameters.

Вычисление объемного расхода природного газа при стандартных условиях и массового расхода природного газа производится в соответствии с расчетными методами, изложенными в документах ГОСТ 30319-96. Межгосударственный стандарт. «Газ природный. Методы расчета физических свойств» и ГОСТ 8.586-2005. Межгосударственный стандарт.«Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств».The calculation of the volumetric flow rate of natural gas under standard conditions and the mass flow rate of natural gas is carried out in accordance with the calculation methods set forth in documents GOST 30319-96. Interstate standard. “Natural gas. Methods for calculating physical properties ”and GOST 8.586-2005. Interstate standard. "Measurement of the flow rate and amount of liquids and gases using standard constricting devices."

Программа учета расхода природного газа оперирует следующими параметрами.The natural gas consumption accounting program operates with the following parameters.

Измеряемые величины, определяемые по сигналам от датчиков:Measured values determined by signals from sensors:

- коды, напряжения и токи по каналам АЦП;- codes, voltages and currents on the ADC channels;

- первичные параметры газа:- primary gas parameters:

температура газа, °C;gas temperature, ° C;

давление газа, Па;gas pressure, Pa;

объемный расход газа при рабочих условиях, м3/ч;gas volumetric flow rate under operating conditions, m 3 / h;

- атмосферное давление, Па. Константы, сохраненные в настройках ИВК:- atmospheric pressure, Pa. Constants stored in the IVK settings:

- шкалы датчиков по каналам АЦП (граничные значения измеряемой датчиком величины X4 и X20, соответствующие границам токового диапазона 4-20 мА);- scales of sensors on ADC channels (the boundary values of the values X 4 and X 20 measured by the sensor corresponding to the boundaries of the current range of 4–20 mA);

- калибровочные поправки каналов АЦП;- calibration corrections of ADC channels;

- константы температуры, давления и плотности природного газа при стандартных условиях (с.у.): Tс=293,15 К (20°C), Pс=101325 Па (1 атм.), ρс=0,668-0,7 кг/м3;- constants of temperature, pressure and density of natural gas under standard conditions (s.u.): T s = 293.15 K (20 ° C), P s = 101325 Pa (1 atm.), ρ s = 0.668-0, 7 kg / m 3 ;

- молярные доли попутных газов: N2 xa и CO2 xy.- molar fractions of associated gases: N 2 x a and CO 2 x y .

Промежуточные величины, вычисляемые в процессе работы программы:Intermediate values calculated during the program:

- коэффициент сжимаемости газа;- gas compressibility coefficient;

- факторы сжимаемости при рабочих и стандартных условиях;- compressibility factors under working and standard conditions;

- плотность газа при рабочих условия.- gas density under operating conditions.

Выходные данные, используемые при формировании отчетов:Output used in generating reports:

- объемный расход при стандартных условиях, м3/ч;- volumetric flow rate under standard conditions, m 3 / h;

- массовый расход, т/ч;- mass flow rate, t / h;

- средние значения температуры (°C) и давления (Па) газа за период отчета.- average values of temperature (° C) and pressure (Pa) of gas for the reporting period.

ГОСТ 30319.2 устанавливает четыре метода определения коэффициента сжимаемости природного газа, а также устанавливает предпочтительные области применения каждого метода по измеряемым параметрам (давление, температура, плотность природного газа при стандартных условиях и компонентный состав природного газа), однако не запрещает использование любого из методов и в других областях.GOST 30319.2 establishes four methods for determining the compressibility coefficient of natural gas, and also sets the preferred areas of application of each method for measured parameters (pressure, temperature, density of natural gas under standard conditions and component composition of natural gas), but does not prohibit the use of any of the methods in other areas.

Для расчета коэффициента сжимаемости природного газа при определении его расхода в данном ИВК применяется модифицированный метод NX19мод. для природных газов с плотностью ρc=0,668-0,70 кг/м3 в интервале температур 250-290 К и давлений до 3 МПа; погрешность расчета коэффициента сжимаемости в этих диапазонах параметров не превышает 0,11%; указанные диапазоны параметров характерны для измерения расхода и количества газа при его распределении потребителям.To calculate the compressibility factor of natural gas when determining its flow rate, this modified CPI uses the modified NX19mod method. for natural gases with a density ρ c = 0.668-0.70 kg / m 3 in the temperature range 250-290 K and pressures up to 3 MPa; the error in calculating the compressibility coefficient in these parameter ranges does not exceed 0.11%; The indicated ranges of parameters are characteristic for measuring the flow rate and quantity of gas during its distribution to consumers.

Вычисляемые ИВК количественные показатели газа:Calculated CPI quantitative indicators of gas:

- объемный расход (м3/ч) природного газа при стандартных условиях;- volumetric flow rate (m 3 / h) of natural gas under standard conditions;

- массовый расход газа (т/ч) при рабочих условиях;- mass gas flow (t / h) under operating conditions;

- средние значения температуры (°C) и давления (Па) газа за период отчета.- average values of temperature (° C) and pressure (Pa) of gas for the reporting period.

Правильность расчетной программы проверена с помощью тестовых примеров комплекса «РАСХОДОМЕР ИСО», разработанного ООО «СТП» и аттестованного Всероссийским НИИ расходометрии.The correctness of the calculation program was verified using test cases of the ISO FLOW METER complex developed by STP LLC and certified by the All-Russian Research Institute of Flow Metering.

ИВК формирует отчеты по расходам газа, имеющих следующую структуру:The CPI generates gas consumption reports having the following structure:

- тип отчета: оперативный/сменный/суточный;- type of report: operational / shift / daily;

- дата и время создания: дд/мм/20гг чч:мм:сс;- creation date and time: dd / mm / 20gg hh: mm: ss;

- длительность: 1/2/3/4/6/8/12/24 (ч) для оперативных и сменных отчетов, 24 (ч) для суточных;- Duration: 1/2/3/4/6/8/12/24 (h) for operational and shift reports, 24 (h) for per diem;

- количественные показатели природного газа за время отчета:- quantitative indicators of natural gas during the report:

- объем газа при рабочих условиях, м3;- gas volume under operating conditions, m 3 ;

- объем газа при стандартных условиях, м3;- gas volume under standard conditions, m 3 ;

- масса газа, т;- mass of gas, t;

- средние значения температуры (°C) и давления (Па) газа.- average values of temperature (° C) and pressure (Pa) of gas.

ИВК поддерживает параллельное формирование отчетов трех типов: оперативных, сменных и суточных; с возможностью настройки длительности оперативных и сменных отчетов.The CPI supports the parallel generation of three types of reports: operational, shift and daily; with the ability to configure the duration of operational and shift reports.

ПО реализует интерфейс обмена данных между блоком центрального процессора (1) подключенным к нему блоком часов реального времени (6) для получения даты и времени создания отчетов.The software implements the data exchange interface between the central processor unit (1) and the real-time clock unit (6) connected to it to obtain the date and time of reporting.

ПО реализует интерфейс обмена данных между блоком центрального процессора (1) и подключенным к нему ПЗУ (7), выполняет сохранение новых отчетов в ПЗУ в заданное время и обеспечивает доступ к сохраненным отчетам.The software implements the data exchange interface between the central processor unit (1) and the ROM connected to it (7), saves new reports to the ROM at a specified time and provides access to the saved reports.

ПО реализует интерфейс обмена данных между блоком центрального процессора (1) и подключенным к нему терминалом ввода-вывода данных (8), выполняет опрос клавиатуры терминала, сохранение введенных настроек в ПЗУ (7), отображение показаний прибора на дисплее терминала и поддержку следующих функций:The software implements the data exchange interface between the central processor unit (1) and the data input-output terminal (8) connected to it, polls the keyboard of the terminal, saves the entered settings in ROM (7), displays the instrument readings on the terminal display and supports the following functions:

- просмотр кодов, напряжений и токов по каналам АЦП;- View codes, voltages and currents on ADC channels;

- просмотр показаний датчиков (температуры, давления, расхода газа и атмосферного давления);- viewing sensor readings (temperature, pressure, gas flow and atmospheric pressure);

- просмотр текущих массовых и объемных расходов газа;- View current gas mass and volume flow rates;

- просмотр сохраненных отчетов (оперативных, сменных и суточных);- View saved reports (operational, shift and daily);

- просмотр и установка даты и времени;- View and set the date and time;

- тестирование работы расчетной программы ИВК с помощью встроенного набора контрольных примеров;- testing the work of the CPI calculation program using the built-in set of test cases;

- настройка длительности оперативных и сменных отчетов;- setting the duration of operational and shift reports;

- настройка привязки токовых датчиков к конкретным каналам АЦП;- setting the binding of current sensors to specific ADC channels;

- ручной ввод (с помощью клавиатуры) шкал датчиков: параметров X4 и X20;- manual input (using the keyboard) of the sensor scales: parameters X 4 and X 20 ;

- ручной ввод константы плотности природного газа при стандартных условиях ρс;- manual input of the density constant of natural gas under standard conditions ρ s ;

- ручной ввод молярных долей попутных газов (азота и углерода).- manual input of the molar fractions of associated gases (nitrogen and carbon).

Блок управления питанием (9) с помощью понижающих преобразователей напряжения (10) преобразует входное напряжения питания в стабилизированные напряжения соответствующих номиналов для питания блока центрального процессора (1), токовых датчиков (4), блока часов реального времени (6), ПЗУ (7) и терминала ввода вывода данных (8).Using the step-down voltage converters (10), the power control unit (9) converts the input power voltage into stabilized voltages of the corresponding ratings for powering the central processor unit (1), current sensors (4), real-time clock unit (6), ROM (7) and a data output input terminal (8).

Напряжение внешнего питания поступает с разъема (13) на делитель напряжения из резисторов (16) и (17). Делитель понижает напряжение питания до необходимого уровня и передает его на вход «+» аналогового компаратора в блоке центрального процессора (1), при этом конденсатор (18) сглаживает пульсации напряжения на входе «+» компаратора, предотвращая его ложные срабатывания.The external power voltage is supplied from the connector (13) to the voltage divider from resistors (16) and (17). The divider lowers the supply voltage to the required level and transfers it to the “+” input of the analog comparator in the central processor unit (1), while the capacitor (18) smoothes the voltage ripple at the “+” input of the comparator, preventing its false positives.

Стабилитрон (15) и предохранитель (14) служат для защиты ИВК от напряжения, превышающего его номинальное напряжение питание.The zener diode (15) and the fuse (14) serve to protect the IVC from a voltage exceeding its rated supply voltage.

При питании устройства от внешнего источника напряжения происходит заряд конденсатора (20), при этом предохранитель (14) ограничивает ток протекающий через конденсатор (20). Напряжение с этого конденсатора через понижающий преобразователь в блоке управления питанием (10). Поступает на вход «-» компаратора в качестве опорного.When the device is powered from an external voltage source, a capacitor (20) is charged, while the fuse (14) limits the current flowing through the capacitor (20). The voltage from this capacitor is through a step-down converter in the power control unit (10). It goes to the input “-” of the comparator as a reference.

При аварийном отключении напряжения питания на входе ИВК, когда напряжение на входе «+» компаратора становится меньше, чем на входе «-», происходит срабатывание компаратора в блоке центрального процессора, по которому ПО в блоке центрального процессора запускает процедуру сохранения аварийных оперативного сменного и суточного отчетов в ПЗУ (7).In the event of an emergency shutdown of the supply voltage at the input of the IVK, when the voltage at the “+” input of the comparator becomes lower than at the “-” input, the comparator is triggered in the central processor unit, by which the software in the central processor unit starts the emergency emergency and daily reports in ROM (7).

В это время питание блоков ИВК осуществляется за счет заряда, накопленного на конденсаторе (20), который служит аварийным источником питания (12), при этом диод (19) препятствует разряду конденсатора (20) на предыдущий каскад схемы.At this time, the power supply of the IVK units is carried out due to the charge accumulated on the capacitor (20), which serves as an emergency power source (12), while the diode (19) prevents the discharge of the capacitor (20) to the previous stage of the circuit.

При следующем включении устройства, ПО ИВК сравнивает текущее время с временем формирования каждого аварийного отчета. Если текущее время превышает запланированное время, в которое этот отчет должен был быть сохранен в штатном режиме (например, если отчет должен был сохраниться в 14:00, но отключение прибора произошло 13:30, а следующее включение в 14:30), то этот отчет сохраняется в архив отчетов как неполный, а новый отчет начинает накапливаться «с нуля». В противном случае ИВК восстанавливает этот отчет, продолжает его накопление и сохраняет его в архив отчетов «по расписанию».The next time you turn on the device, the CPI software compares the current time with the time that each emergency report was generated. If the current time exceeds the planned time at which this report was to be saved in the normal mode (for example, if the report was to be saved at 14:00, but the device turned off at 13:30, and the next turn on at 14:30), then this the report is saved in the report archive as incomplete, and the new report begins to accumulate from scratch. Otherwise, the CPI restores this report, continues to accumulate it and saves it to the archive of reports “according to the schedule”.

Проверка процедуры расчета расхода природного газа с помощью контрольных примеров программного комплекса «РАСХОДОМЕР ИСО», аттестованного ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии» (ФГУП «ВНИИР») показывает, что ее алгоритмы вычисления объемного расхода газа при стандартных условиях, массового расхода газа, факторов сжимаемости газа при рабочих и стандартных условиях и коэффициента сжимаемости газа написаны строго в соответствии с расчетными методами, изложенными в нормативных документах ГОСТ 30319-96 и 8.586-2005.Verification of the procedure for calculating natural gas consumption using test cases of the ISO RACHODOMER software package certified by the Federal State Unitary Enterprise All-Russian Scientific Research Institute of Flow Metering (FSUE VNIIR) shows that its algorithms for calculating the volumetric gas flow under standard conditions, the mass gas flow rate, gas compressibility factors under operating and standard conditions and gas compressibility factor are written strictly in accordance with the calculation methods set forth in normative documents GOST 30319-96 and 8.586-20 05.

Проверка измерения сигналов с токовых датчиков по 8-ми каналам АЦП с помощью устройства поверки внешней аппаратуры (УПВА), выдающего эталонный токовый сигнал с точностью до 1 мкА, показывает, что программный алгоритм скользящего усреднения с плавающей точкой в совокупности с линейной калибровкой каналов АЦП по границам токового диапазона 4-20 мА обеспечивает точность кода АЦП ±1 младший разряд, что в данном устройстве соответствует погрешности измерения тока±6 мкА (при допустимой погрешности ±15 мкА).Verification of the measurement of signals from current sensors over 8 ADC channels using an external equipment verification device (UPVA) that produces a reference current signal with an accuracy of 1 μA shows that the software algorithm for moving averaging with floating point in conjunction with linear calibration of ADC channels using the accuracy of the ADC code ± 1 low order ensures the boundaries of the current range of 4–20 mA, which in this device corresponds to an error of current measurement of ± 6 μA (with an acceptable error of ± 15 μA).

В результате испытания работы блока управления питанием в режиме максимального потребления тока установлено, что стабильность понижающих преобразователей напряжения не зависит от потребляемого устройством тока.As a result of testing the operation of the power control unit in the maximum current consumption mode, it was found that the stability of the step-down voltage converters does not depend on the current consumed by the device.

Тестирование ИВК в режиме выключения напряжения питания при максимальном потреблении тока 200 мА показывает, что конденсатор емкостью 22000 мкФ в блоке управления питанием обеспечивает работу ИВК 1-2 сек. За это время выполняется процедура завершения работы и сохранения аварийных оперативного, сменного и суточного отчетов, а также параметров настройки ИВК в ПЗУ. Процедура выполняется за 0,5 сек., т.е. имеется достаточный запас времени работы ИВК от конденсатора.Testing the IVC in the mode of switching off the supply voltage at a maximum current consumption of 200 mA shows that the capacitor with a capacity of 22000 μF in the power control unit provides the operation of the IVC for 1-2 seconds. During this time, the procedure for completing work and saving emergency operational, shift and daily reports, as well as the settings of the CPM in the ROM, is performed. The procedure is performed in 0.5 sec., I.e. there is a sufficient supply of operating time of the IVC from the capacitor.

Во время тестирования работы ИВК в режиме формирования отчетов в течение 7 суток, сбоев в работе устройства зафиксировано не было.During testing the operation of the CPM in the reporting mode for 7 days, there were no malfunctions in the operation of the device.

Claims (1)

Измерительно-вычислительный комплекс учета расхода природного газа содержит блок центрального процессора на базе однокристальной микроЭВМ, встроенный аналого-цифровой преобразователь и источник опорного напряжения, входы для подключения токовых датчиков стандарта 4 - 20 мА, блок прецизионных резисторов, блок часов реального времени, постоянное запоминающее устройство, терминал ввода-вывода данных, блок управления питанием, отличающийся тем, что блок управления питанием дополнительно содержит модуль контроля внешнего напряжения питания и аварийный источник питания, при этом модуль контроля внешнего напряжения питания отслеживает внешние напряжения питания и при аварийном отключении внешнего напряжения питания осуществляет переключение питания устройства от аварийного источника напряжения и передачу в блок центрального процессора сигнала об отключении внешнего напряжения питания, по которому программное обеспечение выполняет процедуру сохранения текущих отчетов в постоянное запоминающее устройство.
Figure 00000001
The measuring and computing complex for natural gas consumption accounting contains a central processor unit based on a single-chip microcomputer, a built-in analog-to-digital converter and a voltage reference source, inputs for connecting current sensors of 4–20 mA standard, a block of precision resistors, a real-time clock unit, and a read-only memory , data input-output terminal, power control unit, characterized in that the power control unit further comprises an external voltage control module and an emergency power supply, while the external power supply control module monitors external power supply voltages and, when the external power supply is switched off abnormally, it switches the device power supply from the emergency power supply and transmits to the central processor unit a signal to turn off the external power supply, by which the software the procedure for saving current reports to read-only memory.
Figure 00000001
RU2014153071/28U 2014-12-26 2014-12-26 MEASURING-COMPUTING COMPLEX FOR ACCOUNTING THE NATURAL GAS EXPENDITURE RU153470U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014153071/28U RU153470U1 (en) 2014-12-26 2014-12-26 MEASURING-COMPUTING COMPLEX FOR ACCOUNTING THE NATURAL GAS EXPENDITURE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014153071/28U RU153470U1 (en) 2014-12-26 2014-12-26 MEASURING-COMPUTING COMPLEX FOR ACCOUNTING THE NATURAL GAS EXPENDITURE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU153470U1 true RU153470U1 (en) 2015-07-20

Family

ID=53611988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014153071/28U RU153470U1 (en) 2014-12-26 2014-12-26 MEASURING-COMPUTING COMPLEX FOR ACCOUNTING THE NATURAL GAS EXPENDITURE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU153470U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU213851U1 (en) * 2021-03-12 2022-09-30 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОЗНА-Инжиниринг" COMPUTING UNIT OF THE MEASURING AND COMPUTING COMPLEX

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU213851U1 (en) * 2021-03-12 2022-09-30 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОЗНА-Инжиниринг" COMPUTING UNIT OF THE MEASURING AND COMPUTING COMPLEX

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10191118B2 (en) Battery DC impedance measurement
US7624292B2 (en) Battery power detection device
US4399510A (en) System for monitoring utility usage
US6738693B2 (en) Multiple virtual meters in one physical meter
CA2577469C (en) Firmware power cycle routine
US20060033488A1 (en) Group metering system for power meters
WO2010029863A1 (en) Battery state detection device and battery pack containing the same
WO1993017390A1 (en) Programmable electrical energy meter and methods therefor
CN107607897B (en) A kind of voltage monitoring instrument on-line testing and prediction meanss and method
US9110108B2 (en) Power management arrangement and method in a utility meter
CA2501270C (en) Bias technique for electric utility meter
EP3450998B1 (en) Managing the determination of a transfer function of a measurement sensor
KR101326730B1 (en) Calibration device for transformer monitoring module
US20090287428A1 (en) Fractional samples to improve metering and instrumentation
CN108535651A (en) Method and apparatus for calibrating the charged state estimation counted based on coulomb
US10935401B2 (en) Operating a gas meter with a smart power supply
CN102739845A (en) Electronic device capable of detecting battery power and battery power detection method
CN102608534B (en) Detect for strengthening the negative peak voltage of fuel quantity ga(u)ge sky voltage prediction
CN110275115A (en) Disposable battery detection method of quantity of electricity
KR20200095069A (en) Portable error corection apparatuse for Internet of Things meter
KR100964071B1 (en) Metering out fit
RU153470U1 (en) MEASURING-COMPUTING COMPLEX FOR ACCOUNTING THE NATURAL GAS EXPENDITURE
US6829543B2 (en) Sampling method for flowmeters
US20100283453A1 (en) Methods for Calibrating an Electric Meter
TWI666456B (en) Circuit for measuring power violations using high side current sensing

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20161227