Statii automate

39
MINISTERUL INVATAMINTULUI RSITATEA TEHNICA DIN CLUJ-NAPOCA uj-Napoca, str. C.Daicoviciu nr.15, Romania 0 264 594921 0 264 594921; 40 264 592055 MEMORIU TEHNIC Studiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice

description

statii automate

Transcript of Statii automate

Page 1: Statii automate

MINISTERUL INVATAMINTULUIUNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ-NAPOCA3400 Cluj-Napoca, str. C.Daicoviciu nr.15, RomaniaTel: +40 264 594921Fax: +40 264 594921; 40 264 592055

MEMORIU TEHNIC

Studiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor

hidrotehnice

Page 2: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

COLECTIV DE ELABORARE

cercet. st. princ. III ing. Ioan Saplacan

cercet. st. princ. III ing. Aurelia Haragus

cercet. st. princ. III mat. Mihael Avram

cercet. st. princ. III mat. Delia Ghiran

prof. dr. ing. Mircea Dabacan

conf. dr. ing. Ioan Ciascai

_____________________________________________________________________________________________2

iunie 2005

Page 3: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

CUPRINS

1. GENERALITAŢI........................................................................................................................ 5

1.1 Obiectul lucrarii............................................................................................................................5

1.2 Scopul lucrarii...............................................................................................................................5

1.3 Date generale.................................................................................................................................5

1.4 Domeniul de aplicare....................................................................................................................5

1.5 Durata de utilizare normata.........................................................................................................6

1.6 Conformitatea cu documentele de standardizare in vigoare........................................................6

2. DESCRIERE CONSTRUCTIVA SI FUNCTIONALA............................................................7

2.1. Principiul de functionare.............................................................................................................72.1.1. Terminologie utilizata.......................................................................................................................... 72.1.2. Functiile statiei automate..................................................................................................................... 82.1.3. Arhitectura echipamente...................................................................................................................... 92.1.4. Circulatia informatiei........................................................................................................................... 92.1.5. Consideratii privind masuratorile......................................................................................................10

2.2. Descriere constructiva................................................................................................................13

2.3. Descriere functionala..................................................................................................................13

3. CERINTE DE REALIZARE.................................................................................................. 14

3.1 Cerinţe de mediu inconjurator....................................................................................................14

3.2 Cerinţe constructive si functionale..............................................................................................143.2.1 Cerinte privind alimentarea cu energie..............................................................................................143.2.2 Cerinte privind parametri masurati...................................................................................................153.2.3 Cerinte privind comunicatia............................................................................................................... 163.2.4 Cerinte privind masuratorile manuale...............................................................................................163.2.5 Cerinte privind mentenabilitatea........................................................................................................ 16

3.3 Cerinte privind execuţia..............................................................................................................16

3.4 Cerinte privind garantia si postgarantia statiilor automate......................................................17

4. CONDIŢII TEHNICE DE CALITATE..................................................................................18

4.1 Conditii privind aptitudinile de functionare..............................................................................18

4.2 Conditii privind functionarea de durata....................................................................................19

4.3 Conditii privind fiabilitatea........................................................................................................19

4.4 Conditii privind materialele........................................................................................................20

4.5 Conditii privind executia.............................................................................................................20

5. REGULI PENTRU VERIFICAREA CALITĂŢII..................................................................20

5.1 Incercarile de tip.........................................................................................................................20

5.2 Verificari de fiabilitate................................................................................................................21

_____________________________________________________________________________________________3

iunie 2005

Page 4: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

6. METODE DE VERIFICARE................................................................................................. 21

7. MARCARE, CONSERVARE, AMBALARE, TRANSPORT, DEPOZITARE, DOCUMENTE ŞI INVENTARE DE LIVRARE................................................................................................. 24

8. GARANTII............................................................................................................................. 25

9. OBLIGATIILE PRODUCATORULUI STATIEI...................................................................25

10. OBLIGATIILE BENEFICIARULUI STATIEI...................................................................25

11. NOMENCLATORUL DE LUCRARI...................................................................................25

12. CONCLUZII........................................................................................................................ 25

_____________________________________________________________________________________________4

iunie 2005

Page 5: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

1. GENERALITAŢI

1.1 Obiectul lucrarii

Prezentul studiu defineste continutul cadru al unui caiet de sarcini pentru lucrarile de proiectare, achizitie, instalare si PIF a unei statii automate de achizitie a parametrilor UCC si se refera la obiectivele hidrotehnice din administrarea SC Hidroelectrica SA.

1.2 Scopul lucrarii

Prin prezenta lucrare se urmareste:

- compatibilizarea la nivel de hidroelectrica SA a echipamentelor utilizate si a informatiilor furnizate de statiile automate, cu resursele deja existente si strategia avuta in vedere

- definirea unor functii minimale pentru statiile automate UCC, in vederea utilizarii unor proceduri unitare in domeniu.

- Integrarea tuturor statiilor automate in reteaua UCC a SC HIDROELECTRICA SA

1.3 Date generale

Lucrarea se inscrie in actiunea generala de imbunatatire a activitatii de UCC demarata de Hidroelectrica SA si Sucursalele sale (prin programul UcchAll si reteaua operativă UCC care cuprinde toate sucursalele) si montare unor statii automate pentru achizitia de date de UCC:

- SH Portile de Fier – statii automate la barajul Gogosu, Centrala suplimentara Gogosu si Ecluza Româna

- SH Caransebes – statii automate la barajul Poiana Marului, barajul Herculane si CHE Ruieni

- SH Sebes – statii automate la barajul Tau şi barajul Obrejii de Capalna.

- SH Cluj – statii automate la barajul Tarnita si barajul Dragan

1.4 Domeniul de aplicare

Barajele si alte constructii hidrotehnice sunt supravegheate permanent, dupa un program bine definit, prin masurarea anumitor parametri, ce provin de la traductoarele instalate in corpul constructiei inca din faza de executie sau ulterior.

Transele de masuratori si observatiile vizuale se executa cu frecvente diferite, specificate prin proiectele de urmarire speciala, in functie de regimul de urmarire al constructiei: normal, atentie, alarma,avarie.

Staţia asigura masurarea automata a datelor provenite de la traductoarele din baraj ce se pretează la citire automata (asigura o marime electrica proportionala cu marimea supravegheata), arhivarea si transmiterea la distanta a masuratorilor si comutarea regimurilor de urmarire, atat la frecventa ceruta prin proiect, cat si la cerere, conform specificatiilor primite din nodurile retelei UCC.

Prin interpretarea acestor masuratori se poate urmari comportarea in timp a barajului.

Prin automatizarea achizitiei, statia asigura:

- analiza operativa "in timp real" a securitatii barajului;

- usurarea muncii personalului care efectuează masuratorile;

- eliminarea erorilor de masura subiective;

_____________________________________________________________________________________________5

iunie 2005

Page 6: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

O remarca speciala privind necesitatea statiei automate trebuie facuta pentru acele obiective hidrotehnice unde, datorita izolarii, accesul este limitat, uneori imposibil, pe timpul iernii.

1.5 Durata de utilizare normata

Durata de utilizare normata pentru un regim de exploatare de 24 ore/zi este de minim 10 ani, la o medie de 4 măsurători integrale zilnic.

1.6 Conformitatea cu documentele de standardizare in vigoare

Se vor respecta prevederile urmatoarelor standarde nationale:

STAS 6535-83 Protectia climatica. Impartirea climatica a pamantului in scopuri tehnice.

STAS 6692-83 Protectia climatica. Tipuri de protectie climatica.

STAS 8138-83 Echipament electric pentru masini industriale. Conditii tehnice generale de calitate.

STAS 8333-89 Aparate analogice electrice si electronice pentru instalatii de automatizare. Condiţii tehnice generale de calitate.

STAS 10911-77 Fiabilitate, mentenabilitate si disponibilitate. Culegerea datelor privind comportarea in exploatare a produselor industriale.

STAS 10307-75 Fiabilitatea produselor industriale. Indicatori de fiabilitate

STAS 10000/6-89 Principiile si metodologia standardizarii. Reguli de redactare a standardelor.

STAS 8009-80 - Protectia suprafetelor metalice. Acoperiri prin vopsire. Metode de verificare.

STAS 7222-90 - Acoperiri electrochimice de zinc sau cadmiu. Conditii tehnice de calitate.

STAS 6705-90 - Acoperiri electrochimice de nichel si crom. Conditii tehnice de calitate.

STAS 8393/1-86 - Incercari climatice si mecanice. Prescriptii generale.

STAS 8393/2-77 - Incercari climatice si mecanice. Incercarea la frig

STAS 8393/3-78 - Incercari climatice si mecanice. Incercarea la caldura uscata

STAS 8393/4-78 – Incercari climatice si mecanice. Incercarea la caldura umeda continua.

STAS 8393/18-90 - Incercari climatice si mecanice pentru piese si echipamente electronice. Zdruncinaturi.

STAS 8393/19-89 - Incercări climatice si mecanice pentru piese si echipamente electronice. Vibratii

STAS 6048/7-80 - Perturbatii radioelectrice. Aparate, masini si instalatii electrice. Limitele admise ale perturbatiilor si conditii speciale de incercare.

STAS 5325-79 - Grade normale de protectie asigurate prin carcase. Clasificare si metode de verificare.

STAS 36681-88 - Lacuri si vopsele. Determinarea aderentei la suport a peliculei.

Statia va respecta prevederile urmatoarelor standarde internationale:

_____________________________________________________________________________________________6

iunie 2005

Page 7: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

Modemurile de legatura vor respecta recomandările V21, V22, V22bis, V23 şi V24 ale CCITT privind transmisia sincrona sau asincrona de date cu 2400 sau 1200 bps şi transmisia asincrona cu 0-300 bps, pe linii telefonice publice comutate

Interfata de comunicaţie RS 485 va respecta prevederile normativului IEEE 485.

2. DESCRIERE CONSTRUCTIVA SI FUNCTIONALA

2.1. Principiul de functionare

Statia automata este destinata executarii de transe de masuratori a parametrilor UCC proveniti de la senzori cu telecitire (care furnizieaza marime electrica proportionala cu marimea supravegheta).

Transele automate de masuratori se executa cu frecventa data prin proiectul de urmarire pentru fiecare din regimurile de urmarire: normal, atentie, alarma, avarie.

Masuratorile automate sunt transferate pe caile de comunicatie la un calculator de achizitie si de acolo injectate in bazele de date ale sucursalei prin reteaua locala UCC.

2.1.1. Terminologie utilizata

a) Achizitia - este actiunea prin care o marime electrica provenita de la un senzor din corpul constructiei este convertita in valoare numerica (masurata), filtrata, corectata, compensata si transferata pe linia interna de comunicatie a statiei.

b) Statia automata de achizitie a parametrilor UCC (statie automata) - este ansamblul de echipamente si programe software care realizeaza achizitia, stocarea temporara, arhivarea, transferul pe suportul de comunicatie a masuratorilor efectuate automat asupra senzorilor care asigura o marime electrica proportionala cu marimea supravegheta.

c) Unitatea de achizitie (data logger-DL) - este un echipament care contine de obicei un microcontroler si care este amplasat fizic in locurile unde se termina cablele de semnal de la senzori

d) Multiplexor de relee (MR) - este echipamentul care asigura multiplexarea semnalelor pentru DL precum si resursele necesare efectuarii transelor manuale de masuratori

e) Resursele de comunicatie - sunt echipamentele prin care este vehiculata informatia (masuratori, configurari, compensari, regimuri de functionare, mesaje de eroare, etc) atat in interiorul statiei cat si pe conexiunile cu reteaua operativa UCC

f) Protocol de comunicatie - este programul care permite (si compatibilizeaza) functionarea resurselor de comunicatie

g) Programul de achizitie - permite functionarea DL-urilor si este amplasat in acestea

h) Programul de supervizare si control - executa functiile statiei, in secventa corecta. Este localizat pe calculatorul de achizitie din casa de supraveghere a barajului

i) Frecventa de achizitie (rata de achizitie) - este frecventa de efectuare a masuratorilor. Este specifica fiecarui senzor si regim de urmarire, si este data de proiectele de urmarire speciala.

_____________________________________________________________________________________________7

iunie 2005

Page 8: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

j) Calculator achizitie – unitatea de calcul (unitatea centrala, monitor, tastatura, mouse) amplasata in casa de supraveghere a barajului, pe care se afla programul de control al achizitiei

k) UPS – sursa de alimentare neintreruptibila, pentru calculatorul de achizitie

l) Regim seism si regim postseism – sunt regimurile de lucru ale statiei automate, declansate de un senzor de seism (accelerometru). Se intinde pe durata seismului, iar regimul postseism pe o durata specificata de proiectant.

2.1.2. Functiile statiei automate

Functiile statiei automate sunt realizate de programele si echipamentele acesteia si sunt: achizitia, comunicatia, arhivarea, stocarea temporara si functiile auxiliare (configurare, corectie, compensare, schimbare regimuri, vizualizare, listare, semnalizare erori, executie comenzi din reteaua UCC)

a) Achizitia se realizeaza in nisele unde se termina cablele de semnal ale senzorilor. Se amplaseaza cate una sau mai multe unitati de achizitie in aceste nise, evitandu-se pe cat posibil prelungirea cablelor de semnal. Unitatile de achizitie sunt conectate intre ele si cu calculatorul de achizitie din baraj printr-un singur cablu de comunicatie (standard RS 485).

Citirea senzorilor (parametrilor UCC) se poate face:

Secvential: un senzor este citit (masurat) dupa ce citirea senzorului precedent este incheiata. Are dezavantajul ca o transa completa de masuratori dureaza destul de mult.

Paralel: se lanseaza simultan citirea atator senzori cate DL-uri (dataloggere) exista in componenta statiei automate

Paralel pentru seism: este o citire paralela, cu algoritmi de masura speciali, in care se reduce la maximum durata unei citiri, chiar daca scade precizia acesteia. De ex. Citirea pozitiei firului unui pendul pe durata eismului, nu poate dura mai mult de cateva zecimi de secunda (in mod normal, la telependulii fara miscare mecanica, durata citirii este de ordinul secundelor). Aceeasi problema se pune si pentru celelalte tipuri de senzori(rezistivi, coarda vibranta, etc)

b) Comunicatia – se realizeaza pe mai multe nivele:

Intre unitatile de achizitie, prin linie seriala RS 485 echipamentele de comunicatie fiind inchise in cutia care contine DL-urile

Intre ultima unitate de achizitie si calculatorul de achizitie din casa barajistului. Tipul si suportul de comunicatie depind de distanta care trebuie acoperita: se pot utiliza linii seriale RS 485, RS 232 cu modem, fibra optica, comunicatie radio, etc

Intre calculatorul de achizitie si cel din Laboratorul UCC al Sucursalei. Calculatorul de achizitie va functiona integrat in subreteaua locala UCC a sucursalei, pusa la dispozitie de catre compartimentul de informatica al acesteia

c) Stocarea temporara a transelor de masuratori – se realizeaza pe hard-disk-ul calculatorului de achizitie, sub forma unui fisier separat pe fiecare zi. Transele de masuratori din regimurile seism si postseism se vor stoca separat.

_____________________________________________________________________________________________8

iunie 2005

Page 9: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

d) Arhivarea acestor fisiere se face in scopul vehicularii lor in subreteaua locala de UCC. Se va utiliza un arhivator care produce arhive de tip .zip.

e) Functiile auxiliare – localizate pe calculatorul de achizitie, in programul de control al statiei sunt:

Gestiunea automata a executiei transelor de masuratori, la frecventa si regimul de urmarire curent

Gestiunea automata a executiei comenzilor de efectuare imediata a transelor de masuratori suplimentare (integrale sau selective) primite din reteaua UCC sau cerute local de operator

Gestiunea executiei transelor de masuratori in regim seism si postseism si vehicularea automata a acestor informatii pe linia de comunicatie

Gestiunea executiei comenzilor de test a statiei

Vizualizarea tabelara a fisierelor de masuratori

Vizualizarea tabelara a fisierelor de test

Listarea rapoartelor cu masuratori

Listarea rapoartelor cu rezultatele testelor

Configurarea parametrilor achizitie la cerere (nume senzori, numar citiri, interval intre citiri, etc)

Observatie importanta privind functia de introducere manuala a masuratorilor si observatiilor vizuale efectuate de personalul sucursalei: acestea se introduc in baza de date a programului UCCHALL, sub controlul acestuia, si NU se constituie ca functie a statiei automate.

2.1.3. Arhitectura echipamente

Echipamentele statiei vor fi amplasate distribuit in functie de cerintele aplicatiei.

Deoarece nu se recomanda innadirea si prelungirea cablurilor de semnal, unitatile de achizitie si multiplexoarele cu relee se vor amplasa in fiecare nisa unde exista cable de semnal.

Comunicatia intre echipamentele statiei si calculatorul de achizitie se va face pe linie seriala,pentru a simplifica operatiunile de cablaj. Pentru portiunile aeriene de cablu (sau cele din vecinatatea traseelor de forta se vor lua masuri speciale de protectie (ecranare, izolare galvanica, etc.)

Calculatorul de achizitie se va amplasa in casa barajistului, in zona aflata sub supraveghere umana. Se vor respecta cerintele de mediu si de alimentare cerute de producatorul acestuia.

Detaliile privind amplasarea echipamentelor si interconectarea acestora sunt prezentate in cap 2.2.

2.1.4. Circulatia informatiei

Marimea electrica furnizata de senzor este convertita in unitatea de achizitie in format numeric si transferata la DL-ul de comunicatie si mai departe la calculatorul de achizitie conform protocolului liniei RS 485. Aici este stocata temporar intr-un fisier organizat pe zile, care contine toate transele de masuratori ale zilei.

_____________________________________________________________________________________________9

iunie 2005

Page 10: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

Dupa arhivare, acesta este transportat automat sub controlul retelei locale UCC in bazele de date de masuratori ale programului UCCHALL, aflate la sediul sucursalei.

In mod normal initiativa startarii unei sesiuni de comunicatie intre echipamentele statiei apartine nivelului superior, pentru toate nivelele inferioare (ex. Calculatorul din laboratorul UCC pentru calculatorul de achizitie si unitatile de achizitie, sau calculatorul de achizitie pentru unitatile de achizitie).

In regimurile seism/potseism insa trebuie sa existe posibilitatea de a initia o sesiune de comunicatie de catre unitatile de achizitie, deoarece acestea vor fi declansate de catre triggerul de seism.

Producatorul statiei are obligatia de a asigura compatibilitatea informatiei vehiculate de statie (date, comenzi, teste, etc) cu bazele de date si versiunea de program UCCHALL aflata in exploatare la sucursala.

2.1.5. Consideratii privind masuratorile

Precizia de masurare a semnalelor provenite de la traductoarele ce dau ca semnal de iesire in frecventa (teledilatometre, corzi vibrante) semnal unificat (termometre de masurare a temperaturii aerului, limnigraf), sau semnal codificat (accelerografe, telependule) se poate asigura relativ usor.

Frecvente in gama 400-20000 Hz pot fi masurate foarte precis de orice sistem de calcul prevazut cu facilitati de numarare / temporizare.

Precizia de masurare a accelerografelor si telependulelor, depinde in exclusivitare de precizia traductoarelor, pentru ca acestea transmit marimea masurată catre statie sub formă codificata digital.

Precizia de masurare a telelimnigrafului se asigura prin masurarea cat mai precisa a tensiunii unificate furnizate de telelimnigraf. Pentru a asigura precizia de masurare de 10mm (0,025% din domeniu), este nevoie de un convertor A/D cu rezoluţie de cel puţin 12 biti.

Problemele tehnice cele mai mari le ridica masurarea traductoarelor de tip rezistiv . Datorita numărului mare a acestor traductoare, se impune multiplexarea lor la masurare. Rezistentele in stare conectata a dispozitivelor de multiplexare fac si mai dificil procesul de masurare.

a) Masurarea rezistentelor

Valorile nominale uzuale ale rezistentei R a traductorilor rezistivi sunt in domeniul 10-90 Ω.

Avand in vedere ca traductoarele rezistive sunt amplasate la distanta de punctul de masurare, este necesara compensarea influentei firelor de legătură. Metoda de masurare cea mai adecvată pentru masurarea la distanta a rezistentelor ar fi metoda de masurare "cu 4 fire". Din pacate, schema de masurare implementata de constructor, permite masurarea la distanţă a rezistentelor numai prin metoda "cu 3 fire". Aceasta metoda presupune egalitatea rezistentelor Rl ale firelor de legatura.

Metoda de masurare folosita actualmente, la masurarea manuala a rezistentelor, este o metoda de masurare "cu 3 fire" cu punte Wheastone echilibrata. Aceasta metoda nu este aplicabila in cazul masuratorii automate din următoarele motive:

- este dificila echilibrarea automata a puntii, acesta realizandu-se:

_____________________________________________________________________________________________10

iunie 2005

Page 11: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

- fie printr-un sistem de pozitionare electro-mecanic a potentiometrului de echilibrare, care are piese mecanice in miscare, ce introduc erori de masurare substantiale si reduc mult fiabilitatea.

- fie printr-un convertor numeric/analogic de precizie, montat in locul potentiometrului de echilibrare

Din cauza dispersei rezistentei in stare de conductie a comutatoarelor analogice necesare pentru multiplexare (ex. Pentru CMOS producatorii garanteaza ± 2.5 Ω), in cazul metodei de masurare in punte se impune utilizarea unor relee de foarte buna calitate.

In cazul masurarii prin metoda de masurare cu punte neechilibrata, situaţia este si mai dificila, din cauza ca aceasta metoda nu asigura compensarea rezistentelor parazite (rezistenta Rl a firelor de legatura si rezistentele comutatoarelor de multiplexare).

O a treia metoda de masurare a rezistentei este metoda volt-ampermetrica. Aceasta metoda se preteaza cel mai bine la o masurare automata, deoarece elimina influenta rezistentelor comutatoarelor.

Metoda consta in injectarea unui curent in rezistenta a carei valoare se masoara, de la o sursa de curent constant, apoi se masoara caderea de tensiune pe rezistenta.

Deoarece metoda nu asigura direct compensarea rezistentelor firelor de legatura, este nevoie de efectuarea a două masuratori si a unor calcule pentru determinarea corecta a valorii rezistentei traductorului.

b) Măsurarea raportului Z a două rezistente

Teleformetrele şi telepresmetrele necesita masurarea raportului Z a doua rezistente cu valori nominale cuprinse in domeniul 35...45 . Raportul acesta este proportional cu valoarea deformatiei, respectiv a presiunii.

Metoda de masurare recomandata este aceeasi ca la masurarea rezistentelor, metoda volt-ampermetrica.

c) Precizii de masurare la traductoare rezistive

Pentru a putea atinge precizia de masurare de 0,2 grdC la masurarea temperaturilor cu traductoare rezistive, cu valoarea nominala de aproximativ 50 si coeficientul de variatie a rezistentei cu temperatura r = 0,23 /grdC, precizia de masurare a rezistentelor trebuie sa fie conform calculelor de mai jos:

deci R = r T = 0,23 * 0,2 0,05

sau R% = R * 100 / R = 0,1%

unde:T este eroarea de măsurare a temperaturii de 0,2 grdC

Ro este rezistenţa traductorului la 0 grdC

R este eroarea de masurare a rezistentei R

iar R% valoarea procentuala a acestei erori raportata la intreaga gama de masura

_____________________________________________________________________________________________11

iunie 2005

Page 12: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

Ca urmare, precizia de masurare a tensiunilor si curentilor trebuie sa fie de 0,05% din gama de masura.

Pentru a putea atinge precizia de masurare de 0,3 Kgf/cmp la masurarea presiunilor cu traductoare rezistive, cu valoarea nominala a celor doua rezistente R1 şi R2 de aproximativ 35 şi constanta p = 150 Kgf/cmp precizia de masurare a rezistentelor trebuie să fie conform calculelor de mai jos:

P = p (Z + Z - Zo - Z + Zo) = p Z

ZR R

R R

R

R

R R R R

R R R

1 1

2 2

1

2

2 1 1 2

2 2 2

considerand: R1 R2 si R1 = R2 avem:

Z = 2 R2 / R2 iar P = 2 * p * R2 / R2

rezulta:R2 = P * R2 /2 /p = 0,3*35 /2 /150 = 0,035

sau: R2% = R2 * 100 / R2 0,1%

unde: P este eroarea de masurare a presiunii de 0,3 Kgf/cmp

Zo este raportul initial al rezistentelor traductorului neincarcat

Z este eroarea de masurare a raportului rezistentelor

R1 şi R2 este eroarea de masura a rezistentelor

R1% şi R2% valoarea procentuala a acestor erori raportate la intreaga gama de masura

Ca urmare precizia de masurare a tensiunilor trebuie să fie de 0,1% din gama de masura.

Pentru a putea atinge precizia de masurare de 3 /m la masurarea deformatiilor cu traductoare rezistive, cu valoarea nominala a celor doua rezistente R1 şi R2 de aproximativ 45 şi constanta f = 350 u/m, precizia de masurare a rezistentelor trebuie să fie conform calculelor de mai jos:

F = f (Z + Z - Zo - Z + Zo) = f Z

ZR R

R R

R

R

R R R R

R R R

1 1

2 2

1

2

2 1 1 2

2 2 2

considerand: R1 R2 şi R1 = R2 avem:

Z = 2 R2 / R2 iar F = 2 * f * R2 / R2

rezulta: R2 = F * R2 /2 /f = 3 * 45 /2 /350 0,2

sau: R2% = R2 * 100 / R2 0,5%

unde: F este eroarea de masurare a deformatiei de 3 /m

Zo este raportul initial al rezistentelor traductorului neincarcat

Z este eroarea de masurare a raportului rezistentelor

R1 şi R2 este eroarea de masurare a rezistentelor

_____________________________________________________________________________________________12

iunie 2005

Page 13: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

R1% şi R2% valoarea procentuala a acestor erori raportate la intreaga gama de masura

Ca urmare precizia de masurare a tensiunilor trebuie sa fie de 0,5% din gama de masura.

Calculele de precizie de mai sus, sunt valabile in cazul metodei de masurare volt-ampermetrice. Deci la aceasta metoda e nevoie de convertoare analog-numerice, pentru masurarea tensiunilor, de cel putin 11 biţi precizie

(1 LSB = 2-11 1/2000 = 0,05%). Precizia de reglare a curentului de excitare, la masurarea temperaturilor, trebuie sa fie tot de 11 biti.

In regimul seism/postseism, deoarece durata unei masuratori (indiferent de tipul ei) trebuie redusa drastic, se poate accepta o scadere a preciziei masuratorii.

2.2. Descriere constructiva

Componentele statiei automate si interconexiunea acestora este prezentata in schema bloc anexata.

2.3. Descriere functionala

Masurarea automata a AMC-urilor cu telecitire va fi coordonata de un calculator de achizitie amplasat in casa de supraveghere a barajului. Acesta are si rolul de "memorie tampon", asigurand stocarea temporara a datelor citite, protejand aceste date chiar în cazul unor eventuale intreruperi ale alimentării de la retea.

Calculatorul de achizitie este de tip IBM-PC minim Pentium I si va fi prevazut cu UPS.

Acesta efectueaza automat achizitia de date prin baleierea tuturor traductoarelor cu telecitire din baraj, conform unui program prestabilit, a unor cerinte venite de la operatorul aflat la baraj sau de pe reteaua locala UCC, sau la initiativa senzorului de seism

Informatiile necesare statiei de achizitie pentru a efectua transele de masuratori vor fi vehiculate intre aceasta si calculatorul de achizitie pe caile de comunicatie disponibile, conform unor protocoale particulare fiecarei arhitecturi.

Operatorul va putea cere efectuarea unei masuratori la un aparat anume, la un grup de aparate sau la toate aparatele.

Senzorul de seism, la atingerea pragului (valorii acceleratiei dupa o axa) de comutare regim va trece toate DL-urile in regimul de achizitie seism/postseism si va semnala calculatorului de achizitie data/ora/min/sec acestui eveniment.Calculatorul de achizitie va constitui un fisier separat cu masuratorile efectuate in acest regim.

Fisierele care contin transele de masuratori efectuate de statie (automat sau la cerere) vor fi transmise prin modemuri, linie telefonica sau alt suport de comunicatie (asigurate de compartimentul de informatica si telecomunicatii) pana la serverul subretelei UCC a Sucursalei. Aici ele vor fi convertite si incarcate in baza locala de date UCC. Masuratorile efectuate manual si observatiile vizuale vor fi introduse in aceasta subretea sub controlul programului UCCHALL.

Citirea de catre unitatile de achizitie (DL-uri) a traductoarelor care nu trec prin multiplexoarele cu relee (telependule directe si inverse, etc.) se va face pe linie seriala RS485. Aceste citiri vor fi deasemenea incluse in fisierele cu transe de masuratori ale statiei automate.

_____________________________________________________________________________________________13

iunie 2005

Page 14: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

Unitatile de achizitie asigura conversia analog/digitala a semnalelor provenite de la traductoare. In categoria traductoarelor ce se cuplează la multiplexoarele cu relee intra:

cele de tip rezistiv

cele de tip semirezistiv

cele de tip inductiv

cele de tip electroacustic

Traductoarele prevazute cu DL-uri conectabile la magistrala RS 485 (telependuli, deversori, aparate pentru masurari de debite) nu intra in multiplexoare

Masuratorile de nivel in acumulari si temperatura aerului se vor prelua de la exploatare in mod automat (cu acceptul si concursul sucursalelor) cu exceptia cazurilor cand studiul de fezabilitate prevede altfel.

3. CERINTE DE REALIZARE

3.1 Cerinţe de mediu inconjurator

Elementele statiilor sunt destinate sa functioneze in urmatoarele conditii de mediu:

zona macroclimatica: N cu climat temperat conf. STAS 6535-83;

categoria de exploatare: 1 conf. STAS 6692-83;

tipul de protecţie climatica a produsului: N conf. STAS 6692-83;

multiplexorul cu relee va trebui să îndeplinească gradul de protectie I.P.65

temperatura de exploatare: -10grd. C...+40grd. C;

umiditatea relativă: 75%

lipsit de praf cu pulberi bune conducatoare de electricitate, aburi sau gaze chimic active;

neinflamabil, neexploziv.

3.2 Cerinţe constructive si functionale

3.2.1 Cerinte privind alimentarea cu energie

Consumul de energie al unei statii automate nu depaseste, in mod uzual, 100 W.

Cerintele de alimentare cu energie electrica trebuie sa acopere urmatoarele situatii:

- alimentare normala – cand energia este furnizata de reteaua electrica existenta in obiectivul hidroenergetic. Pe cat posibil nu se vor face alimentari ale elementelor statiei din circuitul de iluminat, deoarece acesta se intrerupe frecvent.

- locul de amplasare al elementelor statiei poate fi inundat - alimentarea se va face prin cablu protejat din casa barajistului sau din puncte neimersibile

- obiectivul hidroenergetic nu dispune de energie electrica – se vor prevedea statii cu consum redus (cca 10 W) si durata minimizata de functionare, alimentate din surse neconventionale

_____________________________________________________________________________________________14

iunie 2005

Page 15: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

(baterii solare, baterii electrice de lunga folosinta – garantate min. 10 ani, minigrupuri complet automatizate, minigeneratoare pe debitul de servitute, etc.)

- atunci cand studiul de fezabilitate cere masuri speciale privind regimul seism/postseism – se va prevedea o sursa alternativa de alimentare de siguranta.

In toate cazurile se vor respecta normele privind puterea si tensiunea de lucru specifice constructiilor hidrotehnice.

3.2.2 Cerinte privind parametri masurati

Statiile vor putea citi (masura) automat urmatoarele tipuri de aparate (traductoare):

a) traductoare rezistive cu rezistenta nominala uzuala 10-110 Ω.

Precizia de masura: ± 0.2 Ω.

b) Raport de rezistente uzual in domeniul 0.9 – 1.1

Precizia de masura: 0.0001 %.

c) traductoare electroacustice (coarda vibranta) cu frecventa proprie de oscilatie 450-1100 Hz

Precizia de masura: ± 1 Hz.

d) traductoare cu raspuns in frecventa uzual in domeniul 10-30 KHz

Precizia de masura: : ± 5 Hz

e) traductoare cu raspuns in semnal unificat (4-20 mA)

Precizia de masura: 0.2 %

f) telependuli uzual in domeniul ± 15 mm.

Precizia de masura, indiferent de tipul traductorului: ± 0.01 mm. Se recomanda traductori fara miscare mecanica (CCD, inductivi, etc.)

g) Pentru alte masuratori efectuate automat (debite rigole, debite contracanale, deversori, nivele DH-uri, etc.) se va respecta cel putin precizia de masura a aparatelor cu care se fac transele manuale de masuratori.

Transele de masuratori, (automate sau la cerere) vor fi gestionate de catre un program de control, instalat pe calculatorul de achizitie. Acest program va trebui sa se lanseze automat in executie la pornirea calculatorului, chiar si in cazul caderilor de tensiune de alimentare si sa asigure urmatoarele functii:

lansarea automata in executie a programului de achizitie conform unui program prestabilit

preluarea informatiilor de configurare a statiei automate din reteaua locala UCC (lista aparate, regim curent de functionare, comenzi de executie imediata achizitie integrala sau selectiva, etc)

executie achizitie automata, integrala sau selectiva, la cererea operatorului local sau la cererile venite din retea

executie achizitie automata in regim seism/postseism pentru traductorii si la viteza definita de proiectant pentru acest regim

_____________________________________________________________________________________________15

iunie 2005

Page 16: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

comutare regim de functionare statie de achizitie: normal, atentie, alarma, avarie, la cererile venite din retea

executie achizitie automata, integrala sau selectiva, in regim de test, la cererea operatorului local

transferul in retea a transelor de masuratori

transferul automat in retea a transelor de masuratori in regim seism/postseism

vizualizare transe de masuratori efectuate de statie, in regim normal sau de test

3.2.3 Cerinte privind comunicatia

In general legatura dintre calculatorul de achizitie si calculatorul din Laborator UCCH este asigurata de catre compartimentul de informatica/telecomunicatii al sucursalelor si tine de strategia proprie a acestora. Producatorii de statii automate de UCC vor respecta tipul de conexiune cerut de aceste compartimente.

Se poate preciza ca debitul de informatii pe aceste conexiuni este redus (cca 100 Ko/24 ore) si poate fi amplasat in golurile de trafic.

O situatie speciala apare in momentul in care se cere o transa imediata de masuratori din Laboratorul UCC al sucursalei (sau de la Hidroelectrica Bucuresti, prin reteaua operativa UCC) si care trebuie deservita imediat. Deasemenea, o cerere imediata pe aceasta conexiune poate apare in caz de seism de la calculatorul de achizitie din obiectivul hidroenergetic.

Aceste cerinte de acces imediat la conexiunea laborator UCC – statie automata UCC se vor rezolva de comun acord cu compartimentele de informatica ale sucursalelor.

Legatura inferioara calculator de achizitie – unitati de achizitie va fi asigurata de producatorul statiei si este in mod uzual o conexiune seriala RS 485 sau RS 232. Pe aceasta conexiune se vor lua masuri speciale in zonele de traseu aerian contra descarcarilor electrice si in zonele de traseu apropiat cu circuitele de forta contra zgomotelor EMG.

3.2.4 Cerinte privind masuratorile manuale

Existenta statiei automate nu exclude transele manuale de masuratori efectuate conform proiectelor de urmarire speciala. Aceste masuratori se vor efectua in cutiile terminale ale statiei automate, acestea trebuind sa asigure efectuarea neperturbata a transelor de masuratori, atat in prezenta cat si in absenta tensiunilor de alimentare.

Aparatura cu care se efectueaza transele manuale de masuratori este cea din dotarea sucursalelor, supusa regulilor de metrologizare.

3.2.5 Cerinte privind mentenabilitatea

Statiile automate vor fi de conceptie modulara, cu o clara definire a blocurilor si unitatilor functionale. Odata cu livrarea statiei automate se vor livra si seturi de piese de schimb la nivel de unitati sau blocuri functionale.

Personalul UCC al Sucursalei va fi instruit de catre producatorul statiei pentru a putea efectua interventii asupra acesteia la nivel de blocuri/unitati functionale din stocul conbstituiot la livrare. Acest stoc va fi mentinut intact de catre producator in conditii ce se vor prevedea in contractul de achizitie.

_____________________________________________________________________________________________16

iunie 2005

Page 17: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

3.3 Cerinte privind execuţia

Executia lucrarilor de cablare si montaj a cutiilor terminale NU trebuie sa afecteze gradul de protectie la umiditate, indiferent de calitatea sau conditiile in care se prezinta cablele de la traductori.

Din experienta lucrarilor C+M si PIF realizate de Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca pentru statiile automate, rezulta cateva cerintelegate de realizarea acestor lucrari:

datorita conditiilor de mediu din obiectivele hidrotehnice, cutiile in care se monteaza elementele statiilor trebuie sa fie din plastic, cu grad de protectie minim IP65.

La majoritatea statiilor realizate de UTCN s-a constatat prezenta apei infiltrate prin mantaua de protectie a cablelor de semnal si propagate de-a lungul acestora, ceea ce impune urmatoarele masuri:

o Cablele vor intra in cutiile terminale prin partea de jos a acestora, dupa ce vor face o bucla sub cutii

o Toate infasurarile de protectie a firelor (3 sau 5) unui cablu vor fi sectionate la minim 5 cm sub intrarea in cutie, pentru a permite evacuarea apei din cablu

o In cutii vor intra numai firele fara ecranele de protectie, protectia contra umezelii facandu-se la aceste intrari (ex. Bitum si ulei de transformator in topitura)

o In cazul in care firele din cablul de semnal sunt litate, apa se poate infiltra in interiorul cutiei prin capilaritate, printre litele firelor. In aceasta situatie se va constitui o cutie de jonctiuni exterioara cutiei si se vor lua masuri de protectie anticorosiva a jonctiunilor

o In toate situatiile se vor evita pe cat posibil prelungirile de cable prin mansonare

Datorita faptului ca, dupa instalarea statiei automate, masuratorile manuale se vor face la conectorii din cutiile terminale, prin deschiderea acestora va intra in cutii aer umed. Pentru buna functionare a statiilor automate, in fiecare cutie se va pune silicagel, pentru eliminarea umezelii. Silicagelul se va schimba periodic (la cc 6 luni).

Nisele cu iesire pe pasarelele aval, vor fi inchise cu usi etanse (preferabil termoizolate) pentru a mentine temperaturi pozitive in interior pe timpul iernii.

Odata cu instalarea dispozitivelor de citire automata a telependulelor se vor schimba si firele de invar ale acestora, daca se constata ca prin imbatranire si-au modificat proprietatile mecanice. Pentru a realiza aceasta schimbare se vor lua toate masurile ca sirul de valori masurate sa nu prezinte salturi

Pe durata executiei lucrarilor de montaj a elementelor statiei automate se vor respecta toate cerintele privind alimentarea cu energie (cap. 3.2.1) si cele privind traseele cablelor de comunicatie (cap. 3.2.3)

3.4 Cerinte privind garantia si postgarantia statiilor automate

Perioada de garantie a echipamentelor si lucrarilor efectuate pentru o statie automata va fi cea prevazuta in contractul de executie, cu respectarea legislatiei in vigoare.

_____________________________________________________________________________________________17

iunie 2005

Page 18: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

Pe durata garantiei, furnizorul va prevedea un stoc de piese de schimb la nivel de unitati functionale ale statiei si va mentine intact acest stoc, prin completarea elementelor utilizate

Furnizorul va instrui personalul UCC al sucursalelor pentru a putea face interventii de urgenta asupra statiilor in caz de defectiuni.

In regim de postgarantie, furnizorul se va obliga sa asigure necesarul de piese de schimb si asistenta tehnica la echipamentele livrate pentru minim 10 ani.

4. CONDIŢII TEHNICE DE CALITATE

4.1 Conditii privind aptitudinile de functionare

4.1.1 Calculatorul de achizitie va fi in regim de functionare continua, pe el executandu-se programul de control al achizitiei.

Pentru aceasta, alimentarea cu energie a calculatorului se va face din UPS. In cazul caderilor de tensiune de durata, la revenirea tensiunii de alimentare, executia programului de control se va relua automat, fara interventia operatorului.

Citirea traductorilor de catre statie trebuie sa se execute in urmatoarele cazuri:

a) la comanda unui eventual operator ce se gaseste la baraj

In acest caz programul de control trebuie sa execute comenzile operatorului, fie pentru o transa completa de masuratori, fie pentru anumite aparate selectate.

b) automat, cu o periodicitate programata

In acest caz executia transelor de masuratori va respecta periodicitatea data de proiectant prin proiectele de urmarire speciala pentru regimul de functionare curent al barajului

c) la receptionarea unor comenzi din reteaua locala UCC

In acest caz programul de control executa comenzile primite, similar cu cazul a)

d) la efectuarea unor teste functionale asupra statiei automate de catre personalul autorizat

In cazurile a, b si c masuratorile efectuate vor fi salvate in fisierul de masuratori al zilei, urmand a fi transmise in reteaua locala UCC

In cazul d) se va constitui optional un fisier .log pentru consultari ulterioare.

e) in cazul declansarii de catre senzorul de eism a regimului seism/postseism

In acest caz masuratorile se vor efectua pentru parametrii si la viteza de citire date de proiectant in proiectul de urmarire speciala pentru regimul de seism.

Transele de masuratori vor fi transmie automat catre Laboratorul UCC al sucursalei.

4.1.2 Statia trebuie să asigure efectuarea transferul de informatii cu reteaua locala UCC la initiativa acesteia din urma.

Informatiile vehiculate vor fi:

a) fisiere de configurare a achizitiei - contin parametri tuturor traductoarelor conectate la statie_____________________________________________________________________________________________

18 iunie 2005

Page 19: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

b) fisiere cu transe de masuratori ale unei zile

c) comanda de efectuare la cerere a unei transe complete de masuratori

d) comanda de efectuare la cerere a unor masuratori pentru anumite aparate

e) comanda de comutare regim de functionare statie: normal, atentie, alarma, avarie

f) fisiere cu transe de masuratori in regim seism/postseism

Toate aceste fisiere si comenzi vor fi compatibile cu programul UCCHALL care controleaza reteaua locala UCC.

4.1.3 Statia trebuie sa asigure masurarea automata a urmatoarelor tipuri de traductoare:

a) Traductoare rezistive cu rezistenta nominala uzuala 10-110 Ω.

Precizia de masura: ± 0.2 Ω.

b) Raport de rezistente uzual in domeniul 0.9 – 1.1

Precizia de masura: 0.0001 %.

c) traductoare electroacustice (coarda vibranta) cu frecventa proprie de oscilatie 450-1100 Hz

Precizia de masura: ± 1 Hz.

d) traductoare cu raspuns in frecventa uzual in domeniul 10-30 KHz

Precizia de masura: : ± 5 Hz

e) traductoare cu raspuns in semnal unificat (4-20 mA)

Precizia de masura: 0.2 %

f) Telependuli uzual in domeniul ± 15 mm.

Precizia de masura, indiferent de tipul traductorului: ± 0.01 mm. Se recomanda traductori fara miscare mecanica (CCD, inductivi, etc.)

g) Pentru alte masuratori efectuate automat (debite rigole, debite contracanale, deversori, nivele DH-uri, etc.) se va respecta cel putin precizia de masura a aparatelor cu care se fac transele manuale de masuratori.

4.1.4 Statia trebuie sa asigure vizualizarea transelor de masuratori sub forma tabelara, cu marcarea situatiilor de eroare

4.2 Conditii privind functionarea de durata

Statia de achizitie trebuie să suporte, fara defectiuni, o proba de functionare continua de 200 ore la temperatura ambianta.

4.3 Conditii privind fiabilitatea

Statia trebuie sa corespunda urmatorilor indicatori previzionari de fiabilitate, calculati conform "Normativului de fiabilitate" NF-CCF-03-86:

- timpul mediu de buna functionare MTBF = 10.000 ore

- intensitatea de defectare LAMBDA = 1/10000 1/ore

_____________________________________________________________________________________________19

iunie 2005

Page 20: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

- media timpului de reparatie MTR = 1 ore

- probabilitatea de buna functionare R (10000) = exp(-LAMBDA x 10000)= 0,3679

- disponibilitatea MTBF

A = ------------------- = 0,9999

MTBF + MTR

Aparatele componente ale statiei, ce se vor cumpara de la terti, se vor alege in asa fel incat sa asigure o fiabilitate ridicata a intregii statii automate.

Se estimeaza realizarea unei medii a timpului de bună funcţionare (MTBF) de circa 2ani.

Intregul echipament trebuie realizat intr-o conceptie modulara, cu posibilitatea inlocuirii usoare a subansamblelor defecte.

Conectarea traductoarelor la statie se va face in aşa fel incat sa se pastreze in continuare posibilitatea măsurarii manuale (cu puntea de masura portabila) a traductoarelor, în eventualitatea avarierii statiei automate sau a aparitiei unor probleme de alimentare de la retea.

Aceasta facilitate va fi folosita si pentru efectuarea unor masuratori paralele, automate si manuale, pentru verificarea corectitudinii masuratorilor statiei automate prin compararea celor două transe de măsuratori.

4.4 Conditii privind materialele

Pentru realizarea statiei se vor folosi echipamente care, conform datelor garantate de producator, prin date de catalog sau certificate de calitate, satisfac cerintele de mediu impuse statiei.

4.5 Conditii privind executia

Elementele statiei trebuie sa corespunda din punct de vedere electric si mecanic documentatiei de executie. Lucrarile C+M vor respecta cerintele din cap. 3.3.

5. REGULI PENTRU VERIFICAREA CALITĂŢII

Statia care face obiectul prezentului caiet de sarcini se supune urmatoarelor incercari si verificari:

- de tip

- de fiabilitate

5.1 Incercarile de tip

Se fac la punerea in functiune a statiei si dupa modificari in constructia statiei.

Rezultatele verificarilor de tip se consemneaza in buletine de incercari, eliberate de executant si avizate de beneficiar.

Statia se accepta daca indeplineste conditiile tehnice prevăzute in Tabelul 1, cu exceptia punctului 6 (conditia tehnica 4.3), care se verifica la iesirea din garantie.

Tabelul 1

Nr. crt.

Denumirea verificarii Conditia tehnica

Metoda de verificare

_____________________________________________________________________________________________20

iunie 2005

Page 21: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

Paragraful

1. Verificarea pornirii achizitiei 4.1.1 6.1.1

2. Verificarea telecomunicatiei 4.1.2 6.1.2

3. Verificarea măsurarii traductoarelor 4.1.3 6.1.3

4. Verificarea afisarii masuratorilor 4.1.4 6.1.4

5. Verificarea la anduranta 4.2 6.2

6. Verificarea fiabilitatii 4.3 6.3

7. Verificarea materialelor folosite 4.4 6.4

8. Verificarea conformitatii cu documentatia 4.5 6.5

5.2 Verificari de fiabilitate

Parametrii previzionali de fiabilitate de la punctul 4.3 vor fi verificaţi în primul an de exploatare a statiei.

Culegerea datelor din exploatare va corespunde indicaţiilor din STAS 10911-77, iar prelucrarea statistică a datelor se va face conform STAS 10307-75.

6. METODE DE VERIFICARE

Verificarea calitătii statiei se face cu aparatele de masura manuale, folosite inainte de instalarea statiei, existente in dotarea Sucursalei.

6.1 Verificarea conditiei tehnice 4.1

6.1.1 Verificarea conditiei tehnice 4.1.1

Se verifică astfel:

a) la comanda unui eventual operator ce se gaseste la baraj

Pe calculatorul de achizitie se afla in executie programul de control, conexiunea cu statia automata este realizata, iar operatorul:

- selecteaza executia unei transe complete de masuratori

- selecteaza executia unei transe partiale de masuratori, pentru anumite aparate selectate

Daca statia executa comenzile si afiseaza rezultatele achizitiei, conditia tehnica este indeplinita.

b) automat, cu o periodicitate programata

Utilizand resursele sistemului de operare, se modifica ora calculatorului cu 5 minute inainte de ora proximei achizitii programate si se reintra in programul de control. Daca dupa 5 minute de la aceasta operatie, fara interventia operatorului, se stabileste conexiunea cu statia si este lansata in executie achizitia unei transe complete de masuratori, conditia tehnica este indeplinita. Operatorul trebuie sa refaca ora corecta a calculatorului.

c) la receptionarea unor comenzi din reteaua locala UCC

_____________________________________________________________________________________________21

iunie 2005

Page 22: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

Utilizand meniurile din programul UcchAll din reteaua locala UCC, se transmite catre statia automata de achizitie o comanda de efectuare a unei transe de masuratori, suplimentara fata de cele programate si lansate in executie automat de catre programul de control.

Daca la receptionarea comenzii, statia efectueaza o transa de masuratori, o transfera la calculatorul de achizitie iar acesta afiseaza rezultatele si le depune in fisierul zilei, conditia tehnica este indeplinita.

d) la efectuarea unor teste functionale asupra statiei automate de catre personalul autorizat

Un operator selecteaza meniul “Test” din ecranul programului de control de pe calculatorul de achizitie si cere executia unui test a tuturor aparatelor.

Daca conexiunea cu statia si comanda se executa si pe ecran apar informatiile despre fiecare aparat, conditia tehnica este indeplinita.

e) la simularea unui seism de catre personalul autorizat

Daca conexiunea cu statia se realizeaza si acesta executa transele de masuratori in regim seism, iar acestea sunt afisate, conditia tehnica se considera indeplinita.

6.1.2 Verificarea conditiei tehnice 4.1.2

Se face astfel:

a) fisiere de configurare a achizitiei - contin parametri tuturor traductoarelor conectate la statie

Pe calculatorul de achizitie se afla in executie programul de control, iar pe calculatorul din Laboratorul UCC, se lanseaza in executie programul UcchAll. Din meniurile UcchAll se transmite catre statia de achizitie fisierul de configurare. Dupa receptia acestuia, se intra pe calculatorul de achizitie in meniurile programului de control si se vizualizeaza configuratia receptionata. Daca aceasta corespunde, ca tip si nr. de AMC-uri cu cea specificata in cap. 3.2, conditia tehnica se considera indeplinita.

b) fisiere cu transe de masuratori ale unei zile

De pe calculatorul de achizitie, cu conexiunea cu statia stabilita, se executa, la cerere, o transa completa de masuratori. Dupa aceasta, cu calculatorul din reteaua locala UCC, sub programul UcchAll, se cere aducerea fisierului zilei de pe calculatorul de achizitie prin conexiunea retelei locale UCC.

Daca din programul UcchAll se poate vizualiza transa de masuratori efectuata anterior si receptionata, conditia tehnica se considera indeplinita.

c) comanda de efectuarea la cerere a unei transe complete de masuratori

Cu calculatoarele din Laboratorul UCC si cel de achizitie, aflate in aceleasi conditii ca si la verificarile a si b, se transmite comanda efectuarii unei transe complete de masuratori. Daca, dupa receptia comenzii, calculatorul de la baraj executa comanda si pe ecran se afiseaza transa de masuratori efectuate, conditia tehnica este indeplinita

d) comanda de efectuarea la cerere a unor masuratori pentru anumite aparate

_____________________________________________________________________________________________22

iunie 2005

Page 23: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

Verificarea se face ca si la conditia 4.1.2.c, cu deosebirea ca se citesc si se afiseaza numai aparatele din lista ceruta de operatorul din reteaua locala UCC.

e) comanda de comutare regim de functionare statie: normal, atentie, alarma, avarie

Din Laboratorul UCC, din programul UcchAll, se transmite comanda de schimbare regim de functionare al statiei, din regim normal in regim de atentie.

Daca pe calculatorul de achizitie, dupa receptionarea comenzii, se vizualizeaza fisierul de configurare al statie si se observa periodicitatea de citire data de proiectant pentru acest regim, conditia tehnica se considera indeplinita.

f) fisiere cu transe de masuratori in regim seism/postseism

Cu calculatorul din Laboratorul UCC in programul UCCHALL, dupa simularea in baraj a unui seism, daca pe ecranul acestuia apar transele de masuratori in regimul seism/postseism, conditia tehnica se considera indeplinita.

6.1.3 Verificarea conditiei tehnice 4.1.3

Se face astfel:

Se executa o transa completa de masuratori manuale cu aparatrura de masura de referinta omologata, din dotarea Sucursalei. Valorile masurate sunt introduse intr-un tabel, in coloana “masuratori manuale”.

Clasa de precizie a aparatelor de referinta trebuie sa fie mai buna decat a statiei, pentru fiecare tip de masurare.

Se executa, la un interval de timp cat mai scurt dupa transa manuala, o transa de masuratori automate, pentru toate teleaparatele. Valorile masurate sunt introduse in acelasi tabel, in coloana “masuratori automate”.

Se calculeaza diferenta dintre cele doua masuratori, pentru fiecare teleaparat, rezultatele obtinute fiind introduse in tabel, in coloana “diferente masuratori”.

Utilizand metodele de calcul descrise in cap. 2.1.5, se evalueaza performantele medii de masura ale statiei, pentru fiecare tip de aparat.

Pentru aparatele manuale de masura care furnizeaza rezultatul in aceleasi unitati de masura cu statia automata, compararea se face numai in aceste unitati de masura.

Conditia tehnica se considera indeplinita daca sunt respectati parametrii din cap. 4.1.3.

6.1.4 Verificarea conditiei tehnice 4.1.4

Se verifica prin activarea, din meniul programului de control de pe calculatorul de achizitie a functiei de vizualizare. Daca, dupa selectarea zilei din care se doreste vizualizarea pe ecran, apar transele de masuratori efectuate, conditia tehnica este indeplinita

6.2 Verificarea conditiei tehnice 4.2

Se verifica prin supunerea statiei automate la o proba de functionare continua la temperatura mediului ambiant. Daca timp de 200 de ore statia functioneaza corespunzator, conditia tehnica este indeplinita.

6.3 Verificarea conditiei tehnice 4.3

_____________________________________________________________________________________________23

iunie 2005

Page 24: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

Se va face dupa primul an de functionare, conform procedurii din cap. 4.3.

6.4 Verificarea conditiei tehnice 4.4

Se realizeaza prin verificarea certificatelor de calitate sau de conformitate a echipamentelor, materialelor şi componentelor folosite.

6.5 Verificarea conditiei tehnice 4.5

Se verifica vizual si cu ajutorul mijloacelor de masurare.

7. MARCARE, CONSERVARE, AMBALARE, TRANSPORT, DEPOZITARE, DOCUMENTE ŞI INVENTARE DE LIVRARE

7.1 Marcare

Elementele statiei vor fi prevazute cu etichete ce vor cuprinde:

- denumirea elementului;

- intreprinderea producatoare si emblema intreprinderii;

- anul fabricatiei;

- seria fabricatiei;

- tensiunea de alimentare, puterea absorbita, frecventa.

7.2 Ambalare

Elementele statiei se livreaza ambalate in cutii. Spaţiile libere se completează cu polistiren expandat sau carton ondulat.

Pe fiecare cutie se aplica o eticheta care cuprinde cel putin următoarele:

- date pentru identificarea expeditorului

- date pentru identificarea destinatarului

7.3 Transport

Transportul se va face cu mijloace care sa asigure protectia la deteriorari mecanice si climatice (auto, feroviare), respectand normele in vigoare.

Temperatura în timpul transportului se va încadra intre -10...+40 grd C, iar umiditatea relativa maximă va fi de 95%.

7.4 Depozitare

Depozitarea elementelor statiei se face in incaperi inchise, lipsite de praf care contine pulberi bune conducatoare de electricitate, aburi sau gaze chimic active, în următoarele conditii climatice:

- temperatura de depozitare de scurta durata: -10...+40 grdC si umiditate relativa maxima de 95%

- temperatura pentru depozitare de lunga durata: +5...+35 grdC si umiditatea relativa maxima de 80%

7.5 Documente si inventar de livrare

_____________________________________________________________________________________________24

iunie 2005

Page 25: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

Produsul se livreaza conform prezentului caiet de sarcini impreuna cu:

- documentatia de executie

- manual de instructiuni pentru utilizator

- calculatorul de achizitie de la baraj

- UPS-ul necesar preluarii varfurilor de sarcina si alimentarii continue a calculatorului pe perioada unor pene de curent.

8. GARANTII

Termenul de garantie al statiei va fi de minim 12 luni de la data punerii in functiune, dar nu mai mult de 18 luni de la data livrarii, cu conditia respectarii instructiunilor de montaj, intretinere, exploatare, precum si a conditiilor de transport si depozitare din prezentul caiet de sarcini si al manualului de instructiuni.

9. OBLIGATIILE PRODUCATORULUI STATIEI

Producatorul statiei are obligatia sa instruiasca personalul ce opereaza direct cu statia pentru a se asigura ca acesta cunoaste modul de utilizare al acesteia.

10. OBLIGATIILE BENEFICIARULUI STATIEI

Dupa expirarea perioadei de garantie, beneficiarul statiei are obligatia intocmirii unui contract de service si asistenta pe o perioada de un an, cu posibilitate de prelungire a acestuia pe toata durata de existenta a statiei, pentru a se asigura de buna functionare si de buna calitate a informatiilor furnizate.

11. NOMENCLATORUL DE LUCRARI

Realizarea unei statii se va face in 2 etape:

1. Proiect de executie al sursei de alimentare, a cailor de comunicatie si a statiei cu AMC-urile ce urmeaza a fi citite automat.

2. Efectuarea de lucrari de C+M, PIF si receptie statie.

12. CONCLUZII

Asa cum s-a mai specificat in prezenta documentatie, transele de masuratori executate automat de statia UCC, NU exclud transele de masuratori efectuate manual, cu aparatura metrologizata, conform proiectelor de urmarire speciala

In timpul executiei lucrarilor de executie a statiei automate sau cel mai tarziu in anul urmator PIF statie, beneficiarul acesteia va promova spre contractare cu un proiectant de specialitate urmatoarele:

Studiu privind ratele de achizitie automata a parametrilor UCC in regimurile normal/atentie/avertizare/alarma

_____________________________________________________________________________________________25

iunie 2005

Page 26: Statii automate

_____________________________________________________________________________________________Universitatea Tehnica din Cluj-NapocaStudiu privind conţinutul cadrul al proiectării sau achiziţionării de statii automate pentru urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice Memoriu Tehnic_____________________________________________________________________________________________

Studiu privind parametrii UCC achizitionati automat in regim seism

Studiu privind parametrii UCC achizitionati automat in regim postseism

Informatiile furnizate de aceste studii vor fi introduse in configurarea statiei automate din programul UCCHALL

Documentele rezultate din procedurile de verificare a calitatii echipamentelor si lucrarilor de executie a statiei, impreuna cu transele martor de masuratori automate/manuale efectuate la PIF constituie documente anexa la procesele verbale de receptie a statiilor automate

O remarca speciala se face pentru masuratorile automate a temperaturii la Teletermetre. Aceste masuratori se vor efectua numai cu compensarea rezistentei firelor de legatura, pentru a nu introduce erori in studiile de ACC ulterioare

In ultima vreme apare tendinta de a extinde gama senzorilor cu telecitire (masuratori de debite pe rigole, contracanale, deversori, masuratori de nivele sau presiuni in DH-uri, masuratori la bolturi, cleme, etc.). Cerintele de precizie a masuratorilor si semnificatia marimilor masurate d.p.d.v. al fenomenelor urmarite in aceste cazuri vor rezulta dintr-un studiu de fezabilitate elaborat de un proiectant de specialitate in domeniu.

Cel mai tarziu la un an de la PIF statie automata, se va face omologarea acesteia, printr-o sedinta de omologare interna, la care vor participa: producatorul statiei, un proiectant de specialitate, reprezentanti ai beneficiarului si reprezentanti ai Hidroelectrica SA. Alaturi de celelalte documente cerute de normativele in vigoare, pentru aceasta sedinta se vor prezenta spre analiza si transele paralele de masuratori automate/manuale efectuate de la PIF pana la zi.

Concluziile rezultate in urma acestei sedinte devin obligatorii atat pentru producatorul statiei cat si pentru beneficiar.

Intocmit

Ing. Ioan Saplacan

_____________________________________________________________________________________________26

iunie 2005