Журнал «ИСУП». (Информатизация и системы управления в промышленности)
ИТ, КИПиА, метрология, АСУ ТП, энергетика, АСКУЭ, промышленный интернет, контроллеры, экология, электротехника, автоматизации в промышленности, испытательные системы, промышленная безопасность

Измерительные комплексы учета природного газа для промышленности и коммунального хозяйства

Shapka.jpg

В статье рассмотрены измерительные комплексы учета природного газа СМТ-Комплекс и ПК-ТМ производства ООО «Техномер». Описаны их конструктивные особенности, метрологические характеристики, а также возможности телеметрии и программного обеспечения для автоматизированного сбора и обработки данных в системах учета газа.

ООО «Техномер», г. Арзамас, Нижегородская обл.

Tehnomer.png

скачать pdf >>

ООО «Техномер» – российская компания с высокой степенью локализации, специализирующаяся на разработке и производстве автоматизированных систем сбора данных, контроллеров телеметрии, интеллектуальных счетчиков га­за для применения в сетях газоснабжения на низком и среднем давлении, метрологического оборудования и программных продуктов. Производственные площадки ООО «Техномер» оснащены современным автоматизированным сборочным и испытательным оборудованием.

Главный актив компании – высококвалифицированная команда сотрудников, глубокие знания и профессиональный опыт которых позволяют осуществлять разработки и исследования в перспективных направлениях газоизмерительной техники.

На рынке газового оборудования, предназначенного для коммерческого учета природного га­за в бытовом, коммунально-бытовом и промышленном секторах газопотребления, известны измерительные комплексы учета га­за производства ООО «Техномер», используемые для работы на низком и среднем давлении.

В первой части статьи речь пойдет об интеллектуальных счетчиках газа ти­па СМТ, предназначенных для эксплуатации на низком давлении до 15 кПа. На сегодняшний день компанией разработано и производится более 250 исполнений и модификаций счетчиков СМТ. Отдельное место в этом ря­ду занимают микротермальные счетчики га­за в исполнении СМТ-Комплекс (рис. 1).

Ris_1.jpg

Рис. 1. Различные исполнения счетчиков газа СМТ-Комплекс

Разработанные на основе типовых технических требований ООО «Газпром межрегионгаз» приборы СМТ-Комплекс стали логическим продолжением линейки счетчиков га­за СМТ-Смарт и получили дополнительные технические возможности – расширенный функционал, позволяющий занимать уверенные позиции на рынке и конкурировать с приборами учета га­за других производителей. Счетчики СМТ-Комплекс выпускаются в типоразмерах G4, G6, G10, G16, G25, G40, G65, G100, обеспечивая измерения расхода в диапазоне от 0,04 до 176 м3/ч. Широкий ряд типоразмеров позволяет проектировать узлы учета природного га­за теплогенераторных установок, обеспечивающих отопление помещений площадью до 5000 м2.

Счетчики СМТ-Комплекс могут быть дополнительно оснащены запорным клапаном, который служит для управления потоком га­за. В случае аварийных ситуаций счетчик принимает самостоятельное решение о закрытии клапана, таким образом осуществляется контроль безопасного применения. Технически реализована возможность дистанционного отключения абонента от газовой се­ти при несоблюдении условий договора поставки га­за до момента выполнения обязательств.

Приборы имеют компактные размеры, что значительно снижает затраты при выполнении строительных и монтажных работ. Например, линейка приборов G4‑G25 имеет габариты 200 × 175 × 246 мм. Это позволяет заменять выработавшие свой ресурс диафрагменные счетчики без проведения сварочных работ.

На сегодняшний день приборы учета га­за СМТ-Комплекс отвечают основным техническим и метрологическим требованиям нормативной документации, регламентирующей применения данного средства измерения на объектах газопотребления. В соответствии с СТО Газпром газораспределение 5.3-2-2025 «Интеллектуальные приборы учета га­за» в счетчиках СМТ-Комплекс расширен диапазон температур измеряемой среды, который сейчас составляет –40…+60 °C. Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении объема га­за, приведенного к стандартным условиям (+20 °C, 101,3 кПа), не превышают ±4 %, что отвечает требованиям Постановления Правительства РФ от 16 ноября 2020 г. № 1847 «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений».

Кроме того, современный СМТ-Комплекс соответствует требованиям п. 6 «Показатели точности» в диапазоне расходов Qmin–Qmax для категории УИРГ «Группа Б» СТО Газпром газораспределение 2.4.-13-1-25 «Узлы измерения расхода га­за». Для модификации «2У» полное значение относительной погрешности не превышает ±3 %.

Данные характеристики СМТ-Комплекс определяют его функциональные особенности. Перечислим их:
- счетчик измеряет объем га­за, приведенный к стандартным условиям. Для приведения к стандартным условиям не требуется измерение таких параметров, как температура и давление, и, как следствие, не на­до приобретать дорогостоящие электронные корректоры и вычислители (как для мембранных счетчиков);
- в счетчиках реализован прямой метод измерения, так как искомая измеряемая величина – объем га­за, приведенный к стандартным условиям, – получается непосредственно от данного средства измерения, без привлечения результатов других прямых измерений. Методика выполнения измерений (МВИ) внесена в Руководство по эксплуатации и подтверждена на этапе утверждения ти­па СИ. Поэтому нет необходимости платить за акт МВИ;
- в СМТ-Комплекс при вводе в эксплуатацию не нужно вводить параметры природного га­за (компонентный состав, плотность и т. д.). Нет необходимости выезда представителей поставщика га­за для проведения данных работ. При вычислении объема га­за, приведенного к стандартным условиям, не применяются подстановочные значения (условно-постоянные величины), в отличие от счетчиков с косвенным методом измерения;
- система диагностики измеряемых и системных параметров в СМТ фиксирует нештатные события (предупреждения, тревоги, аварии). Фиксация начала и окончания событий происходит в архивных данных с привязкой к дате, времени, текущим показаниям (объему, температуре га­за и составу га­за) СМТ-Комплекс и отображается кодами на индикаторе;
- контролируемый процесс пуска га­за. Благодаря наличию специальной функции «обобщенный параметр состава га­за К‑Фактор» ведется контроль за состоянием измеряемой среды. Таким образом отслеживаются различные манипуляции со счетчиком, в том числе выясняется, когда был произведен пуск газа;
- широкие коммуникационные возможности телеметрии. Счетчик имеет встроенный GSM/GPRS-модуль, а также возможность коммуникации с цифровыми контроллерами БПЭК‑03/ЦК в качестве внешней телеметрии. Измеренные параметры и архивные данные автоматически передаются по каналу сотовой связи GPRS/2G на удаленный сервер сбора данных. Сервер сбора данных может управляться ПК «Газсеть» (ООО «Техномер»), «ИУСЦИФРА» (ЕПУ СТМ РГК) и GasCloud (МНПП «Сатурн», АО «Мособлгаз»);
- большое количество настраиваемых IP-адресов серверов. В СМТ-Комплекс в базовом исполнении с одной сим-картой имеется возможность настройки IP-адресов двух серверов. По специальному заказу счетчики можно оснастить дополнительно двумя сим-картами формата сим-чип и обеспечить подключение к шести серверам (с независимым расписанием по передаче данных).

Используя многообразие имеющихся интерфейсов, разработчики реализовали различные варианты подключения и схемы информационных потоков, применяемых на практике в СМТ-Комплекс на объектах газопотребления. На схеме (рис. 2) видно, что в конструкции СМТ-Комплекс реализованы следующие интерфейсы: двухстрочный графический интерфейс, встроенный модем, оптический интерфейс и проводной интерфейс RS‑485.

Ris_2.jpg

Рис. 2. Интерфейсы подключения и информационные потоки СМТ-Комплекс

Встроенный модуль телеметрии обеспечивает передачу данных в сетях сотовой связи GSM/GPRS/2G на частотах 850/900/1800/1900 МГц. Передача текущей информации СМТ-Комплекс и накопленных архивных данных происходит в автоматическом режиме с заданной периодичностью на сервер сбора и обработки данных, находящийся под управлением ПО «Газсеть: Экстра», по протоколу TCP/IP. Также передача данных может осуществляться на серверы сбора данных под управлением ЕПУ СТМ РГК или системы сбора данных GasCloud. Для работы встроенного GSM/GPRS-модуля используется штатно установленная внутри корпуса встроенная антенна. Также конструкция позволяет дооснастить СМТ-Комплекс через внешний гермоввод внешней выносной антенной усиленной мощности.

Оптический интерфейс СМТ-Комплекс является резервным каналом связи (при неисправности встроенного модуля телеметрии) и используется для считывания архивных данных на персональный компьютер, изменения настроечных параметров счетчика, управления встроенным запорным клапаном счетчика, а также ремонта и поверки на мобильной поверочной установке УПМ. Для работы с оптическим интерфейсом применяются оптические устройства производства ООО «Техномер»: проводной кабель-адаптер оптический KAO-USB или считывающее устройство СМАРТ-КАО, в котором реализован беспроводной канал на основе Bluetooth Classic или Bluetooth Low Energy (BLE). Считывание данных и дальнейший анализ и формирование отчетов производятся с помощью ПО «Газсеть: Стандарт».

По оптическому интерфейсу также возможно проведение сервисных операций в рамках пусконаладочных работ, открытие/закрытие встроенного запорного клапана, диагностика и обслуживание счетчика га­за. Данные работы выполняются с помощью специализированного ПО «Газсеть: Сервис» или ПО «Газсеть: Сервис Плюс», которые предоставляются только авторизованным сервисным центрам.

Проводной интерфейс RS‑485. В батарейном отсеке счетчика расположен разъем интерфейса RS‑485 для подключения счетчика к цифровому коммуникационному блоку БПЭК‑03/ЦК на расстояние до 1000 м. БПЭК‑03/ЦК обеспечивает счетчик сетевым питанием посредством искробезопасных цепей, а также осуществляет передачу архивных параметров на сервер сбора данных (до четырех серверов), а также онлайн-доступ к счетчику по протоколам TCP/CSD.

В свою очередь, проводные интерфейсы БПЭК‑03/ЦК (RS‑232 / RS‑485) позволяют считывать и передавать архивные данные СМТ-Комплекс во внешние SCADA / информационные системы предприятия или на персональный компьютер оператора (диспетчера). Функционал БПЭК‑03/ЦК также включает возможность непрерывного контроля состояния четырех дискретных датчиков с передачей пользовательских СМС-сообщений.

Особое место в обеспечении телеметрирования занимает ПО «Газсеть», позволяющее реализовать автоматизированный сбор и обработку данных СМТ-Комплекс. ПО «Газсеть» выпускается в ви­де нескольких взаимосвязанных продуктов. Вот некоторые из них:
- «Газсеть: Экстра» и «Газсеть: Экстра Плюс» служат для автоматического сбора данных на серверах региональных газовых компаний и крупных обслуживающих организаций;
- «Газсеть: Стандарт» служит ли­бо клиентским рабочим местом для пользователей «Газсеть: Экстра» и «Газсеть: Экстра Плюс», ли­бо инструментом для мобильного сбора данных и параметризации узлов учета газа;
- «Газсеть: Сервис» является инструментом авторизованных сервисных центров для конфигурирования приборов при монтаже, а также для считывания их архивов;
- «Газсеть: Сервис Плюс» – программный онлайн-комплекс для выполнения всего перечня действий по обслуживанию и ремонту счетчиков СМТ сотрудниками авторизованных сервисных центров;
- «Моя Газсеть» – мобильное приложение для собственников узлов учета газа;
- «Газсеть: Шлюз» – программный модуль, предназначенный для взаимодействия с внешними информационными системами.

С появлением такой информационной системы, как «ИУСЦИФРА», счетчики СМТ-Комплекс получили поддержку протокола обмена для внешних информационных систем JSON. Данный факт подтвердили успешно проведенные совместные испытания с единым пультом управления системами телеметрии (ЕПУ СТМ) на платформе «­ИУСЦИФРА» производства ООО «Газпром межрегионгаз инжиниринг».


Промышленные комплексы учета газа ПК-ТМ

Теперь давайте перейдем ко второй части статьи и подробнее рассмотрим промышленные комплексы учета га­за ПК-ТМ, которые предназначены для работы на низком, среднем и высоком (до 7,5 МПа) давлении.

В условиях постоянного совершенствования отраслевых стандартов и необходимости импортозамещения на российском рынке появляются решения, сочетающие в се­бе современную электронную компонентную ба­зу и надежную механику, проверенную десятилетиями эксплуатации. Компания «Техномер» представляет рынку комплексы промышленного учета га­за, объединившие в се­бе надежную механику и передовую электронику. В качестве первичных расходомеров бы­ла выбрана широкая линейка турбинных и ротационных счетчиков га­за, интегрированных с новым корректором объема га­за ТМ‑07.

Комплексы ПК-ТМ выпускаются в различных исполнениях, позволяющих производить коммерческий учет га­за в широком диапазоне рабочих расходов (от 0,4 до 4000 м3/ч) и с диаметром условного прохода (Ду) от 25 до 200 мм (рис. 3).

Ris_3.jpg

Рис. 3. Различные исполнения промышленных комплексов ПК-ТМ

Сердце комплекса – корректор ТМ‑07. Это микропроцессорное уст­ройст­во, обеспечивающее выполнение целого ря­да важных функций, что выводит точность и автоматизацию учета на принципиально иной уровень.

Перечислим основные выполняемые функции и отличительные особенности ПК-ТМ.
Полная автоматизация процессов. Корректор ТМ‑07 в непрерывном автоматическом режиме собирает, обрабатывает и архивирует массив данных: значения текущего расхода, давления, температуры. Приведение объема га­за к стандартным условиям происходит с использованием вычисленного коэффициента сжимаемости в соответствии с актуальными ГОСТ 30319.2-2015 и ГОСТ Р 70927-2023.

Контроль перепада давления на счетчике га­за позволяет оперативно отслеживать возникающий при работе прибора перепад давления на входе и выходе счетчика га­за, а также следить за техническим состоянием измерительной части расходомера и своевременно проводить техническое обслуживание и работы по предотвращению выхода из строя узла учета.

Контроль температуры технологических параметров окружающей среды – востребованная функция в случае, когда узел учета работает без непосредственного контроля человека и измеряет температуру окружающего воздуха в месте установки прибора.

Наличие дополнительной информации в корректоре об узле учета га­за и его составе – это «электронный паспорт» узла учета. Оператор при опросе корректора может удаленно получить исчерпывающую информацию о составе и параметрах узла учета: тип используемого прибора, диапазон расхода га­за, диаметр условного прохода, да­ту выпуска комплекса, да­ту и интервал поверки, а также многие другие параметры эксплуатируемого узла учета га­за. Это позволяет получить полную информацию о комплексе промышленного учета дистанционно, без дополнительных выездов к удаленным узлам учета.

Цифровой стандарт учета. Благодаря модульной конструкции комплекса и обширным коммуникационным возможностям еще на этапе проектирования можно выбрать необходимую телеметрию из широкого ря­да интеллектуальных контроллеров, производимых на предприятии «Техномер», и заложить его в проектную документацию. Это решение кардинально расширяет функционал обычного узла учета, превращая его в полноценный элемент цифровой инфраструктуры. Такой подход гарантирует, что узел учета с первого дня эксплуатации будет готов собирать данные о технологических параметрах учета, оперативно передавать их в системы верхнего уровня (ЕПУ СТМ «ИУСЦИФРА», ПК «ГАЗСЕТЬ»).
Для сложных условий эксплуатации предусмотрено исполнение корректора с внутренним модулем телеметрии, работающим от автономного питания. Такое решение позволяет гибко настраивать сценарии передачи информации на различные серверы сбора данных с учетом обеспечения ее защиты, а также снизить вероятность сбоев в режимах передачи данных о расходе природного газа.
Считывание данных возможно также по традиционному оптическому интерфейсу и промышленному проводному интерфейсу RS‑485.

Эталонная точность. За счет использования высокоточных ротационных и турбинных счетчиков, цифровых преобразователей абсолютного и дифференциального давления с интеллектуальной обработкой сигналов корректором ТМ‑07 удалось снизить предел допускаемой относительной погрешности при измерении объемного расхода (объема) га­за, приведенного к стандартным условиям, в комплексах ПК-ТМ до значения 2 % при расходе до 1000 м3/час и 1,7 % при расходе до 20 000 м3/час. Так обеспечивается соответствие метрологическим требованиям, указанным в СТО Газпром газораспределение 2.4-13-1-2025 для УИРГ категории «А». Это позволяет исключить финансовые потери для поставщика га­за и обеспечивает прозрачные, справедливые расчеты для потребителя. На схеме (рис. 4) представлены варианты подключения и информационные потоки, применяемые на практике на различных объектах газопотребления в промышленном секторе.

Ris_4.jpg

Рис. 4. Интерфейсы подключения и информационные потоки ПК-ТМ (увеличить изображение)

С целью обеспечения питания комплексов ПК-ТМ и устойчивой связи на объектах газового хозяйства применяются различные модули телеметрии серии БПЭК-ЦК.

Контроллер телеметрии БПЭК‑02-ЦК применяется для питания корректора стабилизированным напряжением постоянного то­ка и дистанционного сбора данных. Блок располагается вне взрывоопасной зо­ны, имеет две независимые сим-карты и возможность передачи данных на 4 сервера. Получает питание от се­ти переменного то­ка и обеспечивает функцию резервного автономного питания для корректора. Контроллер осуществляет ретрансляцию во взрывобезопасную зо­ну сигналов с цифрового коммуникационного интерфейса электронного корректора, установленного во взрывоопасной зоне.

Контроллер телеметрии БПЭК‑04-ЦК-Ex является взрывозащищенным оборудованием с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь «i», маркировкой 1 Ex ib IIB T4 Gb X и предназначен для установки во взрывоопасных зонах. Обеспечивает функцию резервного автономного питания для корректора. Реализует автоматический сбор и передачу данных по технологии GPRS (FTP) с электронного корректора на удаленный сервер сбора данных под управлением программного обеспечения «Газсеть: Экстра» с последующей обработкой и анализом полученных данных.

Контроллер телеметрии БПЭК‑05-ЦК подключается к электронному корректору по цифровым коммуникационным интерфейсам с последующей передачей полученной информации по GSM/GPRS-сети на удаленный модем или сервер сбора данных. Является не взрывозащищенным оборудованием и может быть использован только с устройствами, расположенными вне взрывоопасной зоны.

Дискретные датчики, подключенные к модулю телеметрии, осуществляют контроль состояния с передачей пользовательских СМС-сообщений на заранее установленный телефонный номер или пульт диспетчера в случае изменения состояний дискретных выходов.


Стратегическое развитие и взгляд в будущее

Новый комплекс учета га­за с корректором ТМ‑07 от ООО «Техномер» – это современное, готовое к масштабированию решение для индустрии, нацеленное на цифровизацию и максимальную эффективность использования энергоресурсов.

Расширение линейки производимого оборудования – это не просто техническое обновление, а последовательная реализация стратегии компании «Техномер». Выпуск новых комплексов позволяет укрепить отечественную приборную ба­зу для газовой отрасли.

Рассмотрев измерительные комплексы учета га­за СМТ-Комплекс и ПК-ТМ производства ООО «Техномер» и сделав акценты на их технических особенностях, авторы показали возможность применения каждого из этих узлов учета в различных сферах газоиспользования – коммунальном и промышленном секторах газового хозяйства.

Несмотря на их различия, можно видеть и сходство, объединяющее это специализированное оборудование, а именно – многообразие интерфейсов подключения и широкий спектр информационных потоков. Все это объединяет и позволяет выстроить гибкую систему учета природного га­за. Выбрав на первом этапе один из элементов этой схемы, можно, в дальнейшем дополнив ее, сформировать надежную систему учета, включающую в се­бя не только сам измерительный комплекс, но и огромное количество периферийных устройств и программных продуктов производства ООО «Техномер».

Опубликовано в журнале «ИСУП» № 1(121)_2026

В. А. Левандовский,
генеральный директор,
А. А. Сабурцев, заместитель начальника
бюро продаж,
А. Г. Сухинин, менеджер проекта,
ООО «Техномер», г. Арзамас,
Нижегородская обл.,
тел.: 8 (83147) 7-66-74,
эл. почта: info@tehnomer.ru

Иллюстрации предоставлены компанией ООО «Техномер»