ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

Аватара пользователя
Андрей Чигинев
Гуру форума
Posts in topic: 4
Сообщения: 2380
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 23:18
Поблагодарили: 4 раза

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#31

Непрочитанное сообщение Андрей Чигинев » 12 окт 2014, 20:31

AGL писал(а):Здесь частота смены режима "калибровка - измерения" выбрана равная одному часу.
AGL писал(а):В другом узле учёта холодной воды ... смена режимов работы двух дифманометров ... выполняется раз в сутки.
Есть ли какая-то разница в точности измерений, обусловленная именно периодом переключения дифманометров? Ну или насколько различаются "нули" дифманометров, откалиброванных за разные периоды времени - одного за час, а другого за сутки? Практически уверен, что переключение приличного ДМ в АКС "раз в сутки" для калибровки на ноль - более чем достаточно, а так, вообще говоря,вполне хватило бы и "раз в неделю".
Разные периоды переключения ДМ в ИС АКС на разных ТЭЦ - это реальное требование режима или "человеческий фактор"?

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#32

Непрочитанное сообщение AGL » 13 окт 2014, 04:27

Андрей Чигинев писал(а):Есть ли какая-то разница в точности измерений, обусловленная именно периодом переключения дифманометров?
На коротких интервалах времени (например, за сутки) разница, конечно, есть. Хотя и совсем небольшая. И эта разница зависит как от величины измеряемого перепада, так и от скорости изменения нуля - например, под влиянием изменения температуры измерительной капсулы.
Чтобы минимизировать значимость недо- или перекомпенсации, вызванной разнесением во времени периодов измерений смещения нуля и периодов внесения поправок, мы при работе АКС на малых и сверхмалых перепадах выбираем ежечасную смену режимов. Если же измеряемый перепад достаточно велик, то тогда можно безбоязненно переключать режимы "работа - калибровка" раз в сутки.
Пример.
855_АКС. dP1, dP2, dP3.png
На ТЭЦ-1 расходомеры в двух водоводах работают на очень малых перепадах (в среднем 0,42 кПа), и тут смена режимов работы дифманометров выполняется каждый час. Если частоту перестановки дифманометров уменьшить, то на небольших интервалах времени (часовых, суточных) случайная составляющая недо- и перекомпенсации возрастёт. Но по итогам месяца средняя недо- или перекомпенсация будет исчезающе мала.
На ТЭЦ-2 верхний предел измерений расходомера подобран более разумно, чем на ТЭЦ-1, поэтому тут и перепады достаточно велики - в среднем 11 кПа (в 26 раз больше, чем на ТЭЦ-1). Здесь переключение режимов выполняется раз в сутки. Возникающая при этом на часовых интервалах случайная погрешность компенсации смещения нуля (в паскалях) в несколько раз больше, чем на ТЭЦ-1, но относительная погрешность измерения среднечасового перепада будет в несколько раз меньше, т.к. сам перепад на ТЭЦ-2 в 26 раз больше.[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Ошибка среднесуточных поправок

#33

Непрочитанное сообщение AGL » 15 окт 2014, 02:47

Андрей Чигинев писал(а):насколько различаются "нули" дифманометров, откалиброванных за разные периоды времени - одного за час, а другого за сутки?
Применительно к каждому конкретному часу различия, конечно, есть. Но по мере увеличения времени интегрирования расхода эти различия постепенно устремляются к нулю.
Смоделируем два режима работы АКС. Первый режим - переключение дифманометров раз в час, второй - переключение раз в сутки. И сравним фактические погрешности калибровки дифманометров для этих двух режимов работы АКС.
856_АКС. Недо-перекомпенсация.png
Здесь зелёный график получен при непрерывном измерении смещения нуля. Т.е. данные каждого часа - это есть измеренное среднечасовое смещение нуля одного из двух дифманометров.
А теперь представим, что переключение режимов "работа" - "калибровка" выполняется раз в сутки. Калибровка нуля выполняется в каждые нечетные сутки, а измерение перепада (расхода) выполняется каждые чётные сутки. При этом в результат измерения в течение чётных рабочих суток вносится поправка, равная среднесуточному смещению нуля за предыдущие нечётные сутки. Размер этой поправки на графике показан пурпурными линиями.
Из графика видно, что фактическое смещение нуля в чётных сутках заметно отличается от смещения, скорректированного пурпурной поправкой.
Например, 16-го числа в первой половине суток имела место перекомпенсация нуля - пурпурная поправка была больше действительного смещения нуля. А во второй половине суток ситуация изменилась на противоположную: размер поправки, полученной в предыдущие сутки, был недостаточен для полной компенсации смещения нуля.
А, к примеру, 18-го числа в течение всех суток наблюдалась перекомпенсация, т.к. среднее смещение нуля накануне было "большое", а 18-го числа фактические смещения были "маленькие".
Очевидно, что часовые недо- и перекомпенсации носят случайный характер, и с течением времени разнознаковые ошибки, вызванные отложенными на сутки поправками, глубоко подавляют друг друга. И "в сухом остатке" (например, за месяц) режимы учёта "переключение раз в час" и "переключение раз в сутки" дают практически одинаковые результаты. Сейчас мы в этом и убедимся. [/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Переключение ДМ'a раз в час и раз в сутки

#34

Непрочитанное сообщение AGL » 15 окт 2014, 03:45

Так выглядят графики часовых смещений нуля для режимов работы "переключение раз в час" (красный график) и "раз в сутки" (синий график).
857_АКС. Два смещения нуля.png
Если присмотреться, то можно увидеть, что на красном графике точки расположены парами: левая точка в каждой паре - это результат калибровки в нечетном часе, а правая точка - это подстановка данных нечётного часа в чётный час, в течение которого дифманометр выполняет измерения рабочего перепада, и фактическое смещение нуля в чётном часе неизвестно.
На синем графике все 24 часа каждых нечётных суток выполняется калибровка, в каждом часе получено уникальное (не парное) значение смещения нуля. В чётных сутках этот дифманометр выполняет измерения перепада, а размер ежечасных поправок является константой, соответствующей среднему смещению нуля за предыдущие "калибровочные" сутки.
Какие методические погрешности возникают из-за суточного запаздывания поправок при режиме переключения дифманометра "раз в сутки" и насколько они отличаются от поправок в режиме "раз в час"? [/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Ошибки поправок

#35

Непрочитанное сообщение AGL » 15 окт 2014, 04:39

На этом графике показаны размеры и знаки ошибок поправок на смещение нуля для двух режимов работы АКС: переключение "раз в час" (красный график) и "раз в сутки" (синий график).
858_АКС. Ошибки поправок.png
Видим, что средние значения ошибок (систематическая погрешность) для двух режимов при работе АКС в течение двух недель близки к нулю (-0,001 Па и -0,003 Па).
А вот случайные ошибки, характеризуемые среднеквадратическим отклонением, более существенны: СКО = +/-0,2 Па (переключение раз в час) и СКО = +/-0,8 Па (переключение раз в сутки). Впрочем, при предельном перепаде ДМ'ов, равном dPmax = 100 кПа, десятые и тысячные доли паскаля - это весьма малая, практически нулевая величина.
Итак, делаем вывод.
При смене режима "работа" - "калибровка" раз в сутки относительная погрешность недо- и перекомпенсации на часовых интервалах может составлять несколько паскалей (в нашем примере - до +/- 2 Па). При работе АКС на сверхмалых перепадах случайная составляющая относительной погрешности измерения перепада на часовых интервалах времени может составить несколько процентов.
На длинных интервалах времени (например, месяц) случайная составляющая погрешности, вызванная разнесением во времени процедур измерения и применения поправок, глубоко подавляется, и мат. ожидание этой погрешности стремится к нулю. Поэтому можно быть уверенным в том, что по итогам месяца точность измерений массы (объёма) воды для двух режимов (час - сутки) будет одинаково высокой. [/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#36

Непрочитанное сообщение AGL » 18 окт 2014, 01:35

Андрей Чигинев писал(а):Практически уверен, что переключение приличного ДМ в АКС "раз в сутки" для калибровки на ноль - более чем достаточно, а так, вообще говоря, вполне хватило бы и "раз в неделю".
Хватило бы и "раз в неделю". Но при условии, что физический ноль дифманометров более-менее стабилен две недели подряд - в "калибровочную неделю" и в "измерительную неделю". Если же температура измерительных капсул дифманометров в течение недели изменяется достаточно широко (под влиянием изменения температуры в помещении узла учёта), а у дифманометра наличествует заметная температуробоязнь (для краткости - ТБ), то переключение ДМов раз в неделю может дать приличную недо- или перекомпенсацию на некоторых часовых интервалах. А если ещё АКСу придётся работать на малых перепадах (например, ночью, когда расход воды минимален), то погрешность измерения расхода может выйти за установленные границы.
В общем, тут надо накопить некоторую статистику и посмотреть как на ТБ, так и на минимальные рабочие перепады. И станет понятно, какую частоту переключения режимов "работа" и "калибровка" нужно выбрать для дальнейшей работы.

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Температуробоязнь

#37

Непрочитанное сообщение AGL » 18 окт 2014, 02:14

В сообщении #28 показана картинка (download/file.php?id=5544" onclick="window.open(this.href);return false;), на которой приведены графики изменения фактических измеренных (нескорректированных) нулей двух ДМов на первом водоводе.
Видно, что ноль первого ДМа, слегка подрагивая, находится на неизменном (+6,7 Па) уровне. А вот среднечасовой ноль второго ДМа совершает эволюции, изменяясь в течение месяца от -2,6 Па до -5,8 Па.
Как оказалось, эти волнообразные движения нуля полностью обусловлены изменениями температуры измерительной капсулы (Ткапс) второго ДМа. Вот так выглядят зависимости смещения нуля от температуры соответствующих капсул:
859_АКС. Температуробоязнь.png
Хорошо видно, что ноль первого ДМа никак не реагирует на изменение Ткапс, и средняя функция dP11(0) = f(Ткапс) практически горизонтальна. Для такого ДМа с устойчивым нулём частоту переключения режимов можно смело назначать и раз в сутки, и даже раз в неделю - часовая недо- или перекомпенсация на длинных промежутках времени будет достаточно мала.
А вот у второго ДМа мы наблюдаем стройную зависимость смещения нуля от Ткапс - чем выше Ткапс, тем больше смещение нуля (чувствительность нуля к температуре - +0,48 Па/°С).
Именно по этой причине на этом рисунке download/file.php?id=5550" onclick="window.open(this.href);return false; при частоте смены режимов раз в сутки мы наблюдаем ошибку поправки на ноль до +/-2 Па.
Представим, что в ночные часы рабочие перепады составляют (20 - 40) Па. Следовательно, ошибка измерения среднечасового расхода, вызванная случайной погрешностью компенсации смещения нуля, составит (2,5 - 5) %. Если такая погрешность нас не устраивает, то частоту переключения режимов следует увеличить. Проверено: тут тоже действует метрологическое правило "корень из N": если частоту перестановки увеличить в N раз, то СКО недо- и перекомпенсации уменьшится в корень из N раз. [/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Смещение нуля при нулевом расходе

#38

Непрочитанное сообщение AGL » 26 окт 2014, 20:32

В июне - августе один из водоводов (водовод-1) находился в ремонте, но система АКС всё это время продолжала вести измерения нулевого перепада и физически нулевого расхода.
За 1368 часов непрерывной работы среднее смещение нуля первого дифманометра составило +6,2 Па, а второго - -1,4 Па.
Переключение режимов "работа" - "калибровка нуля" выполнялось 1 раз в час. В результате внесения поправок на измеренное смещение нуля получены следующие "учётные" значения среднечасовых перепадов dP1, которые применялись при расчете нулевого расхода и нулевой массы воды в отключённом водоводе-1.
865_АКС. Смещение нуля с поправкой.png
Из графика видно, что случайное рассеивание погрешности измерения нулевого перепада, вызванное отложенным на час внесением поправки на фактическое смещение нуля дифманометров, в основном изменяется в границах +/-0,0001 кПа (+/-0,01 мм вод. ст.), иногда достигая значений +/-0,0002 кПа. При этом среднее нескомпенсированное смещение нуля составило исчезающе малую величину - всего -0,000006 кПа, или -0,0006 мм вод. ст. (менее 1-го микрона водяного столба).
Следовательно, при частоте переключения дифманометров раз в час неисключённая приведённая погрешность пары дифманометров составила 0,000006 % от dPmax = 100 кПа. Т.е. приведенная погрешность оказалась равной погрешности округления перепадов, записанных в часовой архив (перепады в архиве представлены с пятью знаками после запятой). [/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

Допускаемое и исправленное смещение нуля

#39

Непрочитанное сообщение AGL » 26 окт 2014, 21:31

Соотношение допускаемого и "учётного" (скорректированного измеренными поправками) смещений нуля канала измерения перепада давления на СУ показано на рисунке:
866_АКС. Смещение нуля. Факт и допуск.png
Видно, что при переключении дифманометров 1 раз в час скорректированное смещение нуля на отдельных часовых интервалах примерно в 10 раз меньше допуска. Т.е. допуск на смещение нуля, равный +/-1,6 Па, слишком велик для режима автокалибровки "раз в час".
Однако по мере уменьшения частоты смены режимов работы АКС, вплоть до частоты "раз в сутки", этот метрологический запас будет уменьшаться из-за роста погрешности компенсации ненулевого смещения нуля. И, если поведение нуля дифманометров будет зависеть от температуры измерительной капсулы, а температура будет сколь-нибудь заметно изменяться в течение суток, то при переключении "раз в сутки" нескомпенсированное смещение нуля в отдельные часы может достигнуть уровня в +/-1,6 Па.
В общем, допуск на смещение нуля, равный +/-1,6 Па - это допуск для наихудших условий эксплуатации АКС. Как показывает практика, в большинстве случаев при работе АКС обеспечивается "локальное" (часовое) смещение нуля, которое в несколько раз меньше допуска.[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#40

Непрочитанное сообщение AGL » 24 фев 2015, 03:58

В декабре - январе первый водовод на ТЭЦ-1 находился в ремонте, а второй водовод в это время работал с двойной нагрузкой.
949_АКС. Отключение водовода-1.png
Посмотрим, как АКС на водоводе-1 справился с задачей измерения нулевых расходов.[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#41

Непрочитанное сообщение AGL » 24 фев 2015, 04:34

На графиках представлены результаты измерений фактического смещения нуля двух дифманометров и "учётный" перепад dP1, полученный после внесения поправок на фактическое смещение нуля дифманометров.
951_АКС. Смещение нулей.png
Видно, что при работе АКС в режиме автокалибровки (частота переключения режимов "работа - калибровка" 1 раз в час) фактические смещения нулей дифманометров почти полностью скомпенсированы путём внесения в измеренный перепад соответствующих поправок. Неисключённая погрешность калибровки нулевой точки перепадомера на водоводе-1 составила в среднем 0,000009 кПа, или 0,0009 мм вод. ст. (менее одного микрона водяного столба). Следовательно, в результате калибровки нулевой точки в режиме "час через час" приведённая погрешность канала измерения перепада давления при dPmax = 100 кПа составила SdP = (0,000009/100)*100% = 0,000009 %.
При такой исчезающе малой приведённой погрешности (менее 1/100000 доли процента) данный расходомер обеспечивает высокоточные измерения в широком диапазоне изменения расходов. [/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#42

Непрочитанное сообщение AGL » 24 фев 2015, 05:13

С учётом фактической погрешности калибровки нулевой точки канала измерения перепада давления (0,009 Па) и допускаемой мультипликативной (относительной) погрешности измерения перепада давления, равной 0,019 % (фактическая мультипликативная погрешность дифманометров не известна), построена зависимость фактической погрешности измерения расхода от относительного (в процентах от Qmax) расхода:
950_АКС. Погрешность от расхода.png
Из графика следует, что в диапазоне изменения расхода 1:100 относительная погрешность измерения расхода составляет (0,01 - 0,055) %.
При изменении расхода в диапазоне 1:667 отн. погрешность измерения расхода не превышает 2 %, а в диапазоне изменения расхода 1:1053 погрешность измерения расхода не превышает 5 %.
Таким образом, благодаря автоматической калибровке нуля, реализованной в "F17-АКС", диапазон измерений расхода 1:1000 стал объективной реальностью.[/color]

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#43

Непрочитанное сообщение AGL » 19 апр 2015, 21:02

После двухмесячного ремонта водовода-1 с 23-го января оба водовода были включены в работу. Судя по всему гидравлические сопротивления водоводов почти равны, и диаметры отверстий диафрагм равны (отличаются на тысячные доли мм), поэтому расходы, измеренные в параллельных трубопроводах, оказались численно близки.
952_АКС. М1, М2, DM12.png
Незначительное расхождение гидравлических сопротивлений трубопроводов привело к расхождению расходов на 0,888 т/ч (в среднем на 0,136 % от М1).[/color]

sirius
Почетный участник
Posts in topic: 1
Сообщения: 248
Зарегистрирован: 10 мар 2012, 17:42

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#44

Непрочитанное сообщение sirius » 20 апр 2015, 19:23

Здравствуйте Александр Григорьевич!
А можно ли взглянуть на архив так сказать в формате exel

AGL
VIP персона
Posts in topic: 40
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

ИС "F17-АКС". Знакомимся с результатами учета

#45

Непрочитанное сообщение AGL » 21 апр 2015, 04:04

Можно. Архив - на прищепке. Среди прочего в этом файле есть и такая картинка:
957_АКС. М2 = f(М1).png
Взаимосвязь часовых масс М1 и М2, измеренных в конце параллельных трубопроводов (длина трубопроводов - около 9 км), выглядит так:
М2 = 0,9990*М1 - 0,264, т за час.
Видим, что относительное рассогласование масс М1 и М2 составило 0,10 % (наклон функции М2 = f(M1) отличается от единицы на 0,10 %), и большая часть этого рассогласования обусловлена неравенством гидравлических сопротивлений двух трубопроводов.
А расхождение нулей двух расходомеров составило всего 0,264 т/ч. При верхнем пределе измерений расхода обоих расходомеров Qmax = 2000 т/ч приведённое рассогласование нулей равно 0,013 %. Такая высокая сходимость нулей двух расходомеров стала возможной благодаря режиму АКС с частотой смены состояния "работа - калибровка" дифманометров каждый час.[/color]
Вложения
Два F17-АКС в УУХВ. Часовой архив.rar
(300.53 КБ) 1527 скачиваний

Ответить