АКС и УЗР

Обсуждение приборов учета энергоресурсов
Аватара пользователя
Андрей Чигинев
Гуру форума
Posts in topic: 6
Сообщения: 2380
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 23:18
Поблагодарили: 4 раза

АКС и УЗР

#1

Непрочитанное сообщение Андрей Чигинев » 11 янв 2015, 19:45

Наконец-то в декабре прошедшего года на одном из наших магистральных узлов учета холодной воды заработала АКС. Работает она у нас как и все остальные высокоточные системы исключительно по принципу "люди так не живут". Для справки - численность населения, потребляющего холодную воду через этот узел учета составляет примерно 150 тыс.чел., то есть около 1/3 проживающих в АЗР.
Но не о соотношении Макс/Мин в суточном или недельном цикле потребления воды сейчас речь. Дело в том, что "ниже по течению" примерно в 2 км от этого магистрального узла учета есть насосная станция 3-го подъема ВНС-01, на выходе которой тоже установлены ультразвуковые расходомеры Просоник от Эндресс&Хаузер. Каких-либо врезок между узлом учета на АКС и насосной станцией точно нет. Вот и решили мы попробовать откалибровать показания УЗР по точным измерениям АКС:
- Зачем? Чтобы машинисты на насосной станции наблюдали расход, в большей степени соответствующий действительности.
- Почему? Потому что измерительные участки трубопроводов на ВНС никак не калибровались и накладные ультразвуковые датчики были просто установлены на существующие в меру заросшие трубопроводы Ду=900 из обычного черного металла.
- Как? Просто корректировкой (уменьшением) Ду трубопроводов в мозгах Просоников на ВНС, что и было проделано 22 декабря.
Результат этой корректировки можно увидеть в прикрепленном архиве - кажется, что первый шаг корректировки более или менее удался, в ближайшие дни попробуем сделать второй.
И какой же вывод можно пока сделать из всего этого: хорошие УЗР работают весьма удовлетворительно, но только на правильно организованных измерительных участках. А любые попытки измерить расход в старой заросшей трубе даже самым дорогим прибором точно обречены на провал.
Вложения
АКС и УЗР.xlsx
(67.44 КБ) 1586 скачиваний

Аватара пользователя
Андрей Чигинев
Гуру форума
Posts in topic: 6
Сообщения: 2380
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 23:18
Поблагодарили: 4 раза

АКС и УЗР

#2

Непрочитанное сообщение Андрей Чигинев » 12 янв 2015, 00:48

Еще одно небольшое уточнение. В архиве, прикрепленном к предыдущему сообщению, приведены результаты измерения расходов в разных трубопроводах - в двух на узле учета, оборудованном АКС, и в двух на ВНС-01. Необходимо пояснить, что нет никакого смысла сравнивать показания измерений расхода воды в отдельных трубопроводах между узлом учета и ВНС, т.к. на ВНС измерение расхода производится после насосной группы, в которой "все смешалось в доме Облонских..." - ну и далее по классику... Да и после узла учета до ВНС у нас есть перемычки между водоводами, которые тоже могут быть открыты.
Короче, если и сравнивать, то только суммарный расход на узле учета с суммарным расходом двух водоводов на ВНС-01.

AGL
VIP персона
Posts in topic: 2
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

АКС и УЗР

#3

Непрочитанное сообщение AGL » 12 янв 2015, 04:57

Это обстоятельство (неравенство расходов в начале и конце каждого водовода) в корне меняет дело, и задача по повышению точности УЗР на ВНС путем внесения поправок в диаметры труб принципиально не решается. Т.к. совершенно не ясно, чем руководствоваться при выборе размера и знака поправки к показаниям УЗР.
Пример.
Пусть в начале водоводов каждый из двух АКСов показал: М1акс = 1000 т, М2акс = 1000 т. В сумме М12акс = 2000 т.
В то же время на ВНС имеем: М1узр = 700 т, М2узр = 1300 т. В сумме тоже М12узр = 2000 т.
Как видим, в начале и в конце пары водоводов суммарные расходы идеально совпали.
Какой из этого совпадения следует вывод - УЗРы имеют погрешность +/-30 %, или погрешности каждого из УЗРов равны нулю? Какую поправку к диаметрам труб (чтобы изменить показания УЗРов) мы внесём, чтобы изменить показания каждого из УЗРов?
В общем, ничего не получается - даже при наличии на каждой трубе эталонов в виде АКСов мы решительно ничего не знаем ни о размере, ни о знаке ошибки измерений каждого из УЗРов. А одно уравнение с двумя неизвестными, как известно, не решается...

Запишем уравнение водного баланса:
М12акс = М12узр + DM1узр + DM2узр, где DM1узр, DM2узр - факт. погрешности двух УЗР.
В нашем примере
1000 + 1000 = 700 + 1300 + DM1узр + DM2узр.
Понятно, что это уравнение имеет бесконечное множество решений. Следовательно, корректно подогнать показания каждого УЗРа к показаниям каждого АКСа принципиально невозможно.
Было бы интересно узнать: чем руководствовались наладчики, изменяя диаметры труб в настройках УЗРов? Наладчики решали вопрос подгонки суммарных показаний двух УЗРов к показаниям двух АКСов? Или наладчики решали задачу минимизации ошибки измерений каждого из УЗРов? Каким образом им удалась эта минимизация? Подгонка "суммы к сумме" осуществлялась только изменением показаний одного УЗРа, или D20 меняли в двух УЗРах? Каким образом определялся размер и знак поправки к двум D20?
Ну очень хочется знать, как наладчики решают одно уравнение с двумя неизвестными...

AGL
VIP персона
Posts in topic: 2
Сообщения: 3771
Зарегистрирован: 17 окт 2011, 14:43
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 19 раз

АКС и УЗР

#4

Непрочитанное сообщение AGL » 12 янв 2015, 06:08

Расходы в конце водовода-1 (на ВНС) совсем не похожи на расходы в начале трубы (где стоит АКС). А максимальный небаланс (240 т/ч) наблюдается при Макс1 = 270 т/ч.
929_Водовод-1. Небаланс.png
Видимо, решающую роль в этой нелинейной картине с перегибом сыграла гидравлика - перемыки, насосы, регуляторы, переменные расходы и т.д.
Эта картинка построена по данным, накопленным после 22 декабря, т.е. после внесения в УЗР поправки к диаметру трубы.
Интересно: какой диаметр трубы был в настройках УЗР до 22-го декабря, и какой стал в результате корректировки?
Какой контрольный расход хотели получить после корректировки показаний УЗРа, если после внесения поправки показания УЗР существенно отличаются от показаний АКС в начале трубы?
Почему наладчики не предприняли попытку подогнать каждый УЗР к каждому АКСу? [/color]
Андрей Чигинев писал(а):Результат этой корректировки можно увидеть в прикрепленном архиве - кажется, что первый шаг корректировки более или менее удался, в ближайшие дни попробуем сделать второй.
Возможно, что и удался. Только по водоводу-1 этого не скажешь... И по водоводу-2 тоже не скажешь. Но это потому, что мы ничего не знаем о том, как люди решают одно уравнение с двумя неизвестными.

Аватара пользователя
Андрей Чигинев
Гуру форума
Posts in topic: 6
Сообщения: 2380
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 23:18
Поблагодарили: 4 раза

АКС и УЗР

#5

Непрочитанное сообщение Андрей Чигинев » 15 янв 2015, 02:47

Андрей Чигинев писал(а):Еще одно небольшое уточнение.
Увы, я оказался очень сильно неправ, и в итоге ввел в заблуждение всех, кто прочитал мои сообщения выше. Поэтому приношу свои извинения и спешу исправиться:
- УЗР на насосной станции холодной воды ВНС-01 "ниже по течению" относительно узла учета установлены ПЕРЕД станцией, т.е. никакого перемешивания воды между двумя точками учета в двух магистральных водоводах не происходит. И в итоге можно попытаться непосредственно сравнить расходы в отдельных водоводах. Тем более, как оказалось, все перемычки на водоводах между точками учета все это время - в т.ч. и сейчас - закрыты.
- В предыдущем архиве была перепутана нумерация водоводов - в прилагаемом к данному сообщению эта нумерация исправлена. Правильно - это когда правому водоводу на УУ ХПВ №3 соответствует водовод №1 на ВНС-01, а левому на УУ ХПВ №3- водовод №2 ВНС-01.
- Оказалось, что врезки между узлом учета и ВНС-01 всё-таки есть, но совсем мелкие и только в левый водовод. Попробуем поискать архивы с узлов учета холодной воды этих объектов, но, пожалуй, они мало что дадут - это просто офисные помещения, которые по отношению к потреблению холодной воды населением численностью 150 тыс.чел. - составляют менее 0,1% комариного укуса слону.
- Зато пока можно сравнить расход холодной воды в правом (на УУ ХПВ №3) и первом (на ВНС-01) водоводах. Результат - на диаграмме...
АКС и УЗР.png
... и очень замечательный - такого совпадения измерений расхода между приборами разных типов на реальных работающих магистралях с Ду=900 я не видел никогда. Хотя..., не стОит забывать, что до этого 22 декабря была выполнена откровенная подгонка некоторых характеристик УЗР на ВНС-01 под результаты измерений, выполненных с помощью АКС.
А измерения в левом водоводе по сравнению водоводом №2 ВНС-01 тоже дают интересные результаты, но тут мы пока воздержимся от комментариев... :men:
Вложения
АКС и УЗР-2.xlsx
(56.03 КБ) 1548 скачиваний

Аватара пользователя
Андрей Чигинев
Гуру форума
Posts in topic: 6
Сообщения: 2380
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 23:18
Поблагодарили: 4 раза

АКС и УЗР

#6

Непрочитанное сообщение Андрей Чигинев » 16 янв 2015, 22:06

AGL писал(а):Интересно: какой диаметр трубы был в настройках УЗР до 22-го декабря, и какой стал в результате корректировки?
Какой контрольный расход хотели получить после корректировки показаний УЗРа, если после внесения поправки показания УЗР существенно отличаются от показаний АКС в начале трубы?
Почему наладчики не предприняли попытку подогнать каждый УЗР к каждому АКСу?
1. Изначально в "голове" обоих УЗР на ВНС-01 были установлены по результатам измерений(*) Ду=918 мм. Сегодня же после всех корректировок на ВНС-01 установлены: на водоводе №1 Ду=887,7 мм, на водоводе №2 Ду=871,1 мм.
2. На первом этапе корректировки сравнивался суммарный расход в двух водоводах на узле учета и на насосной станции. На втором, после детального анализа результатов первого этапа - корректировалось только программирование УЗР на водоводе №2 ВНС-01, т.к. УЗР на водоводе №1 достаточно точно совпал с показаниями АКС на правом водоводе узла учета №3 "выше по течению".
3. На втором этапе именно это предприняли, и вроде как неплохо получилось. Как только несколько суток статистики поднакопится, сразу выложу.

(*) Измерение Ду, результаты которого потом вводятся в программу УЗР с накладными датчиками, в нашем случае состояло в обмерах внешней геометрии трубопровода и измерении толщины стенки оного посредством ультразвуковой толщинометрии.

Аватара пользователя
Андрей Чигинев
Гуру форума
Posts in topic: 6
Сообщения: 2380
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 23:18
Поблагодарили: 4 раза

АКС и УЗР

#7

Непрочитанное сообщение Андрей Чигинев » 24 янв 2015, 16:31

После окончательной подгонки УЗР под АКС прошло немногим более недели и уже поднакопилась кое-какая статистика выполненных ими измерений. Эти результаты за предыдущие семь дней находятся в прикрепленном экселевском файле.
Видно, что абсолютная разница измерений, как правило, имеет пики (в данном случае - провалы) в ночные часы, когда расходы минимальны. Причем, в основном, в эти ночные часы УЗР занижают расход по отношению к АКС, что во общем-то понятно - просто УЗР "слепнет" на очень малых скоростях потока жидкости.
Но в целом за весь период времени разница между показаниями тех и других приборов совсем мала, можно даже сказать ничтожна - всего 470 м3 при общем расходе 129,6 тыс.м3, т.е. составляет всего 0,36%.
Вложения
УЗР и АКС (2).xlsx
(20.8 КБ) 1546 скачиваний
Разница абс.png

Аватара пользователя
Андрей Чигинев
Гуру форума
Posts in topic: 6
Сообщения: 2380
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 23:18
Поблагодарили: 4 раза

АКС и УЗР

#8

Непрочитанное сообщение Андрей Чигинев » 24 янв 2015, 16:40

На диаграмме ниже приведены значения относительной разницы в показаниях УЗР и АКС в зависимости от скорости потока жидкости в трубопроводе на узле учета УЗР. Видно, что за условную границу "нечувствительности" УЗР можно принять скорость потока 0,1 м/с - а это очень даже впечатляющий результат. Лично я подобного для УЗР не ожидал :bra_vo:
Разница отн.png
На следующей диаграмме приведены данные о взаимной согласованности показаний УЗР и АКС на скоростях потока жидкости, превышающих 0,1 м/с.
Согл УЗР и АКС.png
Повторюсь (а что делать?) - результаты измерений одних и тех же расходов приборами совершенно разных принципов действия оказались очень близки - фактическая разница результатов измерений оказалась гораздо меньше допускаемой погрешности измерений... - но не без некоторого предварительного шаманства и танцев с бубнами.
Какие же выводы можно сделать из полученных результатов?
1. Вынужденная подгонка результатов измерений УЗР под показания АКС была обусловлена исключительно отсутствием на месте установки УЗР хороших измерительных участков, т.е. при их отсутствии нечего и мечтать о более или менее достоверных измерениях.
2. Нижнюю границу чувствительности данной модели УЗР, определенную скоростью потока жидкости в трубопроводе, свыше которой его показания очень хорошо согласуются с высокоточными измерениями АКС, можно оценить в 0,1 м/с, что является весьма замечательным результатом.

Ответить