Часть 1. Введение и назначение шкафа вторичной аппаратуры

1.1. Зачем нужен шкаф вторичной аппаратуры

Шкаф вторичной аппаратуры в системах Custody Transfer — это центральный элемент, связывающий измерительные датчики и первичные приборы (расходомеры, термопреобразователи, плотномеры, уровнемеры) с вычислительными устройствами (поточными компьютерами, корректирующими модулями и архиваторами).

Его главные функции:

• аккумулировать все входящие сигналы;
• преобразовать их в удобные для обработки форматы;
• обеспечить надёжность, безопасность и юридическую защищённость учёта;
• создать удобную платформу для эксплуатации и обслуживания.

Другими словами, именно в шкафу происходит «сведение» всех каналов в единую систему учёта. От того, насколько грамотно он спроектирован, зависит и точность учёта, и юридическая сила актов приёмо-передачи, и комфорт наладчиков в повседневной работе.

1.2. Роль «Олимп» в проектировании

Опыт SIA Olimps показал: правильный шкаф — это не только электроника и кабели, но и философия обслуживания.
За годы работы инженеры компании выработали ряд практических решений, которые обеспечивают:

• удобство наладки: клеммы разрывные, расположены в логической последовательности, доступ к каждой точке сигналов возможен без снятия проводки;
• юридическую защищённость (Legal Shield): все критичные цепи пломбируются, архивные данные хранятся с учётом требований API, OIML и национальных стандартов;
• долговечность и надёжность: запас по питанию, DIN-рейкам и вентилированию позволяет шкафам работать десятилетиями без переделок;
• благодарность наладчиков: минимизация ручных операций при поверках и сервисе.

Наладчики и эксплуатационные службы годами отмечают: «Олимповские шкафы» удобны, предсказуемы, а документация прозрачна. Это означает, что грамотное проектирование — это инвестиция не только в точность, но и в спокойствие людей, которые будут с этим оборудованием жить и работать.

1.3. Почему это критично

Проектирование шкафа вторичной аппаратуры напрямую влияет на:

1. Точность измерений — минимизация потерь и искажений сигналов, защита от помех.
2. Юридическую силу данных — наличие архивов, пломбирование, независимость каналов.
3. Безопасность — применение искробезопасных барьеров, разделение Ex-контуров.
4. Эксплуатацию — лёгкость калибровки, отсутствие хаоса в кабелях, минимальное время на диагностику.
5. Стоимость владения — чем меньше ошибок и переделок, тем дешевле обслуживание.

Часть 2. Основные задачи и архитектура шкафа вторичной аппаратуры

2.1. Основные задачи шкафа

Шкаф вторичной аппаратуры — это не просто «ящик с проводами». Его назначение гораздо шире и включает:

1. Сбор сигналов
   • приём аналоговых (4–20 мА, RTD, термопары), дискретных, импульсных и частотных сигналов;
   • интеграция цифровых протоколов (Modbus, HART, RS-485/422, Ethernet).
2. Преобразование и защита
   • гальваническая изоляция, искробезопасные барьеры (Ex i);
   • защита от перенапряжений, импульсных помех и грозовых разрядов.
3. Обеспечение юридической защищённости (Legal Shield)
   • опломбирование клемм, архивов и настроек;
   • аудит-трейл, события, журнал вмешательств;
   • обеспечение метрологической трассируемости.
4. Удобство обслуживания
   • разрывные клеммники для лёгкой поверки и калибровки;
   • модульная структура, позволяющая добавлять новые каналы без переделки;
   • минимальные длины кабелей для подключения эталонных приборов (≤1,5 м). Это обеспечивает надежную защиту от помех.
5. Резервирование и надёжность
   • резерв по питанию, DIN-рейкам, модулям;
   • дублирование поточных компьютеров (схема N+1);
   • наличие сервисных портов и удобного доступа к каждому блоку.

2.2. Архитектура шкафа по секциям

Шкаф делится на логические секции. Такая компоновка доказала свою эффективность в проектах «Олимп»:

1. Секция питания

• Ввод 230 VAC / 24 VDC;
• блоки питания, UPS/DC-UPS;
• защита от перенапряжений и грозы;
• распределительные автоматы.

2. Секция искробезопасная (Ex i)

• барьеры и гальванические изоляторы;
• отдельные DIN-рейки синего цвета;
• физическое разделение с «обычными» контурами.

3. Секция сигналов (маршалинг)

• клеммники AI, AO, DI, DO;
• отдельные группы под импульсные/частотные входы;
• RTD/TC;
• цифровые интерфейсы (RS-485, Modbus, HART).

4. Секция вычислителей и связи

• поточные компьютеры (flow computers), корректоры;
• Ethernet-коммутаторы, RS-485/422-конвертеры;
• синхронизация времени (GPS или оптическая связь);
• архиваторы.

5. Секция оператора / сервисная зона

• HMI-панель или сервисные порты;
• USB/Ethernet-разъёмы для обслуживания;
• опломбируемые двери и замки.

Часть 3. Практические особенности проектирования (опыт «Олимп»)

3.1. Подход «Олимп» к шкафам вторичной аппаратуры

Практика показала: именно детали проектирования определяют удобство эксплуатации и доверие к системе. Поэтому шкафы, спроектированные инженерами Olimps, ценят наладчики и эксплуатация.  Эти шкафы не только соответствуют стандартам, но и решают реальные задачи на объекте: от быстрого подключения приборов до защиты от несанкционированных вмешательств.

3.2. Разрывные клеммники

• Используются разрывные клеммники вместо обычных.
• При калибровке или поверке инженер может просто разомкнуть клемму, не снимая провод и не нарушая монтаж.
• Это значительно сокращает время обслуживания и снижает риск повреждения кабеля.

Преимущество: наладчики годами отмечают, что это экономит часы работы и снижает количество ошибок при подключении эталонных приборов.

3.3. Минимальная длина кабелей внутри шкафа

• Кабели внутри шкафа не должны превышать ~1,5 м.
• Такой подход исключает необходимость «удлинителей», снижает помехи и потери.
• Всё расположено компактно, в пределах удобной досягаемости.

Результат: меньше точек отказа, проще трассировка сигналов, выше надёжность измерений.

3.4. Искробезопасные барьеры

• Все контуры из взрывоопасных зон подключаются через барьеры Ex i.
• Они размещаются на синих DIN-рейках для визуальной идентификации.
• Барьеры физически отделены от прочих клемм и модулей, что упрощает проверку и исключает ошибки монтажа.

3.5. Пломбирование

• Разрывные клеммы и критичные каналы после поверки опломбируются.
• Это исключает несанкционированное вмешательство и гарантирует юридическую силу данных.
• Пломбы фиксируются в протоколах, и любое нарушение сразу видно.

Legal Shield: пломбирование — ключевой элемент юридической защищённости.

3.6. Маркировка

Грамотная маркировка — это один из ключевых факторов, определяющих удобство эксплуатации шкафа вторичной аппаратуры.

Задачи маркировки:

• Обеспечить быструю ориентацию наладчика в шкафу без необходимости листать многотомные проекты.
• Унифицировать систему обозначений так, чтобы работы мог выполнять инженер даже другой организации без прохождения специального обучения по конкретному объекту.
• Исключить ошибки при калибровке, поверке и ремонте.
• Упростить ввод новых каналов и модернизацию системы.

Практика «Олимп»:

• Все клеммы, кабели и модули имеют чёткие и читаемые маркировочные таблички.
• Используются стандартные промышленные системы маркировки (например, DIN EN 81346, IEC 60617 для структурных обозначений, ISO 14617 для графических символов).
• Применяются цветовые коды:
  • синий для искробезопасных контуров (Ex i);
  • красный для аварийных сигналов;
  • жёлтый для дискретных входов/выходов;
  • зелёный для заземления и защитных цепей.
• Маркировка устойчива к внешним условиям: термотрансферные надписи, стойкие к ультрафиолету и влаге.

Результат:

• Любой инженер быстро находит нужный сигнал.
• Исключаются ошибки при подключении эталонных приборов.
• Сокращается время на диагностику и обслуживание.
• Повышается юридическая защищённость (Legal Shield), так как исключается риск «человеческого фактора» при неверной идентификации цепей.

Опыт эксплуатации подтверждает: грамотная маркировка — это экономия времени и повышение надёжности на десятилетия.

3.7. Резервирование и запас

• При проектировании Олимп всегда оставляет резерв:
  • свободные DIN-рейки;
  • запас по источникам питания;
  • дополнительные клеммы.
• Это позволяет без переделки добавлять новые приборы или каналы.

Преимущество: шкаф работает десятилетиями, не требуя полной замены при модернизации.

3.8. Удобство обслуживания

• Все клеммы и модули подписаны читаемыми маркировками.
• Доступ к каждой цепи свободный, без «лесов» из проводов.
• Сервисные разъёмы и HMI вынесены в отдельную зону, чтобы инженер мог подключиться без вскрытия всего шкафа.

Часть 4. Алгоритмы достоверности сигналов

4.1. Почему это важно

В системах Custody Transfer нельзя полагаться на «сырые» данные — каждый канал должен быть проверен на достоверность. Если допустить искажение или потерю сигнала, акты приёмо-передачи теряют юридическую силу, а стороны могут понести серьёзные убытки. Поэтому в шкафу вторичной аппаратуры и в поточных компьютерах реализуются алгоритмы достоверности каналов.

4.2. Основные условия достоверности

Чтобы канал считался «истинным» (valid), должны выполняться два условия одновременно:

1. Линия в работе
   • продукт реально движется по трубопроводу;
   • технологическая линия открыта, расходомер задействован;
   • есть подтверждение от системы (например, сигнал «линия в работе» от SCADA/PLC).
2. Канал не разорван
   • сигнал физически присутствует на клеммах;
   • кабель цел, клеммы замкнуты, нет обрыва или потери частоты/импульса;
   • проверка по контролю уровня сигнала (например, наличие импульсов выше порога, ток в диапазоне 4–20 мА).

4.3. Правило обработки

• Если оба условия выполнены → данные считаются достоверными, архивируются и идут в расчёт.
• Если хотя бы одно условие не выполнено → канал блокируется как недостоверный, данные в расчёты не включаются.

4.4. Практическая реализация (опыт «Олимп»)

• В шкафах Olimps алгоритмы проверок закладываются ещё на стадии проектирования:
  • импульсные каналы заводятся через специальные модули с контролем частоты;
  • аналоговые сигналы проходят через модули с диагностикой обрыва/короткого замыкания;
  • дискретные цепи имеют тестовые клеммы и разрывы для поверки.
• Поточные компьютеры (Flow Computers) получают не только сигнал, но и «флаг достоверности».
• Архивы фиксируют все события:
  • «канал недостоверен»,
  • «линия не в работе»,
  • «обрыв сигнала».

Legal Shield: это гарантирует, что в будущем можно будет доказать, какие именно данные использовались при расчётах и почему.

4.5. Пример

• Ситуация: линия открыта, продукт идёт, но кабель обрывается.
  • Результат: канал блокируется, архив получает запись «обрыв».
• Ситуация: кабель цел, сигнал идёт, но линия технологически остановлена.
  • Результат: канал блокируется, архив фиксирует «линия не в работе».
• Ситуация: оба условия выполнены.
  • Результат: данные считаются валидными и идут в Custody Transfer.

4.6. Рекомендации по двойному каналу (А / В) и защите достоверности сигнала

Для повышения надёжности и юридической защищённости измерений в практике Custody Transfer применяется дублирование импульсных сигналов. От одного расходомера (турбинного, массового и др.) могут выводиться два независимых канала («А» и «B»).

Суть метода:

• Каналы могут быть сдвинуты по фазе (например, на 90 или 180 градусов) относительно друг друга.
• Система сравнивает их, выявляя несоответствия, выпадение импульсов, сбои или помехи.
• При отказе одного канала данные блокируются или система переключается на резервный канал.

Преимущества:

• Повышается достоверность учёта.
• Снижается риск ошибок и спорных ситуаций.
• Усиливается юридическая защищённость измерений.

Нормативная база

• ISO 6551:1982 — Petroleum liquids and gases — Fidelity and security of dynamic measurement — Cabled transmission of electric and/or electronic pulsed data.
  Определяет требования к надёжной передаче импульсных сигналов, включая необходимость резервирования и защиты каналов.
• ISO 17089-1:2010 / 2019 — Measurement of fluid flow in closed conduits — Ultrasonic meters for gas — Part 1: Meters for custody transfer and allocation measurement.
  Устанавливает требования к достоверности выходных сигналов, резервированию и методам самодиагностики в ультразвуковых счётчиках газа для Custody Transfer.

Таким образом, применение двойного канала (А и В) с фазовым сдвигом или независимой генерацией импульсов является «лучшей практикой», соответствующей духу ISO 6551 и ISO 17089-1, и значительно повышает надёжность и юридическую силу актов приёмо-передачи.

Часть 5. Юридическая составляющая (Legal Shield)

5.1. Почему «Legal Shield» критичен

В Custody Transfer измерения — это не просто техника, а юридическая основа сделки. Любая ошибка, вмешательство или потеря данных приводит к конфликтам между сторонами: продавцом, покупателем, оператором. Поэтому шкаф вторичной аппаратуры должен быть спроектирован так, чтобы:

• исключить возможность скрытого вмешательства;
• обеспечить юридическую доказательность результатов;
• соответствовать требованиям API, OIML, ISO, ГОСТ и национальных правил.

5.2. Пломбирование и защита от вмешательств

• Все клеммники, через которые проходят каналы учёта, должны иметь пломбируемые крышки.
• Разрывные клеммники после поверки фиксируются пломбами.
• Доступ к настройкам поточных компьютеров ограничен, ключевые параметры защищены паролями и пломбами.
• Любое нарушение пломбы сразу фиксируется в протоколах и является юридическим фактом.

5.3. Архивы и audit trail

• Поточные компьютеры и шкаф в целом должны обеспечивать энергонезависимое хранение данных.
• В архив попадают:
  • измеренные значения (расход, объём, масса, температура, давление, плотность);
  • события («канал недостоверен», «обрыв», «потеря питания»);
  • действия операторов (смена параметров, вмешательства).
• Audit trail фиксирует: кто, когда и что изменил.
• Архив защищён от корректировки или удаления.

5.4. Независимость каналов

• Каждый канал должен быть независимым, чтобы отказ одного не влиял на достоверность других.
• При необходимости используются дублирующие вычислители (N+1).
• Это исключает ситуации, когда одна ошибка приводит к полной потере юридической силы протокола.

5.5. Трассируемость и соответствие стандартам

• Все элементы шкафа должны иметь метрологическую трассируемость: сертифицированные приборы, поверка, отметки в паспортах.
• Система должна соответствовать стандартам:
  • OIML R117 (учёт жидкостей);
  • API MPMS (методы измерений);
  • ISO/IEC 17025 (лаборатории и поверка);
  • национальные стандарты (например, ГОСТ 8.586).

Legal Shield: такое соответствие гарантирует, что данные можно использовать в суде или при арбитраже без дополнительных экспертиз.

5.6. Практический результат

Опыт Olimps показал:

• заказчики ценят, когда все каналы защищены пломбами;
• юристы спокойны, потому что протоколы имеют юридическую силу;
• наладчики благодарны, так как система проста и прозрачна.

Шкаф проектируется не только как инженерное устройство, но и как щит юридической защиты для всех участников сделки.

Это была Часть 5.
Следующая — Часть 6: Опыт эксплуатации и благодарность наладчиков: реальные преимущества для тех, кто работает с такими шкафами каждый день.

Хочешь, я перейду к Часть 6?

Вы сказали:

Продолжаем. Давай следующее.

Часть 6. Опыт эксплуатации и благодарность наладчиков

6.1. Практическая ценность для наладчиков

Шкафы, выполненные по подходу Olimps, годами вызывают благодарность у эксплуатационного персонала. Наладчики отмечают:

• Экономия времени: калибровка и поверка занимают минимум усилий, благодаря разрывным клеммам и удобному доступу к каждому сигналу.
• Простота диагностики: каждый канал логически подписан и физически доступен, что снижает вероятность ошибок при проверках.
• Снижение стресса: меньше «ручной работы» с проводами, меньше риск случайного обрыва или короткого замыкания.

6.2. Надёжность в эксплуатации

• Шкафы работают десятилетиями без необходимости полной модернизации.
• Резерв по питанию и свободные DIN-рейки позволяют безболезненно расширять систему.
• Искробезопасные барьеры и разделение контуров сводят к минимуму риск аварий.
• Архивы и audit trail обеспечивают защиту данных при любых сбоях питания.

6.3. Юридическая уверенность для заказчика

• Данные из шкафа и поточных компьютеров имеют юридическую силу и защищены от вмешательств.
• При спорных ситуациях можно предъявить архивы и audit trail, которые фиксируют все события и изменения.
• Такой подход снижает риски конфликтов между продавцом и покупателем.

6.4. Благодарность от всех сторон

• Наладчики: ценят удобство и предсказуемость.
• Инженеры метрологи: получают достоверные данные и прозрачные протоколы.
• Юристы и контрактные отделы: уверены, что акты учёта защищены от оспаривания.
• Заказчики: понимают, что оборудование прослужит долго и не потребует частых переделок.

6.5. Заключение

Шкаф вторичной аппаратуры — это не просто электрощит. Это сердце узла учёта, где встречаются интересы инженеров, юристов и эксплуатационников. Опыт Olimps показал: если шкаф спроектирован грамотно, то он обеспечивает:

• точность измерений,
• юридическую защищённость данных,
• удобство обслуживания,
• надёжность на десятилетия.

Поэтому правильное проектирование шкафа — это инвестиция в доверие между сторонами сделки, в спокойствие персонала и в устойчивость всей системы Custody Transfer.

Часть 7. Примеры исполнений шкафов

В данной книге мы приводим лишь обзорный пример возможных решений по проектированию шкафов вторичной аппаратуры.

Шкафы Olimps и Pro meter выполняются в различных конфигурациях, в зависимости от среды применения и требований заказчика. На практике это могут быть:

• Шкафы для нефти и нефтепродуктов — с усиленной системой архивирования, поддержкой API-стандартов и резервированием вычислителей по схеме N+1.
• Шкафы для газа — с высокочастотными импульсными входами, цифровыми интерфейсами для хроматографов и расширенными функциями по диагностике сигналов.
• Шкафы для химических производств — с особым вниманием к искробезопасности, дополнительными барьерами Ex i и разделением контуров по зонам.
• Шкафы для резервуарных парков — с интеграцией уровнемеров, температурных гирлянд, систем плотности и специализированных модулей для учёта наливов и сливов.

Каждый проект выполняется индивидуально, с учётом:

• среды применения,
• нормативных требований,
• задач заказчика,
• требований по Legal Shield (юридической защищённости).

Подробные схемы компоновки, примеры чертежей и реальные фото шкафов мы предоставляем по запросу.