功能及性能指标要求.docx
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功能及性能指标要求
“军油工程”关键设备——液位计功能及性能指标要求
1范围
本要求适用于“军油工程”物联网示范工程成品油储罐测量的液位计入围评审。
2引用标准
下列标准包括的条文通过引用而构成为本要求的一部分，除非在要求中另有明确规定，下述引用标准都应是现行有效标准。
GB3836.1-2010爆炸性环境第1部分：
设备通用要求
GB3836.2-2010爆炸性环境第2部分：
由隔爆外壳“d”保护的设备
GB3836.4-2010爆炸性环境第4部分：
由本质安全型“i”保护的设备
GB3836.14-2000爆炸性气体环境用电气设备第14部分危险场所分类
GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）
GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验A：
低温
GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分：
试验方法试验B：
高温
GB/T13983-1992仪器仪表基本术语
GB/T17212-1998-1992工业过程测量和控制术语和定义
GB/T17626.2-2011电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验
GB/T17626.3-2011电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验
GB/T17626.4-2011电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验
GB/T17626.5-2011电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验
GB/T17626.8-2011电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验
GB/T17626.11-2011电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断抗扰度试验
GB/T21117-2007磁致伸缩液位计
GB/T25964-2010石油和液体石油产品采用混合式油罐测量系统测量立式圆筒形油罐内油品体积、密度和质量的方法
GJB2128A-2005军用油料装备通用技术条件
YLB3001A-2006军用油库爆炸危险场所电气安装规程
JJG971-2002液位计检定规程
JJF1001-2011通用计量术语及定义技术规范
JJF1440-2013混合式油罐测量系统校准规范
JB/T9329-1999仪器仪表运输、运输贮存基本环境条件及试验方法
SY5669-93（2006）石油和液体石油产品立式金属罐交接计量规程
ISO4266-1石油和液体石油产品－储罐中液位和温度自动测量法-第１部分：
常压罐中的液位测量
3液位计性能指标要求
3.1与精度有关的要求
3.1.1示值误差
液位计示值的最大允许误差为±1mm，安装后示值的最大允许误差为±4mm。
3.1.2非线性
液位计的非线性误差应不超过最大允许示值误差绝对值的二分之一。
3.1.3重复性
液位计的重复性应不超过最大允许示值误差绝对值的五分之二。
3.1.4稳定性
液位计连续运行24h后，示值误差满足3.1.1要求。
3.2通用技术要求
3.2.1外观
外观符合“JJG971-2002液位计检定规程”中6.1要求。
3.2.2电源变化
具有电源供电的液位计，交流供电在187V～242V、47.5Hz～52.5Hz变化；直流供电在额定电压±10%变化。
液位计的示值变化应不超过最大允许误差绝对值的二分之一。
3.2.3电源保护
液位计应具备防反向保护功能。
当液位计电源端反向施加允许的最大供电电压后，再正常连接时，液位计应能正常工作，输出值的变化应不超过最大允许示值误差绝对值的五分之二。
3.2.4环境温度影响
a）不具有电源供电的液位计，在环境温度15℃～35℃，相对湿度45%～75%条件下，示值误差仍满足3.1.1的要求。
b）具有电源供电的液位计，在环境温度-25℃～60℃变化时，平均每变化10℃液位的显示值变化应不超过最大允许误差的绝对值。
3.2.5恒定湿热
液位计在温度40℃和相对湿度95%的条件下至少保持48h。
试验后，输出值的变化应不超过最大允许示值误差绝对值的二分之一。
3.2.6电磁兼容性
a）工频磁场抗扰度性能
具有电源供电的液位计，在GB/T17626.8-2011中规定的严酷度等级为5级的环境下，仍能正常工作、计量性能仍应符合3.1的要求。
b）静电放电抗扰度性能
具有电源供电的液位计，在GB/T17626.2-2011中规定的严酷度等级为3级的环境下，允许功能或性能有暂时降低或丧失，但能自行恢复。
c）射频电磁场辐射抗扰度性能
具有电源供电的液位计，在GB/T17626.3-2011中规定的严酷度等级为2级的环境下，允许功能或性能有暂时降低或丧失，但能自行恢复。
d）电快速瞬变脉冲群抗扰度性能
具有电源供电的液位计，在GB/T17626.11-2011中规定的电压暂降和短时中断的情况下，允许功能或性能有暂时降低或丧失，但能自行恢复。
e）电压暂降、短时中断抗扰度
具有电源供电的液位计，在GB/T17626.11-2011中规定的电压暂降和短时中断的情况下，允许功能或性能有暂时降低或丧失，但能自行恢复。
f）浪涌（冲击）抗扰度性能
具有电源供电的液位计，在GB/T17626.5-2011中规定的严酷度等级为2级的环境下，允许功能或性能有暂时降低或丧失，但能自行恢复。
3.2.7绝缘电阻
具有电源供电的液位计，在环境温度为15℃～35℃，相对湿度为45%～75℃的条件下，液位计的电源、接地端子（或外壳）之间的绝缘电阻应不低于20MΩ。
3.2.8耐压及密封性
直接承受介质压力的液位计应进行耐压及密封性试验。
额定工作压力小于10MPa的液位计，其工作壳体、浮子、浮球应能承受1.5倍额定工作压力；大于和等于10MPa的液位计，其工作壳体、浮子、浮球应能承受1.25倍额定工作压力。
均不应出现泄漏和损坏。
3.2.9防爆要求
防爆场所划分按《YLB3001A-2006军用油库爆炸危险场所电气安装规程》和《GB3836.14-2000爆炸性气体环境用电气设备第14部分危险场所分类》要求执行。
a）采用本质安全型液位计，防爆等级达到ExiaIIAT3或更高；
b）采用隔爆型液位计，防爆等级达到ExdIIAT3或更高。
c）复合防爆形式的液位计，如本质安全加隔爆型，安装后在不同场所中的液位计组成部分的防爆形式必须符合相应场所防爆要求。
3.2.10防护性能
液位计防护等级需达到IP65或更高，浸入液体部分需达到IP68。
3.2.11认证要求
所有选用的液位计须取得国家授权计量认证部门出具的计量认证及检测报告。
所有选用的液位计须取得国家授权仪器仪表防爆检验中心出具的防爆认证。
4其他要求
4.1测量范围
测量范围：
0～23m。
测量下盲区：
≤200mm。
4.2功能要求
磁致伸缩液位计：
具有液位、界位、5点以上平均温度实时测量功能。
伺服液位计：
具有液位、界位（非实时）、密度（非实时）测量功能。
其他类型液位计：
具有液位实时测量功能。
4.3介电系数
雷达液位计要求可测量介电系数εr≥1.8以上的油品，且其示值最大允许误差满足3.1.1的要求。
5集成要求
5.1集成方式
液位计输出信号以总线方式传送至分控室。
分控室须配有液位计通讯处理单元作为集成接口处理该区域油罐测量数据，该单元应提供1个数据输入接口，2个数据输出接口。
接口1采集各液位计（或液位计二次仪表）数据，接口2和接口3分别向油罐监测计算机和物联接入网关提供油罐测量数据。
1台液位计通讯处理单元须能够支持不少于8台液位计。
图1液位计数据集成方式
5.2集成接口要求
接口1与接口2应符合国家通讯接口相关标准，本要求不做规定；接口3作为与物联集成网关连接的电气接口，须满足以下要求：
a）采用屏蔽双绞线进行数据传输；
b）采用RS-485接口或RJ-45接口，Modbus通信协议，RTU方式，波特率可选：
2400,4800,9600bps。
可多机通信和总线连接。
5.3集成数据要求
5.3.1数据采集与处理
液位计通讯处理单元应能够通过接口1采集总线上各液位计（或液位计二次仪表）数据。
原始数据可在通讯处理单元进行计算与处理，但须按《SY5669-93（2006）石油和液体石油产品立式金属罐交接计量规程》中的“4油量计算”的规定完成油量计算工作。
无相关数据可在Modbus寄存器中返回空。
5.3.2数据上传
接口3上传数据的值应与接口2完全一致，接口2上传数据包含接口3上传数据。
接口3上传数据格式规定如下：
a）Modbus协议查询指令格式（由物联接入网关向通讯处理单元发送）：
地址
（1Byte）
功能码
（1Byte）
起始寄存器
（2Bytes）
寄存器个数
（2Bytes）
CRC16
（2Bytes）
b）Modbus协议返回数据格式（由通讯处理单元向物联接入网关返回）：
地址
（1Byte）
功能码
（1Byte）
返回数据字节数
（1Byte）
数据
（nBytes）
CRC16
（2Bytes）
c）寄存器数据格式如下：
寄存器
数据地址
数据名称
字节数
单位
备注
30001
0000
液位1
2Bytes
m
小数点后保留3位，*1000后发送
30002
0001
水位1
2Bytes
m
小数点后保留3位，*1000后发送
30003
0002
温度1
2Bytes
℃
小数点后保留2位，*100后发送，高字节最高位为符号位
30004
0003
温度2
2Bytes
℃
小数点后保留2位，*100后发送，高字节最高位为符号位
30005
0004
温度3
2Bytes
℃
小数点后保留2位，*100后发送，高字节最高位为符号位
30006
0005
平均温度1
2Bytes
℃
小数点后保留2位，*100后发送，高字节最高位为符号位
30007-3008
0006-0007
视体积1
4Bytes
m3
小数点后保留3位，*1000后发送
30009-30010
0008-0009
标准体积1
4Bytes
m3
小数点后保留3位，*1000后发送
30011-30012
0010-0011
视密度1
4Bytes
Kg/m3
小数点后保留3位，*1000后发送
30013-30014
0012-0013
标准密度1
4Bytes
Kg/m3
小数点后保留3位，*1000后发送
30015-30016
0014-0015
质量1
4Bytes
t
小数点后保留3位，*1000后发送
30017-30018
0016-0017
空容量1
4Bytes
m3
小数点后保留3位，*1000后发送
30019
0018
故障代码
2Bytes
/
/
30020
0019
备用
2Bytes
/
/
30021
0020
液位2
2Bytes
mm
小数点后保留3位，*1000后发送
……
……
……
……
……
……
6国产化要求
液位计构成主要分为传感部分、处理部分、存储部分和传输部分。
本要求规定处理部分和传输部分的主要器件应选用国产产品。
注：
主要器件指具有数据处理与传输功能的单片机、微处理器。
7计量器具控制
计量器具控制包括定型鉴定或样机试验、首次检定、后续检定和使用中检验。
具体方法应符合《JJG971-2002液位计检定规程》和《JJF1440-2013混合式油罐测量系统校准规范》规定的内容。
本要求中提出的在该规程中未包含的项目应按其遵循或参考的国家相关标准、规范执行。
“军油工程”关键设备——物联集成服务平台
功能及性能指标要求
11 范围
本要求适用于“军油工程”物联网示范工程中物联集成服务平台的物联集成服务器与物联接入网关的入围评审。
12 引用标准
下列标准包括的条文通过引用而构成为本要求的一部分，除非在要求中另有明确规定，下述引用标准都应是现行有效标准。
GJB3115-1997军用计算机开放系统互连网络体系结构
ITAv2.0军事信息系统一体化技术体系结构
GJB/Z102-97软件可靠性和安全性设计准则
“军油工程”国家物联网示范工程油库物联集成工程标准（报批稿）
13 总体概述
13.1 用途
物联集成服务平台主要用于军队油库站各类油料收储发感知控制系统和安防监控系统的集成，为油料业务管理和指挥决策提供及时、准确、标准的数据服务。
平台基于统一的集成规范，通过硬件的连接和软件的处理，能够实时获取油料储量、流量、质量、温度、压力和安全等信息，通过网闸隔离安全上传部队本级和各级机关，做到传感设备即插即用、感知信息自动传输、网络互联安全隔离、作业流程同步监控，确保保障末端实时信息与业务管理和指挥决策信息系统的无缝衔接。
13.2 组成结构
图2物联集成服务平台功能组成结构
如图2所示，物联集成服务平台主要由部署在油库的物联接入网关、物联集成服务器，以及部署在总部的集中管控服务器组成，各部分具体功能如下：
1.物联接入网关
负责工业控制现场的感知数据采集，并组织成统一数据包格式，通过工业以太网发送至物联集成网关。
2.物联集成服务器
物联集成服务器属物联集成服务平台的核心设备，内部包括物联集成网关、安全隔离网闸、组态监控应用处理板、数据库应用处理板与网络交换板等模块。
其中，物联集成网关负责现场数据的数据接收、数据汇聚、数据计算、数据入库、数据分发等任务，是感知层与应用层之间的桥梁；安全隔离网闸负责实现信息网络与工业控制网络（工业以太网）之间的物理隔离，并在隔离的基础上，实现有效的数据交换；组态监控应用处理板上部署基于组态的工艺流程监控系统；数据库应用处理板上部署Oracle物联数据库，存储整个油库集成的所有数据。
3.集中管控服务器
总部集中管控服务器负责通过军事综合信息网对全军所有油库的物联集成平台进行远程配置、调试与升级，并实现全军油库物联网数据在总部的集中处理与存储。
13.3 主要功能
a）设备接入与系统集成功能
平台应能支持国内外主流厂家的液位计二次仪表、流量计、压力变送器、温度变送器、阀门回讯器等油料感知设备以总线通信和基于WIA无线通信的方式直接接入；能够集成油料收储发作业感知控制系统和安防监控系统的数据。
b）网络互联安全隔离功能
平台应能通过星型或者环型拓扑结构的工业以太网连接油库各感知控制系统和安防监控系统，实现各系统和设备的物联数据的可靠传输；通过安全隔离网闸实现油库工控网与油库办公网数据的安全交换；平台关键设备应选用国产自主可控处理器板，支持国产操作系统、中间件和数据库的应用。
c）数据处理与应用功能
平台应能支持多种数据接口，通过协议解析将油库各感知控系统及安防监控系统的异构物联数据转换成标准化格式，并与油库工艺流程监控系统以及其它各业务信息系统对接，实现物联网数据的协同共享和融合应用。
d）有线和无线数据传输功能
平台应能支持军事综合信息网和军用CDMA/3G两种传输模式，通过统一的消息服务中心的接收处理和转发，将集成的油库物联数据上传至各级机关。
e）物联数据同步监控功能
平台应能采用组态软件构建油库工艺流程监控系统，各级机关根据需要灵活搭建配置本级所需的监控模块，基于本级数据库通过网络接收的物联数据，实现对油库油料保障作业状态的同步监控。
f）远程配置及统一管理功能
平台应能通过军事综合信息网，对部署在油库的物联集成设备进行统一的管理，动态监控物联集成设备和液位仪、流量计等物联网感知控制关键设备的运行情况并进行故障报警；可远程安装、配置、管理和升级油库物联集成设备的软件。
13.4 集成模式
集成模式包括硬集成与软集成两种模式，具体集成要求应遵循《“军油工程”国家物联网示范工程油库物联集成工程标准（报批稿）》。
a）硬集成：
物联集成服务器通过物联接入网关直接从现场感知设备输出总线上采集数据，无需连接本地上位机，主要用于液位计的数据集成。
b）软集成：
物联集成服务器通过中间件形式从感知控制系统和安防监控系统的上位机进行数据集成，主要用于汽车零发油、铁路收发、水路收发、机场直线加油等系统的集成。
13.5 组网要求
物联集成的组网应遵循《GJB3115-1997军用计算机开放系统互连网络体系结构》，具体要求如下：
a）油库各类油料感知控制系统和安防监控系统独立组网运行，通过网闸与油库办公网实现物理隔离，各系统的上位机或工作站不能直接接入油库办公网。
b）物联集成服务器通过网闸模块提供两个网口，内网口可以工业以太网星网或环网形式，连接油库收发油作业现场、储油罐区分控室或信息汇结点的接入网关以及各类系统上位机，外网口连接到油库办公网的交换机上。
c）油库收发油作业现场或储油罐区的分控室或信息汇结点采用物联接入网关将本地信号汇结后，以光纤传输至物联集成服务器的内网口连接的交换机上。
d）油库收发油作业现场或储油罐区的分控室或信息汇结点到油库机房预留至少8芯光纤。
14 物联集成服务器功能与性能要求
14.1 功能要求
a）硬集成功能：
物联集成网关采用硬集成模式集成油罐液位计量系统，通过对液位、压力等原始参数的计算获得所有油罐的密度、体积、质量等数据。
b）软集成功能：
物联集成网关采用软集成模式集成汽车零发油、铁路收发自控、水路收发自控、机场直线加油等系统的现场作业数据，具体由物联集成网关通过工业以太网主动从各自控系统采集同步数据表。
c）集成数据处理功能：
物联集成网关对所有油料物联网数据进行综合处理，转换成标准格式后存储到本地Oracle物联数据库，并与油库综合集成平台应用软件进行对接。
d）组态应用数据接口：
物联集成网关将综合处理后油库作业现场数据按照标准Modbus协议，与油库工艺流程监控系统应用软件进行对接。
e）数据传输功能：
物联集成网关将油料物联网数据按照“军油工程”统一消息传输机制传输到各上级机关；传输方式支持军事综合信息网与军用CDMA/3G无线传输。
f）数据安全隔离交换功能：
安全隔离网闸切断TCP/IP连接，采用私有定制协议实现油库工控网与油库办公网之间的安全数据传输；并支持内部入侵检测、安全防护、防攻击以及用户认证等功能。
g）配置管理功能：
嵌入配置管理软件对平台功能与参数进行配置与管理，包括液位计、流量计等感知实体的属性配置、传感器协议的配置、网络协议配置以及网络拓扑监控等。
14.2 性能要求
14.2.1 部署形式
物联集成服务器部署于油库中心机房。
14.2.2 机械结构
物联集成服务器须采用总线背板机箱结构，满足如下要求：
a）机箱内的高速无源背板以插槽的形式接入物联集成网关、安全隔离网闸、组态监控应用处理板、数据库应用处理板、网络交换板等板卡模块。
b）应不少于10个扩展槽，机箱背板带宽不少于2T，主控板数据交换能力不少于480Gbps，支持万兆和千兆工业以太网接口。
c）提供双电源冗余供电。
14.2.3 处理架构
a）物联集成网关采用CPU（多内核系统）处理器与可定制的Linux操作系统，提供可扩展的多路输入输出和网络（IPV4/IPV6）的通信能力。
b）安全隔离网闸采用双主机板卡结构，一块板卡连接油库办公网，另一块板卡连接油库工控网，两板之间物理隔离，采用光纤连接以及私有定义的基于以太帧的链路协议，不支持TCP直接连接；采用嵌入式处理器与嵌入式Linux系统。
14.2.4 软件技术体制
软件技术体制应符合《ITAv2.0军事信息系统一体化技术体系结构》、《GJB/Z102-97软件可靠性和安全性设计准则》的要求。
14.2.5 接口与协议
a）物联集成网关支持军用CDMA/3G天线接口；
b）网络交换板支持千兆光口≮4个，千兆电口≮4个，支持TCP与UDP协议。
14.2.6 物联集成网关性能
a）液位计通讯单元最小数据采样周期：
≯3秒。
b）通信协议解析并发数≮500；
c）与现场设备或系统的并发TCP/IP连接数≮60,000，每秒新建连接数≮13,00。
14.2.7 网闸协议代理
针对工业控制领域的数据传输需要，网闸应支持以下应用协议代理功能：
a）ModbusRTU/TCP；
b）OPC；
c）ODBC（满足数据库的访问）；
d）文件交换协议。
14.2.8 网闸认证要求
安全隔离网闸须通过军队相关的安全保密检测认证。
14.2.9 防护等级
防护等级不低于IP40。
14.2.10 环境适应性
a）工作温度：
-15℃～55℃；
b）贮存极限温度：
-20℃，65℃。
14.3 国产化要求
物联集成服务器内嵌的主机板卡，包括物联集成网关、组态应用板、集成数据库板等，应使用自主可控国产软硬件，优先选择国家核高基重大专项支持目录产品。
自主可控主机板应满足如下指标要求：
a）CPU内核数目不低于4核，主频不低于2.0G；
b）硬件支持VMX虚拟化技术；
c）最大支持内存不低于32G；
d）支持双固态SSD硬盘,并支持软件数据同步备份功能。
15 物联接入网关功能与性能要求
15.1 功能要求
物联接入网关能够通过485总线直接接入各型液位计通讯单元或现场各型液位计二次表，能够通过扩展模块接入油库其它现场仪器仪表，并针对各型仪表进行协议解析后将数据转换成统一的格式，通过TCP/IP网络传输至物联集成服务器。
15.2 性能要求
15.2.1 部署形式
部署在具有油罐液位计量系统的现场分控室或其它适宜的场所。
15.2.2 处理架构
应采用嵌入式低功耗设计，内嵌实时操作系统，使用工业级存储介质和实时数据库进行数据存储，利用ASIC芯片进行多路网口MAC控制。
15.2.3 接口与协议
a）应不少于4路串口，采用RS485/RS422/RS232标准；
b）支持扩展连接CAN、ProfiBus、Lonworks、FF等标准总线；
c）应不少于4路以太网口，能够自适应10M/100M/1000MBASE/T，采用RJ-45接口；
d）支持Modbus访问协议，支持私有定制协议。
15.2.4 机械结构
设备尺寸应能便于在室内和室外两种场所安装，其尺寸建议不大于20cmX15cmX10cm。
15.2.5 散热要求
应采用无风扇设计，利用导管散热。
15.2.6 防爆要求
部署在爆炸性危险场所的设备，防爆等级须符合相应的防爆要求。
15.2.7 防护等级
防护等级达到IP65或更高。
15.2.8 工作环境
a）环境温度，根据部队实际使用环境分为两种类型：
-25℃～60℃与-40℃～60℃；
b）相对湿度：
5%～95%。
“军油工程”关键设备——无线阀门回讯器功能及性能指标要求
16 范围
本要求适用于“军油工程”物联网示范工程中无线阀门回讯器的入围评审。
17 引用标准
下列标准包括的条文通过引用而构成为本要求的一部分，除非在要求中另有明确规定，下述引用标准都应是现行有效标准。
GB/T26790.1-2011工业无线网络WIA规范第一部分：
用于过程自动化的WIA系统结构与通信规范
18 设备功能及性能指标
3.1概述
无线阀门回讯器主要用于实时检测军队油料收发工艺流程中各类手动阀
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