Lastenheft

Inhaltsverzeichnis

1#1Kommunikation
1.1#128Kommunikationsschnittstellen
1.2#64Cry-out
1.3#2Zugriff Remote
1.3.1#224EtherNet/IP
1.3.2#112Drahtlose Kommunikation
1.3.3#75Open Platform Communication (OPC)
1.3.4#12PC über Netzwerk anschließen
1.3.5#3Umwerter remote anschließen
1.3.5.1#5Umwerter über Netzwerk anschließen
1.3.5.2#4Umwerter über serielle Schnittstelle anschließen
1.4#26Zugriff Lokal
1.4.1#32Daten direkt auslesen
1.4.2#27Umwerter lokal anschließen
1.4.2.1#30Umwerter über Encoderschnittstelle anschließen
1.4.2.2#29Umwerter über Hochfrequenzausgang anschließen
1.4.2.3#28Umwerter über Niederfrequenzausgang anschließen
2#8Betriebsvoraussetzungen
2.1#127Gerätelebensdauer
2.2#107Umgebungstemperatur
2.3#71Gleichrichter
2.4#43Standardnennweiten
2.5#42Einlauf- und Auslaufstrecke
2.6#25Elektromagnetische Schutzklasse
2.7#24Mechanische Schutzklasse
2.8#23IP-Schutzklasse
2.9#18Externe Spannungsversorgung
2.10#19Absicherung gegen Stromausfall
2.10.1#21Wiederherstellen der Bereitschaft nach Spannungsausfall
2.10.2#20Automatisches Wiedereinschalten nach Stromausfall
3#9Genauigkeit und Messbereich
3.1#48Pfadlanzahl
3.2#17Messbare Gase
3.3#16Maximaldurchfluss
3.4#15Messbereich
3.5#14Gastemperatur
3.6#13Genauigkeit nach OIML R 137-1 & 2 (2014)
4#76Zertifizierung und Normen
4.1#168ISO 45001
4.2#163Drucksicherheit
4.3#161ISO 27001
4.4#85ISO 14001
4.5#84OIML R 137
4.6#83WEEE
4.7#82RoHS und REACH
4.8#81AGA 9
4.9#80ISO 17089
4.10#79PED 2014/68
4.11#78ATEX 2014/34
4.12#77MID 2014/32 EU

1 Kommunikation

Das Gerät soll
- in einem Kommunikationsnetz arbeiten können, wo Daten ausgetauscht werden, mit Geräten die sich nicht zwangsläufig an dem gleichen Ort befinden.
- ohne Kommunikationsnetz arbeiten können, wo Daten nur lokal, zum Beispiel über Display, Tastatur oder Pulsausgänge ausgetauscht werden.

Dafür sollen Daten lokal und remote auslesebar und schreibbar sein.

Es soll möglich sein, Konfigurationsdaten auszulesen und schreiben. Es soll möglich sein, Prozessdaten auszulesen.

1.1 (#128) Kommunikationsschnittstellen
market
functional
must have
Das Gerät soll auf Kommunikation fokussieren und viele unterschiedliche Anschlussmöglichkeiten für Umwerter, Gasanalysegeräte und Überwachung anbieten. Vor allem soll das Anbinden von anderen RMG-Geräten problemlos möglich sein.

Die exakte physische Konfiguration von Schnittstellen, die nach Außen geführt werden, wird von der Kunde durch Belegung von Schraubverschluss festgelegt. Dafür soll das Gerät mindestens folgenden, unabhängigen, Schnittstellen anbieten:


- 1 x Alarmausgang
- 4 x Frequenzausgänge
- 2 x Pulsausgänge
- 1 x Encoderausgang
- 1 x Richtungsausgänge
- 1 x Warnausgang
- 2 x RS485-Schnittstellen mit konfigurierbarer Funktion
- 2 x Ethernetschnittstellen, von denen 1 stattdessen durch VDSL oder Ethernet-APL nach Kundenwusch ersetzt werden kann. Alternativ können VDSL und/oder Ethernet-APL parallel mit 2 Ethernetschnittstellen verfügbar sein.
- 1 x Stromausgang 4-20mA
- 1 x Stromeingang 4-20mA u.a. für Drucksensor
- 1 x 4-pol. Anschluss für PT100 Temperatursensor

1.2 (#64) Cry-out
market
user story
must have
Das soll eine Funktion "Cry-out" unterstützen. Darüber soll wichtige Nachrichten sowie Alarm oder Warnung nach Wunsch über E-Mail oder Mobilfunk ausgeschickt werden können.

Die exakte Funktionalität, mit welcher Technologie diese Funktion umgesetzt werden soll und unter welchen Bedingungen dies gesehen kann, werden in Systemanforderungen spezifiziert.

1.3 Zugriff Remote

Daten müssen über Fernverbindung, zum Beispiel Ethernet, RS485, WLAN, etc., gelesen und geschrieben werden können.

Es soll für Kunde und Servicetechniker möglich sein, sich remote mit dem Gerät zu verbinden und Daten auslesen und schreiben.

1.3.1 (#224) EtherNet/IP
market
quality
useful
Das Gerät soll über EtherNet/IP (Industrial Protocol) kommunizieren können.
1.3.2 (#112) Drahtlose Kommunikation
market
quality
important
Das Gerät soll eine drahtlose Kommunikationsmöglichkeit, wie zum Beispiel WLAN oder Bluetooth, anbieten.

Über die drahtlose Kommunikation soll Zugriff auf den Zähler via Webserver möglich sein.

Die genaue Funktionsumfang wird in Systemanforderungen festgelegt.

1.3.3 (#75) Open Platform Communication (OPC)
market
functional
must have
Das Gerät soll als OPA/UA Server fungieren können. Über OPC sollen zumindest die Daten in Appendix F von ISO 17089 (entspr. DSfG Instanz F) verfügbar sein.
1.3.4 (#12) PC über Netzwerk anschließen
market
user story
must have
Es soll möglich sein, einen PC mit dem Gerät über Netzwerk zu verbinden und Daten lesen und schreiben.

Dafür soll nur ein Netzwerkfähigen Rechner mit Web Browser notwendig sein.

Spezielle Hardware oder Software dürfen nicht notwendig sein.

1.3.5 Umwerter remote anschließen

Es soll möglich sein, einen Umwerter über Fernverbindung an das Gerät anzuschließen.

Damit wird gemeint, dass Umwerter und Gerät nicht zwangläufig an dem gleichen Aufstellort sich befinden müssen.

1.3.5.1 (#5) Umwerter über Netzwerk anschließen
market
user story
must have
Es soll möglich sein, das Gerät mit einem Umwerter über Netzwerk zu verbinden.

Über die Netzwerkschnittstelle soll der Umwerter als Modbus TCP Client angeschlossen werden können. Das Gerät muss damit als Modbus TCP Server fungieren können.

1.3.5.2 (#4) Umwerter über serielle Schnittstelle anschließen
market
user story
must have
Es soll möglich sein, einen Umwerter über eine seriellen Schnittstelle anzuschließen.

Das Gerät soll als Modbus RTU Server fungieren können. Darüber sollen für einen Umwerter relevante Daten ausgelesen werden können.

1.4 Zugriff Lokal

Das Gerät soll Prozessdaten über lokale Schnittstellen wie Frequenzausgang oder Pulsausgang ausgeben können.

Es soll auch möglich sein, Daten direkt am Gerät lesen und schreiben, zum Beispiel über Tastatur und Display.

1.4.1 (#32) Daten direkt auslesen
market
user story
must have
Es soll möglich sein, Daten direkt am Gerät über ein Display auszulesen. Dafür sollen keine zusätzliche Komponenten (wie zum Beispiel Lesegerät oder Rechner) erforderlich sein.

1.4.2 Umwerter lokal anschließen

Es soll möglich sein einen Umwerter direkt (lokal) an das Gerät anzuschließen.
1.4.2.1 (#30) Umwerter über Encoderschnittstelle anschließen
market
functional
must have
Es soll möglich sein, einen Umwerter über einen Encoderausgang anzuschließen.
1.4.2.2 (#29) Umwerter über Hochfrequenzausgang anschließen
market
user story
must have
Es soll möglich sein, einen Umwerter über HF-Ausgang anzuschließen.
1.4.2.3 (#28) Umwerter über Niederfrequenzausgang anschließen
market
quality
must have
Es soll möglich sein, einen Umwerter über einen NF-Ausgang anzuschließen.

2 Betriebsvoraussetzungen

Das Gerät soll selbständig arbeiten können. Dafür soll nur eine passende Spannungsversorgung notwendig sein, wenn die sonstige, in Unteranforderungen festgelegten Betriebsvoraussetzungen erfüllt sind, wie zum Beispiel Umgebungstemperatur, Gastemperatur, etc.

Ohne weitere Input soll das Gerät die, durch Parametrierung angeforderte, Größen weiterhin Messen und Berechnen. Das Gerät soll die geflossene Gasmenge in einem Zählwerk abspeichern.

2.1 (#127) Gerätelebensdauer
market
quality
must have
Das Gerät soll ein Lebensdauer von mindestens 20 Jahre haben.
2.2 (#107) Umgebungstemperatur
market
functional
must have
Das Gerät muss mindestens bei Umgebungstemperatur -40 °C bis 60 °C voll funktionsfähig sein.

Hinweis: Anforderung hat Auswirkung auf jedes Bauteil. Dies wird nicht explizit verlinkt.

2.3 (#71) Gleichrichter
market
functional
must have
Für die Kompaktform soll ein Gleichrichter verwendet werden.

Folgende Gleichrichter müssen unterstützt werden
- LP35
- "PTB-Lochplatte"
- CPA 50E
- CPA 55E

Andere Gleichrichter dürfen auch unterstütz sein.

Kommentar aus Workshop am 12.07.2024: Gleichrichter können Druckverlust verursachen.

TBD: Wie funktionieren Gleichrichter und bidirektionale Zähler zusammen?

2.4 (#43) Standardnennweiten
market
quality
must have
Der Zähler soll in folgenden Standardnennweiten verfügbar sein:

DN 80, DN100, DN150, DN200, DN250, DN300, DN350, DN400, DN450, DN500, DN600

2.5 (#42) Einlauf- und Auslaufstrecke
market
functional
must have
Die Einlaufstrecke soll 10 DN betragen. Die Auslaufstrecke soll 3 DN betragen.

Zusätzlich soll das eine Compact Variante geben mit 5 DN Einlaufstrecke.

2.6 (#25) Elektromagnetische Schutzklasse
market
quality
must have
Das Gerät soll die elektromagnetische Schutzklasse E2 nach OIML D11 haben.
2.7 (#24) Mechanische Schutzklasse
market
quality
must have
Das Gerät soll mindestens die mechanische Schutzklasse M2 nach OIML haben.
2.8 (#23) IP-Schutzklasse
market
quality
important
Das Gerät soll mindestens die Klasse 66 des International Protection Rating (IP) nach DIN EN 60529 haben.

Wenn dies sich unmöglich herausstellt: IP-65

2.9 (#18) Externe Spannungsversorgung
market
functional
must have
Das Gerät soll mit einer Spannungsversorgung zwischen 9,6 VDC und 34 VDC voll funktionsfähig sein. Die Leistung darf nicht dauerhaft 15 W übersteigen.

Hinweis: Dies umfasst nicht zwangsläufig alle Kommunikationsschnittstellen, wenn diese separate Spannungsversorgung erfordern.

2.10 Absicherung gegen Stromausfall

Das Gerät soll gegen Wegfall von externer Spannungsversorgung abgesichert sein und soll mit eingeschränktem Funktionsumfang (zum Beispiel ohne Netzwerk) mindestens 24h weiterarbeiten können.

Die vorhandene Funktionalität während Wegfalls externer Spannungsversorgung wird in Systemanforderungen festgelegt.

2.10.1 (#21) Wiederherstellen der Bereitschaft nach Spannungsausfall
market
user story
must have
Nach einem Ausfall der externen Spannungsversorgung soll das Gerät nicht ausgeschaltet werden müssen um die Bereitschaft für weitere Spannungsausfälle wiederherzustellen.

D.h. zum Beispiel, dass im Gehäuse verbauten Akkumulatoren durch die externe Spannungsversorgung wieder aufgeladen werden können, oder dass extern angeschlossene Backup-Batterien ohne Auswirkung der Funktionalität des Geräts ausgetauscht werden können.

Weiterhin soll das Gerät melden können, ob Bereitschaft vollständig oder eingeschränkt ist. Zum Beispiel, wenn Akkus eingesetzt werden, könnte das Gerät die Ladestatus ausgeben.

2.10.2 (#20) Automatisches Wiedereinschalten nach Stromausfall
market
quality
must have
Bei Wiederherstellung der externen Spannungsversorgung nach einem Ausfall soll das Gerät automatisch wieder zum Normalbetrieb zurückgehen, ohne dass externer Input (wie zum Beispiel einen Reset) nötig ist.

Das Gerät soll das Ereignis dokumentieren und abspeichern.

3 Genauigkeit und Messbereich

Das Gerät soll als Minimum die gleiche Genauigkeit und Messbereich, wie das Vorgängerprodukt GT400, aufweisen.

Dies gilt für Pfadanzahlen die auch für GT400 spezifiziert sind. Für eine andere Messpfadanzahl müssen Minimalwerte für Genauigkeit und Messbereich separat angegeben werden.

Das Gerät soll bidirektional oder unidirektional eingesetzt werden können.

Genauere Angaben zu Messbereich und Genauigkeit werden in Unteranforderungen festgelegt.

3.1 (#48) Pfadlanzahl
market
quality
must have
Das Gerät soll Messungen mit 3 bis mindestens 8 Messpfade elektronisch unterstützen.

Die erste Version des Geräts soll mit 6 Pfade ausgelegt werden.

Andere Pfadauslegungen wie Anzahl und Reflexion müssen erstmal untersucht werden. Zum Beispiel fehlt Erfahrung von Zählern mit 3 Pfaden.

3.2 (#17) Messbare Gase
market
quality
must have
Das Gerät soll Durchfluss von folgenden Gasen zuverlässig messen können:


- Erdgas, inklusive saure Gase, HENG mit bis zu 30 % Wasserstoff, und Kohlendioxidhaltige (bis 75%) Gase
- Wasserstoff (100 %)
- Schwefelwasserstoff (bis 100 %)
- Druckluft
- Biogas
- Kohlendioxid
- Industriegase wie Stickstoff, Argon, Ammoniak

3.3 (#16) Maximaldurchfluss
market
functional
must have
Der Maximaldurchfluss soll für jede Nennweite der Maximalgasgeschwindigkeit von 40 m/s entsprechen.

Diese Angabe gilt für die Version mit 6 Pfade. Versionen mit anderer Pfadanzahl können eine andere Maximaldurchfluss aufweisen.

3.4 (#15) Messbereich
market
quality
must have
Der Messbereich für ein Gerät mit 6 Messpfade soll mindestens


- 1:150 für Zähler mit Betriebsdruck < 4 bar
- 1:200 für Zähler mit Betriebsdruck > 4 bar

sein.

Messbereiche für andere Pfadanzahl müssen zu einem späteren Zeitpunkt festgelegt werden.

3.5 (#14) Gastemperatur
market
quality
must have
Das Gerät soll mit Gastemperatur zwischen -40 °C und +100 °C ohne Einschränkung der Funktionalität arbeiten können.

Die Gastemperatur darf sich dabei maximal um 10 °C / min ändern.

3.6 (#13) Genauigkeit nach OIML R 137-1 & 2 (2014)
market
quality
must have
Die Messgenauigkeit des Geräts mit 6 Pfade, Release 1 soll sich nach OIML R 137-1 & 2 (2014) orientieren.

Die Genauigkeit soll für unterschiedlichen Bedingungen untersucht und angegeben werden. Für trockenes Gas sollen die folgende Fälle von Genauigkeiten eingehalten werden:


- Class 0.5 für Erdgas und HENG ohne Gleichrichter unter Einschränkung (zum Beispiel leichte Störungen, mit verlängerter Einlaufstrecke)
- Class 0.5 für Erdgas und HENG mit Gleichrichter ohne weitere Einschränkungen
- Class 1.0 für Erdgas und HENG ohne Gleichrichter
- Class 1.0 für 100 % Wasserstoff
- Class 1.0 für kohlendioxidreiches Gas (bis zu 75 % Kohlendioxid)

Kommentar: Die Genauigkeitsklassen für andere Pfadanzahl werden zu einem späteren Zeitpunkt entschieden.

4 Zertifizierung und Normen

Metaanforderung für Zertifizierung und Normen
4.1 (#168) ISO 45001
legal
constraint
must have
Das Gerät muss die Richtlinien in ISO 45001 erfüllen.

TBD: In dem Fragekatalog steht "ISO 450001 including the ecological footprint". Ist "the ecological footprint" in ISO 45001 enthalten?

4.2 (#163) Drucksicherheit
legal
functional
must have
Die drucktragende Teile sollen die folgende Drucksicherheitsrichtlinien erfüllen:


- DGRL
- ASME B 31.3
- ASME B 31.8

4.3 (#161) ISO 27001
legal
constraint
must have
RSM600 soll die Richtlinien in ISO 27001 erfüllen.
4.4 (#85) ISO 14001
legal
constraint
must have
Das Gerät muss die Anforderungen in ISO 14001 erfüllen.
4.5 (#84) OIML R 137
legal
constraint
must have
Das Gerät muss die Anforderungen in OIML R 137 erfüllen.
4.6 (#83) WEEE
legal
constraint
must have
Das Gerät muss die Richtlinien in WEEE erfüllen.
4.7 (#82) RoHS und REACH
legal
constraint
must have
Das Gerät muss die Richtlinien in RoHS und REACH erfüllen.
4.8 (#81) AGA 9
legal
constraint
must have
Das Gerät muss die Richtlinien in AGA 9 erfüllen.
4.9 (#80) ISO 17089
legal
constraint
must have
Das Gerät muss den Standard nach ISO 17089 einhalten.
4.10 (#79) PED 2014/68
legal
constraint
must have
Das Gerät muss die Richtlinien in PED 2014/68 erfüllen.
4.11 (#78) ATEX 2014/34
legal
constraint
must have
Das Gerät muss die Richtlinien in ATEX 2014/34 EU erfüllen.
4.12 (#77) MID 2014/32 EU
legal
constraint
must have
Das Gerät muss die Richtlinien in MID 2014/32 EU erfüllen.