Pflichtenheft

Inhaltsverzeichnis

1#10Ein- und Ausgänge
1.1#371Kommunikationsbeispiele
1.2#340Sicherung vor Überspannung und falscher Polung
1.3#257Erstellung eigener Modbus (Server) Userliste
1.4#223Anschluss für Kommunikation
1.5#172Kabel für Spannungsversorgung
1.6#7Serielle Schnittstellen über RS485
1.6.1#365Protokolle serieller Schnittstellen (COM1 & COM2)
1.6.2#145Galvanische Trennung serieller Schnittstellen
1.7#130Ethernet
1.7.1#373Protokoll Modbus TCP
1.7.2#151Trennung Ethernetschnittstellen
1.7.3#137Ethernet Netzwerkkonfiguration
1.7.4#131Kommunikation über Netzwerk
1.7.5#6Ethernetschnittstellen
1.8#134Digitalausgänge
1.8.1#394Parametrierung von Encoderausgang
1.8.2#351Parametrierung von Digitalausgängen (DO1-DO4)
1.8.3#222Anschluss für Digitalausgänge
1.8.4#135Warnausgang
1.8.5#103Richtungsausgang
1.8.6#72Konfigurierbarkeit Digitalausgänge
1.8.7#69Alarmausgang
1.8.8#11Frequenzausgänge
1.8.9#158Encoderausgang
1.8.9.1#393Zählwerk für Encoderausgang
1.9#136Analoge Anschlüsse
1.9.1#352Parametrierung von Stromausgang 4-20mA
1.9.2#144Galvanische Trennung Analogschnittstellen
1.9.3#88Stromeingang 4-20mA
1.9.4#87Stromausgang 4-20mA
1.9.5#104Anschluss für PT100
1.9.5.1#174Genauigkeit PT100 Schnittstelle
1.10#141Wireless Fidelity (Wi-Fi)
1.10.1#143Access Point (AP)
1.10.2#142Verschlüsselung Wi-Fi
2#41Bauform
2.1#167Zusätzlich verbotene Schadstoffe
2.2#54Sensoren
2.2.1#129Pfadlayout
2.2.2#92Sensor für Kohlendioxid
2.2.3#91Sensoren für Wasserstoff
2.2.4#68Lebensdauer von Sensoren
2.2.5#67Maximaldruck für Sensoren
2.3#95Elektronikgehäuse
2.3.1#106Anschluss von Kabeln in ExD
2.3.2#100Auslegung Backup Stromversorgung
2.4#138Zählerkörper
2.4.1#178Sensorbefestigung
2.4.2#165Austausch von Sensoren
2.4.3#164Korrosionsschutz
2.4.4#162Flanschformen
2.4.5#110Anschluss für Temperatursensor
2.4.6#96Anschlüsse für Drucksensoren
2.4.7#93Beständigkeit gegen korrosive Gasen
2.5#150Terminalgehäuse
2.5.1#368Mechanische Eigenschaften Terminalgehäuse
2.5.2#221Schutzklasse Terminalgehäuse
2.5.3#180Verbissschutz
2.5.4#170Kabel für Terminalgehäuse
2.6#152Signaldurchführung
2.6.1#205Kabel für Temperaturaufnehmer
2.6.2#204Kabel für Druckaufnehmer
2.6.3#202Kabel Kommunikation
2.6.4#201Kabel für Digitalausgänge
2.6.5#98Anbindung für Sensoren
2.6.6#97Signaldurchfühung
3#49Messsystem
3.1#403Anbindung Messsystem
3.2#384Verwaltung von Zählwerken im Linuxcontroller
3.3#354Parametrierung und Umrechnung von Messeinheiten
3.4#171Interner Temperatursensor
3.5#166Trockenkalibrierung
3.6#111Wiederholbarkeit
3.7#50Messalgorithmus
3.7.1#375Fehlerhandling
3.7.2#370Durchflusswert für Regelzwecken
3.7.3#367Parameter für Signalbearbeitung und Signalregelung
3.7.4#302Ersatzwertbildung
3.7.5#299Akzeptanzrate
3.7.6#237Maß für Signalqualität
3.7.7#156Kombinierter Median- und Mittelwertfilter
3.7.8#73Durchflusskorrekturen
3.7.9#159Digitale Ultraschallsignal-Filter
3.7.9.1#362Stacking
3.7.9.2#273FIR Filter
3.7.9.3#236Verkettung von Digitalfilter
3.7.10#259Bestimmung der Pfadgeschwindigkeiten
3.7.10.1#258Bestimmung Differenzlaufzeit Ultraschall
3.7.10.2#256Bestimmtung Absolutflugzeit Ultraschallsignal
3.7.11#269Vorbereitung der nächsten Messung
3.7.11.1#270AGC Einstellungen anpassen
3.7.11.2#176Signalnachführung
3.8#94Analog Front End (AFE)
3.8.1#140Analog-Digital-Umwandlung
3.8.2#139Signalempfang
3.8.3#90Schaltvorgang
3.8.4#66Sensorenanregung
3.9#262Kalibrationsmodus
3.9.1#264Kalibration der Absolutlaufzeiten
3.9.2#263Kalibration der Differenzlaufzeiten
3.9.3#260Kalibration der Pfadlängen
3.10#271Diagnosefunktionen
3.10.1#52Bestimmung Feuchtegehalt durch Signalqualität
3.10.2#51Bestimmung der Wasserstoffanteil
4#74Bediensystem
4.1#383Anpassung Bediensystem an RSM600
4.2#353Umsetzung Zugriffsrechte
4.3#44Archive
4.3.1#409Fingerprintarchiv
4.3.2#378Umsetzung Logging
4.3.3#47Parameterarchiv
4.3.4#46Eregnisarchiv
4.3.5#45Zeitstempel
4.3.5.1#86Echtzeituhr
4.4#60Daten auslesen und schreiben
4.4.1#61Messeinheiten
4.4.2#33Lokales Display mit Keypad
4.4.2.1#387Zugriffsrechte lokales Terminal
4.4.2.2#385Ansteuerung lokales Displays
4.4.2.3#173Erkennen elektrischer Trennung von Displaygehäuse
4.4.2.4#155Anschluss für lokales Terminal
4.4.2.5#35Tastatur
4.4.2.6#34Display
4.4.2.6.1#56Darstellungsmöglichkeiten
4.4.3#57Zugriffsrechte
4.4.3.1#59Eichschalter
4.4.3.1.1#386Betriebsart MID und non-MID
4.4.3.1.2#380Software Eichschalter
4.4.3.1.3#169Physischer Eichschalter
4.5#232Funktionen
4.5.1#407Kennlinienkorrektur und Korrekturschein
4.5.2#406Trockenkalibrierung und Erstellen von Trockenkalibrierschein
4.5.3#405Bereitstellung Pfadspezifische Daten
4.5.4#396Kommunikation mit Messcontroller
4.5.5#395Ansteuerung von Trockenkalibrierung
4.5.6#382Aufzeichnung von Werten
4.5.7#381Firmware Update über Browser
4.5.8#379Zyklische Archive
4.5.9#301Schallgeschwindigkeitsberechnung nach AGA10
4.5.10#300Erstellung von selbst definierten Funktionen
4.5.11#231Startbildschirm Favoriten
4.5.12#230Übersicht der angeschlossenen Kabel
4.5.13#126Fingerprint nach ISO 17089
4.5.14#397Parameter Lesen und Schreiben
4.5.14.1#238Parameterlisten
4.5.14.1.1#408Parameter Report und Prüfschein erstellen
5#113Bauteilenkosten
5.1#114Kosten Bauteile ATEX / IECEx
5.1.1#124Kosten für Steuerelektronik ATEX / IECEx
5.1.2#122Kosten für Display und Tastatur ATEX / IECEx
5.1.3#120Kosten Rohrbaum ATEX / IECEx
5.1.4#118Kosten für Sensoren ATEX / IECEx
5.1.5#116Kosten für Elektronikgehäuse ATEX / IECEx
5.2#115Kosten Bauteile USA
5.2.1#125Kosten für Steuerelektronik USA
5.2.2#123Kosten für Display und Tastatur USA
5.2.3#121Kosten Rohrbaum USA
5.2.4#119Kosten für Sensoren USA
5.2.5#117Kosten für Elektronikgehäuse USA
6#146Backup-Betrieb
6.1#364Parameterliste für Batteriebetrieb
6.2#350Anzeige vom Akkumulatorstatus
6.3#148Parametrierbarkeit von Akkus
6.4#147Wiederaufladen von den Akkumulatoren
6.5#109Funktionsumfang im Backupbetrieb

1 Ein- und Ausgänge

1.1 (#371) Kommunikationsbeispiele
system
functional
must have
Die Kommunikationsschnittstellen von RSM600 sollen möglichst unabhängig von einander konfigurierbar sein, damit Flexibilität gewährleistet ist. Folgende Fälle sollen auf jeden Fall realisierbar sein

Standardfälle:


- Eth1 : Industrie PC (Bedienung und Visualisierung)
- COM1 : Flow Computer (Instanz-F)


- Eth1 : Industrie PC (Bedienung und Visualisierung)
- HF : Flow Computer (Pulse / Frequenz)


- Eth1 : Industrie PC (Bedienung und Visualisierung)
- HF : Flow Computer 1 (Pulse / Frequenz)
- COM1 : Flow Computer 2 (Instanz-F)


- Eth1 : Industrie PC (Bedienung und Visualisierung)
- COM1 : Flow Computer 1 (Instanz-F)
- COM2 : Flow Computer 2 (Instanz-F)

Applikation 1:
- Eth1 : Switch : PC1, PC2 ... PC x (Bedienung und Visualisierung), Flow Computer y (Instanz-F über Modbus TCP)
- HF : Flow Computer 1 (Pulse / Frequenz)
- COM1 : Flow Computer 2 (Instanz-F)
- COM2 : PGC (Modbus Client)

Applikation 2:
- Eth1 : Kunde 1 (Bedienung und Visualisierung)
- Eth2 : Kunde 2 (Bedienung und Visualisierung)
- Wi-Fi : Kunde x (Bedienung und Visualisierung Nicht Release 1 )
- HF : Flow Computer 1 (Pulse / Frequenz)
- COM1 : Flow Computer 2 (Instanz-F)
- COM2 : PGC (Modbus Client)


- Eth1 : Kunde 1 (Bedienung und Visualisierung)
- Eth2 : PGC (Modbus TCP Client mit entsprechender Modbusliste)
- Wi-Fi : Kunde x (Bedienung und Visualisierung Nicht Release 1 )
- HF : Flow Computer 1 (Pulse / Frequenz)
- COM1 : Flow Computer 2 (Instanz-F)
- COM2 : Flow Computer 3 (DZU Nicht Release 1 )

1.2 (#340) Sicherung vor Überspannung und falscher Polung
system
functional
must have
Der RSM600 Eingang der Spannungsversorgung sollte vor Überspannung und falschen Anschließen der Pole (Spannungsversorgung +/- 24 V/DC) geschützt werden. Zum Beispiel über eine Schmelzsicherung oder ähnliches.
1.3 (#257) Erstellung eigener Modbus (Server) Userliste
system
functional
important
Es muss möglich sein, selber mehrere Modbus Userlisten über mindestens 100 Werte zu erstellen.

Unterschiedliche Schnittstellen für Modbus Server (COM1, COM2, Eth1, Eth2, Wi-Fi, etc) sollen gleichzeitig unterschiedliche Userlisten verwenden können (mind. 1 pro Schnittstelle). Zum Beispiel soll es möglich sein Instanz-F auf COM1 und Eth1 zu verwenden und gleichzeitig eine selbst erstellte Userliste auf Eth2.

Die Userlisten sollen, für jeden in der Liste spezifizierten Koordinatewert (typischerweise Anzeigewert), eine Modbusadresse zuordnen.

Anwendungsfall ist für Kundenspezifische Geräte die über voreingestellten Modbusadressen Daten auslesen.

Beispiel:\\ Kundengerät holt Durchfluss immer über Modbusadresse 1234 und Schallgeschwindigkeit immer über Modbusadresse 5678. Die Userliste muss damit die Verknüpfungen
- 'Koordinate für Durchfluss' : Adresse 1234
- 'Koordinate für Schallgeschwindigkeit' : Adresse 5678

beinhalten.

1.4 (#223) Anschluss für Kommunikation
system
functional
must have
Die Anschlüsse von Kommunikation (Ethernet, RS485, Ethernet-APL oder VDSL) soll mit Aderquerschnitt bis mindestens 0,75 mm² möglich sein.
1.5 (#172) Kabel für Spannungsversorgung
system
functional
must have
Das Kabel für Spannungsversorgung muss mindesten 3 Adern (Positiv, Negativ und PE) mit Aderquerschnitt von 0,75 mm² von bis mindestens 2,5 mm² haben können.

1.6 Serielle Schnittstellen über RS485

Das Gerät soll zwei (2) seriellen Schnittstellen aufweisen, die nach Kundenwunsch via die Kabelverschraubungen nach außen geführt werden können.

Die serielle Schnittstellen sollen für Modbuskommunikation verwendbar sein und jede serielle Schnittstelle soll als Modbus RTU Server einsetzbar sein.

Durch Konfiguration soll der Modbus RTU Server separat für jede serielle Schnittstelle einstellbar sein. Die Modbus-Adresse und sonstige Parameter (wie u.a. Baudrate, Parität) sollen auch für jede Schnittstelle separat einstellbar sein.

Die seriellen Schnittstellen sollen differentiell nach RS485 ausgelegt sein und als half-duplex arbeiten. Mindestens die Standard Baudraten 9600, 19200, und 38400 sollen unterstützt sein.

Siehe auch das Plattformprojekt.

1.6.1 (#365) Protokolle serieller Schnittstellen (COM1 & COM2)
system
functional
must have
Die serielle Schnittstellen COM1 und COM2 sollen von einander unabhängig als Modbus Server, Modbus Client oder DZU (nicht Release 1 ) verwendet werden können.


- (nicht Release 1 ) Als DZU sollen Daten an einem Flow Computer ausgegeben werden können. Siehe RMG-internes Dokument DZU_20140204.pdf für Spezifikation.


- Als Modbus Server sollen Daten über Instanz-F, beispielsweise an einem Flow Computer, ausgegeben werden können. Siehe ISO 17089, Anhang F für Spezifikation.


- Als Modbus Client sollen Daten für die AGA10-Berechnung von einem PGC geholt werden können. Dafür sollen zumindest Modbuslisten für die RGC7 und PGC9300 als Standard auswählbar sein. Siehe Dokumentation zu den jeweiligen Produkten für Modbusadressen.

Zusätzlich soll es die Möglichkeit geben, eigene Modbus Userlisten anzulegen um kundenspezifische Anwendungen zu unterstützen. Es soll möglich sein unterschiedliche Modbuslisten auf unterschiedliche Schnittstellen gleichzeitig zu verwenden. Zum Beispiel wäre es damit möglich Fremdgeräte als Quelle für Gaszusammensetzung zu verwenden.

Es soll auch möglich sein, Modbus Userlisten zu importieren, statt in der Bedienoberfläche händisch anzulegen.

1.6.2 (#145) Galvanische Trennung serieller Schnittstellen
system
functional
must have
Die serielle Schnittstellen müssen galvanisch getrennt sein.

1.7 Ethernet

1.7.1 (#373) Protokoll Modbus TCP
system
functional
must have
Die Kommunikation über Modbus TCP über die Ethernetschnittstellen und Wi-Fi soll analog zu Modbus über serielle Schnittstellen funktionieren (siehe Anf. 365). Unabhängig von einander sollen die Netzwerkschnittstellen für Modbus TCP Server und Modbus TCP Client verwendet werden können.


- Als Modbus Server sollen Daten über Instanz-F, beispielsweise an einem Flow Computer, ausgegeben werden können. Siehe ISO 17089, Anhang F für Spezifikation.


- Als Modbus Client sollen Daten für die AGA10-Berechnung von einem PGC geholt werden können. Dafür sollen zumindest Modbuslisten für die RGC7 und PGC9300 als Standard auswählbar sein. Siehe Dokumentation zu den jeweiligen Produkten für Modbusadressen.

Zusätzlich soll es die Möglichkeit geben, eigene Modbus Userlisten anzulegen um kundenspezifische Anwendungen zu unterstützen. Es soll möglich sein unterschiedliche Modbuslisten auf unterschiedliche Schnittstellen gleichzeitig zu verwenden. Zum Beispiel wäre es damit möglich Fremdgeräte als Quelle für Gaszusammensetzung zu verwenden.

Es ist nicht notwendig, dass mehr als eine Modbusliste auf eine Netzwerkschittstelle als Server gleichzeitg verfügbar ist (auf unterschiedlichen Ports).

Es soll auch möglich sein, Modbus Userlisten zu importieren, statt in der Bedienoberfläche händisch anzulegen.

1.7.2 (#151) Trennung Ethernetschnittstellen
system
functional
must have
Es muss verhindert werden, dass Zugriff auf einem Netz aus einem anderen Netz durch RSM600 möglich ist. Das heißt, zum Beispiel, dass an Eth 1 angeschlossene Geräte unsichtbar und unerreichbar sind, für Geräte die an Eth 2 angeschlossen sind.

Es soll auch keine Einstellmöglichkeit in der Oberfläche angeboten werden, so ein Routing einzuschalten.

Zweck ist Datenübertragung von einem Kundennetz in einen anderen zu verhindern.

Für weitere Details, siehe das Plattformprojekt.

1.7.3 (#137) Ethernet Netzwerkkonfiguration
system
functional
must have
Das Gerät soll über jede physische Ethernetschnittstelle (Eth 1, Eth 2, Eth-APL oder VDSL) via Internet Protocol (IP) in einem Netzwerk teilnehmen und kommunizieren können.

Die IP-Adresse, Netzmaske, Gateway und sonstige für Kommunikation notwendigen Parameter sollen für jede Schnittstelle entweder

manuell festgelegt werden können -oder- durch DHCP-Abfrage zugeordnet werden können.

Das Gerät muss selbst keinen DHCP Server zur Verfügung stellen.

Siehe auch das Plattformprojekt.

1.7.4 (#131) Kommunikation über Netzwerk
system
quality
must have
Folgende Kommunikationsmöglichkeiten über Netzwerk (Ethernet, DSL, Wi-Fi) sollen unterstützt werden:

Erstes Release: \\


- Kommunikation mit einem geräteinternen Webbserver über http oder https
- Kommunikation zwischen Modbus Clients und RSM600 über Modbus TCP
- Kommunikation mit einem Zeitserver über SNTP
- Kommunikation mit Modbus Servers wobei RSM600 als Modbus Client fungiert
- Anfrage und Empfang von einem IP-Adresse über DHCP

Spätere Releases \\
- Kommunikation zwischen OPC Clients und RSM600
- Versand von E-Mails über MTP / SMTP (für Cry-Out)

Es soll durch Konfiguration möglich sein, Kommunikationsservices ein- oder auszuschalten. Dies soll für jede Netzwerkschnittstelle unabhängig möglich sein. Zum Beispiel soll das möglich sein Modbus nur auf Eth 1 zu erlauben, und http auf Eth 1 und Eth 2.

Funktionalität soll zum grossen Teil vom Plattformprojekt übernommen werden. Allerdings soll es für Modbus Server möglich sein unterschiedliche Modbudadresslisten gleichzeitig für unterschiedliche Schnittstellen zu verwenden.

1.7.5 (#6) Ethernetschnittstellen
system
functional
must have
Das Gerät soll zwei (2) 10/100 Base-T Ethernetschnittstellen aufweisen, die nach Kundenwunsch via die Kabelverschraubungen nach außen geführt werden können. Die zwei Ethernetschnittstellen sollen zu getrennten Netzwerken (Subnets) gehören können.

Nach Kundenwunsch soll einer der Ethernetschnittstellen durch eine VDSL-Schnittstelle oder APL-Ethernetschnittstelle ersetzt werden können.

Folgende Konfigurationen müssen möglich sein:

Erstes Release: Eth 1, Eth 2 -oder-

Spätere Releases: Eth 1, Eth-APL -oder- Eth 1, VDSL 1

Für die praktische Umsetzung dürfen die zwei 10/100 Base-T Ethernetschnittstellen parallel mit APL oder VDSL vorhanden sein, müssen aber nicht. Es ist ausreichend, wenn die Konfiguration bei Auslieferung festgelegt ist.

Elektrisch sollen dafür entsprechende Kabelschraubklemmen vorgesehen werden. RJ45-Stecker sind nicht notwendig. Das dafür vorgesehene Kabel wird in Konstruktions- bzw. HW-Unteranforderungen spezifiziert.

Vorschlag: Statt festen RJ45 Stecker, Adapter Breakout RJ45.

1.8 Digitalausgänge

1.8.1 (#394) Parametrierung von Encoderausgang
system
functional
must have
Es soll möglich sein folgende Parameter für den Encoderausgang einzustellen:


- Zeitabstand zwischen automatisch gesendeten Telegrammen
- Verhältnis zwischen Telegramm Typ A und Typ B
- Quelle (Betriebsvolumen oder Gesamtvolumen)

1.8.2 (#351) Parametrierung von Digitalausgängen (DO1-DO4)
system
functional
must have
Die vier (4) Digitalausgänge sollen auf folgende Weise durch Auswahl parametriert werden können:


- DO1: Aus, Betrag Durchfluss, Durchfluss Upstream, Vorgabefrequenz, Boolesche Ausgabe
- DO2: Aus, DO1 invertiert, DO1 invertiert mit Alarm, Vorgabefrequenz, Boolesche Ausgabe
- DO3: Aus, Durchfluss Downstream, Flussrichtung 1, Vorgabefrequenz, Boolesche Ausgabe
- DO4: Aus, DO3 invertiert, Flussrichtung 2, Vorgabefrequenz, Boolesche Ausgabe

Es soll auch möglich die Wertigkeit als Gasflussmenge pro Puls oder Pulse pro Gasflussmenge einzustellen. Eine Warnung soll gegeben werden, wenn eine Darstellung des Maximaldurchflusses durch die gewählte Parametrierung nicht möglich ist.

Es soll eine Vorgabefrequenz für alle Frequenzausgänge angegeben werden können.

Es soll für jeden Digitalausgang (DO1-DO4) eine boolesche Funktion angegeben werden können. Diese Funktion soll bei der Auswahl "Boolescher Ausgabe" auf den entsprechenden Digitalausgang gespiegelt werden. Siehe auch Anf. 300)

1.8.3 (#222) Anschluss für Digitalausgänge
system
functional
must have
Die Anschlüsse von Digitalausgänge (Frequenz, Richtung, Encoder, Alarm oder Warnung) soll mit Aderquerschnitt bis mindestens 0,75 mm² möglich sein.
1.8.4 (#135) Warnausgang
system
functional
must have
Das Gerät muss mindestens einen von anderen Digitalausgängen unabhängige zweipoligen Warnausgang aufweisen, die nach Kundenwunsch durch die Kabelverschraubung nach Außen geführt werden kann.

Die Warnausgang soll zur Ausgabe von dem Warnstatus verwendet werden. Die Polarität soll auswählbar sein, d.h. "normally closed" oder "normally open".

1.8.5 (#103) Richtungsausgang
system
functional
must have
Das Gerät muss mindestens zwei (2) zweipoligen Richtungsausgang aufweisen, der nach Kundenwunsch via die Kabelverschraubung nach außen geführt werden kann. Der Richtungsausgang muss nicht unabhängig von den Frequenzausgängen sein, sondern eine kombinierte Lösung ist auch möglich.

Der Richtungsausgang soll die Durchflussrichtung ausgeben. Die Polarität soll auswählbar sein.

1.8.6 (#72) Konfigurierbarkeit Digitalausgänge
system
functional
must have
Die Digitalausgänge müssen galvanisch getrennt und gegen Verpolung abgesichert sein. Sie sollen als Schalter verwendet werden, und treiben damit keinen Strom mit geräteinterner Quelle.

Elektrisch sollen sie einstellbar als
- "Open collector"
- NAMUR verwendet werden können.

Der Standardeinstellung soll "normally closed" sein, damit Ausgang leitend ist wenn das Gerät RSM600 ausgeschaltet ist.

1.8.7 (#69) Alarmausgang
system
quality
must have
Das Gerät muss mindestens eine von anderen Digitalausgängen unabhängige zweipoligen Alarmausgang aufweisen, die nach Kundenwunsch durch die Kabelverschraubung nach Außen geführt werden kann.

Der Alarmausgang soll zur Ausgabe von dem Alarmstatus verwendet werden. Die Polarität soll auswählbar sein, d.h. "normally closed" oder "normally open".

1.8.8 (#11) Frequenzausgänge
system
functional
must have
Das Gerät soll mindestens vier (4) zweipolige Digitalausgänge für Frequenzausgabe aufweisen, die nach Kundenwunsch durch die Kabelverschraubungen nach Außen geführt werden können. Die Frequenzausgänge müssen nicht unabhängig von den Pulsausgängen und Richtungsausgängen sein, sondern eine kombinierte Lösung ist auch möglich.

Folgende Betriebsmodi müssen möglich sein:

1) Frequenzausgabe mit Direction-Signal: DO1: Frequenz F0 DO2: Frequenz F0 invertiert DO3: Direction 1 (Flussrichtung 1) DO4: Direction 2 (Flussrichtung 2)

2) Frequenzausgabe mit Direction-Signal und Signalisierung eines Alarms: DO1: Frequenz F0 DO2: Frequenz F0 invertiert – bei anstehendem Alarm wird der Ausgang auf NULL gesetzt DO3: Direction 1 (Flussrichtung 1) DO4: Direction 2 (Flussrichtung 2)

3) Frequenzausgabe Upstream/Downstream: DO1: Frequenz F0 Upstream DO2: Frequenz F0 Upstream invertiert DO3: Frequenz F1 Downstream DO4: Frequenz F1 Downstream invertiert

Über die Frequenzausgänge soll Rechtecksignale mit einer Frequenz proportional zu dem gemessenen Durchfluss ausgegeben werden. Die Frequenzausgänge müssen Signale bis mindestens 5 kHz ausgeben können und soll eine Abtastrate von 50 % verwenden. Es soll möglich sein sowohl die Gasflussmenge pro Puls als auch Pulse pro Gasflusseinheit einzustellen. Das Bediensystem soll Warnen, wenn die Darstellung des Maximaldurchflusses durch die gewählte Parametrierung nicht möglich ist.

Zusätzlich soll es möglich sein, ein Signal mit vorgegebener Frequenz auszugeben, unabhängig vom Durchfluss.

Die Digitalausgänge DO1-DO4 sollen auch zur Ausgabe von boolesche Funktionen verwendet werden können. Siehe auch Anf. 300.

1.8.9 Encoderausgang

Das Gerät soll mindestens einen Namurausgang aufweisen, der für serielle Ausgabe Encodertelegramme verwendet werden kann. Dies kann mit einer der Frequenzausgängen zusammengeführt werden.

Die Telegramme sollen nach Anlegen der Namurspannung gesendet werden.

Wenn die Namurspannung dauerhaft angelegt bleibt, sollen weitere Telegramme automatisch gesendet werden. Folgende Parametern müssen einstellbar sein:


- Zeitabstand zwischen automatisch gesendeten Telegrammen
- Verhältnis zwischen Telegramm Typ A und Typ B

Die Übertragung soll immer mit 2400 Baud erfolgen.

Telegramme Typ A beinhalten Zählerstanddaten. Telegramme Typ B beinhalten Geräteinformation wie zum Beispiel Hersteller und Seriennummer. Das exakte Format wird in SW-Unteranforderungen spezifiziert. Siehe auch das RSM200-Projekt und das Plattformprojekt.

1.8.9.1 (#393) Zählwerk für Encoderausgang
system
functional
must have
Es soll möglich sein, die Datenquelle für den Encoderausgang auszuwählen.

Zumindest müssen Betriebsvolumen und Normvolumen auswählbar sein.

1.9 Analoge Anschlüsse

1.9.1 (#352) Parametrierung von Stromausgang 4-20mA
system
functional
must have
Der Stromausgang soll durch Auswahl als einer der folgenden Modi parametriert werden können:


- Aus
- Absolutbetrag des Durchfluss
- Durchfluss mit Vorzeichen (siehe auch Anf. 87).

1.9.2 (#144) Galvanische Trennung Analogschnittstellen
system
functional
must have
Die Analogschnittstellen müssen galvanisch getrennt sein.
1.9.3 (#88) Stromeingang 4-20mA
system
functional
must have
Das Gerät soll als Standard einen (1) Stromeingang 4-20mA aufweisen. Der Stromeingang soll durch eine speziell gewidmeten Kabelverschraubung ausgeführt werden können.

Der Stromeingang soll vor allem für einen Druckaufnehmen verwendet werden können. Das System soll die handelsübliche Druckgeber mit Stromausgang auswerten können.

Schallgeschwindigkeitsbestimmung (ca. 0,14 m/s/bar) und Reynoldskorrektur haben eine schwache Abhängigkeit bei Niederdruck, und daher reicht eine Genauigkeit von 1 %.

Die Genauigkeit für den Stromeingang werden in Hardwareunteranforderungen spezifiziert.

1.9.4 (#87) Stromausgang 4-20mA
system
functional
must have
Das Gerät soll als Standard einen Stromausgang 4-20mA aufweisen.

Über den Stromausgang soll den gemessene Durchfluss ausgegeben werden können.

Bei bidirektionalem Betrieb soll eine der folgenden Betriebsarten ausgewählt werden können:
- Ausgabe des Absolutbetrags vom Durchfluss (0 bis Q_max) über den gesamten Ausgabebereich. Diese Betriebsart soll zusammen mit einem Richtungsausgang verwendet werden können um die Gesamtinformation auszugeben.
- Ausgabe des Durchflusses mit Vorzeichen, um die Hälfte von dem Ausgabebereich verschoben, (-Q_max bis +Q_max). Dies liefert die Gesamtinformation mit der halben Auflösung.

Da der Stromausgang nicht Eichamtlich verwendet wird, reicht eine Genauigkeit von 1 %.

1.9.5 Anschluss für PT100

Das Gerät soll eine vierpolige Analogschnittstelle für PT100 oder äquivalenten Temperatursensor aufweisen, der nach Kundenwunsch via die Kabelverschraubung nach außen geführt werden kann.

Über diese Schnittstelle soll die Temperatur aus einem PT100 Temperatursensor ausgelesen werden können. PT100-Sensoren mit (4) Leitern müssen unterstützt werden. Optional dürfen zusätzlich Sensoren mit (2) oder (3) Leitern unterstützt werden, ist aber nicht zwingend notwendig.

Das System soll Genauigkeitsklassen bis inklusive Class AA auswerten können.

Die Schnittstelle soll für Trockenkalibrierung verwendet werden können, und die Schallgeschwindigkeit soll mit einer Genauigkeit von 0,1 % bestimmt werden können.

Die exakte Genauigkeit der elektronischen Schnittstelle wird in in Hardwareunteranforderungen spezifiziert.

1.9.5.1 (#174) Genauigkeit PT100 Schnittstelle
system
functional
must have
Für die Trockenkalibrierung muss die Temperatur bei Raumtemperatur mit kleiner Fehler als 0.58 K bestimmt werden können. Dies beinhält alle Fehler inklusive Fehler vom Sensor und Messungenauigkeit der HW-Schnittstelle.

Herleitung: Vor allem für Trockenkalibrierung ist die hohe Genauigkeit notwendig. Schallgeschwindigkeit soll mit einer Genauigkeit von 0,1 % bestimmt werden.

Störung (laut AGA8) bei Temperatur T = 293,15 K Stickstoff, 1 bar : dSoS/dT = 0,6 m/s/K. Maximalfehler Schallgeschwindigkeit dSoS_max < 0,001 * 349,102 = 0,3491. 0,3491 / 0,6 = 0,5816

1.10 Wireless Fidelity (Wi-Fi)

RSM600 soll als Option WLAN über Wi-Fi anbieten.

Wi-Fi soll grundsätzlich den gleichen Funktionsumfang wie Ethernet anbieten, d.h. Modbus TCP und Aufruf von dem geräteinternen Webbserver soll möglich sein.

Siehe auch Tasks zu Hardware (277).

1.10.1 (#143) Access Point (AP)
system
functional
must have
Das RSM600 Wi-Fi Modul soll als Access Point fungieren können. Das SSID soll als öffentlich oder versteckt auswählbar sein.

Das RSM600 Wi-Fi Modul soll sich auch an einem vorhandenen AP anschließen können.

Bei der Auslieferung soll kein AP einstellt sein.

1.10.2 (#142) Verschlüsselung Wi-Fi
system
quality
must have
Die Kommunikation über Wi-Fi muss über WPA3 verschlüsselt werden können.

Weitere Verschlüsselungen wie WEP oder WPA/WPA2 dürfen auch zur Verfügung stehen.

Bei der Auslieferung eines Zählers bzw. Inbetriebnahme von der Wi-Fi-Schnittstelle muss WPA3 aktiv mit einem nicht-generischen Password eingestellt sein. Dies damit ein versehentliches Einschalten des Wi-Fis nicht zu einem ungeschütztem Zustand des Geräts führt.

2 Bauform

2.1 (#167) Zusätzlich verbotene Schadstoffe
system
quality
must have
Neue Bauteile dürfen außer bereits gesetzlich verbotenen Substanzen auch keine der folgenden Schadstoffe enthalten:


- Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS)

2.2 Sensoren

Das Gerät soll die gleiche Sensoren als GT 400 verwenden.

Für Wasserstoff und Kohlendioxid sollen neue Versionen eingesetzt werden.

2.2.1 (#129) Pfadlayout
system
quality
important
Für den Zähler mit 6 Pfade sollen die Pfade eine relative geometrische Orientierung haben, damit Gauß-Tschebycheff-Integration der einzelnen Beiträge verwendet kann, um den Gesamtdurchfluss zu berechnen. Dies entspricht GT400.

Für andere Zähler mit anderer Pfadanzahl wird wird die Pfadanordnung zu einem späteren Zeitpunkt festgelegt. Die exakte Pfadanordnung wird auch davon abhängig sein ob das Gerät mit oder ohne Gleichrichter ausgestattet ist.

2.2.2 (#92) Sensor für Kohlendioxid
system
functional
must have
Es muss ein Sensortyp geben der für Messung von Kohlendioxid geeignet ist. Zum Beispiel mit Arbeitsfrequenz um 60 kHz.
2.2.3 (#91) Sensoren für Wasserstoff
system
functional
must have
Es muss ein Sensortyp geben, der für Wassertoffmessung geeignet ist, z.B. mit Resonanzfrequenz um 300 kHz.
2.2.4 (#68) Lebensdauer von Sensoren
system
quality
must have
Die Sensoren müssen ein Mindestlebensdauer von 20 Jahre haben.
2.2.5 (#67) Maximaldruck für Sensoren
system
functional
must have
Die Sensoren müssen in der Standardausführung ein Druck von 150 bar aushalten.

Zusätzlich sollen Sensoren die 300 bar aushalten verfügbar sein.

2.3 Elektronikgehäuse

RSM600 soll die Steuerelektronik und optionale Akkus in einem Ex-D Gehäuse kapseln.
2.3.1 (#106) Anschluss von Kabeln in ExD
system
quality
must have
Die Elektronik muss so gestaltet sein, dass der Kunde Kabeln in der Ex-d anschließen kann.

Dabei müssen sensitive Teile der Elektronik bei geöffnetem Deckel des Ex-d Gehäuses vor Zugriff geschützt sein.

2.3.2 (#100) Auslegung Backup Stromversorgung
system
functional
important
Die optionale Akkumulatoren sollen in dem Elektronikgehäuse eingeschlossen sein.

Es soll möglich sein, 9 Stück Akkus der Firma Tadiran TLI-1550ES im Ex-D Gehäuse zu verbauen.

2.4 Zählerkörper

2.4.1 (#178) Sensorbefestigung
system
quality
must have
Die Sensoren sollen auf gleiche Weise wie bei GT400 mit Klemmschraube und Nutmutter befestigt werden.
2.4.2 (#165) Austausch von Sensoren
system
quality
must have
Es soll möglich sein die Sensoren mit Hilfe des für GT400 bereits entwickelten Werkzeug auszutauschen während die Anlage unter Druck steht.

Dies soll bis mindestens maximal 105 bar möglich sein.

2.4.3 (#164) Korrosionsschutz
system
functional
must have
Der Zählerkörper soll mindestens einen Korrosionsschutz C3 nach ISO 12944 haben.

Hinweis: Dies entspricht GT400 und bezieht sich auf Wetterschutz. Für Bauteile die in Kontakt mit dem Betriebsgas kommen, gelten andere Anforderungen (i.e. 93).

2.4.4 (#162) Flanschformen
system
functional
must have
RSM600 soll als Standard mit folgenden Flanschformen verfügbar sein:

Nach ASME B 16.5:
- ANSI150RF/RTJ
- ANSI300RF/RTJ
- ANSI600RF/RTJ
- ANSI900RF/RTJ

Nach DIN EN 1092-1:
- PN10 Typ 11, Oberflächengüte B1
- PN16 Typ 11, Oberflächengüte B1
- PN25 Typ 11, Oberflächengüte B1
- PN40 Typ 11, Oberflächengüte B1
- PN64 Typ 11, Oberflächengüte B2

2.4.5 (#110) Anschluss für Temperatursensor
system
functional
important
Das Gerät muss einen Anschluss (Thermowell) für Temperatursensor aufweisen.

Kommentar: Die Daten dieses Temperatursensors dürfen ausschließlich für nicht-eichamtliche Zwecke (zum Beispiel für die Reynoldskorrektur) verwendet werden, und muss damit nicht tief in den Gasbereich eindringen (was Störungen im Gasflussprofil verursachen kann), und kann damit in dem Zählerkörper integriert werden.

2.4.6 (#96) Anschlüsse für Drucksensoren
system
functional
must have
Das Gerät muss einen Anschluss für Drucksensor aufweisen.

Zusätzlich sollen 2 Druckanschlüsse für kundenspezifische Anwendungen vorhanden sein.

Alle Druckanschlüssen müssen die Standards von ISO 17089 und AGA 9 erfüllen.

2.4.7 (#93) Beständigkeit gegen korrosive Gasen
system
quality
must have
Alle Materialen, die in Kontakt mit dem Betriebsgas kommen, müssen für Beständigkeit gegen korrosive Gasen geprüft sein.

Hinweis: Vor allem ist dies wichtig, wenn Änderungen gegenüber GT400 vorgenommen werden. GT400 erfüllt bereits diese Anforderung.

2.5 Terminalgehäuse

Das Terminal soll nicht in dem Ex-D Elektronikgehäuse integriert werden sondern separat mit eigenem Gehäuse umgesetzt werden. Das Terminalgehäuse muss nicht zwingend eine Ex-D Klassifizierung haben, sondern eine Ex-I Lösung wäre auch möglich.

Das Terminalgehäuse soll verplombt werden, und setzt damit die Plombierung des Eichschalters um.

2.5.1 (#368) Mechanische Eigenschaften Terminalgehäuse
system
quality
must have
Das Terminalgehäuse soll UV-beständig und schlagfest sein. Es soll auch gegen statische Aufladung geschützt sein.
2.5.2 (#221) Schutzklasse Terminalgehäuse
system
functional
must have
Das Terminalgehäuse muss mindestens die Schutzklasse IP-66 haben.
2.5.3 (#180) Verbissschutz
system
functional
must have
Das Gehäuse soll gegen Schädlinge geschützt sein.
2.5.4 (#170) Kabel für Terminalgehäuse
system
functional
important
Das Kabel zwischen Elektronikgehäuse und Terminalgehäuse muss mindestens 4 Adern + Schirmung haben. Es soll in Staffelungen auswahlbarer Länge verfügbar sein. Die Länge wird von der Kunde bei Bestellung ausgewählt und darf maixmal 20 m sein. Die exakte Werte für Kabellänge werden zu einem späteren Zeitpunkt festgelegt.

Das Kabel muss flexibel sein und für Bewegung bei Temperaturen des gesamten Umgebungstemperaturbereiches geeignet sein.

Hinweis: Zur Zeit sind zwei Kabeltypen bekannt.


- LAPP ÖLFLEX® FD 855 CP 5G0,5 (UL Zugelassen) ca. 7,80€ / m


- HELUKABEL UNIPUR®-CP BLUE 4 G 0,5 mm² (kein UL Zulassung) ca. 3,7€ / m

2.6 Signaldurchführung

Elektrische Signale von der Steuerelektronik sollen nach Außen durch Vergussverschraubungen geführt werden können.

Die Kabel sollen direkt in dem Ex-D Gehäuse angeschlossen werden können. Kein weiteres Gehäuse (wie zum Beispiel Ex-E bei GT400) soll vorhanden sein.

Als Standard soll das Elektronikgehäuse mit Vergussverschraubungen für Spannungsversorgung, lokales Terminal und grundlegende Kommunikation ausgeliefert werden. Weitere Vergussverschraubungen für Optionen werden durch entsprechende Bohrungen mit Blindstopfen vorgesehen.

Die exakte Belegung der Vergussverschraubungen wird von dem Kunde festgelegt.

2.6.1 (#205) Kabel für Temperaturaufnehmer
system
functional
must have
Für den Temperaturaufnehmen PT100 sollen 4-adrige Kabeln mit Aderquerschnitt von bis mindesten 0,75 mm² verwendet werden können.
2.6.2 (#204) Kabel für Druckaufnehmer
system
functional
must have
Für den Druckaufnehmer sollen 2-adrige Kabeln mit Aderquerschnitt von bis mindesten 0,75 mm² verwendet werden können.
2.6.3 (#202) Kabel Kommunikation
system
functional
must have
Für Kommunikation soll ein Kabel mit mindestens 8 Adern und mindestens 0,75 mm² Aderquerschnitt durch die M20 KV Option Vergussverschraubung ausgeführt werden können.

Dadurch können zwei (2) Kommunikationskanäle (Ethernet, RS485, Ethernet-APL oder VDSL) ausführt werden. Da zwei Vergussverschraubung (eine als Standard und eine optional) zur Verfügung stehen ist dadurch der vollständige Mindestumfang der Kommunikation erfüllt.

2.6.4 (#201) Kabel für Digitalausgänge
system
functional
must have
Für die Digitalausgänge soll ein Kabel mit mindestens 12 Adern und mindestens 0,75 mm² Aderquerschnitt durch eine, der als Standard mitgelieferte, M25 KV Vergussverschraubung ausgeführt werden können.

Dadurch soll es möglich sein, mit einem Kabel die folgende Ausgänge auszuführen:


- Alarmausgang
- Frequenzausgang 1
- Frequenzausgang 2
- Frequenzausgang 3 / Richtungsausgang 1
- Frequenzausgang 4 / Richtungsausgang 2
- Warnausgang

2.6.5 (#98) Anbindung für Sensoren
system
functional
must have
Das Elektronikgehäuse soll Anbindung von Sensoren bis zu 8 Pfade unterstützen. Dies entspricht bis zu 16 Sensoren.
2.6.6 (#97) Signaldurchfühung
system
functional
must have
Als Standardausfühung werden drei (3) Vergussverschraubungen vorgesehen, von denen eine (1) für Kabeldurchführung für Display und Tastatur und eine (1) für Spannungsversorgung reserviert sind.

Die übrige soll für Kommunikation oder Digitalausgänge verfügbar sein. Die exakte Belegung muss von dem Kunde festgelegt werden.

Es muss mindesten möglich sein, die folgende Funktionen gleichzeitig mit der Verschraubung der Standardausfühung auszuführen (Anzahl elektrischer Pole in Klammern)


- (2) Alarmausgang
- (2) Frequenzausgang 1
- (2) Frequenzausgang 2
- (2) Frequenzausgang 3 / Richtungsausgang 1
- (2) Frequenzausgang 4 / Richtungsausgang 2
- (2) Warnausgang

oder


- (3) COM1
- (4) Eth1

Aufteilung auf Kabelverschraubungen:

1) M20 KV Standard Spannungsversorgung

2) M25 KV Standard Kommunikation (COM1, Eth1) oder Digitalausgänge.

3) M20 KV Standard (EX-I-Gehäuse: Display, Tastatur, Eichschalter)

4) M20 KV Option (Eth2, VDSL, Eth-APL oder COM2) oder WiFi-Antenne

5) M25 KV Option Digitalausgänge

6) M20 KV Option Druckaufnehmer

7) M20 KV Option Temperaturaufnehmer

3 Messsystem

3.1 (#403) Anbindung Messsystem
system
user story
must have
Das Messsystem wird vom Messcontroller umgesetzt. Der Ablauf ist von vielen Parametern abhängig. Die meisten Parameter brauchen keine spezielle Behandlung (aus Plattformperspektiv) sondern müssen einfach normal schreibbar und lesbar sein.

Normalbetrieb

Im Nomalbetrieb werden viele Grössen während des Messverfahrens bestimmt und an den Linuxcontroller übergeben. Einige davon fordern spezielle Aufmerksamkeit und/oder werden für weitere Berechnungen (im Linuxcontroller) benötigt:

Für Zählwerk relevant:


- Volumeninkrement mit zugehöriger Gültigkeit und Richtung (1x)

Für Hauptarmaturenbrett relevant:


- Schallgeschwindigkeit (1x)


- Korrigierter Durchfluss (1x)

Eingabe für die Diagnosendatenberechnung:


- Gasgeschwindigkeit (1x pro Pfad)

Daraus Ebenengeschwindigkeiten, Drallwinkel, Profilfaktoren, Symmetrieparameter, Turbulenz, siehe auch Anforderung dazu und ISO 17089-I:2019, 8.9.

Für Messtechnikbrett relevant, da Diagnose nach ISO 17089-I:2019, 8.9:


- SNR (2x pro Pfad)


- AGC (2x pro Pfad)


- Maximalamplitud (2x pro Pfad)


- Schallgeschwindigkeiten (pro Pfad)


- Signaldaten (je nach Auswahl)

Zu den Themen Hauptarmaturenbrett und Messtechnikarmaturenbrett, siehe auch Dokument ”Anwendungsfälle RSM600”

Simulationsbetrieb

Ähnlich zu Normalbetrieb mit der Ausnahme, dass die aus den Einzelpfaden berechnete, mittlere Gasgeschwindigkeit nicht aus Messungen stammt sondern aus einem Vorgabewert. Basierend hierauf wird daraus ein (korrigierter) Durchfluss

berechnet. Der Simulationsbetrieb wird vor allem bei der Inbetriebnahme verwendet um die Kommunikation zu prüfen.

Trockenkalibrierung

Die Trockenkalibrierung kann über einfaches Schreiben von Parametern stattfinden, allerdings soll auch eine spezialisierte Seite im WebUI angeboten werden. Auf der Seite soll die Quelle für Druck und Temperatur auswählbar sein und danach die Kalibrierung durch einen Klick gestartet werden können. Zusätzlich können weitere Parameter für die Kalibrierung eingestellt werden (Dauer und/oder Anzahl Messungen).

Aus technischer Perspektive wird nach dem Starten von der Kalibrierung erstmal die Schallgeschwindigkeit über AGA10 berechnet. Dies wird als Sollschallgeschwindigkeit (Vorgabewert) an den Messcontroller weitergereicht. Danach wird der Modus von ”Messung” auf ”Kalibrierung” über Parameter umgestellt. Der Messcontroller führt die Kalibrierung aus und geht automatisch zurück in ”Messung”. Die Standardabweichung (vom Messcontroller berechnet) wird ausgelesen und angezeigt.

Signaldaten auslesen

Im Messtechnikarmaturenbrett sollen Signaldaten als Plots angezeigt werden können. Dafür müssen erstmal die gewünschten Messpfade (-richtungen) auswählt werden und als Parameter an den Messcontroller übergeben werden (für einen Sechspfader bspw. 010000000000 um das Downstream-Signal von Pfad 0 anzufordern). Der Messcontroller zwischenspeichert danach das Signal (ein paar hunderte Werte, entsprechend der Sampleanzahl pro Signal) für die erste gewünschte Messung und sendet diese an den Linuxcontroller. Diese können dann sofort aufgezeichnet werden. Danach zwischenspeichert der Messcontroller die zweite gewünschte Grösse und zyklisch so weiter. Sind alle angeforderten Signale abgearbeitet, werden diese von vorne beginnend fortlaufend aktualisiert.

Fenster ”Duchflussprüfung Prüfstelle”

Fenster zur Bestimmung der Parameter zur Kennlinienkorrektur: Während der Durchflussprüfung muss die Kennlinienkorrektur ausgeschaltet werden, um auf Basis der (abgesehen von Reynoldskorrektur und Justage) unkorrigierten Fehlerkurve die Korrekturparameter zu bestimmen. Sonst soll die Messung normal laufen.

3.2 (#384) Verwaltung von Zählwerken im Linuxcontroller
system
functional
must have
Der Linuxcontroller soll die vier (4) Zählwerke (Betriebsvolumen (vorwärts und rückwärts) und Störvolumen (vorwärts und rückwärts)) umsetzten und verwalten.

Die Umsetztung soll aus dem Plattformprojekt übernommen werden.

3.3 (#354) Parametrierung und Umrechnung von Messeinheiten
system
functional
must have
Die Parametrierung von Messeinheiten soll aus dem Plattformprojekt (RFC 7) übernommen werden.

Da der Messcontroller alle Berechnung in metrischen Einheiten ausführt und übergibt soll die Umwandlung zwischen metrischen Einheiten und parametrierten Einheiten im Linuxcontroller stattfinden.

3.4 (#171) Interner Temperatursensor
system
quality
must have
RSM600 soll als Option einen Temperatursensor im Zählerkörper verbaut zu haben können.

Der interne Temperatursensor muss nicht Eichamtlich zugelassen sein und darf auch nicht zu tief in den Gasstrom reinragen, damit Störungen minimiert werden.

Folgende Anwendungsfälle sollen vorgesehen werden:


- Berechnung und Vergleich von Schallgeschwindigkeit nach AGA10 während Betrieb
- Reynoldskorrektur während Betrieb
- Feststellung von zu verwendete Trockenkalibrierdaten während Betrieb
- Trockenkalibrierung

Für Druckmessungen während Betrieb soll ein Sensor mit Genauigkeit von Mindestens 1 % eingesetzt werden. Für Trockenkalibrierung wird der Sensor von der Prüfstelle verwendet und hier nicht näher spezifiziert.

3.5 (#166) Trockenkalibrierung
system
quality
must have
RSM600 soll mindesten fünf (5) Parametersätze aus Trockenkalibrierung für verschiedenen Gasen speichern und aufrufen können.

Hinweis: Die Funktion soll ermöglichen, dass ein Zähler für verschiedenen Gasen eingesetzt werden kann, ohne dass eine neue Kalibrierung stattfinden muss.

3.6 (#111) Wiederholbarkeit
system
quality
must have
Das Gerät mit 6 Pfaden, Class 1.0, soll mindestens eine Wiederholbarkeit haben nach folgendem Schema:

0.1: Bei Hochdruck, zwischen QT & QM 0.3: Bei Hochdruck, unterhalb QT

0.2: Bei atmosphärischem Druck, oberhalb QT 0.5: Bei atmosphärischem Druck, unterhalb QT

Für Class 0.5 muss die Wiederholbarkeit folgendes Schema einhalten: 0.17: Zwischen QT & QM 0.33: Unterhalb QT unabhängig von Betriebsdruck.

Kommentar: Werte sind Absolut (i.e. nicht ± 0.1 %).

Dies entspricht die Daten für GT400. Anforderung nach ISO 17089 sind damit auch abgedeckt (0,33 bzw. 0,66) und auch AGA9 (±0,2 % bzw. ±0,4 % entsprechen 0.4 bzw. 0.8).

Bei anderen Pfadauslegungen müssen die Grenze unter Umständen angepasst werden.

Kommentar aus Workshop: "Class 0.5 Wiederholbarkeit 0.05 vielleicht nur möglich mit 8 Pfade 3 Pfade: Günstiger, Große Nennweiten"

3.7 Messalgorithmus

Das System soll eine Firmwarekomponente Messalgorithmus aufweisen.

Der Messalgorithmus soll aus den Messrohdaten den Gasfluss berechnen.

Der Messalgorithmus muss von übriger Firmware getrennt sein, damit ein Update von übrigen Funktionen wie Datendarstellung, Kommunikation etc. vorgenommen werden kann ohne dass eine neue Zulassung notwendig ist.

3.7.1 (#375) Fehlerhandling
system
functional
must have
Das Gerät soll über ein Fehlerhandling verfügen, welches dem Benutzer Einschränkungen in der Funktionsweise übermittelt. Dabei soll zwischen Warnungen und Fehlern unterschieden werden.
3.7.2 (#370) Durchflusswert für Regelzwecken
system
functional
important
Es soll möglich sein, einen zweiten (oder mehrere) Durchflusswert berechnen zu lassen. Die Durchflusswerte sollen mit unterschiedlichen Parametereinstellungen berechnet werden, damit die Antwortzeit vs. Genauigkeit angepasst werden kann.

Die Berechnungen sollen parallel verlaufen und die unterschedlichen Durchflusswerte sollen alle als Quelle für Stromausgang, HF-Ausgang, etc. verwendet werden können.

Diese Funktionalität soll ermöglichen, dass das Gerät gleichzeit als Zähler (mit hoher Präzision und längerer Antwortzeit) und Regelgerät (kürzere Antwortzeit).

3.7.3 (#367) Parameter für Signalbearbeitung und Signalregelung
system
functional
must have
Must Have: Es soll möglich sein alle Parameter für Signalbearbeitung (Grenzfrequenzen, Filtertiefe, etc.) und Signalregelung (Signalnachführung, AGC-Einstellungen, etc.) für jeden Pfad bzw. Signalweg separat einzustellen.

Useful: In der Bedienoberfläche soll es zusätzlich möglich sein, jeden Parameter für alle Pfade mit einer einzelnen Eingabe einzustellen (zum Beispiel durch das Setzten eines Häkchens).

3.7.4 (#302) Ersatzwertbildung
system
functional
must have
Fällt ein Pfad aus, soll er aus anderen Pfaden rekonstruiert werden können. Grundlage hierfür sollen die Pfadverhältnisse nach IS0 17089, 7.4.1.3 sein. Die Pfadverhältnisse sollen in Geschwindigkeitsintervallen hinterlegt werden um eine Sensitivität auf mit der Geschwindigkeit variierende Anströmbedingungen und damit veränderte Pfadverhältnisse zu gewährleisten.

Sobald ein Pfad ausfällt, soll das Gerät in Störmenge zählen. Fallen mehr als zwei Pfade aus, ist die Gesamtmessung ungültig.

3.7.5 (#299) Akzeptanzrate
system
functional
must have
Das Gerät soll ein SW-Modul zur Berechnung von der Akzeptanzrate umsetzen.

Die Akzeptanzrate soll aus dem aktuellen Zustandswert der Messung (0 oder 1; ungültig oder gültig) und vorangegangenen Zustandswerten berechnet werden. Sie soll eine Aussage über das Verhältnis (0 % bis 100 %) zwischen ungültigen und gültigen Messungen (0 und 1) eines Ensembles darstellen. Die Tiefe der Akzeptanzrate soll einstellbar sein (1 Parameter).

Eine Akzeptanzrate von 100 % soll bedeuten, dass alle Werte des Ensembles gültig sind.

Das Modul soll mehrere Instanzen aufweisen, damit separate Akzeptanzraten für Einzelpfaden sowie für das Gesamtsystem mit dem gleichen Algorithmus berechnet werden können.

Das Akzeptanzratenmodul darf keine Bewertung von Signale o. ä. beinhalten, sondern erhält nur die Gültigkeitsinformation der aktuellen Messung. Eine Bewertung der Signale muss außerhalb dieses Moduls geschehen.

3.7.6 (#237) Maß für Signalqualität
system
functional
must have
Der Messalgorithmus soll mindestens ein Vergleichswert für Signalqualität umsetzten (zum Beispiel SNR, Signalamplitude, etc.) damit entschieden werten kann ob ein Signal auswertbar ist.

Die Signalqualitätswerte sollen für
- Regelung der Messzustandsmaschine verwendet werden können
- Verwerfen von nicht auswertbaren Signalen
- Berechnen der Akzeptanzrate

verwendet werden.

Die Grenzwerte sollen parametrierbar sein.

3.7.7 (#156) Kombinierter Median- und Mittelwertfilter
system
functional
important
Der Algorithmus soll einen kombinierten Median- und Mittelwertfilter umsetzten, welcher auf der Ebene der Pfadgeschwindigkeiten agiert. Zudem sollen die Laufzeitdifferenzen in den Einzelpfaden gefiltert werden um eine stabile Kalibration zu ermöglichen.

3.7.8 (#73) Durchflusskorrekturen
system
functional
must have
Der Messalgorithmus soll verschiedene Korrekturmöglichkeit für den aus den Ultraschalldaten bestimmten Durchfluss anbieten:

1) Reynoldskorrektur: Eine Korrektur basierend auf der Reynoldszahl. Die Reynoldszahl soll aus dem gemessenen (berechneten) Durchfluss, der Temperatur und Druck berechnet werden.

2) Offset-Korrektur: Eine horizontale Verschiebung der Fehlerkurve

3) Temperatur-/Ausdehnungskorrektur: Kompensation für die thermisch bedingte Geometrieänderung der Messzelle.

4) Kennlinienkorrektur: Entweder durch Stützpunkt- oder Polynom-Korrektur können verbleibende Abweichungen in der Fehlerkurve korrigiert werden

3.7.9 Digitale Ultraschallsignal-Filter

Die Software soll (mehrere) Signalfilter bereitstellen, um die Ultraschallsignale auswerten zu können.

Die Filter sollen ein- und ausschaltbar sein. Dazu soll es möglich sein, die Ordnung auswählen zu können.

Wichtig ist, dass neue Filter hinzugefügt werden können, ohne dass es Auswirkungen hat auf die bereits umgesetzten Filtern.

3.7.9.1 (#362) Stacking
system
functional
must have
Das Gerät soll über einen Filter "Stacking" verfügen, welcher ein- und ausschaltbar ist. In diesem Analysemodus werden die vier letzten gemessenen Signale in beiden Messrichtungen in jedem Pfad aufaddiert und das resultierende Signal anschließend analysiert. Hierdurch wird unkorreliertes Rauschen im Signal unterdrückt.
3.7.9.2 (#273) FIR Filter
system
functional
must have
Das Gerät soll einen Finite-Impulse-Response Filter als Bandpass zur Verfügung stellen. Der akzeptierte Frequenzbereich sowie die Schärfe/Tiefe des Filters soll einstellbar sein.
3.7.9.3 (#236) Verkettung von Digitalfilter
system
functional
important
Die Digitalfiltern sollen in einer nach Parametrierung einstellbaren Reihe verkettet werden können.

Die Signalqualität soll nach jedem angewendeten Filter ausgewertet werden können, damit bewertet werden kann, ob ein Filter zu ein Verbesserung der Signalqualität und Auswertbarkeit führt.

3.7.10 Bestimmung der Pfadgeschwindigkeiten

Aus den gemessenen Ultraschalldaten sollen in jedem Pfad die Absolutlaufzeiten (ToF) in beide Pfadrichtungen sowie die Laufzeitdifferenz (dt) bestimmt werden. Daraus sollen die Strömungsgeschwindigkeit des Gases (VoG) sowie die Schallgeschwindigkeit (SoS) berechnet werden.
3.7.10.1 (#258) Bestimmung Differenzlaufzeit Ultraschall
system
functional
must have
Zur Bestimmung eines Durchflusses aus den gemessenen Ultraschalldaten soll die Laufzeitdifferenz (dt) von up-und downstream Signal in jedem Pfad direkt bestimmt werden können. Dieses Verfahren soll eine höhere Genauigkeit gewährleisten, als es durch die Verwendung der Differenz beider Absolutflugzeiten erreicht wird.
3.7.10.2 (#256) Bestimmtung Absolutflugzeit Ultraschallsignal
system
functional
must have
Im Rahmen der Berechnung des Durchflusses aus den Ultraschalldaten muss aus jedem Signal (up- und down-Richtung in jedem Pfad) eine Absolutflugzeit (ToF) bestimmt werden.

3.7.11 Vorbereitung der nächsten Messung

Auf Basis der aktuellen Signaleigenschaften und ermittelten Ultraschallflugzeiten sollen die Messparameter für den AGC und Fensteroffset für die nächste Messung optimiert werden.
3.7.11.1 (#270) AGC Einstellungen anpassen
system
quality
must have
Auf Basis der Maximalamplitude im gemessenen Rohsignal soll nach jeder Messungen die Verstärkung der Verstärkerschaltung für jeden Messvorgang individuell (up- und downstream für jeden Messpfad) so angepasst werden, dass die erwartete Signalamplitude in einer gut zu analysierenden Größenordnung liegt. Die Regelung soll über eine fixe Stepsize (Parameter) realisiert werden, um ein Übersteuern zu vermeiden. Es soll ein einstellbares Toleranzband (2 Parameter) in der Signalamplitude umgesetzt werden, um ein Toggeln zwischen Einstellungen zu vermeiden.
3.7.11.2 (#176) Signalnachführung
system
functional
must have
Das Messfenster (zeitlich) muss immer so gewählt sein, dass gewährleistet ist, dass der Signalbeginn in einem einstellbaren Bereich (2 Parameter) der Messung liegt. Eine Reglung soll in einstellbarer Schrittweite erfolgen.

3.8 Analog Front End (AFE)

Das Analog Front End (AFE) bildet die Schnittstelle zwischen analogen Sendepulsen und empfangene Signalen an den Sensoren und die digitalen Steuersignalen und gesampelten Empfangssignalen.

Die Aufgaben von dem AFE sind
- Anschluss von bis zu 16 Sensoren (8 Pfaden)
- Bereitstellung der Sendespannung
- Erzeugung der Sendepulse am Sendesensor mit der Sendespannung nach Vorgabe von digitalen Steuersignalen
- Verstärkung des Empfangssignals mit einstellbarem Verstärkungsfaktor
- Digitalisierung des verstärkten Empfangssignals durch einen Analog-Digital-Umwandler

Weitere Funktionen, wie zum Beispiel Hardware-Filter, können bei Bedarf auch umgesetzt werden.

3.8.1 (#140) Analog-Digital-Umwandlung
system
functional
must have
Das AFE soll die empfangene und verstärkte Analogsignale in Digitalsignale umwandeln können und an den Messalgorithmus weitergeben.

Es soll möglich sein, eine Umwandlungsfrequenz (Sample Frequency) von mindesten 5 MHz zu verwenden.

Es soll möglich sein, eine Umwandlungsauflösung von mindesten 12 Bits zu verwenden.

3.8.2 (#139) Signalempfang
system
functional
must have
Die empfangene Signale müssen verstärkt werden, damit sie in Digitalsignale umgewandelt werden können.

Dafür soll das AFE eine Verstärkerkette mit einstellbarem Verstärkungsfaktor aufweisen.

Die Regelung von der Verstärkung soll in Software passieren.

3.8.3 (#90) Schaltvorgang
system
quality
must have
Der Schaltvorgang bei Anregen von Sensoren darf nicht Störungen am Empfangssignal verursachen.

Weiterhin muss verhindert werden, dass vorbereitender Schaltvorgang, wie Einstellen von Multiplexer, PGAs und sonstige Komponenten eine unabsichtliche Anregung von den Sendetransducers ("Knacksgeräusche") verursacht. Die Sensoren sollen möglichst von elektrischen Störungen geschützt sein, damit keine Anregung ohne Sendepuls erfolgen kann.

Besonders wichtig ist das zu beachten bei Messung von Wasserstoff.

3.8.4 (#66) Sensorenanregung
system
functional
must have
Die Sensoren sollen durch Rechtecksignale mit einstellbarer Frequenz und Amplitude angeregt werden können.

Die Anregefrequenz für die Sensoren soll mindestens den Bereich 50 kHz bis 500 kHz abdecken.

Die mögliche Anregeamplitude soll mindesten bis 400 Vpp betragen.

Es soll auch möglich sein die Sensoren vor den Anregepulsen in einen wohldefinierten Zustand zu versetzten in dem die Sensoren elektrisch auf Masse gezogen werden.

3.9 Kalibrationsmodus

Das Gerät soll in der Lage sein auf Basis der gemessenen Ultraschallsignale bei 0-Durchfluss in atmosphärischer Luft unter Zunahme der Schallgeschwindigkeit folgende Größen zu kalibrieren:

1) Laufzeitdifferenz in jedem Pfad 2) Absolutlaufzeiten in jedem Pfad 3) Exakte Bestimmung der Pfadlängen

Die Schallgeschwindigkeit wird entweder (i) als Vorgabewert eingegeben, oder (ii) auf Basis der AGA10 unter Berücksichtigung von gemessenem Druck und Temperatur berechnet.

3.9.1 (#264) Kalibration der Absolutlaufzeiten
system
functional
must have
Die Absolutlaufzeiten sollen mit demselben Verfahren wie die Pfadlängen kalibriert werden. Die tatsächlichen Laufzeiten (Sensor - Sensor) ergeben sich aus der Hälfte der Differenzaufzeit von direktem Signal und doppelt-reflektiertem Signal. Der Kalibrationsparameter ist folglich die Differenz der tatsächlichen Laufzeit und der aus dem direkten Signal bestimmten Laufzeit. Der Kalibrationsparameter der Laufzeitdifferenz muss hier ebenfalls berücksichtigt werden.
3.9.2 (#263) Kalibration der Differenzlaufzeiten
system
functional
must have
Die Differenzlaufzeiten sollen für jeden Pfad kalibriert werden, indem verlangt wird, dass das Gerät bei 0-Durchfluss eine Gasgeschwindigkeit von 0 misst.
3.9.3 (#260) Kalibration der Pfadlängen
system
functional
must have
Die Software soll über einen Betriebsmodus verfügen, in welchem für jeden Pfad neben dem direkten Signal auch das doppelt reflektierte Signal aufgezeichnet wird. Durch eine Bestimmung der Differenzlaufzeit zwischen direktem und doppelt reflektiertem Signal sowie bekannter Schallgeschwindigkeit wird die exakte Pfadlänge bestimmt.

3.10 Diagnosefunktionen

Neben der Berechnung des Durchflusses soll auch eine Analyse/Abschätzung bzgl. des Feuchtegehaltes des Gases sowie des Wasserstoffanteils möglich sein. Zudem soll die Funktionalität der Durchflussberechnung durch Diagnosedaten, welche aus der Berechnung der Pfadgeschwindigkeiten anfallen, überwacht werden.
3.10.1 (#52) Bestimmung Feuchtegehalt durch Signalqualität
system
functional
must have
Der Feuchtegehalt des Gases soll durch fortlaufende Analyse der Signalqualität bestimmt werden.
3.10.2 (#51) Bestimmung der Wasserstoffanteil
system
quality
must have
Die Reinheit von Wasserstoff (bei Anteil höher als 98 %) soll durch Bestimmung der Molarkonzentration aus der Schallgeschwindigkeit berechnet werden.

4 Bediensystem

Das Bediensystem wird zum großen Teil von dem Projekt Plattform übernommen, und wird (Stand 23.09.2024) hier nicht vollständig bearbeitet.
4.1 (#383) Anpassung Bediensystem an RSM600
system
quality
must have
Die Anpassungen und extra Funktionalität der graphischen Oberfläche soll nach Spezifikation in dem Dokument "Spezifikation Bedienungstool „RMGViewRSM600“ - Webbrowser Basis" umgesetzt werden.
4.2 (#353) Umsetzung Zugriffsrechte
system
functional
must have
Die Funktionsweise der Zugriffsrechte soll aus dem Plattformprojekt (RFC7) übernommen werden.

4.3 Archive

Das Gerät soll ausgewählte Daten in Archiven speichern können. Die Daten sollen generell zusammen mit Zeitpunkt gespeichert werden und über normale Kommunikation ausgelesen werden können.

Es sollen folgende vier (4) Archive vorhanden sein


- Zyklisches Archiv ISO Werte zyklisch geschrieben mit einstellbarer Periode. Zusätzlich sollen beliebige, weitere Anzeigewerte nach Auswahl im WebUI zyklisch geschrieben werden. Das WebUI soll die Zyklusdauer berechnen und anzeigen (also wie lange bis Daten überschrieben werden). Wo zutreffend sollen Mittewerte berechnet und gespeichert werden (statt Momementanwerte).


- Parameterarchiv Änderungen von Parametern mit altem und neuem Wert, getrennt für eichamtliche und nicht-eichamtliche Parameter.


- Ereignisarchiv Warnungen, Alarm, und sonstige Ereignisse.


- Fingerprintarchiv Fingerprints bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen damit sie als Vergleich für zukünftige Fingerprints verwendent werden können. Die Archive sollen von dem Linuxcontroller administriert werden. Der exakte Inhalt der Archive wird in Unteranforderungen und Tasks spezifiziert.

4.3.1 (#409) Fingerprintarchiv
system
functional
important
Das Gerät soll Fingerprints bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen speichern damit sie als Vergleich für zukünftige Fingerprints verwendet werden können.

Grund ist, dass Fingerprints nur unter ähnlichen Betirebsbedingungen mit einander verglichen werden dürfen.

4.3.2 (#378) Umsetzung Logging
system
functional
must have
Die Funktionalität von Logging (Fehler, Warnungen, Parameterschreiben, etc.) soll von dem Plattformprojekt übernommen werden.
4.3.3 (#47) Parameterarchiv
system
functional
must have
Das schreiben von Parametern soll geloggt werden. Es soll auch mitgeloggt werden, welcher Anwender den Parameter geschrieben hat. Der neuer Wert soll ebenfalls geloggt werden.

Das Parameterarchiv soll dafür in eichamtlich und nicht-eichamtlich aufgeteilt sein. Das eichamtliche Archiv soll nur mit offenem Eichschalter löschbar sein.

4.3.4 (#46) Eregnisarchiv
system
functional
must have
Das Gerät soll loggen wenn ein Fehler, Warnung oder sonstige Meldung auftritt. Wenn der Fehler oder Warnung wieder zurückgesetzt oder quittiert wird, soll dies auch geloggt werden.

4.3.5 Zeitstempel

Die Loggeinträge sollen einen Zeitstempel beinhalten. Aus dem Zeitstempel soll die Zeitpunkt des Eintrags mindestens sekundengenau festgestellt werden.
4.3.5.1 (#86) Echtzeituhr
system
functional
must have
Das Gerät muss eine Echtzeituhr (RTC) aufweisen.

Das RTC muss eine eigene Backupbatterie oder Akkumulator haben.

Das RTC soll über via SNTP über Ethernet synchronisiert werden können. Das RTC soll auch über Modbus eingestellt werden können.

Die Echtzeituhr soll weniger als 1 s / 24 h Drift haben.

Siehe auch das Plattformprojekt.

4.4 Daten auslesen und schreiben

4.4.1 (#61) Messeinheiten
system
quality
must have
Das Gerät soll zumindest Daten in metrischen und imperialen Einheiten anzeigen können. Weitere Messeinheiten dürfen auch möglich sein, ist aber nicht zwingend notwendig.

Die Parameterwerte sollen auch in den ausgewählten Messeinheiten angegeben werden können.

Wenn die Messeinheiten erst umgestellt dann wieder zurückgestellt werden, dürfen keine Veränderungen von den Parametern oder Messwerten stattfinden.

Die exakte Messeinheiten werden in Softwareunteranforderungen spezifiziert.

4.4.2 Lokales Display mit Keypad

RSM600 soll ein Display und Keypad aufweisen.

Das Display muss zumindest grundlegende Daten wie Zählerstand und aktuellen Durchfluss anzeigen können. Weitere Anzeigewerte dürfen auch verfügbar sein und werden in Unteranforderungen spezifiziert.

Mit dem Keypad soll die angezeigte Größe ausgewählt werden können.

Der Funktionsumfang von Display und Keypad werden in Unteranforderungen näher spezifiziert.

4.4.2.1 (#387) Zugriffsrechte lokales Terminal
system
functional
must have
Es soll möglich sein, sich als User am lokalen Terminal anzumelden.

Vor allem ist es notwendig, dass die Netzwerkeinstellungen bzw. die Einstellungen für die seriellen Schnittstellen direkt am Gerät angepasst werden können, damit eine Remoteverbindung hergestellt werden kann.

4.4.2.2 (#385) Ansteuerung lokales Displays
system
functional
must have
Der Linuxcontroller soll die Ansteuerung über die serielle Schnittstelle zum lokalen Display übernemhen.

Das Protokoll für Kommunikation wird, nach Abstimmung zwischen Displaycontrollerentwicklern und Linux Controllerteam, in den Tasks spezifiziert.

Siehe auch Hawdware Tasks (275, 303)

4.4.2.3 (#173) Erkennen elektrischer Trennung von Displaygehäuse
system
functional
must have
Das Gerät muss erkennen wenn das Displaygehäuse vom übrigen System elektrisch getrennt wird, und dies entsprechend als Ereignis archivieren.

Dies soll verhindern, dass der Eichschalter gedruckt (oder durch Kurzschluss der Signalleitungen das Drucken des Eichschalters imitiert wird) werden kann ohne dass die Plombierung gebrochen wird.

Weiterhin muss verhindert werden, dass das Terminalgehäuse ausgetauscht werden kann, ohne dass dies erkennt und geloggt wird. Damit kann auch nicht die Plombierung des Eichschalters durch Tausch von Terminalgehäuse umgegangen werden.

4.4.2.4 (#155) Anschluss für lokales Terminal
system
functional
must have
Es soll möglich sein, das Terminal mit einem Kabel mit 6 Adern (bis mindestens 0,5 mm²) und Schirmung anzuschließen.
4.4.2.5 (#35) Tastatur
system
quality
must have
Das Gerät soll eine Tastatur aufweisen. Durch Eingaben an der Tastatur soll der Inhalt, der auf dem Display angezeigt wird, ausgewählt werden können.

Die Tastatur soll auch zur Eingabe von Daten verwendet werden können.

Die Tasten sollen betätigt werden können, ohne dass das Gehäuse geöffnet werden muss.

Vorgesehen ist ein 5 Tasten Keypad (4 Pfeile und OK-Taste), siehe RSM200.

4.4.2.6 Display

Das Gerät soll ein Display aufweisen.

Das Display muss mindestens Folgendes anzeigen können
- Zählerstand
- Durchfluss
- Betriebszustand (werden in Anforderung zu Betriebsmodi spezifiziert)
- Symbol wenn Warnung vorliegt
- Symbol wenn Alarm vorliegt

Zusätzliche Daten können auch durch Auswahl mit Hilfe der Tastatur angezeigt werden.

Das Display muss immer verfügbar sein (auch im zum Beispiel Backupbetrieb). Das Display muss aber nicht immer eingeschaltet sein, sondern kann zum Beispiel nach einer gewissen Zeit nach Betätigung der Tastatur wieder ausgeschaltet werden.

4.4.2.6.1 (#56) Darstellungsmöglichkeiten
system
quality
must have
Das Display soll mindestens 4 Zeilen Text anzeigen können.

Das Display soll mindestens Englische, Deutsche, Kyrillisch und Chinesische Zeichen anzeigen können.

4.4.3 Zugriffsrechte

Das Lesen und Schreiben von Daten soll über Zugriffsrechte abgesichert sein.

Die Zugriffsrechte können über Software ("log in") oder Hardware ("Eichschalter") erteilt werden.

4.4.3.1 Eichschalter

Das Gerät muss einen plombierbaren Eichschalter aufweisen.

Das Betätigen vom Eichschalter erteilt Anwenderrechte um eichamtliche Parameter zu schreiben. Nach einer gewisser Zeit von Betätigung des Eichschalters, soll die Rechte automatisch zurückgenommen werden.

Der Eichschalter soll durch einen mechanischen Schalter umgesetzt werden. Der Schalter soll im Displaygehäuse (EX-I) sitzen, und das Displaygehäuse soll verplombt sein.

Für das Verhalten bei Betätigung des Eichschalters bei einem Multisessionsystem (welcher User bekommt die eichamtliche Rechte) wird auf das Plattformprojekt hingewiesen.

4.4.3.1.1 (#386) Betriebsart MID und non-MID
system
functional
must have
Das Gerät soll zwei Betriebsarten aufweisen:


- 1) MID: Die maximale Zeit, nach der die Eichschreibrechte automatisch zurückgezogen werden, ist auf 30 min begrenzt. Eine kürzere Zeit soll auch durch Parametrierung möglich sein.


- 2) non-MID: Der Eichschalter/Eichtaster kann dauerhaft offen gelassen werden. Es soll immer noch möglich sein, eine Zeit einzustellen, nach der der Eichschalter automatisch geschlossen wird. Die Zeit soll aber nicht begrenzt sein.

4.4.3.1.2 (#380) Software Eichschalter
system
functional
must have
Neben dem physischen Eichschalter soll auch ein virtueller Eichschalter in Software umgestetzt werden. Die Verfügbarkeit des Softwareschalters soll von dem physischen Eichschalter geschutzt sein. Wenn aktiv, sind Softwareschalter und physischer Eichschalter äquivalent bezüglich Rechteerteilung.

Die Umsetztung soll von dem Plattformprojekt übernommen werden.

4.4.3.1.3 (#169) Physischer Eichschalter
system
functional
useful
Der physische Eichschalter soll in dem Displaygehäuse (EX-I) eingebaut sein.

4.5 Funktionen

4.5.1 (#407) Kennlinienkorrektur und Korrekturschein
system
functional
important
Über das WebUI soll es möglich sein, die Koeffizienten für die Kennlinienkorrektur zu bestimmen und in das Gerät als Parameter schreiben. Siehe auch Dokument zu WebUI .

Dabei muss es mögich sein eine Liste mit relativen Fehlern zu gemessenen Geschwindigkeiten anzugeben woraus die Koeffizienten berechnet werden. Die berechnete Koeffizienten sind vom Korrekturverfahren abhängig (Polynom oder Interpolation).

Danach sollen die Koeffizienten in das Gerät übertragen werden. Schliesslich sollen weitere Fehler, nachdem die Korrekturfunktion angepasst wurde, angegeben werden können damit daraus einen Korrekturschein erstellt werden kann. Der Schein soll als PDF im WebUI bereitgestellt werden. Siehe auch GT400 und RSM200 .

4.5.2 (#406) Trockenkalibrierung und Erstellen von Trockenkalibrierschein
system
functional
important
Es soll möglich sein die Trockenkalibrierung über die WebUI zu steuern.

Dabei soll die Quelle für Schallgeschwindigkeit einstellbar sein; aus AGA10 oder Vorgabewert. Siehe auch Dokument zu WebUI und RSM200 .

Statistische Daten zu gemessener Schallgeschwindigkeit und Gasgeschwindigkeit sollen vor dem Kalibrierung gesammelt werden, und nachdem die Kalibrierung ausgeführt wurde.

Aus den statistischen Daten und Daten über Gasbeschaffenheit sollen einen Trockenkalibrierschein als PDF über das WebUI bereitgestellt werden. Siehe auch RSM200 .

4.5.3 (#405) Bereitstellung Pfadspezifische Daten
system
quality
must have
Pfadspezifische Diagnosedaten und Momentanwerte (AGC, Trallwinkel, Pfadgasgeschwindigkeiten, SOS für jeden Pfad, etc.) sollen von dem Messcontroller weitergeleitet oder berechnet werden und via das Armaturenbrett bereitgesetellt werden. Siehe auch Dokument zu WebUI .

Diese entsprechen zum grossen Teil der Daten aus ISO 17089:2019 5.5.5 und 8.9 die auch für Fingerprint verwendet werden. Siehe auch GT400 .

4.5.4 (#396) Kommunikation mit Messcontroller
system
functional
must have
Der Linuxcontroller muss mit dem Messcontroller über die vorgesehene UART-Schnittstelle kommunizieren können.

Das Protokoll wird in dem Messcontroller Task 291 spezifiziert.

4.5.5 (#395) Ansteuerung von Trockenkalibrierung
system
functional
important
Es soll möglich sein die Trockenkalibrierung über die Bedienoberfläche auszuführen. Dafür soll die entsprechende Funktion in der Messcontroller FW angesteuert werden.

Siehe auch Tasks zu Messcontroller FW (357, 358).

4.5.6 (#382) Aufzeichnung von Werten
system
functional
useful
Es soll möglich sein, eine Aufzeichnung von ausgewählten Werten zu speichern. Dies unterscheidet sich von Archive in dem keine Mittelwerte gebildet und gespeichert werden.

Die Aufzeichnung soll mit auswählbarem Startpunkt und Stoppunkt ausgeführt und über die Webboberfläche auf einem Rechner gespeichert werden können. Die Maximaldauer kann von Hardware/Speicher/sonstige Bedingungen begrenzt sein.

Die Aufzeichnung soll mit einem externen Tool wieder aufgespielt und als Demonstration für zum Beispiel Kunden verwendet werden können.

4.5.7 (#381) Firmware Update über Browser
system
functional
must have
Es soll möglich sein, die Firmware über die Browserschnittstelle zu updaten, zum Beispiel durch das Hochladen einer Datei.

Bei einem Firmwareupdate dürfen die Parametern nicht überschrieben werden. Wenn neue Parametern hinzukommen sollen sie auf einen Standardwert (pro Parameter angegeben) gesetzt werden und nicht auf einen undefinierten oder ungültigen Wert gelassen werden.

Die Umsetztung soll von dem Plattformprojekt übernommen werden.

4.5.8 (#379) Zyklische Archive
system
functional
must have
Das Gerät soll die Möglichkeit Parametern (Ausgabedaten, Funktionswerte, etc.) in zyklische Archive zu schreiben anbieten.

Es soll möglich sein:
- Die Schreibfrequenz einzustellen
- Die Parametern die geschrieben werden auszuwählen
- Die Archivgrösse (wenn mehrere Archive gleichzeitig aufgezeichnet werden)

Die Bediensoftware soll die Archivperiodzeit (die Zeit bis das Archiv überschrieben wird) ausrechnen und anzeigen.

Über die Bediensoftware soll das auch Möglich sein, die Archive auszulesen und in einer Datei zu speichern.

4.5.9 (#301) Schallgeschwindigkeitsberechnung nach AGA10
system
functional
must have
1. Die Software soll über die manuelle Eingabemöglichkeit verfügen zur Berechnung der theoretischen Schallgeschwindigkeit nach AGA10

2. Die Software soll über die Möglichkeit verfügen die Gasbeschaffenheitsdaten von angeschlossenen PGCs zur Berechnung der theoretischen Schallgeschwindigkeit nach AGA10 zu nutzen

3. Die benötigten Druck- und Temperaturinformationen für die theoretische Schallgeschwindigkeitsmessung können über Fixwerte oder durch Anschluss externer (direkt am Ultraschallgaszähler) Druck- und Temperatursensoren einbezogen werden.

4.5.10 (#300) Erstellung von selbst definierten Funktionen
system
functional
useful
Eine freie Programmierung von bis zu mindestens 10 Funktionen soll möglich sein. Die Programmierung soll als Textstring zumindest darstellbar sein. Zum Beispiel könnte

({xxxx} + {yyyy})/2

die Mittelwert aus den Werten an den Adressen xxxx und yyyy entsprechen oder

{xxxx} > 0.9 {yyyy}

ein Binärwert 1 wenn der Wert an der Adresse xxxx grösser als 90 % des Werts der Adresse {yyyy} ist, und 0 sonst.

Die berechnete Werte sollen über Modbus aufrufbar sein (durch Erstellung eigenes Superblocks). Binärwerte sollen zusätzlich an einem DO ausgeführt werden können.

Zum Beispiel errechnete theoretische Schallgeschwindigkeit und eine definierte Schallgeschw. als Vergleich.

4.5.11 (#231) Startbildschirm Favoriten
system
functional
must have
Es soll möglich sein, die Ansicht mit bis zu 10 Werten / Daten selbst zu konfigurieren als eine Art Favoritenübersicht.
4.5.12 (#230) Übersicht der angeschlossenen Kabel
system
quality
useful
Es sollte in der Übersicht eine Visualisierung vorhanden sein um alle angeschlossenen Kabel zu sehen.

Die Visualisierung soll alle vorhandene physische Schnittstellen (zum Beispiel durch Optionskarten) anzeigen sowie Status der Kommunikation an der Schnittstelle. Darstellung von passiven Kabeln (i.e. Kabeln über denen keine Kommunikation stattfindet) ist nicht notwendig.

z.B. Grün --> Modul vorhanden und verkabelt (Kommunikation vorhanden) Gelb --> Modul vorhanden nicht verkabelt (keine Kommunikation) Rot --> Modul nicht vorhanden (evtl. interessant bei den Optionen)

4.5.13 (#126) Fingerprint nach ISO 17089
system
quality
must have
Das Gerät soll einen Vergleichsreport (Fingerprint) nach ISO 17089 erstellen können. Das Report soll über die WebUI zumindest als PDF zum Download bereitgestellt werden.

Dies entspricht zum grossen Teil dem Maintainance Report bei RSM200 oder dem Inspection Report bei GT400.

Die aufzuzeichnende Grössen werden in ISO 17089:2019 5.5.5 und 8.9 beschrieben. Für statistische Grössen (Mittelwert und Standardabweichung) soll eine Dauer für Datensammlung angegeben werden können um ein statistisches Ensemble zu definieren.

Weiterhin sollen manche Werte mit Referenzwerten verglichen werden (siehe vor allem 8.9). Die Referenzwerte werden bei der Inbetriebnahme angelegt in dem die Funktion Fingerprint erstmal ausgeführt wird. Zweck ist Abweichungen oder Drift zu erkennen.

Siehe auch GT400 (Inspection Report) und RSM200 (Maintainance Report)

4.5.14 Parameter Lesen und Schreiben

4.5.14.1 Parameterlisten

Es soll möglich sein, eine Liste mit allen Parametern, über das WebUI aus dem Gerät auszulesen und abspeichern.

Es soll möglich sein, eine Liste mit Parametern über das WebUI hochzuladen und als Geräteparametern zu verwenden. Die Liste soll nicht vollständig sein müssen, sondern eine Teilparametrierung soll auch dadurch möglich sein.

Dadurch soll das möglich sein, Anpassungen von ausgewählten Parametern auszuführen ohne dass andere Parameter überschrieben werden.

Anwendungsbeispiele: \\
- Hochladen von nennweitenspezifischen Grundparametern
- Hochladen von Vermessungsdaten (Faroarm)
- Auslesen oder Hochladen von angepassten Messtechnikparamtern im Austausch mit Service

4.5.14.1.1 (#408) Parameter Report und Prüfschein erstellen
system
functional
must have
Über das WebUI soll es möglich sein
- einen Parameter Report
- einen Prüfschein

zu erstellen und als PDF runterladen. Der Parameter Report ist eine vollständige Auflistung aller Parameter des RSM600. Der Prüfschein beinhält nur die Eichamtliche Parameter (vgl. Datenbuch bei Umwertern). Siehe auch GT400 und RMS200.

5 Bauteilenkosten

5.1 Kosten Bauteile ATEX / IECEx

Die Gesamtkosten für die Bauteile für ATEX / IECEx dürfen nicht 4035 € übersteigen.

Zu den Bauteilen zählen:
- Elektronikgehäuse mit Klemmen
- Sensoren
- Display & Tastatur (und Gehäuse dafür wenn notwendig)
- Elektronik
- Rohrbaum (mit Abdeckung wenn notwendig).

5.1.1 (#124) Kosten für Steuerelektronik ATEX / IECEx
system
quality
must have
Die Kosten für Steuerelektronik dürfen nicht 986 € übersteigen.
5.1.2 (#122) Kosten für Display und Tastatur ATEX / IECEx
system
quality
must have
Die Kosten für Display und Tastatur dürfen nicht 74 € übersteigen.
5.1.3 (#120) Kosten Rohrbaum ATEX / IECEx
system
quality
must have
Die Kosten für den Rohrbaum inklusive Abdeckung wenn vorhanden dürfen nicht 449 € übersteigen.
5.1.4 (#118) Kosten für Sensoren ATEX / IECEx
system
quality
must have
Die Kosten für die Sensoren (12 x) dürfen nicht 1957 € übersteigen.
5.1.5 (#116) Kosten für Elektronikgehäuse ATEX / IECEx
system
quality
must have
Die Kosten für alle Elektronikgehäuse, inklusive Klemmen und sonstige Kleinteile, dürfen nicht 722 € übersteigen.

5.2 Kosten Bauteile USA

Die Gesamtkosten für die Bauteile für USA dürfen nicht 4645 € übersteigen.

Zu den Bauteilen zählen:
- Elektronikgehäuse mit Conduits
- Sensoren
- Display & Tastatur (und Gehäuse dafür wenn notwendig)
- Elektronik
- Rohrbaum (mit Abdeckung wenn notwendig).

5.2.1 (#125) Kosten für Steuerelektronik USA
system
quality
must have
Die Kosten für Steuerelektronik dürfen nicht 986 € übersteigen.
5.2.2 (#123) Kosten für Display und Tastatur USA
system
quality
must have
Die Kosten für Display und Tastatur dürfen nicht 74 € übersteigen.
5.2.3 (#121) Kosten Rohrbaum USA
system
quality
must have
Die Kosten für den Rohrbaum inklusive Abdeckung wenn vorhanden dürfen nicht 449 € übersteigen.
5.2.4 (#119) Kosten für Sensoren USA
system
quality
must have
Die Kosten für die Sensoren (12 x) dürfen nicht 1957 € übersteigen.
5.2.5 (#117) Kosten für Elektronikgehäuse USA
system
quality
must have
Die Kosten für alle Elektronikgehäuse, inklusive Klemmen und sonstige Kleinteile, dürfen nicht 693 € übersteigen.

6 Backup-Betrieb

RSM600 soll als Zusatzoption die Möglichkeit anbieten Backupakkumulatoren im Elektronikgehäuse verbaut zu haben. Diese Option soll für alle Bauformen möglich sein.

Bei vollen Akkus soll das Gerät mindestens 4 h mit vollständiger Funktionalität weiterarbeiten können.

Der Akkubetreib soll bei den gleichen Umgebungstemperaturen wie bei Netzbetrieb verwendet werden können.

6.1 (#364) Parameterliste für Batteriebetrieb
system
functional
useful
Das Gerät soll in Batteriebetrieb mit voller Funtionalität weiterarbeiten können.

Es soll aber möglich sein , gewisse Funktionen in Batteriebetrieb automatisch auszuschalten, wie zum Beispiel Netzwerk oder Wi-Fi.

Bei Wegfall der externen Spannungsversorgung soll das Gerät automatisch die Umstellung vornehmen um die Funktionalität einzuschränken. Bei Widerherstellung der Spannungsversorgung soll das Gerät automatisch zurück zur vollen Funktionalität übergehen.

Diese Funktion soll Batterielaufzeit verlängern können, in dem Funktionalität angepasst wird.

6.2 (#350) Anzeige vom Akkumulatorstatus
system
functional
must have
Das Gerät soll den Zustand der Akkumulatoren anzeigen können.

Unter anderem sollen:
- aktuelle Ladung als Anteil der maximalen Ladung
- ob zurzeit aufgeladen wird oder nicht
- erwartete mögliche Betriebszeit mit aktueller Ladung

angezeigt werden können.

6.3 (#148) Parametrierbarkeit von Akkus
system
functional
useful
Es soll möglich sein, die Akkuparametern über die Bediensoftware einzustellen.

Folgende Parametern müssen spezifiziert werden können:
- Stromkapazität
- Temperaturbereich bei Entladung
- Temperaturbereich bei Aufladung
- Maximaler Ladestrom (relevant nicht nur wegen Akkus sondern auch Installation)

Die Angabe kann implizit durch Auswahl aus einer Liste zugelassener Akkus oder durch Direktangabe einzelner Parameter erfolgen.

Siehe auch Tasks zu Messcontroller FW: (292) und Harware: (267).

6.4 (#147) Wiederaufladen von den Akkumulatoren
system
functional
important
Die Akkus sollen von dem Gerät wieder aufgeladen werden können.

Das Gerät soll den Ladezustand bestimmen und anzeigen können. Bei dem Aufladen muss das Gerät den Ladestrom abhängig von Akkumulatorparametern begrenzen können.

6.5 (#109) Funktionsumfang im Backupbetrieb
system
quality
must have
Das Gerät soll im Backupbetrieb den gesamten Funktionsumfang weiterhin aufweisen können.

Der Anwender kann Funktionen im Backupbetrieb deaktivieren um Backupzeit zu gewinnen. Dafür soll eine zweite Parameterliste für Backupbetrieb abgelegt werden.

Bei der Schätzung von Backuplaufzeit soll immer von dem "Worst Case" ausgegangen werden.