Назначение
Барьеры искрозащиты PHI (далее по тексту - барьеры) предназначены для измерений и преобразований аналоговых сигналов силы постоянного тока, сигналов от термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления на входе барьеров в электрические сигналы силы постоянного тока на выходе барьеров и передачи этих сигналов, в том числе по протоколу HART, в безопасную зону. Барьеры предназначены для передачи сигналов из взрывоопасной зоны в безопасную зону и наоборот.
Описание
Принцип действия барьеров основан на преобразовании входных аналоговых сигналов в виде электрического сопротивления, силы постоянного тока, их измерении, обработке и выдаче пропорциональных входному сигналу электрических выходных сигналов силы постоянного тока с возможностью наложения на него цифрового сигнала протокола HART.
Конструктивно барьеры выполнены в виде печатной платы, размещенной в малогабаритном корпусе из термопластических и полимерных материалов. В корпусе закреплены металлические винтовые клеммные зажимы для присоединения подводящих проводников и кабелей питания. Барьеры выполнены в искробезопасном исполнении.
Барьеры устанавливаются на монтажную DIN-рейку.
Барьеры выпускаются следующих моделей, отличающихся типами входных сигналов, количеством каналов, характеристиками и функциональным назначением: PHI-AI-2111, PHI-AI-0111, PHI-AI-2121, PHI-AI-0121, PHI-AI-2221, PHI-AI-0221, PHI-AO-2111,
PHI-AO1-0221, PHI-AO1-2221, PHI-T-2120*, PHI-T-3120*, PHI-T-0120*, PHI-T1-0110*, PHI-T2-0110*, PHI-T3-0110*, PHI-T2-0220* и PHI-T1-0220*.
Общий вид барьеров представлен на рисунке 1. Серийный номер в виде цифробуквенного обозначения, состоящего из арабских цифр и букв латинского алфавита, наносится на боковую панель барьеров в виде наклейки, что обеспечивает однозначную идентификацию каждого барьера в процессе эксплуатации. Место нанесения серийного номера указано на рисунке 1.
Конструкция барьеров и условия их эксплуатации не предусматривают нанесение знака поверки непосредственно на барьеры. Пломбирование барьеров не предусмотрено.
Барьеры .маркируются следующим образом:
PHI
1 2 3 4 5 6 7
Таблица 1 - Структура условного обозначения
| № поля | Описание поля | Код поля | Расшифровка |
| 1 | Тип сигнала | AI | Сила постоянного тока от 4 до 20 мА |
| AO |
| T | Термопара или термосопротивление |
| 2 | Индекс | 1 | Присваивается изготовителем |
| 2 |
| _ | Нет |
| 3 | Уровень SIL | 1 | SIL1 |
| 2 | SIL2 |
| 3 | SIL3 |
| 0 | Нет |
| 4 | Количество входов | 1 | 1 вход |
| 2 | 2 входа |
| 5 | Количество выходов | 1 | 1 выход |
| 2 | 2 выхода |
| 3 | 3 выхода |
| 4 | 4 выхода |
| 6 | HART | 0 | Нет |
| 1 | Есть |
| 7 | Входной сигнал термопар или термосопротивления | * | Для барьеров, измеряющих сигналы термопары и термосопротивления, приведенных в таблицах 3 и 4 |
Рисунок 1 - Общий вид барьеров, место нанесения серийного номера и знака утверждения типа
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее по тексту - ПО) встроено в постоянное запоминающее устройство барьеров, записывается изготовителем на этапе производства, и не может быть считано через какой-либо интерфейс и изменено. ПО выполняет функции измерения и формирования выходных сигналов, защиты результатов измерений и настроенных параметров барьеров от несанкционированных изменений. Метрологические характеристики барьеров нормированы с учетом влияния ПО. Конструкция барьеров исключает возможность несанкционированного влияния на ПО средства измерений и измерительную информацию в процессе эксплуатации. Уровень защиты «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики представлены в таблицах 2 - 5.
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Модель | Количество входов и выходов | Диапазон входного сигнала | Диапазон выходного сигнала | Пределы допускаемой основной приведенной (к верхнему пределу диапазона выходного сигнала) погрешности преобразований, % | Пределы допускаемой приведенной (к верхнему пределу диапазона выходного сигнала), приведенной дополнительной погрешности преобразований от изменения температуры окружающей среды в диапазоне рабочих температур на каждый 1 °С, % |
| 1 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| PHI-AI-2111 | 1 вход 1 выход | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола) | ±0,1 | ±0,005 |
| PHI-AI-0111 | 1 вход 1 выход | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола) | ±0,1 | ±0,005 |
| PHI-AI-2121 | 1 вход 2 выхода | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола) | ±0,1 | ±0,005 |
| PHI-AI-0121 | 1 вход 2 выхода | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола) | ±0,1 | ±0,005 |
| PHI-AI-2221 | 2 входа 2 выхода | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола) | ±0,1 | ±0,005 |
| PHI-AI-0221 | 2 входа 2 выхода | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола) | ±0,1 | ±0,005 |
Продолжение таблицы 2
| 1 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| PHI-AO-2111 | 1 вход 1 выход | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола) | ±0,1 | ±0,005 |
| PHI-AO1-0221 | 2 входа 2 выхода | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола) | ±0,1 | ±0,005 |
| PHI-AO1-2221 | 2 входа 2 выхода | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола | от 4 до 20 мА (поддержка HART-протокола) | ±0,1 | ±0,005 |
| PHI-T-2120* | 1 вход 2 выхода | Сигналы от преобразователей термоэлектрических (См. таблицу 4) (минимальный диапазон измерений 50 °C) | от 4 до 20 мА | ±0,1 (от диапазона выходного сигнала) | ±0,005 |
| PHI-T-3120* | 1 вход 2 выхода | Сигналы от термопреобразователей сопротивления (См. таблицу 3) (минимальный диапазон измерений 50 °C) | от 4 до 20 мА | ±0,1 (от диапазона выходного сигнала) | ±0,005 |
| PHI-T-0120* | 1 вход 2 выхода | Сигналы от термопреобразователей сопротивления (См. таблицу 3) (минимальный диапазон измерений 50 °C) | от 4 до 20 мА | ±0,1 (от диапазона выходного сигнала) | ±0,005 |
Продолжение таблицы 2
| 1 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| PHI-T1-0110* | 1 вход 1 выход | Сигналы от преобразователей термоэлектрических (См. таблицу 4) (минимальный диапазон измерений 50 °C) | от 4 до 20 мА | ±0,1 (от диапазона выходного сигнала) | ±0,005 |
| PHI-T2-0110* | 1 вход 1 выход | Сигналы от преобразователей термоэлектрических (См. таблицу 4) (минимальный диапазон измерений 50 °C) | от 4 до 20 мА | ±0,1 (от диапазона выходного сигнала) | ±0,005 |
| PHI-T3-0110* | 1 вход 1 выход | Сигналы от термопреобразователей сопротивления (См. таблицу 3) (минимальный диапазон измерений 50 °C) | от 4 до 20 мА | ±0,1 (от диапазона выходного сигнала) | ±0,005 |
| PHI-T2-0220* | 2 входа 2 выхода | Сигналы от преобразователей термоэлектрических (См. таблицу 4) (минимальный диапазон измерений 50 °C) | от 4 до 20 мА | ±0,1 (от диапазона выходного сигнала) | ±0,005 |
| PHI-T1-0220* | 2 входа 2 выхода | Сигналы от термопреобразователей сопротивления (См. таблицу 3) (минимальный диапазон измерений 50 °C) | от 4 до 20 мА | ±0,1 (от диапазона выходного сигнала) | ±0,005 |
Продолжение таблицы 2___________________________________________________________________________________________________
Примечания 1. При подключении термоэлектрических преобразователей в погрешность преобразований не включена погрешность, вызванная температурой холодного спая. На каждые 100 Ом увеличения длины компенсационного провода погрешность холодного спая увеличивается на 1 °C. 2. Пределы допускаемой погрешности в рабочих условиях у %, вычисляются по формулам:
в диапазоне температуры окружающей среды от -20 до +15 °С
У р = У осн + У доп
в диапазоне температуры окружающей среды от +25 до +60 °С
У р =У осн +У доп
где у,
у
осн
доп
пределы допускаемой основной погрешности;
пределы допускаемой дополнительной погрешности вызванной изменением температуры окружающей среды относительно от +15 до 25 °С на каждый 1 °С;
температура окружающей среды, °С.
Таблица 3 - Типы и диапазоны измерений сигналов термопреобразователей сопротивления
| Тип | Диапазон измерений, °С* |
| Pt100 (а=0,00391°С-1, а=0,00385°С-1) | от -200 до +850 |
| Pt1000 (а=0,00391°С-1, а=0,00385°С-1) | от -200 до +850 |
| Ni1000 (а 0,00617°С-1) | от -60 до +250 |
| Cu50 (а=0,00426°С-1, а 0,00428°С-1) | от -50 до +150 |
| Cu100 (а=0,00426°С-1, а 0,00428°С-1) | от -50 до +150 |
| * Указан максимальный диапазон измерений. Диапазон измерений зависит от типа подключаемого датчика и настроек барьера. Конкретный диапазон измерений указывается в паспорте. |
Таблица 4 - Типы и диапазоны измерений сигналов от преобразователей термоэлектрических
| Тип | Диапазон измерений, °С* |
| T | от -200 до +400 |
| E | от -140 до +1000 |
| J | от -160 до +1200 |
| K | от -200 до +1370 |
| N | от -200 до +1300 |
| R | от -50 до +1760 |
| S | от -50 до +1760 |
| B | от +250 до +1820 |
| * Указан максимальный диапазон измерений. Диапазон измерений зависит от типа подключаемого датчика и настроек барьера. Конкретный диапазон измерений указывается в паспорте. |
Таблица 5 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Напряжение питания постоянного тока, В | от 20 до 35 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 4 |
| Габаритные размеры, мм, не более - ширина - высота - глубина | 17,5 118 108 |
| Масса, г, не более | 150 |
| Условия эксплуатации - температура окружающей среды, °C - относительная влажность окружающей среды, %, не более - атмосферное давление, кПа | от -20 до +60 95 от 84 до 106,7 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 100000 часов |
| Средний срок службы, лет | 10 |
| Маркировка взрывозащиты | [Ex ia Ga] II C |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом и на корпус барьера в виде наклейки.
Комплектность
Таблица 6 - Комплектность средств измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Барьеры искрозащиты PHI | _ | 1 шт. |
| Руководства по эксплуатации | _ | 1 экз. |
| Паспорт | _ | 1 шт. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 4 Руководства по эксплуатации
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного тока в диапазоне от 1 • 10-16 до 100 А»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2023 г. № 1520 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;
ТУ 27.12.23-001-15295165-2023 «Технические условия. Барьеры искрозащиты PHI».
