Назначение
Комплексы измерительно-информационные и управляющие ПТК УМИКОН предназначены: для измерений:
электрических сигналов датчиков в виде напряжения и силы постоянного тока;
сопротивления постоянному току;
напряжения переменного тока;
частоты напряжения переменного тока;
активной и реактивной мощности переменного тока;
для вычислений:
сдвиг фаз между двумя напряжениями переменного тока;
количества импульсов напряжения постоянного тока;
количества энергоресурсов (энергии электрического тока, количества тепла, объемов газа и воды);
угла поворота вала по электрическим сигналам сельсин-датчиков;
для преобразования термо-ЭДС термопар и сопротивлений терморезисторов в показания температуры;
для преобразования сопротивлений тензодатчиков в показания веса, напряжения и т.д.;
для воспроизведения электрических сигналов управления исполнительными устройствами объектов управления в виде:
напряжения и силы постоянного тока;
широтно-регулируемых одиночных импульсов напряжения постоянного тока;
для передачи по цифровым каналам в интерфейсах RS485, ИРПС результатов измерений от измерительных модулей к управляющему компьютеру и передачу в обратном направлении сигналов для формирования управляющих воздействий, а также для связи управляющего компьютера с компьютерами верхнего уровня управления по интерфейсам ETHERNET;
для отображения результатов измерений в цифровом виде, цифровой обработки, хранения и печати информации о ходе технологического процесса.
Описание
Комплексы УМИКОН состоят из комплекса технических средств (КТС) - Микропроцессорного Комплекса Общего Назначения МикКОН и комплекса программного обеспечения (КПО) - Многофункционального Инструментального Комплекса для Создания Интегрированных Систем МИКСИС, т.е. являются программно-техническими комплексами с модульной структурой как технических, так и программных средств.
Комплексы УМИКОН относятся к системам открытого типа, архитектура которых формируется из модулей проектно-компоновочным способом, осуществляемым с помощью собственной системы автоматизированного проектирования, при этом типы и количество технических и программных модулей проектируемого комплекса определяются картой заказа, а модернизация структуры комплексов может осуществляться потребителем самостоятельно путем исключения или добавления отдельных функциональных устройств из состава компонентов комплекса и использования библиотеки программных модулей, содержащихся в программном обеспечении.
КТС МикКОН состоят из измерительных модулей, модуля питания, сетевого оборудования и управляющего компьютера.
Модули КТС МикКОН кодируются по формуле: T[T][S][S]...]...XX[XX]Y, где Т - тип модуля КТС, равный А - для аналогового измерительного модуля; D - для модуля дискретных сигналов; C - высокочастотного модуля ввода частоты и счетно-импульсного; МВ - модуля
Всего листов 10 моноблока, т.е. имеющего в своем составе несколько типов каналов ввода-вывода и центральный процессор; М - модемного модуля и адаптера связи; Р - модуля центрального процессора; UR, BR - модуля системы резервирования; S - вид модуля: I - модуля ввода входных сигналов; О - модуля воспроизведения выходных сигналов; С - модуль с процессором РС; Х - номер типоразмера: 0 -подмодуль мезонинного (надстроечного) исполнения; 10 - модули серии «ОКА» с типоразмером 80х80 мм; 20 - модули серии «УРАЛ» с типоразмером ЕВРОМЕХАНИКА 3U, 4U; 02 - модули серии «КАМА» с типоразмером ЕВРОМЕХАНИКА 4U для установки в локальный крейт; 30 - модули серии «АНГАРА» в конструктиве ЕВРОМЕХАНИКА 6U; 40 - модули клеммных панелей и другие на PCB-платформе для установки на DIN-рейку; 1730, 1830 -модули для монтажа в корпусах устройств М1730, М1830; Y - код модели.
Например, измерительные модули базовой модели, которая является типопредставите-лем всего семейства комплексов УМИКОН, имеют коды: А13ОО, MB100.
В таблице 1 приведены характеристики отличий по назначению, функциям и конструкции измерительных модулей базовой модели.
Таблица 1 1)
| Тип модуля | Наименование Модуля | Конструктивные и функциональные отличия |
| Кол. каналов | Вид входного Сигнала | Вид выходного сигнала | Тип датчиков, исполнительных устройств | Вид настройки диапазона |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| АТ300 | Модуль аналогового ввода | 1..32 1..32 | Токовые сигналы ГСП Сигналы напряжения постоянного тока | Цифровой двоичный код то же | Аналоговые с линейной и квадратичной характеристиками Низковольтные датчики напряжения и термопары (всего 64 вида градуировок, задаваемых в заказе) | Программная с подключением внешних измерительных резисторов Программный выбор диапазона измеряемого напряжения |
| | 1..32 1..32 | Сопротивление постоянному току Сигналы напряжения переменного тока | то же то же | Т ермометры сопротивления. (всего 64 вида градуировок, задаваемых в заказе), тензодатчики трансформатор напряж. | Программный выбор диапазона измеряемого напряжения, силы тока, подаваемого на измеряемый резистор, или напряжения на тензодатчик Программный выбор диапазона измеряемого напряжения |
Продолжение таблицы 1
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| МВ1ОО (по аналоговому входу) | Модуль аналогового ввода | 1..2 | Т оковые сигналы ГСП Сигналы напряжения постоянного тока Сопротивление постоянному току Сигналы напряжения переменного тока | Цифровой двоичный код то же то же то же | Аналоговые с линейной и квадратичной характеристиками Низковольтные датчики напряжения и термопары (всего 64 вида градуировок, задаваемых в заказе) Термометры сопротивления. (всего 64 вида градуировок, задаваемых в заказе), тензодатчики трансформатор напряж. | программная с подключением внешних измерительных резисторов или подключение делителя перемычкой Программный выбор диапазона измеряемого напряжения Программный выбор диапазона измеряемого напряжения, силы тока, подаваемого на измеряемый резистор, или напряжения на тензодатчик Программный выбор диапазона измеряемого напряжения |
| ЫВ100 (по аналоговому выходу) | Модуль вывода аналоговых сигналов | 1 | Цифровой двоичный код | Напряжения и сила тока в системе ГСП | Аналоговые усилительные и исполнительные устройства | программный выбор диапазона силы тока |
| ЫВ100 (по дискретному входу) | Модуль ввода дискретных сигналов | 1..2 1..2 | Уровни напряжений постоянного тока Импульсы напряжения постоянного тока или однополярные полуволны напряжения переменного тока | Цифровой двоичный код | Датчики физических состояний Импульсные датчики, счетчики энергоресурсов, тахометры, вибродатчики | _ |
| ЫВ100 (по дискретному выходу) | Модуль вывода дискретных сигналов | 1...2 | Цифровой двоичный код | Уровни напряжения постоянного тока Широтнорегулируемый импульс напряжения пост. тока | Релейные и дискретные исполнительные устройства | _ |
) - измерительные модули серий «КАМА», «УРАЛ», т.е. модули типа AI200, MB200, AI020, МВ1730 и т.д. имеют функциональные характеристики, аналогичные модулям серии «АНГАРА» и «ОКА» из таблицы 1, но выполненные в конструктиве ЕВРОМЕХАНИКА 3U и 4U или по типоразмеру заказа для спецмодулей (МВ1730, МВ1830).
Принцип действия измерительных каналов основан на преобразовании измеряемых электрических сигналов в цифровой код с автоматической коррекцией коэффициентов преобразования с последующим отображением информационных сигналов на дисплее управляющего компьютера в соответствии с функциями преобразования, указанными в таблице 2.
Таблица 2 .
| Тип входного сигнала (Х) | Функция преобразования Y = f (X), X,Y - входной и выходной сигнал |
| Токовый с диапазонами 0...5; 0.20 мА | Y = Хили Y = 10*X |
| Токовый с диапазоном 4.20 мА | Y =1,25 х (X - 20 %) или Y = 11,18х (X - 20 %) при X = 20 % |
| Термо-ЭДС термопар ТХА, ТХК | Градуировочная характеристика по ГОСТ 8.585-2001 |
| Сопротивление термометров ТСМ, ТСП | Градуировочная характеристика по эксплуатационной документации на СИ |
| Действующие значения напряжения U и сила I электротока и фазовый угол между ними | Р - активная мощность эл. тока Q- реактивная мощность эл. тока |
| Напряжения измерительных обмоток сельсин-датчиков | Функции преобразования сигналов сельсин-датчика в угол поворота вала приведены в Таблице 3. |
| Импульсы напряжения постоянного тока: количество импульсов, единицы частота следования импульсов, Г ц | N = , i - номер импульса, N - количество импульсов, F=1/T, T - период следования импульсов |
| Импульсы телеметрических выходов счетчиков энергоресурсов | Количество энергоресурсов: W=Gx N, С - постоянная счетчика ресурсов; N-количество импульсов |
Таблица 3
| Характеристики режимов измерений | Функции преобразований |
| № | Сдвиг фаз U1 и Uon | Сдвиг фаз U2 и Uon | Соотношение напряжений U1/ U2 | Формулы определения угла поворота вала сельсин-датчика а | Диапазон измерения угла а, градус |
| 1 | >0 | <0 | <1 | arctg[(au1/u2)/((bu1/u2) - 1) | 0...60 |
| 2 | >0 | <0 | >1 | (2/3)п - arctg[(aU2/U1)/((bU2/U1) - 1)] | 60...120 |
| 3 | >0 | <0 | Произвольное | п + arctg[(1 - aU1/U2)/((bU1/U2))] | 120...180 |
| 4 | <0 | >0 | <1 | п - arctg[(aU1/U2)/((bU1/U2) - 1)] | 180...240 |
| 5 | <0 | >0 | >1 | (5/3)п - arctg[(aU2/U1)/((bU2/U1) - 1)] | 240...300 |
| 6 | <0 | <0 | Произвольное | 2п + arctg[(1 - aU1/U2)/((bU1/U2))] | 300...360 |
| Примечание: a = sin(2n/3); b = cos(2n/3); U1, U2 и Uon - напряжения соответственно, обмоток 1, 2 и опорное сельсин-датчика. |
Принцип действия каналов формирования аналоговых выходных сигналов состоит в преобразовании кодов сигналов управления, задаваемых управляющим компьютером, в электрические сигналы постоянного тока для управления исполнительными органами объектов управления в соответствии с функциями преобразования, указанными в таблице 4.
Таблица 4
| Вид выходного сигнала | Функция преобразования Y = f (X), Y - выходной сигнал |
| Токовый с диапазонами 0.5; 0.20 мА | Y = X |
| Токовый с диапазоном 4.20 мА | Y =0,8 X + 20 % |
| Токовый с диапазонами 5.0; 20.0 мА | Y = 100 % - X |
| Токовый с диапазоном 20.4 мА | Y =0,8 (100 % - X) + 20 % |
Комплексы программного обеспечения (КПО) МИКСИС являются фирменным программным обеспечением, которое выполняет:
• функции вторичных преобразователей измеряемых сигналов за счет реализации функций преобразований, указанных в таблицах 2 и 3;
• функции регуляторов с типовыми или специальными законами регулирования;
• автоматизированное проектирование (конфигурирование), наладку и испытания АСУ ТП; в том числе ввод новых и редактирование имеющихся функций преобразований (градуировок в виде таблиц или формул расчета полиномов, а также типовых и специальных законов управления);
• проектирование баз данных и управление данными;
• проектирование мнемосхем и программных эмуляторов вновь вводимых компонентов;
• проектирование систем контроля и коммерческого учета потребления электроэнергии, тепловой энергии, природного газа, воды и канализируемых отходов, а также оптимальное управление расходом энергоносителей и ресурсов;
• автоматизацию технико-экономических расчетов для обеспечения технологического процесса, а также подготовки данных для вышестоящего уровня управления предприятием.
Работа комплекса программного обеспечения МИКСИС поддерживается персональными компьютерами общего или промышленного назначения с процессорами 386 и выше, ОЗУ - 640 кБайт и более, дисплей VGA, SVGA которые функционируют в операционной среде MS DOS v.6.22 и выше или Windows 9x/Me/2000/XP/2003, Linux.
Рисунок 1 Фотография общего вида блоков комплекса ПТК УМИКОН (базовый блок и встраиваемые модули)
Программное обеспечение
Установка и расчет параметров комплекса осуществляется за счет внутреннего программного обеспечения. Программное обеспечение комплекса встроено в защищённую от записи память микроконтроллера базового блока, что исключает возможность его несанкционированных настройки и вмешательства, приводящим к искажению результатов измерений. Идентификационные данные программного обеспечения указаны в таблице 5.
Таблица 5 - Идентификационные данные программного обеспечения ПТК УМИКОН
| Наименование программного обеспечения | ПО для нагрузок электронных серии N3300 |
| Идентификационное наименование программного обеспечения | МикСИС |
| Номер версии программного обеспечения | Версия MWBridge 4.0.0 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | _ |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения | _ |
| Уровень защиты программного обеспечения | Уровень А по МИ 3286-2010 |
Технические характеристики
Основные метрологические характеристики измерительных каналов и каналов формирования комплексов УМИКОН приведены в таблице 6.
Таблица 6
| Тип модуля | Диапазон входного сигнала | Диапазон выходного сигнала | Разрешение | Предел допускаемой основной погрешности | Предел допускаемой дополнительной приведенной погрешности при изменении темпер. на 10°С |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| А13ОО | И | змерение силы постоянного тока |
| От 0,001 мА до 5,000 мА От 0,001 мА до 20,000 мА | 0...100%Ik | 0,001 мА | ±0,1х y | ±0,05 х y |
| Измерение напряжения постоянного тока |
| От 0,001 В до 0,025 В От 0,001 В до 0,050 В От 0,001 В до 2,500 В | 0...100%Uk | 0,001 В | ±0,5х y | ±0,25х y |
| Измерение напряжения переменного тока |
| От 0,001 В до 0,8 В | 0...100%Ukhcp | 0,001 В | ±0,2х y | ±0,1х y |
| Измерение частоты напряжения переменного тока |
| От 45,0 Гц до 55,0 Гц | - | 0,1 Гц | ±0,2 Гц | ±0,1 Гц |
| Изме | рение электрического сопротивления |
| От 0,001 Ом до 49,999 Ом От 50,000 Ом до 249,99 Ом От 0,25 кОм до 2,50 кОм | - | 0,001 Ом 0,01 Ом 0,01 кОм | ±0,1х y ±0,1х y ±0,05х y | ±0,05х y ±0,05х y ±0,025х y |
| Измерение угла сдвига фаз |
| От 0,1 градус до 360,0 градус | - | 0,1 градус | ±1,0 градус | ±0,5 градус |
| Измерение температуры при помощи термопар |
| От 0,6 °С до 2500 °С | | 0.6°С | ±0,5х y | ±0,25х y |
| Измерение темпе | ратуры при помощи термометров сопротивления |
| От минус 200,0 °С до 900,0 °С | | 0.6°С | ±1,0х y | ±.0,5х y |
| МВ100 | Режим измерения |
| И | змерение силы постоянного тока |
| От 0,001 мА до 4,999 мА | 0...100%Ik | 0,001 мА | ±0,01 х y | ---±0,005 х y--- |
| От 5,000 мА до 20,000 мА | | | | |
| Измерение напряжения постоянного тока |
| От минус 2,500 В до 2,500 В | 0...100%ик | 0,001 В | ±0,01х y | ±0,05х y |
| Измерение напряжения переменного тока |
| От 0,001 В до 2,500 В | 0...100%икпер | 0,001 В | ±0,05х y | ±0,025х y |
| Измерение частоты напряжения пе | ременного тока на аналоговом входе |
| От 45,0 Гц до 90,0 Гц | - | 0,1 Гц | ±0,05 Гц | ±0,025 Гц |
| Измерение частоты напряжения пе | ременного тока на дискретном входе |
| От 0,1 Гц до 12000,0 Гц | - | 0,1 Гц | ±0,05 Гц | ±0,025 Гц |
| Изме] | эение электрического сопротивления |
| От 0,001 Ом до 49,999 Ом От 50,000 Ом до 249,99 Ом От 0,25 кОм до 2,50 кОм | - | 0,001 Ом 0,01 Ом 0,01 кОм | ±0,01х y ±0,01х y ±0,05х y | ±0,005х y ±0,005х y ±0,025х y |
| МВ100 | Измерение угла сдвига фаз |
| От 0,1 градус до 360,0 градус | - | 0,1 градус | ±1,0 градус | ±0,5 градус |
| Измерение температуры при помощи термопар |
| От 0,05 °С до 2500,00 °С | - | 0,05°С | ±0,1х y | ±0,05х y |
| Измерение температуры при помощи термометров сопротивления |
|
| От минус 200,00 °С до 900,00 °С | - | 0,01°С | ±0,1х y | ±.0,05х y |
| Режим воспроизведения |
| Воспроизведение силы постоянного тока |
| От 0,0001 мА до 5,0000 мА | - | 0,0001 мА | ±0,5х y | ±.0,25х y |
| От 0,0001 мА до 20,0000 мА | | 0,0001 мА |
Примечание:
Y = *100% - приведённая погрешность, где Л - абсолютная погрешность измерения, XN -
X n
верхняя граница диапазона измерения прибора;
Типы термопар и термометров сопротивления для измерений текущих температур и температуры холодного спая термопар, а также диапазоны измеряемых температур и входных сигналов приведены в таблицах 7, 8.
Таблица 7
| Тип термопары | Диапазон температур, °С | Диапазон входных сигналов, мВ |
| МК(М) | 0...100 | 0...10 |
| nn(S) | 0...1600 | 0...40 |
| ПР(в) | 0...1800 | 0...40 |
| ВР(а) | 0...2500 | 0...40 |
| ТХК (L) | 0...490 490. . .800 | 0...40 40...400 |
| ТХА (К) | 0...970 970. . .1300 | 0...40 40...400 |
Таблица 8
| Тип термометра Сопротивления | Диапазон температур, °С | Диапазон входных сигналов, Ом |
| ТСП-1 | -200...900 | 0,0102...4,0933 Ом |
| ТСП-5 | -200...900 | 0,8655...20,4665 Ом |
| ТСП-10 | -200...900 | 1,731...4,0933 кОм |
| ТСП-50 | -200...900 | 8,655...204,665 Ом |
| ТСП-100 | -200...900 | 17,31...409,33 Ом |
| ТСП-500 | -200...900 | 86,55...2046,65 Ом |
| ТСП-1000 | -200...900 | 173,1...4093,3 Ом |
| градуировка 21 | -200...900 | 1,5086...188,2918 Ом |
| градуировка 22а (300П) | -200...900 | 31,93...1218,99 Ом |
| ТСМ - 10 | -200 . . . + 200 | 1,216...38,538 Ом |
| ТСМ -50 | -200 . . . + 200 | 6,08...92,79 Ом |
| градуировка 23 | -200 . . . + 200 | 6,0448...98,3574 Ом |
| ТСМ - 100 | -200 . . . + 200 | 12,16...385,58 Ом |
| Габаритные размеры модулей: |
| серия «ОКА», мм | 80x80x25 |
| серия «УРАЛ» (ЕВРОМЕХАНИКА 3U), мм | 100x160x20 |
| (ЕВРОМЕХАНИКА 4U), мм | 144x100x20 |
| серия «КАМА» (ЕВРОМЕХАНИКА 4U), мм | 144x100x20 |
| серия «АНГАРА» (ЕВРОМЕХАНИКА 6U), мм | 233,35x160x20 |
| Масса модуля; | 400 г |
| Мощность потребления модулем электрического тока | 5 В^А |
| Нормальные условия: | |
| температура окружающего воздуха | 15...25 °С |
| относительная влажность воздуха при 25 ОС: | 80% |
| атмосферное давление: | 84...106 кПа |
| питание постоянным током | 10...36 В |
| время прогрева: | 30 мин |
| Рабочие условия: | ° |
| температура окружающей среды | минус 40...60 С |
| относительная влажность воздуха при 25°C: | 80 % |
| атмосферное давление: | 84.106,7 кПа |
| внешние электрические поля: | по ГОСТ 25804.3-83 |
| питание от сети постоянного тока: | |
| напряжение (с учетом помех) | 10.30 В |
| механические воздействия: вибрации с частотой и | 5...100 Гц |
| амплитудой ускорения воздействия, эквивалентные по интенсивности | 0,25 g |
| сейсмическим | по ГОСТ 25804.3-83 |
| Условия хранения: на складе - по группе 1 требований ГОСТ 15150; на транспорте - по группе 5 требований ГОСТ 15150. Условия транспортирования: | |
| температура окружающего воздуха: | от - 50 до + 60 °C |
| относительная влажность воздуха при температуре 35°C | не более 95 % |
| удары с пиковым ускорением 98 м/c2 длительностью 16 мс | не более 1000 ударов |
| Средняя наработка на отказ | 30 000 ч |
| Время восстановления, не более | 10 мин |
| Средний срок службы | 10 лет. |
Знак утверждения типа
наносится на титульные листы основных эксплуатационных документов типографским способом.
Комплектность
1. Измерительные модули, модули питания, вспомогательные блоки, сетевое оборудование, управляющий компьютер, типы и состав которых определяется картой заказа.
2. Комплекс программного обеспечения МИКСИС на CD-диске.
3. Стенд СПИ-УМИКОН для поверки и испытаний измерительных модулей КТС МикКОН (по заказу).
4. Комплект эксплуатационной документации согласно ведомости эксплуатационных документов, включающий методику поверки комплекса УМИКОН и руководство по эксплуатации стенда СПИ-УМИКОН (по заказу).
Поверка
осуществляется по документу МП-229/447-2011 «Комплекс измерительно-информационный и управляющий УМИКОН. Методика поверки», утвержденному ФГУ «РОСТЕСТ-Москва» 05.04.2011 г.
При проведении поверки должны применяться средства поверки приведенные в
таблице 9
Таблица 9
| Наименование | Тип | Диапазон; погрешность |
| Барометр специальный | БАММ-1 | (80.. .108) кПа |
| Психрометр аспирационный | М-34 | (10... 100) % при температуре (5...+40) °С |
| Термометр ртутный лабораторный | ТЛ-4 | (0...50) °С,± 0,2 °С |
| Вольтметр | Э545 | (0...600) В, КТ: 0,5 |
| Частотомер электронно-счетный | Ч3-64 | (0,005... 150') Гц; ±1,5х10’7Гц |
| Прибор для поверки вольтметров | В1-13 | (0.20) мА; КТ:.0,003 (0.10) В; КТ: .0,003 |
| Магазин сопротивлений Вольтметр универсальный Калибратор переменного напряжения и тока | Р4831 В7-54 Ресурс-К2 | (0,01.4000) Ом ± 3% (0.20) мА; КТ:0,01 (0.10) В; КТ:0,01 Действующее значение напряжения переменного тока (0.400) В; КТ:0,05 Активная мощность (0,8.1,2)1нин, Вт; КТ: 0,05 Реактивная мощность (0,8.1,2)1нин; КТ:0,05 Частота ±0,01 Гц Сдвиг фаз 2-х напряжений (0.360) градус; Угол поворота вала 2 напряжения (0.55) В; КТ:0,05 |
10
Лист№
| Наименование | Тип | Диапазон; погрешность |
| Измеритель разности фаз | Ф2-34 | (0...360) градус; ± (0,05... 0,5) градус |
| Генератор | Г5-82 | Длительность импульса напряжения 0,1 мс..1 с; ампл.4...15 В;КТ:0.1 %, кол-во импульсов не менее 1-9,9 *107 |
Сведения о методах измерений
Методы измерений с помощью ПТК УМИКОН указаны в документе ТУ 4252-001-85646258-2010
Нормативные документы
1. ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
2. ГОСТ 25804.1-83 - ГОСТ 25804.8-83. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование систем управления технологическими процессами атомных электростанций.
3. ГОСТ Р 8.585-2001. ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.
4. ТУ 4218-002-17102510. Комплекс измерительно-информационный и управляющий МикКОН. Технические условия.
Рекомендации к применению
- при выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
