Назначение
Комплексы измерительно-вычислительные управляющие противоаварийной защиты и технологической безопасности ProSafe-RS (далее - комплексы) предназначены для измерений и измерительных аналого-цифровых преобразований сигналов силы и напряжения постоянного электрического тока, электрического сопротивления, в том числе сигналов от термопреобразователей сопротивления; цифро-аналоговых преобразований сигналов силы постоянного электрического тока; приёма, обработки и формирования дискретных и цифровых сигналов; регулирования на основе измерений параметров технологического процесса, выдачи сигналов сигнализации; отображения и хранения информации на инженерных и операторских станциях.
Описание
Принцип действия комплексов заключается в непрерывном измерении входных аналоговых сигналов, поступающих от различных измерительных преобразователей (ИП), не входящих в состав комплексов, и их преобразовании в цифровые сигналы, на основе которых осуществляется индикация и сигнализация, формирование выходных управляющих сигналов.
Комплексы реализуют следующие основные функции:
- измерение и измерительное преобразование входных аналоговых сигналов;
- формирование выходных управляющих аналоговых сигналов;
- прием и обработку входных дискретных и цифровых сигналов, формирование выходных управляющих дискретных сигналов;
- регистрацию и хранение измерительной и системной информации, ее отображение при интеграции с комплексной системой управления производством CENTUM VP;
- сигнализацию при отказе ИП и при выходе измеряемых параметров за установленные пределы;
- передачу измерительной информации на удаленно расположенные устройства, в том числе по сети Ethernet.
В состав комплексов входят следующие основные компоненты:
- инженерная станция системы безопасности (SENG);
- контроллер системы безопасности (SCS) с модулями аналогового ввода/вывода;
- сетевые устройства для связи с компонентами комплекса, реализующие технологии Vnet/IP, Ethernet, Modbus, ESB, FSB.
Измерительные каналы (далее - ИК) комплексов строятся на базе следующих модулей аналогового ввода/вывода:
- S2MMM843 — универсальный 16-канальный модуль, каждый из каналов которого может быть настроен для осуществления аналого-цифрового преобразования сигналов силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА, цифроаналогового преобразования сигналов силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА, приема и формирования дискретных сигналов;
- SAI143 — 16-канальный модуль, осуществляющий аналого-цифровое преобразование сигналов силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА;
- SAV144 — 16-канальный модуль, осуществляющий аналого-цифровое преобразование сигналов напряжения постоянного электрического тока в диапазонах от 1 до 5 В и от 1 до 10 В;
- SAI533 — 8-канальный модуль, осуществляющий цифро-аналоговое преобразование сигналов силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА;
- SAR145 — 16-канальный модуль, осуществляющий аналого-цифровое преобразование сигналов электрического сопротивления в диапазонах от 0 до 800 Ом и от 0 до 4000 Ом, в том числе сигналов от термопреобразователей сопротивления с номинальными статическими характеристиками преобразования по ГОСТ 6651-2009.
Модуль S2MMM843 поддерживает протокол HART, модули SAI143 и SAI533 имеют исполнения с поддержкой протокола HART.
Модули имеют возможность их замены в «горячем режиме» — без отключения питания и остановки комплекса. Конструктивно модули выполнены в пластиковых корпусах.
Компоненты комплексов конструктивно могут быть смонтированы в напольных электротехнических шкафах, в электротехнических шкафах настенного монтажа и т.п., в зависимости от заказа.
Система диагностики комплекса ProSafe-RS охватывает все входящие в него компоненты, а также внешние сигналы линии и шины питания. Подробная диагностическая информация поступает на инженерную станцию комплекса; индикация состояния оборудования отражается непосредственно на модулях комплекса с помощью светодиодных индикаторов.
В комплексах реализовано резервирование отдельных компонентов и подсистем: дублирование коммуникационных магистралей, дублирование блоков питания, резервирование модулей управления, резервирование каналов ввода и вывода.
Для решения задач противоаварийной защиты и технологической безопасности, требующей повышенной надежности, отказоустойчивости и детальной диагностики в каждом модуле параллельно работают два канала - основной и диагностический. При резервировании модулей и подсистем работают параллельно четыре канала - два основных и два диагностических. В случае выхода из строя основного канала, диагностический канал переводит технологический объект в безопасное состояние.
Программное обеспечение
Для преобразования измеренных аналоговых сигналов в цифровой эквивалент и преобразование цифрового сигнала в аналоговую форму используются алгоритмы, реализованные в базовом программном обеспечении (БПО) и записанные в постоянной памяти соответствующего модуля. БПО устанавливается в энергонезависимую память модулей комплекса на заводе изготовителе во время производственного цикла. Защитные пломбы расположены на плате, что ограничивает доступ к измерительным компонентам модулей. БПО недоступно пользователю и не подлежит изменению на протяжении всего времени функционирования изделия, что соответствует уровню защиты «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014. Метрологические характеристики модулей ввода-вывода комплекса оценены с учетом влияния на них БПО.
Внешнее программное обеспечение (ВПО) ProSafe-RS Workbench, устанавливаемое на персональные компьютеры операторских станций, предназначено для конфигурирования и обслуживания микропроцессорных контроллеров комплекса. С его помощью производится:
- настройка параметров модулей, контроллеров (подключение измерительных каналов, указание типа подключенного датчика (измерительного преобразователя), масштабирование, отображение и т.д.);
- параметризация и настройка протоколов промышленных полевых шин и сетей Ethernet верхнего уровня;
- программирование логических задач контроллеров на языках стандарта МЭК-61131;
- тестирование, архивирование проектов, обслуживание готовой системы (в т.ч. в реальном времени);
- отображение и управление параметрами процесса в реальном времени.
В ВПО защита от непреднамеренных и преднамеренных несанкционированных изменений ВПО (в том числе, его настроек и измеренных данных) осуществляется:
- автоматическим контролем целостности всех компонентов ПО;
- автоматическим контролем доступа к компонентам ПО и внесению изменений в конфигурацию системы, согласно правам доступа пользователя, устанавливаемым с помощью многоуровневой парольной защиты;
- автоматическим ведением журнала событий и журнала сигнализаций;
- ограничением доступа к носителям и устройствам записи информации.
Степень защиты ВПО от непреднамеренных и преднамеренных
несанкционированных изменений соответствует уровню защиты «высокий» в
соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные ВПО приведены в Таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ВПО ProSafe-RS Workbench
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | ProSafe-RS Workbench |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже R 2.03.00 |
| Цифровой идентификатор ПО | Не используется |
Технические характеристики
Таблица 2 - Основные метрологические и технические характеристики комплексов
| Наименование характеристики | Значение |
| Метрологические характеристики преобразований сигналов силы постоянного электрического тока модулем S2MMM843: - диапазон аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразований, мА - пределы допускаемой основной абсолютной погрешности аналогоцифровых преобразований, мА - пределы допускаемой основной абсолютной погрешности цифроаналоговых преобразований, мА - пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразований, обусловленной отклонением значений температуры окружающего воздуха от нормальных значений (диапазон от 21 до 25 °С) на каждые 10 °С, мА | от 4 до 20 ±0,016 ±0,048 ±0,016 |
| Метрологические характеристики аналого-цифровых преобразований сигналов силы постоянного электрического тока модулем SAI143: - диапазон преобразований, мА - пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразований, мА - пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразований, обусловленной отклонением значений температуры окружающего воздуха от нормальных значений (диапазон от 21 до 25 °С) на каждые 10 °С, мА | от 4 до 20 ±0,016 ±0,016 |
| Метрологические характеристики аналого-цифровых преобразований сигналов напряжения постоянного электрического тока модулем SAV144: - диапазоны преобразований, В - пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразований в диапазоне от 1 до 5 В, В - пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразований в диапазоне от 1 до 10 В, В - пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразований в диапазоне от 1 до 5 В, обусловленной отклонением значений температуры окружающего воздуха от нормальных значений (диапазон от 21 до 25 °С) на каждые 10 °С, В - пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразований в диапазоне от 1 до 10 В, обусловленной отклонением значений температуры окружающего воздуха от нормальных значений (диапазон от 21 до 25 °С) на каждые 10 °С, В | от 1 до 5, от 1 до 10 ±0,004 ±0,009 ±0,004 ±0,009 |
| Метрологические характеристики цифро-аналоговых преобразований сигналов силы постоянного электрического тока модулем SAI533: - диапазон преобразований, мА - пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразований, мА - пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразований, обусловленной отклонением значений температуры окружающего воздуха от нормальных значений (диапазон от 21 до 25 °С) на каждые 10 °С, мА | от 4 до 20 ±0,048 ±0,016 |
| Метрологические характеристики аналого-цифровых преобразований сигналов электрического сопротивления модулем SAR145: - диапазоны преобразований, Ом - поддерживаемые типы термопреобразователей сопротивления - пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразований в диапазоне от 0 до 800 Ом, Ом поддиапазон от 0 до 400 Ом включ. поддиапазон св. 400 до 800 Ом - пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразований в диапазоне от 0 до 4000 Ом, Ом поддиапазон от 0 до 2000 Ом включ. поддиапазон св. 2000 до 4000 Ом - пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразований в диапазоне от 0 до 800 Ом, обусловленной отклонением значений температуры окружающего воздуха от нормальных значений (диапазон от 21 до 25 °С) на каждые 10 °С, Ом поддиапазон от 0 до 400 Ом включ. поддиапазон св. 400 до 800 Ом - пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности преобразований в диапазоне от 0 до 4000 Ом, обусловленной отклонением значений температуры окружающего воздуха от нормальных значений (диапазон от 21 до 25 °С) на каждые 10 °С, Ом поддиапазон от 0 до 2000 Ом включ. поддиапазон св. 2000 до 4000 Ом | от 0 до 800, от 0 до 4000 Pt100, Pt50, Pt200, Pt500, Pt1000 (a=0,00385 °C-1); Ni100 (a=0,00617 °C-1) ±0,16 ±0,18 ±0,90 ±1,70 ±0,15 ±0,30 ±0,75 ±1,50 |
| Питание (в зависимости от используемых источников питания) от сети переменного электрического тока: - напряжение, В - частота, Гц или - напряжение, В - частота, Гц от сети постоянного электрического тока: - напряжение, В | от 85 до 132 50±3 или 60±3 от 187 до 264 50±3 или 60±3 от 21,6 до 28,8 |
| Выдерживаемое напряжение между клеммами питания и клеммами заземления в течение 1 мин, В при питании от сети переменного электрического тока при питании от сети постоянного электрического тока | 1500 500 |
| Электрическое сопротивление изоляции между клеммами питания и клеммами заземления, МОм | 20 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - температура окружающего воздуха (для температурно-адаптивных блока системы безопасности и блоков узлов безопасности), °С - температура окружающего воздуха (для базовых плат с установленным модулем S2MMM843 с расширенным температурным диапазоном), °С - относительная влажность окружающего воздуха без конденсации влаги, % | от -20 до +40 от -20 до +70 от -40 до +70 от 5 до 95 |
| Условия транспортировки: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность окружающего воздуха без конденсации влаги, % | от -40 до +85 от 5 до 95 |
| Высота монтажа над уровнем моря, м, не более | 2000 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации. Комплектность средства измерений
Таблица 3 - Комплектность комплексов
| Наименование | Количество |
| Комплекс измерительно-вычислительный управляющий противоаварийной защиты и технологической безопасности ProSafe-RS (комплектация по заказу) | 1 шт. |
| Комплект эксплуатационной документации | 1 шт. |
Поверка
осуществляется в соответствии с документом МИ 2539-99 «ГСИ. Измерительные каналы контроллеров, измерительно-вычислительных, управляющих, программно-технических комплексов. Методика поверки».
Основные средства поверки:
1) калибратор универсальный Н4-17 (Госреестр № 46628-11);
2) магазин сопротивлений Р4831-М1 (Госреестр № 48930-12);
3) мультиметр цифровой Fluke 8845А (Госреестр № 57943-14).
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационной документации.
Нормативные документы
Нормативные документы, устанавливающие требования к комплексам измерительно-вычислительным управляющим противоаварийной защиты и технологической безопасности ProSafe-RS
ГОСТ 22261-94 Средства измерения электрических и магнитных величин. Общие технические условия
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия
65275-16: Описание типа СИСкачать119.2 Кб