Комплексы программно-технические Квинт-6

Назначение

Комплексы программно-технические Квинт-6 (далее - ПТК или Квинт-6) предназначены для измерений аналоговых выходных сигналов датчиков физических величин различных диапазонов, преобразования их в цифровую форму, регистрации и хранения измеренных значений, приема и обработки дискретных сигналов, преобразования цифрового выходного сигнала в аналоговый и формирования других управляющих сигналов для исполнительных механизмов.

Описание

ПТК Квинт-6 представляют собой проектно-компонуемые изделия, состоящие из совокупности аппаратных и программных средств, и предназначены для построения на их базе полномасштабных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) в различных отраслях промышленности.

ПТК Квинт-6 имеет в своем составе 6 подсистем:

-    Информационно-вычислительную систему (ИВС);

-    Управляющую систему (УС);

-    Сетевую систему (СС);

-    Систему единого времени (СЕВ);

-    Систему автоматизированного проектирования (САПР);

-    Систему сервиса.

ИВС состоит из набора рабочих станций (РС), построенных на базе стандартных персональных компьютеров с операционными системами Windows ХР Workstation и Windows 2003 Server.

Каждая РС имеет фирменное программное обеспечение (ФПО) КВИНТа, состоящее из программных приложений, объединенных оболочкой КВИНТегратор-6. Приложение рассматривается как программный элемент, который может индивидуально, т.е. независимо от других приложений, быть запущен на выполнение по команде пользователя или автоматически. Открытое программное приложение превращает РС в станцию определенного функционального назначения (Операторскую, Событийную, Архивную, Анализа архива и т.д.). На одной РС могут быть одновременно открыты одно или несколько разных приложений, т.е. могут быть реализованы одновременно работающие несколько станций различного назначения, одновременно работающие в фоновом режиме.

УС использует принцип распределенного управления на базе программируемых контроллеров Ремиконт.

В состав Квинт-6 входят три типа Ремиконтов:

-    многоцелевой контроллер Ремиконт Р-380 (далее - Р-380);

-    малоканальный полевой контроллер Ремиконт Р-390 (далее - Р-390);

-    многоцелевой контроллер Ремиконт Р-310М (далее - Р-310М).

На рисунке 1 приведен общий вид контроллера Р-380 в аппаратном шкафу.

Для конкретной АСУТП Ремиконты проектно компонуются пользователем из устройств, входящих в состав Квинта. Компоновка предусматривает выбор типов и количества Ремиконтов, количества и типа их каналов ввода/вывода, размещение устройств в аппаратных шкафах.

Каждый Ремиконт в составе УС работает в соответствии с загруженной в него пользовательской технологической программой и обеспечивает:

-    сбор информации;

-    предварительную и функциональную обработку информации;

-    автоматическое регулирование и дискретное управление;

-    формирование управляющих воздействий на исполнительные элементы объекта управления, защиты и блокировки;

-    функционально-групповое управление;

-    предоставление информации РС для текущего отображения и архивирования хода технологического процесса, ошибок в работе объекта управления или самой УС, регистрацию аварийных ситуаций и действий защит;

-    выполнение команд ручного управления от ОС;

-    аппаратные и программные средства для построения подсистем технологических

защит;

-    аппаратные и программные средства для построения на их базе электронной части подсистемы управления и защиты турбины.

В каждом Ремиконте ввод информации от датчиков объекта управления и вывод управляющих воздействий на исполнительные устройства объекта осуществляется по каналам ввода/вывода с использованием физических линий связи.

СС обеспечивает информационную связь между ИВС и УС, а также между элементами внутри каждой подсистемы.

КВИНТ использует на уровне ИВС и на уровне УС сети стандарта Ethernet 10/100 Мбит/с. Для объединения элементов АСУТП в информационной сети используются стандартные устройства сети Ethernet.

САПР в виде пакета программных приложений предназначен для разработки Базы данных проекта АСУ ТП, подготовки пользовательских технологических программ Реми-контов, подготовки графических изображений на экранах Операторских станций, подготовки расчетных задач.

СЕВ предназначена для обеспечения синхронизации времени всех средств оперативного управления: контроллеров, расчетных серверов, операторских и архивных станций.

Квинт-6 имеет следующие типы модулей ввода/вывода:

-    аналогового ввода;

-    аналогового вывода;

-    аналогового ввода/вывода;

-    частотного ввода;

-    импульсного ввода;

-    импульсного вывода;

-    дискретного ввода;

-    дискретного вывода;

-    дискретного ввода/вывода.

Аппаратную часть каналов составляют модули устройств связи с объектом (модули УСО) Ремиконтов со своими кросс-средствами в виде клеммно-модульных соединителей (КМС) и силовых преобразователей (СПР).

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) ПТК Квинт-6 состоит из базового ПО и фирменного

ПО.

Базовое ПО включает в себя пакет покупных программ, содержащий операционные системы, офисные пакеты и драйверы устройств.

Фирменное ПО включает в себя:

-    пакет программных приложений для рабочих станций, объединенный программной оболочкой "КВИНТегратор-6";

-    системное ПО центрального процессора (ЦП) Блока базовых модулей (ББМ) Ремиконтов;

-    ПО микроконтроллеров интеллектуальных модулей УСО.

ПО микроконтроллеров УСО, влияющее на метрологические характеристики, устанавливается в энергонезависимую память модулей в производственном цикле на заводе-изготовителе и в процессе эксплуатации изменению не подлежит.

Состав модулей УСО Ремиконта, в которых используются микроконтроллеры и в которых есть необходимость защиты программного обеспечения от несанкционированного чтения и модификации памяти программ: АЦП-80.х, АЦП-83.х, АЦП-84.х, ЦАП-80.х, АВВ-81.х, МЗТ-81.х, МЧТ-81.х, АЦП-90, АЦП-93, АЦП-94, ЦАП-90, ИЦП-90, АЦП-60.х, АЦП-61.х, АЦП-62.х, ЦАП-60.х, ИЦП-60.х, МУС-60.

В модулях Ремиконта АЦП-80.х, АЦП-83.х, АЦП-84.х, ЦАП-80.х, АВВ-81.х, МЗТ-81.х, МЧТ-81.х, АЦП-90, АЦП-93, АЦП-94, ЦАП-90, ИЦП-90 применяются микроконтроллеры ATmega32. Это однокристальные микроконтроллеры AVR семейства фирмы «Atmel».

К числу особенностей микроконтроллеров AVR семейства Mega относятся:

-    FLASH - память программ (число циклов стирания/записи не менее 1000);

-    оперативная память (статическое ОЗУ);

-    память данных на основе ЭСППЗУ (EEPROM число циклов стирания/записи не менее 100000);

-    возможность защиты от чтения и модификации памяти программ и данных;

-    возможность программирования непосредственно в системе через последовательные интерфейсы SPI и JTAG.

Средства защиты от несанкционированного чтения и модификации памяти программ подразделяются на:

-    аппаратные, при реализации которых программирование микроконтроллеров осуществляется через последовательный интерфейс JTAG. Для программирования используется AVR JTAG устройство. Это устройство подключается через специальный разъём к программируемым модулям. После программирования, разъём на модуле заклеивается специальным стикером;

-    программные, при реализации которых содержимое FLASH - памяти (памяти программ), а также содержимое EEPROM-памяти (память данных) защищается от чтения и записи посредством программирования ячеек защиты (Lock Bits) LB1 и LB2. Программирование битов защиты включается после программирования остальных областей памяти микроконтроллера. После записи ячеек защиты, замена программного обеспечения возможна только после процедуры «Стирание кристалла», полностью уничтожающей содержимое FLASH и EEPROM-памяти.

В модулях Ремиконта АЦП-60.х, АЦП-61.х, АЦП-62.х, ЦАП-60.х, ИЦП-60.х. применяются микроконтроллеры AT90S8515 или ATmega8515.

К числу особенностей микроконтроллеров AT90S8515, ATmega8515 можно отнести:

-    FLASH - память программ (число циклов стирания/записи не менее 1000);

-    оперативная память (статическое ОЗУ);

-    память данных на основе ЭСППЗУ (EEPROM число циклов стирания/записи не менее 100000);

-    возможность защиты от чтения и модификации памяти программ и данных;

-    возможность программирования непосредственно в системе через последовательный интерфейс SPI.

Микроконтроллеры AT90S8515, ATmega 8515 программируются при помощи AS1 или AS2. В МУС-60 программируется «Altera».

Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует среднему уровню по Р 50.2.077-2014.

Идентификационные данные программного обеспечения модулей ПТК Квинт-6 представлены в таблицах 1 - 3.

Таблица 2 - Идентификационные данные ПО модулей контроллера Р-390

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО модулей контроллера Р-310М

Примечание * к таблицам 1 - 3:

-    проверка версии установленного ПО для модулей Р-380, Р-390 осуществляется с помощью фирменного (Atmel) программного обеспечения AVRStudio и фирменного программирующего устройства JTAG ICE методом побайтного сравнения. При удачном сравнении выводится надпись «FLASH contents is equal to file- OK».

-    проверка версии установленного ПО для модулей Р-310М осуществляется с помощью программного обеспечения фирмы «Аргуссофт» и программирующего устройства AS1 или AS2 методом побайтного сравнения.

Технические характеристики

Модули ввода/вывода, имеющие нормируемые метрологические характеристики, перечислены в таблицах 4 - 6.

Таблица 5 - Основные технические характеристики модулей Р-390

Таблица 6 - Основные технические характеристики модулей Р-310М

Основные метрологические характеристики измерительных каналов (ИК) ПТК Квинт-6 приведены в таблице 7.

Примечания к таблице 7:

1    Условные обозначения в таблице 7:

уо - пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % от диапазона входного/выходного сигнала;

А - пределы допускаемой абсолютной погрешности, единицы измеряемой величины;

5 - пределы допускаемой относительной погрешности, % от измеряемого значения

сигнала;

2    Погрешность преобразования унифицированных сигналов силы постоянного тока нормируется с учетом погрешности нормирующих резисторов: КМС-872.1, КМС-872.2, КМС-

862.1, КМС-862.2, КМС-874.1, КМС-874.2 (для Р-380); КМС-972, КМС-974 (для Р-390); КМС-

72.1, КМС-72.2, КМС-74.1, КМС-74.2 (для Р-310М). Для Р-310М можно использовать те же КМС, что и для Р-380;

3 Погрешность преобразования сигналов термопар нормируется без учета погрешности канала компенсации температуры холодного спая термопары. Абсолютная погрешность измерения температуры холодного спая термопар не превышает ±1,5°C, включая погрешность датчика приборной температуры. Указанная погрешность обеспечивается штатной компоновкой датчика приборной температуры и клеммных колодок КМС для подключения термопар и модулей Ремиконтов в соответствии с картой заказа.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности при изменении температуры окружающей среды на каждые 10°C в пределах диапазона рабочих температур:

± 1,0 уо - для ИК с входными сигналами силы или напряжения постоянного тока, сигналами от ТП или ТС;

± 0,6 уо - для ИК с выходными сигналами силы постоянного тока.

Условия эксплуатации Ремиконтов приведены в таблице 8.

Таблица 8 - Значения влияющих факторов в условиях эксплуатации Ремиконтов

Габаритные размеры модулей Ремиконтов (ширина, высота, длина), мм, не более: 20 х 233 х 220 - для Р-380, Р-310М;

20 х 100 х 160 - для Р-390.

Масса модулей Ремиконтов, кг, не более:

0,370 - для Р-380, Р-310М;

0,150 - для Р-390.

Мощность, потребляемая одним модулем Ремиконта, Вт: от 0,4 до 1,25 - для Р-380, Р-310М; не более 0,5 -для Р-390.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульные листы руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

В комплект поставки ПТК Квинт-6 входит:

-    функциональные блоки, модули, блоки питания, вспомогательные блоки, сетевое оборудование, аппаратные шкафы, компьютеры - рабочие станции, типы и состав которых определяются картой заказа;

-    стандартное программное обеспечение;

-    фирменное программное обеспечение;

-    прикладное программное обеспечение;

-    комплект эксплуатационных документов согласно ведомости эксплуатационных документов УЮИЛ.421457.003 ВЭ, включающий методику поверки.

Поверка

осуществляется по документу УЮИЛ.421457.003 РЭ 2 "Комплекс программно-технический Квинт-6. Руководство по эксплуатации. Часть 2. Методика поверки", утвержденной ФГУП «ВНИИМС» 20.03.2015 г.

При поверке измерительных каналов ПТК Квинт-6 используются следующие основные средства поверки:

-    калибратор электрических сигналов СА (воспроизведение силы постоянного тока, напряжения постоянного тока, сопротивления; базовые приведенные погрешности - аддитивная 0,02 %, мультипликативная погрешность 0,005 %);

-    мультиметр цифровой Fluke 8845А (измерение силы и напряжения постоянного тока, сопротивления, частоты; базовые приведенные погрешности от 0,0035 до 0,06 %);

-    магазин сопротивлений Р4831 (класс точности 0,02/2-10-6);

-    частотомер-хронометр Ф5041 (диапазон частот от 0,1 Гц до 1 МГц, нестабильность частоты внутреннего кварцевого генератора не более 1-10");

-    генератор сигналов произвольной формы 33210A (диапазон воспроизводимых частот от 0,01 Гц до 13 кГц, погрешность задания частоты 0,005 %).

Сведения о методах измерений

Методы измерений изложены в документе «Комплекс программно-технический Квинт-6. Руководство по эксплуатации. УЮИЛ.421457.003 РЭ 1. Часть 1. Структура и системная интеграция».

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к комплексам программно-техническим Квинт-6

ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия;

ТУ 4218-001-78466722-2013. Комплекс программно-технический Квинт-6. Технические условия;

ТУ 4218-002-78466722-2013. Комплекс программно-технический Квинт-6. Многоцелевой контроллер Р-380. Технические условия;

ТУ 4218-003-78466722-2013. Комплекс программно-технический Квинт-6. Малоканальный полевой контроллер Р-390. Технические условия;

ТУ 4218-004-78466722-2013. Комплекс программно-технический Квинт-6. Многоцелевой контроллер Р-310М. Технические условия.

Рекомендации к применению

Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.