Назначение
Комплексы программно-технические (ПТК) Квинт 7 (далее - ПТК Квинт 7) предназначены для измерения стандартных 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 7 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 7 имеет в своем составе 5 подсистем:
- информационно-вычислительную (ИВС);
- управляющую (УС);
- сетевую (СС);
- систему единого времени (СЕВ);
- систему автоматизированного проектирования (САПР).
ИВС состоит из набора рабочих станций (РС), построенных на базе стандартных покупных персональных компьютеров с операционными системами Windows 7, Windows 2008 Server.
Каждая РС имеет фирменное программное обеспечение (ФПО) КВИНТа, состоящее из программных приложений, объединенных оболочкой Квинтегратор 7. 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 несколько станций различного назначения, одновременно работающие в фоновом режиме.
УС использует принцип распределенного управления на базе программируемых контроллеров - Ремиконтов типа Р-400, шкафной вариант исполнения которых представлен на рисунке 1.
Контроллеры Ремиконты Р-400 проектно компонуются из блока базовых модулей (ББМ), блоков питания, модулей связи с объектом управления (модулей УСО), объединенных в станции ввода-вывода (СВВ), кросс-средств для подключения кабелей связи с объектом управления в виде клеммных соединителей и системных кабелей.
Контроллеры Ремиконт Р-400 имеют следующие виды компоновки: с резервированием питания или без резервирования питания, с резервированием ББМ или без резервирования ББМ, с резервированием входных и (или) выходных модулей УСО или без резервирования модулей УСО.
Все варианты компоновки Ремиконта Р-400 имеют единую аппаратную основу, взаимозаменяемые модули, общую библиотеку алгоритмов и одинаковую методологию подготовки технологических программ. Конструктивно Р-400 размещаются на DIN-рейках в аппаратных шкафах или стойках, отличающихся количеством размещаемых в них станций ввода-вывода и количеством мест для размещения кросс-средств.
Зона №1 размещения клеммных — соединителей
Зона №2 размещения клеммных соединителей “
Зона размещения ББМ
Зона размещения Станций ввода-вывода
Зона размещения блоков электропитания
Рисунок 1 - Внешний вид шкафа с контроллером Ремиконт Р-400
Пломбирование ПТК Квинт 7 не предусмотрено.
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 Операторской станции (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.
П ТК Квинт 7 использует на уровне ИВС и на уровне УС сети стандарта Ethernet 100 Мбит/с.
САПР в виде пакета программных приложений предназначен для разработки Базы данных проекта АСУТП, подготовки пользовательских технологических программ Ремиконтов, подготовки графических изображений на экранах ОС, подготовки расчетных задач.
СЕВ предназначена для обеспечения синхронизации времени всех средств оперативного управления: контроллеров, расчетных серверов, операторских и архивных станций.
Контроллеры Ремиконты Р-400 в составе ПТК Квинт 7 имеют следующие типы каналов ввода-вывода и соответствующие модули, использующие физические линии связи:
- аналогового ввода;
- аналогового вывода;
- частотного ввода;
- импульсного вывода;
- дискретного ввода;
- дискретного вывода.
Модули ввода-вывода Р-400, имеющие нормируемые метрологические характеристики, перечислены в таблице 1.
Таблица 1 - Функциональные характеристики модулей Ремиконта Р-400
| Наименование модуля | Тип модуля | Кол-во каналов | Вид входного сигнала | Вид выходной информации |
| Аналого-цифровой преобразователь | АЦП-4111 АЦП-4121 | 8 (2 группы по 4 канала с групповой гальванической развязкой) 8 каналов с индивидуальной гальванической развязкой | У нифицированный сигнал силы постоянного тока | Цифровой код в диапазоне от -199,99 до +199,99 % от измеряемого диапазона |
| АЦП-4122 | 8 каналов с индивидуальной гальванической развязкой | Сигнал напряжения постоянного тока (низкого уровня) |
| АЦП-4122 | ЭДС термопары |
| Аналого-цифровой преобразователь | АЦП-4123 АЦП-4124 | 6 каналов с индивидуальной гальванической развязкой) | Т ермопреобразоват ель сопротивления |
| Цифро-аналоговый преобразователь | ЦАП-4111 | 4 канала гальванически связанных | Цифровой код в диапазоне от 0 % до 100 % | Унифицирован ный сигнал силы постоянного тока |
| Модуль контроля частоты оборотов и защиты турбины | МКТ-4111 | 1 канал гальванически развязанный | Импульсный сигнал с амплитудой от 18 до 30 В | Обороты в минуту, в диапазоне от 3 до 4000 об/мин |
| Модуль контроля приборных параметров | КПП-4101 | 1 группа 3 канала с групповой гальванической развязкой | | Градусы Цельсия, в диапазоне от -30 до +70 оС |
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) ПТК Квинт 7 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 7;
- системное ПО центрального процессора (ЦП) Блока базовых модулей (ББМ)
Ремиконтов;
- ПО микроконтроллеров интеллектуальных модулей устройства сопряжения с объектом (УСО).
Квинтегратор 7 выполняет функции оперативного и неоперативного режимов, диагностики, инжиниринга АСУ ТП и т.д. и не является метрологически значимым оборудованием. Ограничение прав доступа к функциям Квинтегратора 7 обеспечивается наличием аппаратного лицензионного ключа Sentinel.
Системное ПО центрального процессора ББМ Ремиконтов Р-400 работает под управлением операционной системы Windows CE и не является метрологически значимым.
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 (уровень защиты «высокий» по Р 50.2.077-2014).
Состав модулей УСО контроллеров Ремиконт Р-400 ПТК Квинт 7, в которых используются микроконтроллеры, и в которых есть необходимость защиты программного обеспечения от несанкционированного чтения и модификации памяти программ: АЦП-4111, АЦП-4121, АЦП-4122, АЦП-4123, АЦП-4124, АЦП-4125, ЦАП-4111, МКТ-4111, КПП-4101.
В выше указанных модулях Ремиконта применяются микроконтроллеры Atхmega16А. Это однокристальные микроконтроллеры AVR семейства фирмы «Atmel».
К числу особенностей микроконтроллеров AVR семейства Mega относятся:
- FLASH - память программ (число циклов стирания/записи не менее 10000);
- оперативная память (статическое ОЗУ);
- память данных на основе электрически стираемое перепрограммируемое постоянное запоминающееся устройство -ЭСППЗУ (EEPROM число циклов стирания/записи не менее 80000);
- 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;
- 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) BLBB, BLBA, BLBAT, LB устанавливаются в состояние «Read and write not allowed». 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.
Идентификационные данные программного обеспечения модулей ПТК Квинт 7 представлены в таблице 2.
| Таблица 2 - Идентификационные номера программного обеспечения модулей ПТ | "К Квинт 7 |
| Наименование модулей | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер ПО) | Цифровой идентификатор ПО* | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора* |
| Аналого-цифровой преобразователь (АЦП-4121) | ADC-4111 | Adc4111М_v2.hex | Не используется | Не используется |
| Аналого-цифровой преобразователь (АЦП-4122) | ADC-4121 | Adc4121М_v3.hex |
| Аналого-цифровой преобразователь (АЦП-4123) | ADC-4122 | Adc4122М_v3.hex |
| Аналого-цифровой преобразователь (АЦП-4124) | ADC-4123 | Adc4123М_v3.hex |
| Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП-4111) | ADC-4124 | Adc4124М_v2.hex |
| Модуль контроля и защиты турбины (МКТ-4111) | DAC-4111 | DAC-4111_v3.hex |
| Модуль контроля параметров питания (КПП-4101) | MFT-4111 | MKT4111M_V00 01.hex |
| Модуль контроля параметров питания (КПП-4101) | KPP-4101 | Крр4101М_у3Кех |
Примечание - * - Проверка версии установленного ПО 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».
Технические характеристики
Основные метрологические характеристики входных измерительных каналов и каналов формирования выходных аналоговых сигналов ПТК Квинт 7 приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Метрологические характеристики измерительных каналов ПТК Квинт 7_______
| Вид входного сигнала в канале | Диапазон изменения сигнала | Тип модуля (количество групп, каналов) | То, (%) (Примечание 1) | & (%), А |
| У нифицированный сигнал силы постоянного тока | от 0 до 20 мА | АЦП-4121 | ±0,1 | - |
| АЦП-4111 | ±0,12 |
| от 4 до 20 мА | АЦП-4121 | ±0,12 | |
| АЦП-4111 | ±0,15 |
| от 0 до 5 мА | АЦП-4121 | ±0,15 |
| АЦП-4111 | ±0,25 |
Продолжение таблицы 3
| Вид входного сигнала в канале | Диапазон изменения сигнала | Тип модуля (количество групп, каналов) | То, (%) (Примечание 1) | 6 (%), д |
| Сигнал напряжения постоянного тока | от 0 до 1 В | АЦП-4122 | ±0,1 | - |
| от 0,2 до 1 В | ±0,1 |
| от 0 до 250 мВ | ±0,1 |
| от 0 до 50 мВ | ±0,1 |
| Сигнал термопары ТХА (примечание 1) | от 0 до 1200 оС | ±0,1 | - |
| от 0 до 600 оС | ±0,12 |
| от 0 до 300 оС | ±0,15 |
| Сигнал термопары ТХК (примечание 1) | от 0 до 600 оС | ±0,1 | - |
| от 0 до 300 оС | ±0,12 |
| от 0 до 150 оС | ±0,15 |
| Сигнал для измерения температуры холодного спая 100М, (а = 0,00428 °С-1), Pt100 (а = 0,00385 °С-1) | от -30 оС до +70 оС | КПП-4101 | ±0,12 | - |
| Сигнал термопреобразователя сопротивления 100М, 100П, Pt100 (ам = 0,00428 °С 1 ап = 0,00391 °C1, а pt = 0,00385 °С1) | от 0 до 400 оС, (только для 100П и Pt100) | АЦП | 4123 | ±0,15 | |
| 4124 | ±0,1 |
| от 0 до 200 оС, от -50 оС до +150 оС | АЦП | 4123 | ±0,18 |
| 4124 | ±0,12 |
| от -50 оС до +50 оС от 0 до 100 оС | АЦП | 4123 | ±0,20 | |
| 4124 | ±0,15 |
| Сигнал термопреобразователя сопротивления 50М, ТСМ-53 (а м= 0,00428 °С-1, а м= 0,00426 °С-1 ), 50П, ТСП-46 (ап = 0,00391 °С-1), Pt50 (а = 0,00385 °С-1), | от 0 до 400 оС (только для 50П, Pt50 | АЦП | 4123 | ±0,18 | - |
| 4124 | ±0,10 |
| от 0 до 200 оС, от -50 до +150 оС | 4123 | ±0,20 |
| 4124 | ±0,12 | - |
| от -50 до +50 оС, от 0 до 100 оС | 4123 | ±0,25 |
| 4124 | ±0,15 |
| Сигнал от датчика приборной температуры ЭЧМ 100М (а = 0,00428 °С-1), | от -30 до +70 °C | КПП-4101 | - | ±0,5 °C |
| Сигнал от датчика приборной температуры 700 101 ВАА-В00 (а = 0,00385 °С-1), | ±0,25 °C |
| Сигнал частоты оборотов турбины | от 3 до 49 об/мин | МКТ-4111 | - | ±0,25 % |
| от 50 до 4000 об/мин | ±0,012 % |
Продолжение таблицы 3
| Вид входного сигнала в канале | Диапазон изменения сигнала | Тип модуля (количество групп, каналов) | уо, (%) (Примечание 1) | 6 (%), Д |
| Выходной унифицированный сигнал силы постоянного тока, задаваемый цифровым кодом (прямая и обратная характеристики) | от 0,2 до 20 мА, от 4 до 20 мА | ЦАП-4111 | ±0,20 | - |
| от 0,2 до 5 мА | ±0,30 |
Условные обозначения к таблице 3:
уо - пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений сигнала, % от диапазона измерений;
Д - пределы допускаемой абсолютной погрешности, в единицах измеряемой величины;
6 - пределы допускаемой относительной погрешности, % от измеряемого значения сигнала;
а - температурный коэффициент термопреобразователя сопротивления.
Примечания
1. Погрешность (уо) преобразования сигналов термопар нормируется без учета по
грешности канала компенсации температуры холодного спая термопары.
Пределы погрешности укомплектованного канала измерения температуры холодного спая термопар определяются суммой пределов погрешностей датчика и измерительного канала.
2. Погрешность каналов АЦП-4123 нормируется без учета погрешности, вносимой изменением сопротивления линии связи. Компенсация этой погрешности предусмотрена алгоритмом, входящим в состав программного приложения Пилон, функции которого описаны в документе «Комплексы программно-технические Квинт 7. Руководство по эксплуатации СИКТ.421457.064 РЭ1. Часть 2. Средства проектирования АСУ ТП. Книга 5. Среда технологического программирования Пилон».
3. Погрешность (уо) каналов аналогового выхода нормируется с учетом изменения
внешней нагрузки в пределах от 0 до 600 Ом для унифицированных сигналов постоянного тока от 0 до 20 мА и от 4 до 20 мА и в пределах от 0 до 2,4 кОм для сигнала от 0 до 5 мА.
Дополнительная температурная погрешность измерительных каналов при изменении температуры окружающей среды на каждые 1 оС не выходит за пределы ± 0,05 основной.
Рабочие условия применения ПТК КВИНТ 7:
- температура окружающей среды, °С
контроллеров Ремиконт Р-400 от +5 до +45;
(нормальная температура +25 °С);
других компонентов комплекса от +5 до +35;
- относительная влажность, % от 5 до 80
(при +25 °C и при более низких без конденсации влаги);
от 5 до 98
(при +35°C и при более низких без конденсации влаги для контроллеров Ремиконт Р-400 тропического исполнения);
- атмосферное давление, кПа
от 84 до 106,7; 220 В ± 10 %, 50 ± 0,5 Гц;
- напряжение питающей сети, В
- с частотой
- синусоидальная вибрация
амплитудой до 0,1 мм в диапазоне частот от 5 до 120 Гц
амплитудой до 1 мм в диапазоне частот от 5 до 20 Гц и ускорением 1,2 g,
Температура хранения и транспортирования, °С от -55 до +70.
Для модулей контроллеров Ремиконт Р-400:
- габаритные размеры модулей УСО (ширина, высота, длина), мм 22 х 102 х 128,5;
- масса модуля, г, не более 160;
- мощность, потребляемая одним модулем, Вт, не более 1.
Знак утверждения типа
наносится на титульные листы основных эксплуатационных документов комплексов программнотехнических Квинт 7 типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки ПТК Квинт 7 входят:
- комплекс программно-технический Квинт 7 согласно проекту;
- базовое программное обеспечение;
- фирменное программное обеспечение;
- комплект эксплуатационных документов согласно ведомости эксплуатационных документов СИКТ.421457.064 ВЭ, включающий методику поверки Квинт 7.
Поверка
осуществляется по документу СИКТ.421457.064 МП "Комплексы программно-технические
Квинт 7 . Методика поверки", утвержденной ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» 14.11.2012 г.
Основные средства поверки:
- калибратор электрических сигналов СА-100 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 19612-03);
- мультиметр 34401А (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 16500-97);
- частотомер-хронометр Ф5041 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 4196-74);
- генератор сигналов произвольной формы 33210A (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 32993-09).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ Р 8.585-2001 Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования
ТУ 4218-225-00229792-2011 Комплексы программно-технические Квинт 7. Технические условия
ТУ 4218-226-00229792-2011 Комплексы программно-технические Квинт 7. Контроллер программируемый Ремиконт Р-400. Технические условия
