Назначение
Комплекс программно-технический «ПРОФИ» (далее по тексту - ПТК) предназначен для измерения напряжения и силы постоянного тока (унифицированных сигналов и сигналов от термопар), электрического сопротивления (сигналов от термопреобразователей сопротивления), частоты следования импульсов, контроля и управления сложными технологическими объектами энергетики и других отраслей промышленности.
Описание
Принцип действия ПТК основан на приеме входных аналоговых и дискретных сигналов для их последующего преобразования, обработки и выработки управляющих и информационных сигналов, передаваемых по каналам связи.
ПТК построен на базе программируемого логического контроллера с использованием набора модулей ввода и вывода аналоговых и дискретных сигналов.
Модули ввода аналоговых сигналов обеспечивают измерение (прием и преобразование в цифровой код) унифицированных сигналов напряжения и силы постоянного тока, сигналов от термопреобразователей сопротивления, сигналов от термопар, импульсных частотных сигналов. Модули вывода аналоговых сигналов обеспечивают преобразование цифровых кодов в выходные унифицированные сигналы напряжения и силы постоянного тока.
В модулях ввода и вывода унифицированных сигналов напряжения и силы постоянного тока использованы преобразователи аналоговых сигналов СС фирмы «ABB» (Германия) и модули измерительные KL фирмы «Beckhoff» (Германия). В модулях ввода сигналов от термопреобразователей сопротивления, термопар, импульсных частотных сигналов использованы соответственно модули сбора температурных данных TDA-02, TDA-06 и модуль измерения частоты RMF-03-24 разработки ООО «ПромАвтоматика».
Контроллер в соответствии с заданным алгоритмом работы:
- осуществляет управление технологической установкой в автоматическом режиме;
- выдает информационные, предупредительные и аварийные сигналы;
- обеспечивает взаимодействие с другими системами контроля и сигнализации;
- обеспечивает (совместно с автоматизированным рабочим местом оператора) ведение и обработку различных типов текущих и аварийных архивов данных о ходе технологического процесса, создание различных видов отчётов.
Состав ПТК формируется с учетом особенностей каждого управляемого технологического процесса и может отличаться числом модулей ввода и вывода.
Конструктивно ПТК представляет собой шкаф с передней дверью, внутри которого размещены контроллер, модули ввода и вывода и вспомогательные элементы (блоки питания, реле, клеммные соединители).
Общий вид ПТК показан на рисунке 1 (а, б).
Маркировка наносится на лицевую и внутреннюю сторону передней двери ПТК.
На лицевой и внутренней стороне двери отображены:
_ -яя „е „ ,п(1 е ( Й V
- товарный знак предприятия-изготовителя ( );
- сокращенное наименование и условное обозначение типа - ПТК «ПРОФИ»;
- порядковый номер устройства по системе нумерации предприятия-изготовителя.
На внутренней стороне двери дополнительно отображен год изготовления.
Пломбирование выполняется на замке запирания двери в соответствии с правилами, установленными на объекте, на котором осуществляется эксплуатация ПТК.
а) б)
Рисунок 1 - Общий вид ПТК (а - с закрытой передней дверью, б - со снятой передней дверью)
Программное обеспечение
Программное обеспечение ПТК состоит из следующих программных компонентов:
• встроенное программное обеспечение модулей и контроллера ПТК:
файлы tda.elf, TDA-06.elf, RMF-03 rev1 40RC240.pof - прошивки соответственно модулей TDA-02, TDA-06.elf , RMF, предназначенные для управления работой этих модулей;
файл ptk.o - программа «PTK» на флеш памяти контроллера, предназначенная для управления работой ПТК, обработки и выдачи электрических сигналов, а также передачи их значений по протоколу TCP/IP OPC;
• автономное программное обеспечение для проведения поверки ПТК,
устанавливаемое на персональный компьютер:
исполняемый файл graf_pa.exe - графический редактор программы «Полигон», предназначенный для проверки идентификаторов программного обеспечения и отображения значений измеряемых величин;
исполняемый файл TCPIPOPC Viewer.exe, предназначенный для отображения
значений измеряемых величин в виде таблиц и графиков;
вспомогательные файлы, обеспечивающие работу программ «Полигон» и «TCPIPOPC Viewer» (файлы проекта программного обеспечения контроллера, библиотека функциональных блоков, шаблон программной базы, системные файлы программы «Полигон», библиотека функциональных блоков, база данных PostgreSQL).
К метрологически значимой части программного обеспечения ПТК относятся:
встроенное программное обеспечение модулей и контроллера ПТК (файлы tda.elf, TDA-06.elf, RMF-03 rev1 40RC240.pof, ptk.o);
автономное программное обеспечение для проведения поверки ПТК (файлы graf_pa.exe и TCPIPOPC Viewer.exe).
Идентификационные данные программного обеспечения представлены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| Прошивка модуля TDA-02 | tda.elf | - | Старшее слово: 44 (decimal) Младшее слово: 31460 (decimal) | Контрольная сумма |
| Прошивка модуля TDA-06 | TDA-06.elf | - | Старшее слово: 127 (decimal) Младшее слово: 60341 (decimal) | Контрольная сумма |
| Прошивка модуля RMF | RMF-03 rev1 40RC240.pof | - | Старшее слово: 599 (decimal) Младшее слово: 33797 (decimal) | Контрольная сумма |
| Программа «PTK» Байты 0 - 24, 28 - 32 | ptk.o | - | Старшее слово: 0 (decimal) Младшее слово: 403 (decimal) | Контрольная сумма байтов |
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| ПО «Полигон» графический редактор | graf_pa.exe: | 6.2.420 | Старшее слово: 2096 (decimal) Младшее слово: 6613 (decimal) | Контрольная сумма |
| ПО «TCPIPOPC Viewer» | TCPIPOPC Viewer.exe | 6.0 | Старшее слово: 8 (decimal) Младшее слово: 171 (decimal) | Контрольная сумма |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с МИ 3286-2010 - C.
Технические характеристики
Основные метрологические характеристики измерительных каналов (ИК) ПТК приведены в таблицах 2 - 4.
Таблица 2
| Тип измерительного канала | Диапазон измерений | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % от диапазона измерений | Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности в диапазоне температур от 0 до 45 оС, % от диапазона измерений/оС |
| ИК преобразования сигналов силы постоянного тока | 0 - 1 мА 0 - 5 мА 4 - 20 мА 0 - 20 мА | ±0,4 | ±0,015 |
| ИК преобразования сигналов напряжения постоянного тока | 0 - 100 мВ 0 - 1 В 0 - 5 В 0 - 10 В ±10 В | ±0,3 | ±0,015 |
| ИК преобразования сигналов ТС, НСХ преобразования 100П, а = 0,00391 | минус 200 - 850 оС | ±0,2 | ±0,015 |
| ИК преобразования сигналов ТС, НСХ преобразования 50П, а = 0,00391 | минус 200 - 850 оС | ±0,2 | ±0,015 |
| ИК преобразования сигналов ТС, НСХ преобразования 100М, а = 0,00428 | минус 180 - 200 оС | ±0,25 | ±0,015 |
| Тип измерительного канала | Диапазон измерений | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % от диапазона измерений | Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности в диапазоне температур от 0 до 45 оС, % от диапазона измерений/оС |
| ИК преобразования сигналов ТС, НСХ преобразования 50М, а = 0,00428 | минус 180 - 200 оС | ±0,25 | ±0,015 |
| ИК преобразования сигналов ТС, НСХ преобразования Pt100, а = 0,00385 | минус 200 - 850 оС | ±0,2 | ±0,015 |
| ИК преобразования сигналов ТС, НСХ преобразования Pt50, а = 0,00385 | минус 200 - 850 оС | ±0,2 | ±0,015 |
| ИК преобразования сигналов ТС, НСХ преобразования 53М, а = 0,00426 | минус 50 - 180 оС | ±0,25 | ±0,015 |
| ИК преобразования сигналов ТП, НСХ преобразования ТЖК (J) | минус 210 - 1200оС | ±0,4 | ±0,009 |
| ИК преобразования сигналов ТП, НСХ преобразования ТХКн (E) | минус 200 - 1000оС | ±0,4 | ±0,009 |
| ИК преобразования сигналов ТП, НСХ преобразования ТХА (K) | минус 200 - 1372 оС | ±0,4 | ±0,009 |
| ИК преобразования сигналов ТП, НСХ преобразования ТХК (L) | минус 200 - 800 оС | ±0,4 | ±0,009 |
| ИК преобразования сигналов ТП, НСХ преобразования ТНН (N) | минус 200 - 1300оС | ±0,4 | ±0,009 |
| ИК преобразования сигналов ТП, НСХ преобразования ТПП13 (R) | минус 50 - 1768,1 оС | ±0,4 | ±0,009 |
| ИК преобразования сигналов ТП, НСХ преобразования ТПП10 (S) | минус 50 - 1768,1 оС | ±0,4 | ±0,009 |
| ИК преобразования сигналов ТП, НСХ преобразования ТМК (T) | минус 200 - 400 оС | ±0,4 | ±0,009 |
| ИК преобразования сигналов ТП, НСХ преобразования ТПР (B) | 250 - 1820 оС | ±0,4 | ±0,009 |
| Примечания: 1 В таблице использованы следующие сокращения: НСХ - номинальная статическая характеристика; ТС - термопреобразователь сопротивления; ТП - термопара 2 НСХ ТС - по ГОСТ 6651-2009, НСХ ТП - по ГОСТ Р 8.585-2001 3 НСХ преобразования 53М, а = 0,00426 соответствует НСХ ТСМ градуировка 23 по ГОСТ 6651-78 |
Таблица 3
| Тип измерительного канала | Диапазон напряжения входных сигналов (амплитудное значение) | Диапазон измерений | Пределы допускаемой относительной погрешности, % |
| ИК частоты следования импульсов: канал 1 канал 3 | 10 - 35 В 15 - 200 В | 0,1 - 5000 Гц 0,1 - 100 Гц | ±0,01 |
| Примечания: 1 Форма сигнала на входе канала 1 - импульсная. Длительность импульса должна быть не менее 50 мкс, длительность фронта импульса - не более 5 мкс. 2 Форма сигнала на входе канала 3 - синусоидальная. |
Таблица 4
| Тип измерительного канала | Диапазон выходных сигналов | Пределы допускаемой приведенной погрешности, % от диапазона преобразования | Разрядность цифрового кода, бит |
| ИК преобразования цифрового кода в сигналы напряжения постоянного тока | 0 - 5 В 0 - 10 В | ±0,15 | 12 |
| ИК преобразования цифрового кода в сигналы силы постоянного тока | 0 - 20 мА 4 - 20 мА | ±0,4 |
Основные технические характеристики ПТК приведены в таблице 5.
Таблица 5
| Наименование характеристики | Значение |
| Номинальное напряжение входных дискретных сигналов постоянного тока | 24 В |
| Максимальный коммутируемый ток выходных дискретных сигналов | 5 А |
| Напряжение питания от источника переменного тока | (220+22) В |
| Частота питания от источника переменного тока | (50+0,4) Гц |
| Максимальная потребляемая мощность | 500 ВА |
| Габаритные размеры (длинахширинахвысота) | 800х600х2200 мм |
| Масса, не более | 250 кг |
| Условия эксплуатации: • нормальные условия: температура воздуха относительная влажность воздуха атмосферное давление | (20+5)°С от 30 до 80 % от 84 до 106 кПа |
| Наименование характеристики | Значение |
| • рабочие условия: температура воздуха относительная влажность воздуха | от 0 до 45 °C до 80 % при 25 оС |
| Средняя наработка на отказ | 40000 ч |
| Средний срок службы | 10 лет |
| Степень защиты по ГОСТ 14254-96 | IP30 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист паспорта типографским способом или специальным штампом, а также на внутреннюю сторону передней двери шкафа.
Комплектность
Комплект поставки ПТК соответствует таблице 6.
Таблица 6
| Наименование | Количество |
| Программно-технический комплекс «ПРОФИ» | 1 шт. |
| Программное обеспечение «Полигон» | 1 комплект |
| Программное обеспечение «TCPIPOPC Viewer» | 1 комплект |
| Комплект кабелей для проведения поверки | 1 комплект |
| Паспорт | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | 1 экз. |
| Описание программного обеспечения | 1 экз. |
| Методика поверки | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу «Программно-технический комплекс «ПРОФИ». Методика поверки МП 2063-01-2014», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 29 августа 2014 г.
Основные средства поверки:
- калибратор универсальный Н4-7, диапазон воспроизведения напряжения постоянного тока от 0,1 мкВ до 1000 В, погрешность от 0,002 до 0,0035 %; диапазон воспроизведения силы постоянного тока от 0,1 нА до 30 А, погрешность от 0,004 до 0,05 %;
- меры электрического сопротивления постоянного тока многозначные Р3026, диапазон от 0,01 Ом до 100 кОм, класс точности 0,005/1,5 • 10-6;
- генератор сигналов произвольной формы 33220А, диапазон установки частоты от 1 мкГц до 20 МГц, погрешность установки частоты 0,002 %;
- усилитель мощности У7-5, диапазон частот от 0 до 2 МГц, коэффициенты усиления 1, 2, 5, 10; выходная мощность на переменном токе 10 Вт на нагрузке 20 Ом;
- мультиметр цифровой прецизионный Fluke 8508А, диапазон измерений и погрешность: напряжение постоянного тока - от 0 до 1000 В, от 0,0003 до 0,00045 %; сила постоянного тока - от 0 до 20 А, от 0,0012 до 0,038 %;
- измеритель параметров электробезопасности электроустановок MI 2094, испытательное напряжение постоянного тока при измерении сопротивления изоляции от 250 до 1000 В, диапазон измерений от 0,001 до 999 МОм, погрешность измерений от 3 до 10 %.
Сведения о методах измерений
Программно-технический комплекс «ПРОФИ». Руководство по эксплуатации.
Нормативные документы
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
ГОСТ 8.022-91 ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от Ы0-16 до 30 А
ГОСТ 8.027-2001 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы
ГОСТ 8.129-99 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты
ГОСТ Р 8.764-2011 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления.
ТУ 4252-001-53249024-2011 Программно-технический комплекс «ПРОФИ». Технические условия.
Рекомендации к применению
При осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
