Назначение
Комплексы программно-технические управляющие и противоаварийной автоматической защиты СУРА (далее - ПТК) предназначены для измерений аналоговых сигналов напряжения и силы постоянного электрического тока, сигналов от термопар и термопреобразователей сопротивления, частоты импульсных сигналов, воспроизведения сигналов силы постоянного электрического тока, а также для реализации функций автоматического регулирования, формирования команд противоаварийной защиты и иных задач для построения распределённых систем управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности.
Описание
ПТК состоит из средств нижнего уровня, обеспечивающих измерение входных сигналов, управление ходом технологического процесса и выполнение ручных дистанционных команд оперативного персонала, а также программно-аппаратных средств верхнего уровня, обеспечивающих оперативному персоналу представление информации о ходе технологического процесса и архивирование этой информации с возможностью доступа к ней.
Верхний уровень выполнен на базе стандартных персональных компьютеров, серверов, средств единого времени и средств системной сети Ethernet. Персональные компьютеры и серверы выполняют функции специализированных рабочих станций под управлением фирменного ПО.
Верхний и нижний уровень информационно объединены сетью Ethernet со стеком протоколов TCP/IP, состоящей из физической среды передачи данных и активного сетевого оборудования.
Нижний уровень выполнен на базе фирменных проектно-компонуемых программируемых контроллеров Elicont (далее - контроллер).
Контроллер является метрологически значимой частью программно-технического комплекса. Принцип работы измерительных каналов контроллера в составе ПТК основан на аналого-цифровом преобразовании (АЦП) сигналов напряжения и силы постоянного электрического тока, сигналов от термопар и термопреобразователей сопротивления, подсчете частоты следования импульсных сигналов, а также цифро-аналоговом преобразовании (ЦАП) в сигналы силы постоянного электрического тока.
Контроллер построен по модульному принципу и представляет собой многофункциональный проектно-компонуемый комплекс программно-технических средств, имеющий большую гибкость при конфигурировании, что позволяет потребителю методом проектной компоновки выбирать необходимый аппаратный состав для решения различных задач управления, а также быстро перестраивать или наращивать контроллер в случае изменения параметров объекта управления. Конструкция контроллера позволяет встраивать его
в стандартные монтажные шкафы или другое монтажное оборудование, защищающее от воздействий внешней среды.
В состав контроллера входят:
- модуль процессора (далее - процессор), имеющий подсистему управления вводом/выводом информации, подсистему выполнения загруженной технологической программы и сетевую подсистему для информационной связи с другими контроллерами и со средствами системы представления информации и архивирования в ПТК;
- набор многоканальных устройств связи с объектом управления (модулей УСО), обеспечивающих обмен информацией процессора с объектом управления по физическим линиям. Все модули УСО контроллера компонуются в крейте контроллера либо в составе крейтов расширения. Набор модулей УСО определяется проектным путём.
- модули системы электропитания контроллера;
- интерфейсные кабели контроллерной сети;
- кросс-средства для подключения сигналов к модулям УСО.
Помимо сбора информации и управления с помощью каналов модулей УСО ПТК обеспечивает информационную связь контроллеров с системами других фирм в соответствии со стандартом Ethernet и стеком протоколов TCP/IP с использованием различных спецификаций, таких как OPC UA (сервер/клиент), Modbus TCP (клиент), ГОСТ Р МЭК 60870-5-104-2004 (сервер/клиент), МЭК 61850. Также в контроллерах реализована поддержка по шине RS-485 протоколов Modbus RTU (мастер).
Для каждого конкретного проекта автоматизации состав программно-аппаратных средств верхнего уровня и компоновка контроллеров выбирается в зависимости от решаемых задач, типа измеряемых сигналов и особенностей технологического процесса.
Внешний вид средств измерения и управления на базе ПТК СУРА представлен на рисунке 2.
Защита от несанкционированного доступа к средствам измерения ПТК обеспечивается путем закрытия дверей шкафов на встроенный замок.
Заводской номер, в цифровом формате, наносится типографским способом на табличку (рисунок 1), расположенную на внутренней стороне двери шкафа в левом нижнем углу.
Нанесение знака поверки на корпус не предусмотрено.
Пломбирование ПТК не предусмотрено.
Рисунок 1 - Вид таблички
Рисунок 2 - Внешний вид средств измерения и управления на базе ПТК СУРА
Программное обеспечение
В состав программного обеспечения (ПО) ПТК входят:
- встроенное ПО модулей УСО;
- ПО верхнего уровня (ПО ВУ).
Встроенное ПО модулей УСО является метрологически значимым и устанавливается в энергонезависимую память модулей при изготовлении. Метрологические характеристики ПТК нормированы с учетом влияния на них встроенного ПО. Конструкция модулей УСО исключает возможность несанкционированного доступа к встроенному ПО и изменения измерительной информации. Уровень защиты встроенного ПО модулей УСО «высокий» в соответствии с п.4.5 рекомендации Р 50.2.077-2014.
ПО ВУ предназначено для конфигурирования ПТК, анализа и отображения измерительной информации. Компоненты ПО ВУ объединены менеджером программных приложений с наименованием «СФЕРА».
Для защиты ПО ВУ и измерительной информации от несанкционированного доступа предусмотрено многоступенчатое разграничение прав доступа. Защита реализована с помощью различных паролей для каждого из уровней доступа к ПО. Уровень защиты ПО ВУ «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные программного обеспечения (ПО) ПТК приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения ПТК
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | AI 01 | AI 02 | AI 04 | AO 01 | FM 01 | SM 01 | ПО «СФЕРА» |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | Adc15_v5.hex | Adcl6_v11.hex | Adcl7_v2.hex | Dac11v3.hex | МКО11_у14±ех | Mtn11vl.hex | Не ниже 1.0.7.386 |
| Цифровой идентификатор ПО | 81C75A5F | 59B37A07 | CF7818F4 | F0BB6094 | AFB9618C | E7F74337 | 1 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC-32 по IEEE 802.3 |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики измерительных каналов ПТК
| Тип модуля УСО, количество каналов | Диапазоны преобразований аналоговых сигналов/разрядность цифровых сигналов | Пределы допускаемой основной приведенной к диапазону измерений погрешности, % | Пределы допускаемой дополнительной приведенной к диапазону измерений погрешности от изменения температуры окружающей среды в диапазоне рабочих температур, %/°С |
| На входе | На выходе |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| AIX011) 8 каналов | Сигнал постоянного тока: от 4 до 20 мА от 0 до 20 мА от 0 до 5 мА | 14 бит 15 бит 13 бит | ±0,12 | ±0,005 |
| Напряжение постоянного тока: от 0 до 10 В | 15 бит | ±0,2 | ±0,012 |
| AOX011) 4 канала | 15 бит 16 бит 14 бит | Сила постоянного тока: от 4 до 20 мА от 0 до 20 мА от 0 до 5 мА | ±0,2 | ±0,012) |
| AIX021) 8 каналов AIX041) 4 канала | Напряжение постоянного тока: от 0 до 50 мВ | 15 бит | ±0,12 | ±0,005 |
| Сигналы от термопар3) ТХА по ГОСТ Р 8.585-2001: от 0 до +300 °С от 0 до +600 °С от 0 до +1200 °С от 0 до +1300 °С | 14 бит 14 бит 15 бит 15 бит | ±0,15 | ±0,008 |
| Сигналы от термопар3) ТХК по ГОСТ Р 8.585-2001: от 0 до +150 °С от 0 до +300 °С от 0 до +600 °С | 14 бит 14 бит 15 бит | ±0,15 | ±0,008 |
| Сигналы от термопар3) ТПР (В) по ГОСТ Р 8.585-2001: от 500 до +1820 °С | 14 бит | ±0,15 | ±0,008 |
| Сигналы от термопар3) ТПП (R) по ГОСТ Р 8.585-2001: от 0 до +1760 °С | 14 бит | ±0,15 | ±0,008 |
Продолжение таблицы 2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| AIX021) 8 каналов AIX041) 4 канала | Сигналы от термопар3) ТПП (S) по ГОСТ Р 8.585-2001: от 0 до +1760 °С | 14 бит | ±0,15 | ±0,008 |
| Сигналы от платиновых термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-2009: Pt-100 (а=0,00385), ТСП-100П (а=0,00391), ТСП-50П (а=0,00385 и 0,00391), ТСП-46 Ом, гр.21 по ГОСТ 6651-59 (б=0,00391) от 0 до +100 °С от 0 до +200 °С от 0 до +400 °С от -50 до +50 °С от -50 до +150 °С от -200 до +200 °С | 13 бит 14 бит 15 бит 13 бит 14 бит 15 бит | ±0,15 для 4-х проводной схемы подключения ±0,2 для 3-х проводной схемы подключения | ±0,005 для 4-х проводной схемы подключения ±0,008 для 3-х проводной схемы подключения4) |
| Сигналы от медных термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-2009: ТСМ-100М (а=0,00426 и 0,00428), ТСМ-50М (а=0,00426 и 0,00428), ТСМ-53 Ом, гр.23 по ГОСТ 6651-59 (а=0,00426) от 0 до +100 °С от 0 до +200 °С от -50 до +50 °С от -50 до+150 °С | 13 бит 14 бит 13 бит 14 бит | ±0,15% для 4-х проводной схемы подключения ±0,2 % для 3-х проводной схемы подключения | ±0,005 %/°С для 4-х проводной схемы подключения ±0,008 %/°С для 3-х проводной схемы подключения4) |
| SMX011) 3 канала | Сигналы от платиновых термопреобразователей сопротивления Pt100 (а=0,00385) по ГОСТ 6651-2009: от -30 до +70 °С | 15 бит | 0,15 °С (абсолютная) | 0,005 °С/°С (абсолютная) |
| FMX011) 1 канал | Частота импульсных сигналов5) от 2 до 10000 Гц | 32 бит | Пределы допускаемой относительной погрешности в рабочих условиях ±0,003 % |
Примечания
1. Символ «X» в наименовании модуля УСО означает принадлежность ко всем возможным модификациям данного типа модуля в зависимости от исполнения контроллеров Elicont в составе ПТК (например, запись AIX02 соответствует перечислению AI102, AI202 для контроллеров Elicont-100 и Elicont-200).
2. Пределы допускаемой дополнительной погрешности, приведенной к диапазону измерений, от влияния сопротивления нагрузки составляют ±0,05 % на каждые 100 Ом при сопротивлении нагрузки в пределах допустимой (2,4 кОм для диапазона от 0 до 5 мА и 600 Ом для остальных диапазонов).
3. Погрешность указана без учета погрешности канала компенсации температуры холодного спая, который состоит из термопреобразователя сопротивления Pt-l00 класса допуска А по ГОСТ 6651-2009 и модуля SMX01.
4. Для трехпроводной схемы подключения пределы допускаемой дополнительной погрешности, приведенной к диапазону измерений, от влияния изменения сопротивления линий связи относительно номинального значения составляют ±0,008 % на 1 Ом.
Продолжение таблицы 2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 5. Характеристики импульсного сигнала: меандр с амплитудой (24±6) В. Контроллер |
| отображает входной сигнал модуля FMX01 как значение частоты вращения Fвращ в «об/мин», |
| возможна настройка количества зубьев N. Номинальное значение измеряемой частоты вращения вычисляется по формуле: |
| Fвращ = Fвх•60/N, где Fвх - номинальное значение входного сигнала частоты импульсного сигнала, Гц |
Таблица 3 - Технические характеристики средств измерения в составе ПТК
| Наименование характеристики | Значение |
| Нормальные условия применения: -температура окружающей среды, °С - относительная влажность, % - атмосферное давление, кПа | от +15 до +25 до 98 от 66,0 до 106,7 |
| Рабочие условия применения: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность при температуре +25°С, % - атмосферное давление, кПа | от -40 до +70 до 98 от 66,0 до 106,7 |
| Параметры электрического питания Напряжение постоянного тока, В | от 16 до 28 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации АДИГ.421457.005 РЭ типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность ПТК
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Комплекс программно-технический СУРА | АДИГ.421457.005 | 1 шт.* |
| Формуляр | АДИГ.421457.005 ФО | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | АДИГ.421457.005 РЭ | 1 экз. |
| Примечание: * - комплект поставки и состав ПТК указывается в формуляре |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 3 «Работа ПТК» и разделе 5 «Использование ПТК по назначению» руководства по эксплуатации АДИГ.421457.005 РЭ.
Нормативные документы
ГОСТ Р 51841-2001 Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний;
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия;
ТУ 26.51.70-139-24322961-2016 Комплексы программно-технические «СУРА».
Технические условия;
АДИГ.421457.016 ТУ Контроллеры программируемые «Elicont-100». Технические условия;
АДИГ.421457.012 ТУ Контроллеры программируемые «Elicont-200». Технические условия.
