Назначение
Контроллеры программируемые ЧГП-РТ (далее - контроллеры) предназначены для измерений аналоговых сигналов напряжения и силы постоянного электрического тока, сигналов от термопар и термопреобразователей сопротивления, частоты импульсных сигналов, а также воспроизведение сигналов силы постоянного электрического тока.
Описание
Контроллеры применяются в составе систем сбора, передачи и управления технологической информацией промышленного процесса.
В зависимости от конфигурации, контроллер может быть применен для решения задач измерения параметров технологического процесса, обработки полученных данных, их хранения и выдачи управляющих воздействий на исполнительные устройства, а также обмена информацией с верхним уровнем по сети Ethernet или полевым сетям RS232/RS422/RS485/CAN.
Контроллеры программируемые ЧГП-РТ применяются для построения автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности.
Контроллер включает в свой состав унифицированные технические средства, объединенные стандартизованными каналами связи обеспечивает:
- прием измерительной информации от первичных измерительных преобразователей в виде силы постоянного тока, напряжения постоянного тока, сигналов от термопар и термопреобразователей сопротивления;
- прием информации в виде дискретных электрических различными характеристиками по току и напряжению;
- обработку измерительной информации;
- выработку управляющих и регулирующих воздействий по различным законам регулирования с выдачей внешних сигналов управления в виде аналоговых и дискретных сигналов.
Контроллер состоит из:
- процессоров и модулей ввода сигналов от первичных измерительных преобразователей и дискретных сигналов и модулей вывода аналоговых и дискретных управляющих сигналов. В состав контроллера также могут входить модули коммуникационных интерфейсов, сетевого коммутатора и электропитания.
Контроллеры, блоки питания и модули ввода-вывода размещаются в блоках програм-мируемых-логических контроллеров (ПЛК), представляющих собой каркас фиксированной высоты, глубины и переменной длины с установленной в него объединительной платой, с помощью которой осуществляется обмен между устанавливаемыми в корпус функциональными модулями.
Каждый ПЛК имеет слоты для установки модулей контроллера. (См. рисунок 1 и рисунок 2)
В каждый блок ПЛК устанавливается модуль процессорный, модуль коммутатора, блок питания, и определенное количество различных измерительных аналоговых и дискретных модулей ввода-вывода. Для организации взаимодействия компонентов ПЛК используется технология Ethernet на объединительной плате.
ПЛК может состоять из одного (активного) или нескольких (1 х активный + N х пассивных) блоков ПЛК фиксированной высоты с установленной в него объединительной платой, в которые устанавливаются все функциональные модули ПЛК, в соответствии с таблице 1. Питание и сообщение между модулями осуществляется по объединительной плате.
Таблица 1 - Варианты исполнений ПЛК
| Тип/вариант блока ПЛК | Количество слотов | Количество слотов под модули УСО |
| CR01-04 | 10 | 4 |
| CR01-08 | 16 | 8 |
| CR01-13 | 21 | 13 |
ПЛК предназначен для применения в составе систем сбора / передачи / управления технологической информацией любого промышленного предприятия / процесса
Измерительные каналы контроллера строятся на базе перечисленных ниже измерительных аналоговых измерительных модулей:
- модуль AL101-16I - модуль ввода аналоговых сигналов силы постоянного тока, модуль имеет 16 входов (см. рисунок 3);
- модуль AL101-16U - модуль ввода аналоговых сигналов напряжения постоянного
тока, модуль имеет 16 входов (см. рисунок 3);
- модуль AL101-8T - модуль аналогового ввода сигналов термопар по ГОСТ Р 8.585-2001 и термопреобразователей сопротивления по четырех и трехпроводной схеме, с НСХ по ГОСТ 6651-2009 и ГОСТ 6651-78. Модуль имеет 8 гальванически изолированных входов (см. рисунок 4);
- модуль AL102-8O - модуль вывода аналоговых сигналов силы или напряжения постоянного тока (зависит от программных настроек модуля), модуль имеет 8 выходов (см. рисунок 5).
Кроме того, в состав контроллера также могут входить модули, обеспечивающие функционирование измерительных модулей в составе систем АСУТП объекта автоматизации:
- CL101 -процессорный модуль, компонент контроллера, обеспечивает вычисления
и управление;
- EL101; EL102; EL105 - платы расширения для процессорного модуля CL101,
обеспечивающие расширение возможностей процессорного модуля в части каналов связи Ethernet и CAN c верхним уровнем систем автоматизации;
- SL102 - модуль сетевого коммутатора, компонент контроллера, обеспечивающий
коммутацию процессорного модуля с модулями ввода/вывода;
- TL101; TL102 - модули коммуникационных интерфейсов, позволяет организовать
до 8 последовательных каналов типа RS232/RS422/RS485;
- PL101 - модуль блока питания, обеспечивает питание всех модулей, используется
для систем с напряжением питания 220В;
- PL102 - модуль блока питания, обеспечивает питание всех модулей, используется
для систем с напряжением питания 27В;
- DL101-321- модуль ввода дискретных сигналов, 32 канала, настраиваемые уровни
5В/15В/24В DC;
- IL101 - модуль ввода дискретных сигналов, 16 каналов, уровни 180...250В
AC/DC;
- DL102-320 - модули вывода дискретных сигналов, 32 канала;
- OL101; OL102 - модули релейных нагрузок, 16 каналов.
Заводской номер модуля в виде цифрового кода наносится на печатную плату модуля в виде наклейки в соответствии с рисунком 9 и в паспорт.
Сведения о поверке вносятся в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений, в паспорт наносят клеймо о поверке.
Варианты исполнения корпуса ПЛК представлены на рисунках 1 и 2.
Рисунок 1 - Корпус ПЛК
Рисунок 2 - Возможности корпусов ПЛК по масштабированию
Внешний вид основного состава модулей контроллера указан на рисунках 3-8.
Рисунок 3 - Модуль аналогового ввода сигналов постоянного тока AL101-16I и напряжения AL101-16U
Рисунок 4 - Модуль аналогового ввода сигналов от ТС и ТП AL101-8T
Рисунок 5 - Модуль аналогового вывода сигналов постоянного тока и напряжения AL102-8O
Рисунок 6 - Процессорный модуль CL101 с установленной платой расширения EL105
Рисунок 7 - Модуль коммутатора SL102
Рисунок 8 - Модуль блока питания PL102
Рисунок 9 - Вид модуля с обозначением мест нанесения типа модуля и его серийного номера Пломбирование ПЛК контроллера не предусмотрено.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) контроллеров функционально разделено на две группы: встроенное программное обеспечение (ВПО) и сервисное ПО, устанавливаемое на персональный компьютер и предназначенное для разработки пользовательского ПО и чтения/записи состояния модулей ввода-вывода.
ВПО содержит метрологически значимые компоненты, оно устанавливается в энергонезависимую память контроллеров на заводе-изготовителе. В процессе эксплуатации изменение ВПО пользователем невозможно (уровень защиты «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014).
Сервисное ПО не является метрологически значимым, так как его функциями является конфигурирование ПЛК, а также создание алгоритмической программы ПЛК. В процессе эксплуатации изменение конфигурации ПЛК посредством сервисного ПО пользователем может быть защищено паролём (уровень защиты «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014). В качестве программного обеспечения для разработки пользовательского прикладного программного обеспечения могут выступать:
- среда разработки и исполнения CODESYS;
- среда разработки и исполнения MasterSCADA 4D;
- собственное разработанное программное обеспечение на основе открытого протокола обмена с модулями ввода/вывода.
Среда разработки CODESYS или MasterSCADA 4D является приложением для ОС Windows. Запускается на компьютере разработчика, служит для создания прикладного проекта, который загружается в среду исполнения. Прикладной проект создается в рамках единой инструментальной системы.
Исполнительная среда CODESYS или MasterSCADA 4D является приложением для ОС Linux. Запускается непосредственно в операционной системе процессорного модуля ЧГП-РТ. В исполнительной системе происходит исполнение созданного проекта.
Клиенты визуализации CODESYS или MasterSCADA 4D служат для представления графической информации прикладного проекта. Для реализации в состав серверной части исполнительных модулей входит WEB-сервер. Он формирует веб-страницы, которые отображаются в клиенте визуализации или веб-браузере.
Для чтения/записи состояния каналов модулей ввода/вывода и подтверждения метрологических характеристик модулей ввода/вывода используется ПО «chgp-rt-io_vX», обмен с модулями ввода/вывода в котором реализован в полном соответствии с протоколом обмена с модулями ввода/вывода. (таблица 2).
Идентификационные данные сервисного ПО приведены в таблице 2. Идентификационные данные ВПО приведены в таблице 3.
Таблица 2
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | chgp-rt-io vX | CODESYS | MasterSCADA 4D |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО, не ниже | 1.0 | 3.5.10.30 | 1.3 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Таблица 3
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ВПО | AL101-8T | AL101-16I | AL101-16U | AL102-8O |
| Номер версии (идентификационный номер) ВПО | Не ниже 1,0 | Не ниже 1,0 | Не ниже 1,0 | Не ниже 1,0 |
| Цифровой идентификатор ПО | 0x8C8618EE | 0x73C93C10 | 0x73C93C10 | 0x7462E6D5 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | CRC-32 |
Уровень защиты программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р50.2.077-
2014.
Технические характеристики
Таблица 4 -Метрологические характеристики
| Тип модуля | Входной/выходной сигнал | Диапазон входного / выходного сигнала | Разрядность аЦп/ЦАП | Пределы допускаемой основной погрешности | Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменений температуры окружающей среды на 10 °С |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Модуль ввода сигналов силы постоянного тока AL101-16I | Унифицированные сигналы силы постоянного тока | от 0 до 20 мА | 16 бит | ' .. = ±0,2 % | Yдоп = ±0,05 % |
| Модуль ввода сигналов напряжения постоянного тока AL101-16U | Унифицированные сигналы напряжения постоянного тока | От -10 до +10 В | ' .. = ±0,1 % |
| Модуль ввода сигналов термопар (ТП) и термосопротивлений (ТС) AL101-8T | Сигналы от термопреобразователей сопротивления (ТС) | ТСМ НСХ 23 W100= 1,426 С-1 | от 42,84 до 91,38 Ом (от -45 до +170 °С) | 24 бит | 4-х проводная схема: Доен = ±0,4 °С 3-х проводная схема: Досн = ±0,5 °С | 4-х проводная схема: Ддоп = ±0,2 °С 3-х проводная схема: Ддоп = ±0,25 °С |
| ТСМ НСХ 50М W100= 1,428 С-1 | от 39,23 до 90,66 Ом (от -50 до +190 °С) |
| ТС НСХ 100М W100= 1,428 С-1 | от 78,46 до 181,32 Ом (от -50 до +190 °С) |
Продолжение таблицы 4
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Модуль ввода сигналов термопар (ТП) и термосопротивлений (ТС) AL101-8T | Сигналы от термопреобразователей сопротивления (ТС) | ТСП НСХ 21 Wioo= 1,391 С-1 | от 36,80 до 151,81 Ом (от -50 до +640 °С) | 24 бит | 4-х проводная схема: Доен = ±0,5 °С 3-х проводная схема: Досн = ±0,6 °С | 4-х проводная схема: Ддоп = ±0,25 °С 3-х проводная схема: Ддоп = ±0,3 °С |
| ТСП НСХ 50П W100 = 1,391 С-1 | от 40,00 до 196,09 Ом (от -50 до +840 °С) |
| ТСП НСХ Pt50 W100 = 1,385 С-1 | от 40,155 до 193,775 Ом (от -50 до +840 °С) |
| ТСП НСХ 100П W100=1,391 С-1 | от 80,00 до 392,18 Ом (от -50 до +840 °С) | 4-х проводная схема: Досн = ±0,4 °С 3-х проводная схема: Досн = ±0,5 °С | 4-х проводная схема: Ддоп = ±0,2 °С 3-х проводная схема: Ддоп = ±0,25 °С |
| ТСП НСХ Pt100 W100 = 1,385 С-1 | от 80,31 до 387,55 Ом (от -50 до +840 °С) |
| ТСН НСХ 50Н W100 = 1,617 С-1 | от 37,105 до 107,41 Ом (от -50 до +170 °С) |
| ТСН НСХ 100Н W100 = 1,617 С-1 | от 74,21 до 214,82 Ом (от -50 до +170 °С) |
| Сигналы от термопар (ТП) | ТПП 13 (R) | от 0,00 до 21,003 мВ (от 0 до +1760 °С) | Досн = ± 4,0 °С | Ддоп = ± 2,0 °С |
| ТПП 10 (S) | от 0,00 до 18,609 мВ (от 0 до +1760 °С) | Досн = ± 4,5 °С | Ддоп = ± 2,25 °С |
| ТЖК (J) | от 0,00 до 68,98 мВ (от 0 до +1190 °С) | Досн = ± 0,5 °С | Ддоп = ± 0,25 °С |
| ТМКн (Т) | от 0,00 до 20,255 мВ (от 0 до +390 °С) | Досн = ± 0,8 °С | Ддоп = ± 0,4 °С |
Продолжение таблицы 4
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Модуль ввода сигналов термопар (ТП) и термосопротивлений (ТС) AL101-8T | Сигналы от термопар (ТП) | ТХКн (Е) | от 0,00 до 75,621 мВ (от 0 до +990 °С) | 24 бит | Аосн = ± 0,5 °С | Адоп = ± 0,25 °С |
| ТХА (К) | от 0,00 до 54,479 мВ (от 0 до +1360 °С) | Аосн = ±0,8 °C | Адоп = ± 0,4 °С |
| ТНН (N) | от 0,00 до 47,152 мВ (от 0 до +1290 °С) |
| ТХК (L) | от 0,00 до 65,621 мВ (от 0 до +790 °С) |
| ТМК (М) | от 0,00 до 4,722 мВ (от +0,00 до +90 °С) | Аосн = ±1,2 °C | Адоп = ± 0,6 °С |
| ТВР (А-1) | от 0,00 до 33,563 мВ (от +0,00 до +2490 °С) | Аосн = ±2,0 °C | Адоп = ± 1,0 °С |
| ТВР (А-2) | от 0,00 до 27,118 мВ (от +0,00 до +1790 °С) | Аосн = ±2,5 °C | Адоп = ± 1,25 °С |
| ТВР (А-3) | от 0,00 до 26,660 мВ (от +0,00 до +1790 °С) |
| Модуль вывода сигналов силы постоянного тока и напряжения постоянного тока AL102-8O | Цифровой 16-ти битный код из контроллера | Токовый режим | от 0 до 20 мА | 16 бит | Yoch = ±0,2 % | Yдоп = ±0,05 % |
| Потенциальный режим | от -10 до +10 В | Yoch = ±0,1 % |
Используемые обозначения:
Аосн - пределы допускаемой основной абсолютной погрешности;
Yoch — пределы допускаемой основной приведенной к верхней границе диапазона измерений погрешности, %;
Адоп. - пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности на каждые 10 °С изменения температуры окружающей среды от нормальных значений в пределах рабочих условий;
Yдоп. — пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности ПИП на каждые 10 °С изменения температуры окружающей среды от нормальных значений в пределах рабочих условий, %.
Таблица 5 - Технические характеристики
| Наименование параметра | Значение |
| Нормальные условия применения: -температура окружающей среды, °С - относительная влажность, при температуре 25 ± 2 °С, % | от +25 до +35 от 10 до 80 |
| Рабочие условия применения: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность, при температуре 25 ± 2 °С, % | от -40 до +70 от 10 до 80 |
Комплектность
Таблица 6 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество, шт./экз. |
| Контроллер программируемый | ЧГП-РТ | * |
| Руководство по эксплуатации | ЕКШД.466451.068 РЭ | 1 |
| Программируемые контроллер ЧГП-РТ. Паспорт Модуль AL101-16I/U. Паспорт Модуль AL101-8T. Паспорт Модуль AL102-8O. Паспорт | ЕКШД.466451.068 ПС ЕКШД.468155.001 ПС ЕКШД.468155.002 ПС ЕКШД.468158.003 ПС | * |
| Примечание: * - комплект поставки и состав контроллера указывается в паспорте контроллера и определяется заказом |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульные листы эксплуатационной документации.
Сведения о методах измерений
приведены в п. «Описание» документа ЕШКД.466451.068 РЭ «Контроллер программируемый ЧГП-РТ. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.596-2002 «ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения»;
ЕКШД.466451.068ТУ «Программируемые контроллер ЧГП-РТ. Технические условия».
