Назначение
Контроллеры программируемые логические G5 (далее - контроллер) предназначены для измерений и преобразований аналоговых унифицированных электрических сигналов (сигналы силы и напряжения постоянного тока, сигналы электрического сопротивления, сигналы преобразователей термоэлектрических (термопар) и термопреобразователей сопротивления) от первичных преобразователей (датчиков), для приема и обработки дискретных, цифровых сигналов, формирования сигналов управления и регулирования.
Описание
Принцип действия контроллеров основан на измерении и преобразовании входных сигналов в цифровой код путем аналого-цифрового преобразования на модулях ввода, последующей передаче цифрового кода в модуль с центральным процессорным устройством (далее - ЦПУ) и обработке цифрового кода в соответствии с настроенным алгоритмом, выдаче управляющего воздействия путем цифро-аналогового преобразования на модулях вывода, а также передаче данных через соответствующие интерфейсы связи.
Контроллеры представляют собой проектно-компонуемые и программно-конфигурируемые устройства в промышленном исполнении, имеющие модульную структуру, которые состоят из соединенных согласно требуемой конфигурации следующих основных модулей:
- модули питания;
- модули с ЦПУ;
- модули ввода/вывода сигналов;
- коммуникационные модули для подключения к сетям.
Модули контроллеров монтируются c помощью аппаратных модулей на базовых блоках CN521, CN522 или CN523, которые отличаются между собой количеством пазов, предусмотренных для подключения аппаратных модулей.
В состав контроллеров могут входить следующие модули ввода/вывода сигналов стандартного исполнения и с поддержкой протокола HART:
- AI751 - 8-канальные модули аналого-цифровых преобразований входных сигналов силы и напряжения постоянного электрического тока;
- AI762 - 8-канальные модули аналого-цифровых преобразований входных сигналов от термопар, а также сигналов напряжения постоянного электрического тока;
- AI771 - 8-канальные модули аналого-цифровых преобразований входных сигналов от термопреобразователей сопротивления, а также сигналов электрического сопротивления;
- AO751 - 8-канальные модули цифро-аналоговых преобразований выходных сигналов силы постоянного электрического тока.
Общий вид модулей из состава контроллеров представлен на рисунках 1 и 2.
Заводской номер контроллера в виде цифрового обозначения, состоящего из арабских цифр, наносится методом печати на информационную табличку (наклейку) изготовителя, закрепленную на корпусе модуля с ЦПУ. Заводские номера модулей ввода/вывода сигналов из состава контроллера в виде цифрового обозначения, состоящего из арабских цифр, наносятся методом печати на информационные таблички (наклейки) изготовителя, закрепленные на корпусах модулей ввода/вывода сигналов. Обозначение места нанесения заводского номера на корпусах модулей с ЦПУ и модулей ввода/вывода сигналов представлено на рисунке 3.
Конструкция контроллеров и условия их эксплуатации не предусматривают нанесение знака поверки непосредственно на контроллеры.
Пломбирование контроллеров не предусмотрено.
Рисунок 1 - Общий вид модулей с ЦПУ
Рисунок 2 - Общий вид модулей ввода/вывода сигналов
Рисунок 3 - Обозначение места нанесения заводского номера
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее - ПО) контроллеров обеспечивает выполнение функций контроллеров. ПО контроллеров включает: ПО модулей с ЦПУ, ПО модулей ввода/вывода сигналов, внешнее ПО.
ПО модулей с ЦПУ и ПО модулей ввода/вывода сигналов, влияющие на метрологические характеристики, устанавливаются в энергонезависимую память модулей в производственном цикле на заводе-изготовителе и в процессе эксплуатации контроллеров не подлежат изменению. Метрологические характеристики контроллеров нормированы с учетом влияния ПО.
Внешнее ПО, устанавливаемое на персональные компьютеры, предназначено для конфигурирования и настройки рабочих параметров модулей.
Уровень защиты ПО модулей с ЦПУ и ПО модулей ввода/вывода сигналов «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | ПО модулей с ЦПУ | ПО модулей ввода/вывода сигналов | Внешнее ПО (GCSContrix) |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 03.07.00.01 | не ниже 01.00.00.00 | не ниже V1.09.05.00 |
| Цифровой идентификатор ПО | — | — | — |
Технические характеристики
Метрологические характеристики приведены в таблице 2. Основные технические характеристики приведены в таблице 3.
Таблица 2 - Метрологические характеристики модулей ввода/вывода
| Тип модуля | Диапазоны преобразований сигналов / разрядность цифровых сигналов | Пределы допускаемых погрешностей в нормальных условиях | Пределы допускаемых погрешностей в рабочих условиях |
| на входе | на выходе |
| AI751 | от 0 до 5 В, от 1 до 5 В, от 0 до 10 мА, от 4 до 20 мА | 16 бит | у: ±0,1 % | у: ±1,5 %1), у: ±0,1 %2) |
| AI762 | Сигналы (мВ) от термопар по ГОСТ Р 8.585—20013): |
| E:от -200 до +900 °C | 16 бит | Л: ±2,2 Т4) |
| J: от -200 до +750 °C | 16 бит | Л: ±1,9 Т4) |
| K:от -200 до +1300°C | 16 бит | Л: ±3,0 Т4) |
| N: от 0 до +1300 °C | 16 бит | Л: ±2,6 Т4) |
| B: от +500 до +1800 °C | 16 бит | Л: ±9,9 Т4) |
| T:от -200 до +350 °C | 16 бит | Л: ±3,2 Т4) |
| S: от 0 до +1600 °C | 16 бит | Л: ±9,1 Т4) |
| R: от 0 до +1600 °C | 16 бит | Л: ±9,3 Т4) |
| Сигналы напряжения постоянного тока: |
| от -100 до +100 мВ | 16 бит | Л: ±0,1 мВ |
| от -20 до +80 мВ | 16 бит | Л: ±0,05 мВ |
| Тип модуля | Диапазоны преобразований сигналов / разрядность цифровых сигналов | Пределы допускаемых погрешностей в нормальных условиях | Пределы допускаемых погрешностей в рабочих условиях |
| на входе | на выходе |
| AI771 | Сигналы (Ом) от термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-20093): |
| Pt100 (а=0,00385 °C’1): от -200 до +850 C | 16 бит | А: ±1,0 C |
| Cu50 (а=0,00426 °C-1): от -50 до +150 C | 16 бит | А: ±1,0 C |
| Cu50 (а=0,00428 °C-1): от -50 до +150 C | 16 бит | А: ±1,0 C |
| Сигналы электрического сопротивления: |
| от 1 до 400 Ом | 16 бит | А: ±0,25 Ом |
| от 2 до 1000 Ом | 16 бит | А: ±0,45 Ом |
| AO751 | 16 бит | от 0 до 10 мА, от 4 до 20 мА, от 0 до 20 мА | у: ±0,2 % | у: ±0,45 % |
| 1) При температуре окружающей среды от минус 20 до плюс 5 °С включ. 2) При температуре окружающей среды св. плюс 5 до плюс 70 °С. 3) Допускается использование контроллеров в поддиапазоне измерений, находящегося в пределах верхней и нижней границы указанного диапазона измерений. При этом: для сигналов (мВ) от термопар и для сигналов (Ом) от термопреобразователей сопротивления интервал измерений должен быть не менее 50 C. 4) Пределы допускаемых погрешностей измерений сигналов от термопар по ГОСТ Р 8.585-2001 указаны без учета основной абсолютной погрешности автоматической компенсации температуры свободных (холодных) концов термопар, которая не превышает ±1 C. Автоматическая компенсация температуры свободных (холодных) концов термопар осуществляется с помощью автономного сенсора модуля AI762. Примечание - Приняты следующие обозначения и сокращения: Y - пределы допускаемой приведенной погрешности, % (нормирующим значением принята разность между максимальным и минимальным значениями диапазона преобразований); А - пределы допускаемой абсолютной погрешности, в единицах измеряемого параметра; а - температурный коэффициент термопреобразователя сопротивления, °C-1. |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Напряжение питания постоянного тока, В | от 21,6 до 26,4 |
| Нормальные условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность (без конденсации влаги), % - атмосферное давление, кПа | от +15 до +25 от 30 до 80 от 84 до 106 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность (без конденсации влаги), % - атмосферное давление, кПа | от -20 до +70 от 10 до 90 от 62 до 106 |
| Среднее время наработки на отказ, ч, не менее | 100000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 15 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации.
Комплектность
Комплектность контроллеров приведена в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность контроллеров
| Наименование | Обозначение | Количество, шт./экз. |
| Контроллеры программируемые логические G51) | G5 | 1 |
| Руководство по эксплуатации | IM24H11-E | 1 |
| 1) Состав контроллеров определяется в зависимости от заказа. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 1 «Описание» руководства по эксплуатации.
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 1-10’16 до 100 А»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2023 г. № 1520 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Контроллеры программируемые логические G5. Стандарт предприятия.
