Назначение
Модули аналогового ввода/вывода БАЗИС-91 (далее по тексту - «модули БАЗИС-91») предназначены для измерений выходных аналоговых сигналов датчиков различных типов в различных сочетаниях (термопар, термопреобразователей сопротивления, активных и пассивных датчиков с выходным сигналом силы постоянного тока, пассивных двухпозиционных, пневматических); передачи через последовательный канал обмена (UART) измеренных значений состояния аналоговых датчиков; выдачи аналоговых управляющих сигналов 4...20 мА по информации, получаемой через UART.
Описание
Модули БАЗИС-91 применяются для реализации измерительных каналов контроллеров серии БАЗИС (БАЗИС-61, БАЗИС-12 и др.), документация на которые предусматривает возможность встраивания данного модуля. Самостоятельно модуль БАЗИС-91 не используется.
Принцип действия модулей БАЗИС-91 заключается в циклическом опросе датчиков с помощью микроконтроллера со встроенным АЦП, обработки принятых сигналов и определения значений, передачи информации на базовый контроллер, получения информации с базового контроллера и формировании значений аналоговых выходных каналов.
Модуль БАЗИС-91 строится на базе микропроцессорного однокристального микроконтроллера и конструктивно представляет собой печатную плату, устанавливаемую в корпус базового контроллера по направляющим пазам и подключаемую с помощью разъемов.
Модули БАЗИС-91 имеют до 8 входных аналоговых каналов. Различные модификации модулей БАЗИС-91 реализуют разные сочетания видов входных каналов, а также учитывают конструктивные особенности базовых контроллеров, куда эти модули встраиваются.
Общий вид модуля БАЗИС-91 показан на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общий вид модуля БАЗИС-91
Измерение входных сигналов от аналоговых датчиков осуществляется модулями с помощью аналого-цифрового преобразователя. Модификации модулей формируются в соответствии с модификациями базовых контроллеров, с учетом количества и типов входных и выходных каналов.
Программное обеспечение
Структура программного обеспечения (ПО) модулей БАЗИС-91 следующая:
- метрологически значимая часть - подпрограмма измерения, обработки и передачи аналоговых сигналов;
- метрологически незначимая часть - подпрограмма общего функционирования измерительного модуля.
Таблица 1 - Идентификационные данные метрологически значимого ПО
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии ПО | Цифровой идентификатор ПО | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора |
| Подпрограмма измерения, обработки и передачи аналоговых сигналов | measurement | 1.01 | 7E6AC971 | CRC32 |
Метрологические характеристики модулей ввода/вывода БАЗИС-91 нормированы с учётом влияния на них ПО.
ПО модулей ввода/вывода БАЗИС-91 хранится в микросхеме энергонезависимой памяти, запаянной на печатной плате, и недоступно для изменения без использования специальных программно-аппаратных средств перепрошивки (программаторов), используемых при изготовлении.
Для предотвращения несанкционированного доступа к ПО они пломбируются самораз-рушающимися наклейками на разъеме для перепрошивки.
Уровень защиты ПО модулей ввода/вывода БАЗИС-91 от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с МИ 3286-2010 - «А» (рис. 2).
Саморазрушающаяся пломба на разъеме для перепрошивки модуля
Рисунок 2 - Пломбирование от несанкционированного доступа (фрагмент модуля)
Доступ к модулю ввода/вывода БАЗИС-91 и его ПО невозможен без разборки корпуса базового контроллера (БАЗИС-12 или БАЗИС-61).
Технические характеристики
Метрологические характеристики измерительных каналов (ИК) модулей БАЗИС-91 представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Метрологические характеристики ИК модулей БАЗИС-91
| Входной сигнал | Диапазон входного сигнала *) | Выходной сигнал | Пределы допускаемой погрешности, приведённой к выходу (абсолютной погрешности) |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Сигналы от термопар **) | L | от -7,831 до -3,005 мВ (от -150 до -50 °C) | 16 бит | ±0,7 % (±0,7 °C) |
| от -3,005 до +18,642 мВ (свыше -50 до +250 °C) | ±0,17 % (±0,5 °C) |
| от 18,642 до 57,859 мВ (свыше +250 до +700 °C) | ±0,18 % (±0,8 °C) |
| K | от -4,913 до +16,397 мВ (от -150 до +400 °C) | ±0,18 % (±0,8 °C) |
| от 16,397 до 41,276 мВ (свыше+ 400 до +1000 °C) | ±0,18 % (±1,2 °C) |
| от 41,276 до 52,410 мВ (свыше +1000 до +1300 °C) | ±0,2 % (±1,9 °C) |
| N | от -3,336 до +47,513 мВ (от -150 до +1300 °C) | ±0,09 % (±1,3 °C) |
| B | от 1,242 до 13,591 мВ (от +500 до +1800 °C) | ±0,34 % (±4,4 °C) |
| S | от 1,441 до 16,777 мВ (от +200 до +1600 °C) | ±0,23 % (±3,2 °C) |
| R | от 1,469 до 18,849 мВ (от +200 до +1600 °C) | ±0,19 % (±2,6 °C) |
| A1 | от 0 до 20,589 мВ (от 0 до +1300 °C) | ±0,18 % (±2,4 °C) |
| от 20,589 до 33,640 мВ (свыше +1300 до +2500 °C) | ±0,34 % (±4,1 °С) |
| A2, A3 | A2: от 0 до 20,774 мВ A3: от 0 до 20,407 мВ (от 0 до +1300 °C) | ±0,18 % (±2,4 °C) |
| A2: от 20,774 до 27,232 мВ A3: от 20,407 до 26,773 мВ (свыше +1300 до +1800 °C) | ±0,76 % (±3,8 °C) |
| E | от -7,279 до -2,787 мВ (от -150 до -50 °C) | ±1,2 % (±1,2 °C) |
| от -2,787 до +13,421 мВ (свыше -50 до +200 °C) | ±0,28 % (±0,7 °C) |
| от 13,421 до 76,373 мВ (свыше +200 до +1000 °C) | ±0,11 % (±0,9 °C) |
Продолжение таблицы 2
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Сигналы от термопар **) | T | от -4,648 до 0 мВ (от -150 до 0 °C) | 16 бит | ±0,6 % (±0,9 °C) |
| от 0 до 20,872 мВ (свыше 0 до +400 °C) | ±0,18 % (±0,7 °C) |
| J | от -4,633 до + 33,102 мВ (от -100 до +600 °C) | ±0,11 % (±0,8 °C) |
| от 33,102 до 69,553 мВ (свыше +600 до +1200 °C) | ±0,2 % (±1,2 °C) |
| Сигналы от термо -преобразователей сопротивления | 10П, Pt10 | 10П: от 1,72 до 13,91 Ом Pt10: от 1,85 до 13,85 Ом (от -200 до +100 °C) | 16 бит | ±0,33 % (±1,0 °C) |
| 10П: от 13,91 до 24,94 Ом Pt10: от 13,85 до 24,71 Ом (от +100 до +400 °C) | ±0,5 % (±1,5 °C) |
| 10П: от 24,94 до 39,52 Ом Pt10: от 24,71 до 39,05 Ом (свыше +400 до +850 °C) | ±0,44 % (±2,0 °C) |
| 50П, Pt50 | 50П: от 8,62 до 69,56 Ом Pt50: от 9,26 до 69,26 Ом (от -200 до +100 °C) | ±0,17 % (±0,5 °C) |
| 50П: от 69,56 до 124,71 Ом Pt50: от 69,26 до 123,55 Ом (свыше +100 до +400 °C) | ±0,23 % (±0,7 °C) |
| 50П: 124,71 - 197,58 Ом Pt50: 123,55 - 195,24 Ом (свыше +400 до +850 °C) | ±0,22 % (±1,0 °C) |
| 100П, Pt100 | 100П: от 17,24 до 139,11 Ом Pt100: от 18,52 до 138,51 Ом (от -200 до +100 °C) | ±0,17 % (±0,5 °C) |
| 100П: 139,11 - 249,41 Ом Pt100: 138,51 - 247,09 Ом (свыше +100 до +400 °C) | ±0,23 % (±0,7 °C) |
| 100П: от 249,41 до 395,16 Ом Pt100: от 247,09 до 390,48 Ом (свыше +400 до +850 °C) | ±0,22 % (±1,0 °C) |
| 10М | от 2,05 до 12,14 Ом (от -180 до +50 °C) | ±0,35 % (±0,8 °C) |
| от 12,14 до 18,56 Ом (свыше +50 до +200 °C) | ±0,87 % (±1,3 °C) |
| 50М | от 10,27 до 60,7 Ом (от -180 до +50 °C) | ±0,13 % (±0,3 °C) |
| от 60,7 до 92,8 Ом (свыше +50 до +200 °C) | ±0,27 % (±0,4 °C) |
| 100М | от 20,53 до 121,40 Ом (от -180 до +50 °C) | ±0,13 % (±0,3 °C) |
| от 121,40 до 185,60 Ом (свыше +50 до +200 °C) | ±0,27 % (±0,4 °C) |
| 100Н | от 69,45 до 223,21 Ом (от -60 до +180 °C) | ±0,13 % (±0,3 °C) |
Продолжение таблицы 2
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Сигналы силы постоянного тока от датчиков с выходным сигналом силы постоянного тока | от 0 до 20 мА от 4 до 20 мА от 0 до 5 мА от 1 до 5 мА | 16 бит | ±0,25 % (±0,05 мА) ±0,31 % (±0,05 мА) ±1,0 % (±0,05 мА) ±1,25 % (±0,05 мА) |
| Датчики с пневматическим выходным сигналом | от 20 до 100 кПа | 16 бит | ±1,25 % (±1,0 кПа) |
| Примечания: *) В таблице 2 в графе 2 для входных сигналов от термопар и термопреобразователей сопротивления в скобках указан диапазон входного сигнала в градусах Цельсия, соответствующий входному аналоговому сигналу в «мВ» («Ом») в соответствии с номинальной статической характеристикой преобразования соответствующего типа термопары или термопреобразователя сопротивления. ** ) В таблице 2 для сигналов от термопар пределы допускаемой приведённой (абсолютной) погрешности, приведённой к выходу, указаны с учетом погрешности канала компенсации температуры холодного спая, но без учета погрешности компенсационного термопреобразователя сопротивления. Пределы допускаемой абсолютной погрешности компенсационного термопреобразователя сопротивления (50М, класс В, поставляется в комплекте с контроллером) ±0,5 °C. |
В таблице 2 номинальные статические характеристики (НСХ) термопар по ГОСТ Р 8.585-2001, НСХ термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-2009.
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания | напряжение переменного тока, В частотой, Гц | 220+22-22 50 ±1 |
| потребляемая мощность, В^А, не более | 2,5 |
| Габаритные размеры, мм, не более: (длина х ширина х высота) | 140x30x140 |
| Масса, кг, не более: | 0,5 |
| Рабочие условия эксплуатации | температура окружающего воздуха, °С | от +5 до +40 |
| относительная влажность окружающего воздуха при температуре +30 ° С и более низких температурах (без конденсации), % | до 75 |
| атмосферное давление, кПа | от 84,0 до 106,7 |
| Срок службы, лет | 10 |
Знак утверждения типа
наносится на титульные листы эксплуатационной документации типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность модулей Базис-91
| Наименование | Обозначение | Количество, шт. |
| Основной модуль аналогового ввода/вывода соответствующей модификации | БАЗИС-91 (5ДА2.407.016) | 1 |
| Руководство по эксплуатации | 5ДА2.407.016 РЭ | 1 |
| Методика поверки | 5ДА2.407.016 МП | 1 |
| Паспорт | 5ДА2.407.016 ПС | 1 |
Поверка
осуществляется по документу 5ДА2.407.016 МП «Модули аналогового ввода/вывода БАЗИС-91.
Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 26.07.2013 г.
Основные средства поверки:
магазин сопротивления измерительный МСР-60М, регистрационный номер Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений (регистрационный №) 2751-71,
вольтметр универсальный цифровой В7-34А (регистрационный № 7982-80),
калибратор программируемый П320 (регистрационный № 7493-79).
манометр образцовый показывающий МО 250 (регистрационный № 47323-11).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методиках (методах) измерений приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия
ГОСТ 26.011-80 Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные
ГОСТ Р 8.585-2001 Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования
ГОСТ 6651-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ 26.015-81 Средства измерения и автоматизации. Сигналы пневматические входные и входные
ТУ 4210-016-35846590-04 (5ДА2.407.016 ТУ) Модули аналогового ввода/вывода БАЗИС-91. Технические условия
