Назначение
Модули серии DCS-2000 (далее - модули) предназначены для измерения выходных аналоговых сигналов первичных измерительных преобразователей в виде напряжения и силы постоянного тока, сопротивления постоянному току, а также для воспроизведения аналоговых сигналов напряжения и силы постоянного тока.
Описание
Модули используются в составе контроллеров для распределенных систем управления технологическими процессами. Модули работают под управлением центрального процессорного устройства (ЦПУ), которое может быть установлено как в непосредственной близости с модулями (например, в одном каркасе), так и удаленно, на расстоянии до нескольких километров. Для связи модулей с ЦПУ используется интерфейс RS-485. ЦПУ считывает измеренные значения сигналов в виде цифрового кода от модулей ввода аналоговых сигналов, а также осуществляет запись в модули вывода аналоговых сигналов кода, задающего уровень аналогового сигнала на выходе. В зависимости от типа, модули выпускаются в двух конструктивных исполнениях.
Модули AI-10, AI-11, AI-12, CTF-11, AO-11, AI-19, AI-17 выполнены в виде многослойных печатных плат размером 77 х 85 мм, установленных в пластмассовых корпусах, имеющих элементы крепления на стандартную DIN-рейку типа DIN-3 (TS35/F6) или DIN-1 (TS32/F6). По краям платы расположены разъемы, предназначенные для подключения датчиков, каналов интерфейса, линий питания и заземления. На лицевой стороне модулей расположена полупрозрачная панель, на которую выведены элементы индикации.
Модули AI-31A, AI-32A, AO-31A устанавливаются в каркас, который может содержать от 5 до 27 модулей. По внутренней магистрали каркаса разведены линии интерфейса RS-485, линии питания и заземления. Модули AI-31A, AI-32A, AO-31A выполнены в виде многослойных печатных плат размером 140 х 110 мм с закрепленными на них металлическими крышками - экранами. На лицевой стороне модулей находится металлическая планка, на которую выведены элементы индикации, пользовательский разъем, винты крепления модуля к корпусу каркаса и ручки для удобства извлечения его из каркаса. На задней части модулей находится системный разъем, с помощью которого модуль подключается к магистрали каркаса.
Модули содержат три основные части - объектную, системную и интерфейсную. В объектной части расположены входные фильтры модулей ввода аналоговых сигналов, коммутаторы входных каналов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), а также цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) и схемы формирования выходных сигналов для каналов вывода аналоговых сигналов. Основой системной части является микроконтроллер, управляющий работой АЦП, ЦАП и входных коммутаторов, обеспечивающий связь модуля с ЦПУ, самодиагностику модуля, системную индикацию и ряд других функций. Интерфейсная часть содержит формирователи интерфейса RS-485, а также элементы согласования и защиты линии.
Внешний вид модулей представлен на рисунках с 1 по 4.
Модули серии DCS-2000 обеспечивают:
- восприятие и обработку измерительной информации, представленной сигналами силы и напряжения постоянного тока, тензодатчиков мостового типа, сопротивления постоянному току и их преобразование к цифровому виду;
- преобразование кодированных дискретных электрических сигналов в аналоговые сигналы силы постоянного тока;
- обмен информацией с ЦПУ по интерфейсу RS-485;
- взрывозащиту «искробезопасная электрическая цепь i» с маркировкой [Exib]IIC X (взрывозащищенные модификации модулей AI-10, AI-11, AI-12, CTF-11 и AI-19).
Программное обеспечение
Модули снабжены встроенным программным обеспечением (ВПО), которое устанавливается на заводе-изготовителе и хранится в энергонезависимой памяти модулей. ВПО состоит из исполняемого кода и калибровочных таблиц. Исполняемый код ВПО не может быть изменен через интерфейс пользователя RS-485 (уровень защиты «высокий» по Р.50.2.077-2014).
ВПО снабжено 2-байтовой контрольной суммой (CRC). В случае ошибочной записи ВПО в энергонезависимую память модуля возникает несовпадение CRC, исполняемый код не запускается на выполнение.
Метрологические характеристики модулей, приведенные в таблице 2, оценены с учетом влияния на них встроенного программного обеспечения.
Для конфигурации модулей, их настройки, тестирования, поверки или калибровки используется прикладное программное обеспечение (ППО) - пакет прикладных программ тестирования контроллеров ЭК-2000, DCS-2000 и DCS-2001, устанавливаемое на персональный компьютер.
ППО позволяет выполнять:
- изменение коэффициентов программной фильтрации входного сигнала;
- отображение считанного из модуля цифрового кода, который является результатом измерений в каналах ввода аналоговых сигналов;
- запись в модуль кода, задающего уровень аналогового сигнала в каналах вывода модуля;
- отображение считанных из модуля идентификационных данных ВПО;
- отображение настроек и параметров качества связи по каналам RS-485;
- программную настройку модуля при помощи калибровочных таблиц с записью калибровочных коэффициентов в энергонезависимую память модуля.
ППО «Пакет прикладных программ тестирования контроллеров ЭК-2000, DCS-2000 и DCS-2001» не дает доступа к исполняемому коду ВПО модулей и не позволяет вносить в него изменения. Возможность при помощи ППО вносить изменения в калибровочные таблицы ВПО (программная настройка) защищена паролем. Доступ к калибровочным таблицам защищен паролем (уровень защиты «средний» по Р.50.2.077-2014).
Номера версий и идентификационное наименование ПО модулей и ППО приведены в таблице 1.
а
д
►S' 43
a s 2
н-1 | о ■ 03
°? а
х я S
Г\1 аэ
д
й
о
Д
н
Д
со _
р р р
§ Iс
о з
Я й О ?
<т>
д
н
к
н
РЭ
04
и
д
с
РЭ
S в*
„ J-н ~ °
= ы а> о 2
►2 о Д д <т>
43 2 Н Д 43
Я д S
О Е f
w Sc ?
„ - о w щ
о РЭ Д О) й4
S' С 43
§ *Н а> о
д «
о й я S
Я рэ рэ -р 43 X С i
X
5 £ Щ В
я
Д
Управляющая программа для модуля AI-10
^ X о а о %
00 П>
° > О Рн 00
Управляющая программа для модуля AI-11
^ X ^ Д %
^ о
>
Управляющая программа для модуля AI-12
ю S
Д д
О U °
, о>
£ > о 1-4
Управляющая программа для модуля AI-19
^ д
VO д w % О а>
vo >
OJ £_,
OJ д
^ д
■£■ *
-(^ а>
Управляющая программа для модуля AI-31А
>
Я
о
X
о
2
о
43
со
<т>
43
О
Д
Д
oj а ю ы
ю о
Управляющая программа для модуля AI-32A
ю >
U) lL
ю
со
д
рэ
Л
а>
Д
д
<т>
Управляющая программа для модуля AI-17
<i > Ю Рн
Lt\
^1 я
8|5
OJ д
а Д
К) ^
OJ п>
Управляющая программа для модуля АО-11
Управляющая программа для модуля А0-31А
^ Д
^ Д
К) %
OJ OI
ц: о
ю Н
U) Ч
Управляющая программа для модуля CTF-11
лист № 5 всего листов 10
11110 «Пакет прикладных программ тестирования контроллеров ЭК-2000, DCS-2000 и DCS-2001»
U)
ю
b
о>
Технические характеристики
Модули серии DCS-2000 имеют модификации, которые различаются диапазонами входных сигналов, пределами допускаемой основной погрешности, рабочими условиями применения, напряжением питания и т. д.
Основные метрологические характеристики модулей с учетом модификаций приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Модуль (модификация) | Сигналы | Пределы допускаемой основной приведённой от диапазона измерений погрешности преобразования | Пределы допускаемой дополнительной приведённой погрешности от изменения температуры окр. среды |
| на входе | на выходе |
| модули ввода аналоговых сигналов |
| AI-10-00.xx AI-10-01.xx все модификации модуля AI-10 | от 40 до 90 Ом от 80 до 180 Ом 1 канал от 0 до 20 мВ 4 канала | от 0 до 4095 ед. кода от 0 до 4095 ед. кода | ± 0,2 % | ± 0,1 %/10 °С |
| AI-11-00.xx, AI-11-01.xx, AI-11-04.xx, AI-11-05.xx AI-11-02.xx, AI-11-03.xx, AI-11-06.xx, AI-11-07.xx | от 40 до 90 Ом от 80 до 180 Ом 4 канала | от 0 до 4095 ед. кода | ± 0,3 % | ± 0,1 %/10 °С |
| с AI-12-00.xx по AI-12-04.xx, с AI-12-20.xx по AI-12-24.xx с AI-12-05.xx по AI-12-09.xx, с AI-12-25.xx по AI-12-29.xx с AI-12-10.00 по AI-12-14.00, с AI-12-10.01 по AI-12-14.01 | от 4 до 20 мА от 0 до 5 мА от 0 до 20 мА 4 канала | от 0 до 4095 ед. кода | ± 0,3 % ± 0,3 % ± 0,2 % | ± 0,1 %/10 °С ± 0,1 %/10 °С ± 0,1 %/10 °С |
| Модуль | Сигналы | Пределы | Пределы |
| (модификация) | | | допускаемой | допускаемой |
| | | | основной | дополнительной приведённой погрешности от изменения температуры окр. среды |
| | на входе | на выходе | приведённой от диапазона измерений погрешности преобразования |
| модули ввода аналоговых сигналов |
| с AI-12-10.02 | от 0 до 20 мА | | ± 0,1 % | ± 0,05 %/10 °С |
| по AI-12-14.02, | | | | |
| с AI-12-31.00 | | | | |
| по AI-12-35.00 | | от 0 | | |
| с AI-12-15.xx | от 0 до 5 мА | до 4095 | ± 0,2 % | ± 0,1 %/10 °С |
| по AI-12-19.xx | | ед. кода | | |
| AI-12-30.00, | от 0 до 10 В | | ± 0,2 % | ± 0,1 %/10 °С |
| AI-12-30.01 | 4 канала | | | |
| AI-19-00.xx | от 40 до 90 Ом | от 0 | | |
| AI-19-01.xx | от 80 до 180 Ом 4 канала | до 4095 ед. кода | ± 0,2 % | ± 0,1 %/10 °С |
| AI-31A | от 40 до 90 Ом | | ± 0,2 % | |
| AI-31A-01 | от 80 до 180 Ом | | | |
| AI-31A-02 | от 40 до 90 Ом | | ± 0,1 % | |
| AI-31A-03 | от 80 до 180 Ом | от 0 | | |
| AI-31A-04 | от 40 до 90 Ом или от 80 до 180 Ом | до 4095 ед. кода | ± 0,2 % | ± 0,1 %/10 °С |
| AI-31A-05 | от 40 до 90 Ом или от 80 до 180 Ом 6 каналов | | ± 0,1 % | |
| AI-32A, | | | ± 0,1 % | |
| AI-32A-02 | от 0 до 20,48 мА 12 каналов | от 0 | | |
| AI-32A-01, | до 16383 ед. кода | ± 0,05 % | ± 0,05 %/10 °С |
| AI-32A-03 | | | | |
| AI-17 | от 45 до 67 Ом 3 канала | от 0 до 16383 ед. кода | ± 0,05 % | ± 0,025 %/10 °С |
| Модуль (модификация) | Сигналы | Пределы допускаемой основной приведённой от диапазона измерений погрешности преобразования | Пределы допускаемой дополнительной приведённой погрешности от изменения температуры окр. среды |
| на входе | на выходе |
| модули вывода аналоговых сигналов |
| AO-11, AO-11-01 AO-11-02, AO-11-03 | от 0 до 4095 ед. кода | от 0 до 20 мА от 0 до 10 В 2 канала | ± 0,15 % | ± 0,07 %/10 °С |
| AO-31A AO-31A-01 | от 0 до 4095 ед. кода | от 0 до 20 мА и от 0 до 10 В 2 канала | ± 0,15 % ± 0,1 % | ± 0,07 %/10 °С |
| модуль сопряжения с тензодатчиками |
| все модификации модуля CTF-11 | диапазон 0.20 мВ напряжение питания датчика 10 В 1 канал | 10, 12 или 16 бит | ± 0,1 % | ± 0,05 %/10 °С |
Измерительные каналы модулей изолированы от цепей питания и интерфейса передачи данных.
Рабочие условия применения: температура окружающего воздуха, °С для модификаций модулей CTF-11-xx, AI-32A-02,
AI-32A-03
от 0 до плюс 60; от минус 25 до плюс 60; до 85 при температуре 25 °С; от 84 до 107;
для остальных модулей относительная влажность воздуха, % атмосферное давление, кПа напряжение питания, В
для модификаций модулей AI-10-xx.xx, AI-11-xx.xx, с AI-12-00.xx по AI-12-30.xx,
CTF-11-xx, AO-11-xx,
AI-19-xx.01 +25 ± 2%;
для модификаций модулей с AI-12-32.00 по AI-12-35.00 +24 ± 10%; для остальных модулей от 18 до 36;
ток, потребляемый модулем, мА от 70 до 215
(в зависимости от типа; при напряжении источника питания 24 В)
Г абаритные размеры модуля, мм, не более
для всех модификаций модулей AI-10, AI-11, AI-12, CTF-11,
AO-11, AI-19, AI-17 для всех модификаций модулей AI-31A, AI-32A, AO-31A Масса модуля, кг, не более
114 х 104 х 30; 170 х 130 х 30.
0,2;
0,3.
для всех модификаций модулей AI-10, AI-11, AI-12, CTF-11,
AO-11, AI-19, AI-17 для всех модификаций модулей AI-31A, AI-32A, AO-31A
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на модули серии DCS-2000 методом наклейки или шелкографии; на титульные листы эксплуатационной документации типографским способом.
Комплектность
- модули серии DCS-2000 (согласно спецификации заказа);
- руководства по эксплуатации на модули серии DCS-2000;
- паспорта на модули;
- методика поверки АЛГВ.420609.019 И1.
Поверка
осуществляется по документу АЛГВ.420609.019 И1 «Модули серии DCS-2000. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 14.01.2015 г.
Перечень основного оборудования для поверки:
- калибратор универсальный Н4-7:
воспроизведение напряжения постоянного тока: ±(0,002 % U + 0,00015 % Un); воспроизведение силы постоянного тока: ±(0,004 % I + 0,0004 % !П);
- мультиметр цифровой Fluke 8845А:
погрешность измерения напряжения постоянного тока: ±(0,0035 U +0,0005 иП);
- мера электрического сопротивления P3030, 100 Ом кл. 0,002;
- магазин сопротивлений Р327 кл.т. 0,01.
Примечания:
!П, иП - верхние пределы диапазона воспроизведения тока I или напряжения U калибратора;
иП - верхний предел диапазона измерений напряжения U мультиметра.
Сведения о методах измерений
Методы измерений изложены в руководствах по эксплуатации на модули.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к модулям серии DCS-2000
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия;
АЛГВ.420609.019 ТУ Модули серии DCS-2000. Технические условия; АЛГВ.420609.014 ТУ Модули серии DCS-2000 взрывозащищенные. Технические
условия.
Рекомендации к применению
- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
