Назначение
Модули измерительные функциональные ЭЦ-АС (далее - модули или ЭЦ-АС) предназначены для измерений постоянного и переменного электрического напряжения, угла сдвига фаз между напряжениями.
Описание
ЭЦ-АС выполняют функцию сбора аналоговой информации от объектов контроля, ее обработку и передачу в вышестоящие устройства систем диагностики технических средств электрической централизации (СДТС-ЭЦ). В результате ЭЦ-АС обеспечивает измерение постоянного напряжения без учета знака, среднеквадратического значения переменного напряжения (частотой 25, 50, 75 Гц), амплитудно-манипулированного напряжения в тональных рельсовых цепях в одном из заданных диапазонов, а также угла сдвига фаз между напряжениями в фазочувствительных рельсовых цепях (модуль ЭЦ-АС-150-400).
Принцип действия ЭЦ-АС заключается в преобразовании входного напряжения в цифровой код, который обрабатывается микроконтроллером. Напряжение с измерительных каналов подается на соответствующий аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Микроконтроллер периодически запускает преобразования в этих АЦП с одновременным считыванием из них цифрового кода, соответствующего напряжению. Цифровой код передается в микроконтроллер. Микроконтроллер обрабатывает код, поступивший от АЦП, и вычисляет напряжение. Точность измерений обеспечивается прецизионными элементами, применяемыми в схеме, на основе которых работает АЦП.
Модули ЭЦ-АС являются частью системы СДТС-ЭЦ, но могут работать самостоятельно (независимо от других технических средств).
Модули ЭЦ-АС имеют разные варианты исполнения, отличающиеся диапазоном измеряемого напряжения.
Светодиодные индикаторы предназначены для индикации состояния модулей.
Интерфейс CAN обеспечивает взаимодействие модулей с вышестоящими устройствами СДТС-ЭЦ, обеспечивает формирование пакета данных в соответствии с требованиями стандарта интерфейса CAN под управлением микроконтроллера.
По конструктивному исполнению ЭЦ-АС являются 4-канальными, законченными устройствами, выполненными в индивидуальных пластиковых корпусах, устанавливаемых посредством адаптера на монтажную рейку ТН35-7,5 или ТН35-15 (DIN-рейку) в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60715-2003.
ЭЦ-АС выпускаются в следующих модификациях: ЭЦ-АС-0,3, ЭЦ-АС-1,5, ЭЦ-АС-6, ЭЦ-АС-30, ЭЦ-АС-150, ЭЦ-АС-400, ЭЦ-АС-150-400, которые отличаются диапазонами измерений напряжения.
Общий вид модулей и схема пломбировки представлены на рисунке 1.
Программное обеспечение
Работа модулей осуществляется под управлением встроенного программного обеспечения (ПО), которое отдельно от ЭЦ-АС не функционирует. Встроенное ПО вычисляет непосредственный результат измерений. При этом аппаратная и программная части модулей, работая совместно, обеспечивают заявленные точности результатов измерений.
Встроенное ПО каждого экземпляра измерителя содержит расчетную формулу. ПО ЭЦ-АС, кроме того, содержит коэффициенты, учитывающие конструктивные особенности измерителей. С помощью этих коэффициентов осуществляется преобразование (в числовую форму) мгновенных значений измеряемого напряжения, поступающих с аналого-цифрового преобразователя.
Программное обеспечение ЭЦ-АС в исходных кодах разделено на две части: интерфейсную и метрологически значимую части ПО. В качестве идентификационных признаков каждой из частей используется номер версии. Интерфейсная часть обеспечивает оптимизацию протокола передачи данных и может корректироваться в процессе производства. Внесение изменений в метрологически значимую часть ПО не допускается.
Рабочая программа указанных модулей компилируется в файл прошивки путем объединения интерфейсной и метрологически значимой частей ПО с использованием системы контроля версий CVS.
Файл прошивки ПО ЭЦ-АС защищается от несанкционированного доступа с помощью симметричного алгоритма блочного шифрования AES. Вследствие этого модификация ПО ЭЦ-АС невозможна.
ПО содержится в энергонезависимой памяти модулей, что исключает потерю информации при перерывах в электропитании.
Результаты измерений, полученные ЭЦ-АС, инкапсулируются в пакет данных для передачи, который защищается с помощью циклического кода с контрольной суммой CRC-16, контролируемой при приеме пакета данных.
ПО и результаты измерений защищены от несанкционированного доступа механическим пломбированием корпуса ЭЦ-АС с помощью пломбы производителя, исключающей возможность доступа к печатной плате ЭЦ-АС без нарушения пломбы, наносимой при выпуске ЭЦ-АС из производства (рисунок 1).
Уровень защиты программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 1 - Наименование и идентификационные данные ПО
| Идентификационные признаки | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | ЭЦ-АС |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.0 |
| Файл, содержащий метрологически значимую часть ПО | ec_ac_v1_4_f1_prod.hex |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений постоянного электрического напряжения, В -ЭЦ-АС -0,3 -ЭЦ-АС-1,5 -ЭЦ-АС-6 -ЭЦ-АС-30 -ЭЦ-АС-150 -ЭЦ-АС-400 -ЭЦ-АС-150-400 | от 0,03 до 0,30 от 0,04 до 1,50 от 0,2 до 6,0 от 1,0 до 30,0 от 5 до 150 от 40 до 400 от 5 до 150 (1-3 каналы) от 40 до 400 (4 канал) |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений постоянного электрического напряжения, % | ±1,5 |
| Диапазон измерений действующего значения переменного электрического напряжения на частотах 25, 50, 75 Гц, В -ЭЦ-АС -0,3 -ЭЦ-АС-1,5 -ЭЦ-АС-6 -ЭЦ-АС-30 -ЭЦ-АС-150 -ЭЦ-АС-400 -ЭЦ-АС-150-400 | от 0,02 до 0,20 от 0,02 до 1,05 от 0,14 до 4,20 от 0,7 до 21,0 от 3,5 до 105,0 от 28 до 280 от 3,5 до 105,0 (1-3 каналы) от 28 до 280 (4 канал) |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении действующего значения переменного напряжения частотой 25, 50, 75 Гц, % | ±2,5 |
| Диапазон измерения переменного электрического напряжения частотой 420, 480, 580, 720, 780, 4545, 5000, 5555 Гц, манипулированное меандром частотой 8 или 12 Гц, В -ЭЦ-АС -0,3 -ЭЦ-АС-1,5 -ЭЦ-АС-6 -ЭЦ-АС-30 -ЭЦ-АС-150 -ЭЦ-АС-400 -ЭЦ-АС-150-400 | от 0,02 до 0,20 от 0,02 до 1,05 от 0,14 до 4,20 от 0,7 до 21,0 от 3,5 до 105,0 от 28 до 280 от 3,5 до 105,0 (1-3 каналы) от 28 до 105 (4 канал) |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении амплитудно-манипулированного напряжения переменного тока несущей частоты из ряда (420±2, 480±2, 580±3, 720±4, 780±4, 4545±10 Гц, 5000±10 Гц, 5555±10) Гц с частотой манипуляции из ряда (8±0,05, 12±0,05) Гц, % | ±5 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений угла сдвига фаз между напряжениями, ° | от 0 до +180 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении угла сдвига фаз между напряжениями, ° | ±1 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Скорость передачи данных в линии связи CAN, кбит/с | 250 |
| Количество измерительных каналов модуля | 4 |
| Допустимая длина провода для подключения объектов контроля к входам, м, не более | 9 |
| Напряжение питания, В | от 16,0 до 28,8 |
| Потребляемая мощность при номинальном напряжении питания, Вт, не более | 2 |
| Габаритные размеры (длинахширинахвысота), мм, не более | 188 х28 х100 |
| Масса, кг, не более | 0,25 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха при 25 °C, %, не более | от +1 до +50 80 |
| Степень защиты по ГОСТ Р 14254-96 | IP20 |
| Класс устойчивости и прочности в условиях воздействия климатически факторов по ОСТ 32.146 | К1 |
| Класс устойчивости и прочности в условиях воздействия механических нагрузок по ОСТ 32.146 | МС2 |
| Средний срок службы, лет | 15 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 10000 |
Знак утверждения типа
наносится на табличку методом термопечати, а также печатным способом в этикетках модулей. Комплектность средства измерений
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Модуль измерительный функциональный | ЭЦ-АС | 1 шт. |
| Этикетка | ИН7.250.600 ЭТ | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | 59282442.49006.001 -01-РЭ | 1 экз. |
| Методика поверки | 59282442.49006.001-03-МП | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу 59282442.49006.001-03-МП «Модули измерительные функциональные ЭЦ-АС. Методика поверки», утвержденному ФБУ «УРАЛТЕСТ» 27.06.2017 г.
Основные средства поверки:
- калибратор универсальный 9100, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 25985-03;
- калибратор-вольтметр универсальный Н4-12, регистрационный № 37463-08;
- установка поверочная универсальная «УППУ-МЭ», регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 57346-14.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на этикетку или на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 8.027-2001 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы
ГОСТ Р 8.648-2015 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений
2 9
переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 110 до 2 10 Гц
ТУ 3185-020-59282442-2012 Модуль функциональный системы диагностики технических средств электрической централизации СДТС-ЭЦ. Технические условия
71713-18: Методика поверки 59282442.49006.001-03-МПСкачать3.4 Мб