Назначение
Приборы показывающие «СТАЛЬ - 4» предназначены для измерений сигналов напряжения постоянного тока (от термопар, от датчиков активности кислорода) и измерительных преобразований результатов измерения в сигналы силы постоянного тока.
Описание
Прибор показывающий «СТАЛЬ - 4» (далее - прибор) предназначен для определения параметров жидкого металла (температуры, содержания кислорода, прогнозируемого содержания углерода). Прибор может работать в комплекте с табло и использоваться как в составе АСУ ТП, так и самостоятельно в отраслях, связанных с выплавкой металла и других отраслях для проведения высокотемпературных измерений.
Прибор выполнен в прямоугольном корпусе и предназначен для утопленного щитового монтажа. Общий вид прибора приведен на рисунке 1.
На передней панели расположены элементы индикации и управления:
- шестнадцать семисегментных индикаторов (четыре строки по четыре индикатора);
- индикатор исправности источника питания <«+»;
- индикатор исправности цепи подключения табло «ТАБЛО»;
- тумблер «СЕТЬ»;
- клавиатура с надписями: «• », « ■ », «• », «• », «• », «• ».
На шасси установлены печатная плата, включающая узел управления; аналогоцифровые преобразователи; блок питания с трансформатором и выходные реле; плата клавиатуры и индикации.
На задней стенке расположены разъемы для внешних подключений; зажим «Земля»; держатель со вставкой плавкой.
Результаты измерений выводятся на табло прибора и на выносное табло (при работе в комплекте с табло):
- при измерении температуры - в градусах Цельсия;
- при измерении э.д.с. датчика активности кислорода - в милливольтах;
- при вычислении активности кислорода - в миллионных долях.
Приборы выполняют следующие функции:
- измерение и вычисление параметров расплавов;
- вывод на табло прибора (выносное табло) измеренных и вычисленных значений в цифровой форме;
- сохранение измеренных и рассчитанных параметров во внутренней энергонезависимой памяти;
- преобразование результатов измерений в выходной непрерывный сигнал тока, с диапазоном изменения от 4 до 20 мА, по ГОСТ 26 011-80;
- двусторонний обмен информации с внешними устройствами с помощью интерфейса RS-232 или RS-485;
- одностороннюю передачу информации по интерфейсу ИРПС;
- управление внешними устройствами.
Лицевая сторона
Место нанесения
вид сзади
пломбы
Рисунок 1 - Общий вид прибора
Программное обеспечение
Метрологически значимое программное обеспечение (ПО) жёстко зашито в микропроцессоре прибора и недоступно пользователю, после записи рабочей программы становится невозможно прочитать или изменить какую-либо часть программы. Это выполняется только с помощью специализированных программаторов и программ в условиях завода-изготовителя приборов.
Программа верхнего уровня, идущая в комплекте с прибором, предназначена исключительно для считывания и последующей распечатки результатов измерения. Рабочая программа прибора не предусматривает изменение каких-либо параметров настройки прибора по интерфейсу. Никакой математической обработки в программе верхнего уровня по результатам измерения не предусмотрено.
Для защиты от несанкционированных изменений параметров прибора с встроенной клавиатуры предусмотрен пароль пользователя.
При включении прибора в течение 4 с на индикаторной панели высвечивается текущая версия программного обеспечения микроконтроллера и дата её создания.
Идентификационные данные метрологически значимого ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные метрологически значимого ПО
Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии ПО | Цифровой идентификатор ПО | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора |
Steel 1.0 | СТАЛЬ 4 | 3.0 | не используется | не используется |
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «А» по МИ 3286-2010.
Защита прибора от преднамеренного изменения ПО через внутренний интерфейс (вскрытие прибора) обеспечивается нанесением пломбы на корпус прибора (см. рисунок 1).
Технические характеристики
Метрологические характеристики приборов приведены в таблицах 2, 3.
Таблица 2 - Входные сигналы и пределы измерений
Тип датчика, входной сигнал | Диапазоны измерений (диапазон изменения входного сигнала) |
Сигналы от термопар по ГОСТ Р 8.585-2001 |
ТВР (А-1) | от 1500 до 2200 °С (от 23,311 до 31,142 мВ) |
ТПП (S) | от 1100 до 1700 °С (от 10,757 до 17,947 мВ) |
ТПР (В) | от 1300 до 1800 °С (от 7,848 до 13,591 мВ) |
ТПП (R) | от 1250 до 1750 °С (от 13,926 до 20,877 мВ) |
Сигналы от датчиков ЭДС активности кислорода |
ДОС-05 с чувствительным элементом Zircomex | от минус 300 до 500 мВ |
Celox с электродом сравнения на основе хрома |
Сигналы от датчиков содержания углерода (сигналы от термопар типа ТПП (S) |
ДСУ-99 | от 0 до 9,999 % |
Приборы осуществляют преобразование измеряемых температур (ЭДС датчика окис-ленности) в выходной токовый сигнал с диапазоном изменения от 4 до 20 мА, сопротивление нагрузки не более 500 Ом.
Номинальная статическая характеристика преобразования определяется формулой (1).
Y - YH
Ye - YH
x 16 + 4,
(1)
где I - текущее значение информативного параметра выходного сигнала, мА (информативный параметр сигнала - это среднее значение тока за время не менее 20 мс);
Y - текущий результат измерений, ° С, мВ;
Ун, Yb -нижний и верхний пределы диапазона измерений, ° С, мВ.
Пределы допускаемой основной погрешности соответствуют приведенным в таблице 3.
Таблица 3
Погрешность | Пределы допускаемой основной погрешности, % |
приведенная | относительная |
Измерения | сигналов от термопар | ± 0,5 | _ |
сигналов (э.д.с.) от датчиков активности кислорода |
Вычисления | активности кислорода | _ | ± 2,5 |
Преобразования | сигналов от термопар | ± 0,6 | _ |
сигналов (э.д.с.) от датчиков активности кислорода |
За нормирующее значение для приведенной погрешности измерения (преобразования)
принимают разность верхнего и нижнего предельных значений диапазона измерений (изменений выходного сигнала).
Входное сопротивление приборов не менее 500 кОм.
Пределы дополнительной погрешности измерения (преобразования), вызванной изменением температуры окружающего воздуха от (20 ± 2) °С до температуры в пределах от 5 до 50 °С, равны половине абсолютного значения пределов допускаемой основной погрешности измерения (преобразования) на каждые 10 °С.
Приборы обеспечивают вывод информации на табло по интерфейсу ИРПС и обмен информацией с персональным компьютером по интерфейсам RS-232 или RS-485 по протоколу MODBUS со скоростью, выбираемой из ряда: 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 57600 бит/с.
Напряжение питания приборов и табло осуществляется от сети переменного однофазного тока напряжением (220 ± 44) В, частотой (50 ± 1) Гц.
Мощность, потребляемая прибором, не превышает 25 В •А, табло - 15 В •А.
Масса приборов не превышает 7 кг, табло - 4 кг.
Степень защиты приборов по ГОСТ 14254-96 - IP40, табло - IP50.
Средний срок службы приборов не менее 10 лет.
Рабочие условия применения:
- температура окружающего воздуха от 5 до + 50 °С;
- относительная влажность не более 80 % при 35 °С и более низких температурах без конденсации влаги;
- атмосферное давление от 86 до 106,7 кПа;
- внешнее переменное магнитное поле частотой 50 Гц и напряженностью до 40 А/м;
- температура транспортирования от минус 20 до + 60 °С.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится методом термотрансфертной печати на паспортную табличку, укрепленную на крышке прибора, и на титульные листы эксплуатационной документации типографским способом.
Комплектность
Прибор показывающий СТАЛЬ - 4 | 1 шт. |
Руководство по эксплуатации | 1 шт. |
Паспорт | 1 шт. |
Диск с пакетом программ | 1 шт. |
Крышка | 1 шт. |
Розетка РП14-30Л | 1 шт. |
Для RS232: Розетка DB-09F | 1 шт. |
Для RS485: Вилка DB-09M | 1 шт. |
Кожух PHD-09G1 | 1 шт. |
Колодка PC-4/5-ST-7,62 | 2 шт. |
Вставка плавкая ВПТ6-7В | 1 шт. |
Ключ | 1 шт. |
Поверка
осуществляется в соответствии с разделом 3 «Методы и средства поверки» Руководства по эксплуатации 3.035.004 РЭ, утверждённым ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» 21.02.2012 г.
Перечень основных средств поверки приведён в таблице 4.
Таблица 4 - Основные средства поверки
Средство измерения | Тип | Основные характеристики |
Компаратор напряжения | Р3003М-1 | 0 - 1 В, Л= ± 5,0 мкВ; |
Цифровой вольтметр | Щ31 | 0 - 10 мВ, класс точности 0,02; 0 - 1 В, класс точности 0,01/ 0,02; 0 - 10 В, класс точности 0,005/ 0,01. |
Сведения о методах измерений
Метод измерений приведён в руководстве по эксплуатации 3.035.004 РЭ.
Нормативные документы
ГОСТ 26.011-80 | Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные |
ГОСТ Р 52931-2008 | Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия. |
ГОСТ Р 8.585-2001 | Термопары. Номинальные статические характеристики преобра- |
зования
ТУ 311-00226253.054-96 Приборы показывающие «СТАЛЬ - 4». Технические условия
Рекомендации к применению
- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта;
- выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям;