Система автоматизированная информационно-измерительная ИС-15-1
- ПАО "НПО "Сатурн", г.Рыбинск
- ГОСРЕЕСТР СИ РФ:93837-24
Назначение
Система автоматизированная информационно-измерительная ИС-15-1 (далее -система) предназначена для измерений основных параметров при стендовых испытаниях газотурбинных двигателей: силы от тяги, частоты вращения роторов, массового расхода топлива, температуры составных частей оборудования, газовых сред и технологических жидкостей, давления газовых сред и технологических жидкостей, напряжения постоянного тока и силы постоянного тока.
Описание
Принцип действия системы основан на измерении параметров газотурбинного двигателя (ГДК) датчиками физических величин, преобразовании измеренных значений в электрические сигналы, с последующим преобразованием в цифровой код, и дальнейшей передачей в персональные компьютеры (ПК) для визуализации, математической обработки и контроля.
Система имеет модульную конструкцию, включающую в себя датчики, кондиционеры сигнала, аналого-цифровые преобразователи и цифровую аппаратуру верхнего уровня (ВУ).
Измерительные каналы (ИК) системы состоят из первичной части, включающей в себя первичные измерительные преобразователи (ПИП), и вторичной части измерительного канала (ВИК). Первичная и вторичная части системы соединяются проводными линиями связи. Часть ИК не содержит ПИП, которые поставляются в составе испытываемого двигателя и подсоединяются к системе только на период испытаний.
Функционально система состоит из 7-и модулей, включающих в себя соответствующие измерительные каналы (ИК):
- модуль измерений силы от тяги (МИС) - предназначен для измерений силы от тяги ГТД;
- модуль измерений массового расхода топлива (МИРТ) - предназначен для прямых измерений массового расхода жидкого топлива;
- модуль измерений давления газа (воздуха) и жидкостей (МИД) - предназначен для измерений давления газовых сред и технологических жидкостей;
- модуль измерений температур газа (воздуха), жидкостей (МИТ) - предназначен для измерений температуры составных частей оборудования, газовых сред и технологических жидкостей;
- модуль измерений частоты вращения роторов (МИЧВР) - предназначен для измерений частоты вращения роторов;
- модуль измерения телеметрических сигналов - предназначен для измерений телеметрических сигналов, поступающих с ПВК СЭРД;
- модуль измерения вибрации - предназначен для измерений силы постоянного тока, поступающей от стендовой виброаппаратуры.
Измерительные модули включают в себя различное число ИК, предназначенных для измерения аналоговых сигналов и физических величин непосредственно с испытуемого авиационного двигателя, а также дискретных сигналов. Максимальное суммарное количество ИК по всем измерительным модулям не более 418.
1. Первичные измерительные преобразователи (ПИП), обеспечивающие преобразование значений измеряемых параметров в электрические сигналы:
- датчики давления Метран-100, модификации -ДД, -ДА, -ДИ, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений 22235-08, (далее - рег. №);
- датчики давления Метран-150, модификация -CD, рег. № 32854-13;
- преобразователи давления PC-28, рег. № 79947-20;
- датчики силоизмерительные тензорезисторные ТВС2, модификация -04.
- счетчики-расходомеры массовые Micro Motion, с сенсором CMF025 и преобразователем 3500, рег. № 45115-16;
- термопреобразователи ТХК (L) с ИСХ
2. Вторичная часть ИК (ВИК) системы, состоящая из:
- комплекс измерительно-вычислительный ИВК-15-1, рег. № 36704-08;
- частотомеры-счетчики импульсов модульные NI, модификация PXI-6608, рег. № 59749-15;
- преобразователи напряжения измерительные аналого-цифровые и
цифро-аналоговые модульные NI, модификации PXI-6232 и PXI-6289, рег. № 61938-15;
- термопарная станция EX1048;
- нормализаторы FL157A;
- нормализаторы ADAM-3014.
Измерительная информация обрабатывается в рабочих станция Kraftway Credo KW15 из состава АРМ №1 и АРМ №2.
Заводской номер 1 в виде цифрового обозначения, который однозначно идентифицирует систему, указывается в руководстве по эксплуатации системы и на шкафе приборном в соответствии с рисунком 1.
Общий вид системы приведен на рисунке 1.
Защита от несанкционированного доступа к системе предусмотрена в виде специальных замков на дверях электротехнических шкафов, запираемых ключами.
Система записи
Шкафы приборные
ССД
Место нанесения заводского номера и знака утверждения типа
Сервер
АРМ №1
АРМ №2
Рисунок 1 - Общий вид системы
Пломбирование шкафов системы и нанесение знака поверки на корпус не предусмотрено.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) системы делится на 3 основных категории: Измерительное ПО, Системное ПО и Клиентское ПО
К измерительному ПО относятся программы, взаимодействующие с измерительной аппаратурой и занимающиеся обменом информацией между компонентами станции сбора данных (ССД) и другими ПК в сети, а также программы для обслуживания рабочих сессий.
Системное ПО - приложения, обеспечивающие работу сервера сбора данных, осуществляющие прием информации с измерительного ПО ССД, обработку этой информации, сохранение данных на жесткие диски и синхронизацию по времени всех процессов в системе.
Клиентское ПО позволяет настраивать режимы работы измерительных компонентов системы, выбирать количество и тип ИК, просматривать измеряемый сигнал в реальном масштабе времени в различном представлении (графики, пиктограммы или цифровые значения), производить архивацию данных, а также выполнять калибровки и поверку ИК.
Используемое ПО не вносит дополнительных погрешностей в результаты измерений, метрологические характеристики ИК нормированы с учетом влияния ПО.
Используемое ПО защищено паролями, с заданной периодичностью выполняется резервное копирование файлов данных. Программный ключ защиты исполняемых файлов и файлов данных поставляется на внешней съемной флэш-памяти.
Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значения | ||
| Идентификационное наименование ПО | ССД Термостанции | StendServer | pMetrology |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.2.5 | 1.21.1.118 | 1.9.5.0 |
| Цифровой идентификатор ПО | 6C47A112 | 30CC0B29 | BF762927 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC32 | CRC32 | CRC32 |
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики системы приведены в таблицах 2, 3.
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Измеряемая величина | Диапазон измерений | Состав ИК | Характеристики погрешности ИК | ||
| ПИП | ВИК, характеристики погрешности | ||||
| Тип, характеристики погрешности | Выходной сигнал | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Сила от тяги двигателя | от 0 до 400 кгс | ТВС2-04 Yп.вп = ±0,15 % | U | EX1048 => АРМ Yди = ±0,06 % | Yди = ±0,3 % в диапазоне от 0 до 0,5^Rmax; 6 = ±0,3% в диапазоне от 0,5^Rmax до 1,(PRmiax |
| Частота переменного тока, соответствующая значениям частоты вращения роторов | от 300 до 4000 Гц | - | - | FL157A => PXI-6608 => АРМ 6 = ±0,1% | 6 = ±0,1% |
| Массовый расход топлива | от 9 до 600 кг/ч | Micro Motion «ELITE» сенсор CMF025 c преобразователем 3500 6 = ±0,1% | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102С => PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,1 % | Yди = ±0,3 % в диапазоне от 9 до 200 кг/ч 6 = ±0,3% в диапазоне от 200 до 600 кг/ч |
| Термодинамическая температура воздуха на входе в изделие при испытании с наддувом | от 233,15 до 403,15 К (от -40 до +130 °С) | ТХК (L) ГОСТ Р 8.585-2001 ИСХ Yди = ±0,3 % в диапазоне от 233,15 до 293,15 К (от -40 до +20 °С) 6 = ±0,3 % в диапазоне от 293,15 до 403,15 К (от +20 до +130 °С) | XR(L) мВ по ГОСТ Р 8.585-2001 | EX1048 => АРМ Yди = ±0,02 % | Yди = ±0,3 % в диапазоне от 233,15 до 293,15 К (от -40 до +20 °С) 6 = ±0,3 % в диапазоне от 293,15 до 403,15 К (от +20 до +130 °С) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Перепад между полным давлением воздуха на входе в изделие и атмосферным давлением при работе с наддувом | от 0 до 60 кПа (от 0 до 0,6 кгс/см2) | Метран-100-ДД-1440-63кПа Yп.вп = ±0,15 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C => PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±0,4 % в диапазоне от 0 до 30 кПа 5 = ±0,4% в диапазоне от 30 до 60 кПа |
| Перепад между полным давлением и статическим давлениями в мерном сечении РМК при работе с наддувом | от 0 до 40 кПа (от 0 до 0,4 кгс/см2) | Метран-100-ДД-1430-40кПа Yп.вп = ±0,15 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±0,4 % в диапазоне от 0 до 10 кПа 5 = ±0,4% в диапазоне от 10 до 40 кПа |
| Перепад между статическим давлением в полости подвижного лабиринтного уплотнения РМК и атмосферным давлением при работе с наддувом | от 0 до 60 кПа (от 0 до 0,6 кгс/см2) | Метран-150-CD3-63кПа Yп.вп = ±0,075 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±0,5 % в диапазоне от 0 до 20 кПа 5 = ±0,5% в диапазоне от 20 до 60 кПа |
| Полное давление воздуха за вентилятором в наружном контуре | от 98 до 350 кПа (от 0,98 до 3,5 кгс/см2) | Метран-100-ДА-1050-0,4МПа Yп.вп = ±0,15 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±0,3 % в диапазоне от 98 до 200 кПа 5 = ±0,3% в диапазоне от 200 до 350 кПа |
| Статическое давление воздуха за компрессором | от 0 до 1600 кПа (от 0 до 16 кгс/см2) | Метран-100-ДА-1050- 1,6МПа Yп.вп = ±0,15 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±0,3 % в диапазоне от 0 до 800 кПа 5 = ±0,3% в диапазоне от 800 до 1600 кПа |
| Давление масляно-воздушной смеси, подводимой к подшипнику опоры компрессора | от 0 до 200 кПа (от 0 до 2 кгс/см2) | Метран-100-ДИ-1151 -0,4МПа Yп.вп = ±0,15 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±1% |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Давление масляновоздушной смеси, подводимой к подшипнику опоры турбины | от 0 до 200 кПа (от 0 до 2 кгс/см2) | Метран-100-ДИ-1151 -0,4МПа Yп.вп = ±0,15 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±1% |
| Давление в магистрали подвода воздуха к МВР опоры компрессора | от 0 до 300 кПа (от 0 до 3 кгс/см2) | Метран-100-ДИ-1151 -0,6МПа Yп.вп = ±0,15 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±1% |
| Давление в магистрали подвода воздуха к МВР опоры турбины | от 0 до 300 кПа (от 0 до 3 кгс/см2) | Метран-100-ДИ-1151 -0,6МПа Yп.вп = ±0,15 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±1% |
| Давление топлива на входе в насос-дозатор 4184 | от 0 до 400 кПа (от 0 до 4 кгс/см2) | Метран-100-ДИ-1151 -0,4МПа Yп.вп = ±0,15 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±1% |
| Давление воздуха на раскрутку ротора ТК от стендовой воздушной системы высокого давления | от 0 до 15000 кПа (от 0 до 150 кгс/см2) | Aplisens PC-28/ 0-25МПа Yп.вп = ±0,2 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yвп = ±1,0 % в диапазоне от 0 до 10000 кПа 5 = ±1,0% в диапазоне от 10000 до 15000 кПа |
| Давление воздуха перед воспламенителем в системе подачи воздуха к воспламенителю | от 0 до 1000 кПа (от 0 до 10 кгс/см2) | Метран-100-ДИ-1151 -2,5МПа Yп.вп = ±0,15 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±1% |
| Давление перед системой подачи топлива к воспламенителям | от 0 до 2000 кПа (от 0 до 20 кгс/см2) | Метран-100-ДИ-1151 -2,5МПа Yп.вп = ±0,15 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±1% |
| Перепад давления топлива на гидравлических фильтрах | от 0 до 392,266 кПа (от 0 до 4 кгс/см2) | Метран-100-ДД-1450 -0,4МПа Yп.вп = ±0,15 % | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102C =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±1% |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Напряжение постоянного тока (телеметрические сигналы) | от 0 до 10 В | - | от 0 до 10 В | ADAM-3014=>SCXI-1308 => SCXI-1102С =>PXI-6289 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±0,05 % |
| Сила постоянного тока | от 4 до 20 мА | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102С =>PXI-6232 => АРМ Yди = ±0,05 % | Yди = ±0,05 % | |
| Напряжение постоянного тока, соответствующего значениям температуры газообразных сред, температуры корпусов и деталей ГТД | от -2 до 55 мВ | мВ, соответствующие НСХ ХА (К), XK(L) по ГОСТ Р 8.585-2001 | EX1048 => АРМ | Yвп = ±0,02 % | |
| от 0 до 52,410 мВ | мВ, соответствующие НСХ ХА (К), по ГОСТ Р 8.585-2001 | ||||
| от 0,798 до 16,397 мВ | мВ, соответствующие НСХ ХА (К), по ГОСТ Р 8.585-2001 | Yвп = ±0,07 % | |||
| от 1,290 до 31,492 мВ | мВ, соответствующие НСХ XK(L) по ГОСТ Р 8.585-2001 | Yвп = ±0,04 % | |||
| от 0 до 45,119 мВ | мВ, соответствующие НСХ ХА (К), по ГОСТ Р 8.585-2001 | Yди = ±0,03 % | |||
| Сила постоянного тока, соответствующая значениям вибрации в диапазоне от 0 до 200 мм/с | от 4 до 20 мА | - | от 4 до 20 мА | SCXI-1308 => SCXI-1102С =>PXI-6289 => АРМ | Yди = ±0,05 % |
Примечание
Ап, Yn.en. — пределы допускаемых абсолютных или приведенных к верхнему пределу диапазона измерений погрешностей ПИП в рабочих условиях;
Yди — пределы допускаемой основной приведенной к диапазону измерений погрешности ПИП;
6 - пределы допускаемой относительной погрешности;
А - пределы допускаемой абсолютной погрешности.
Таблица 3 - Технические характеристики
| Наименование | Значение |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды: в пультовой, °С в испытательном боксе, °С - относительная влажность при температуре +25 °С, % - атмосферное давление, кПа | от +10 до +30 от -40 до +40 до 80 от 84 до 106,7 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом, а также графическим способом на информационные таблички, закрепленные на стойках системы.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество, шт./экз. |
| Система автоматизированная информационно-измерительная ИС-15-1 | ИС-15-1 | 1 |
| Руководство по эксплуатации | 007-0538-ИС-15-1-2024 РЭ | 1 экз. |
| Формуляр | 007-0537-ИС-15-1-2024ФО | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе «Методы прямых измерений» руководства по эксплуатации 007-0538-ИС-15-1-2024 РЭ.
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения;
ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия»;
Приказ Росстандарта 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 Росстандарта от 28 июля 2023 г. № 1520 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Приказ Росстандарта от 26 сентября 2022 г. № 2360 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»;
Приказ Росстандарта от 20 октября 2022 г. № 2653 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа»;
Приказ Росстандарта от 22 октября 2019 г. № 2498 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы».