Назначение
Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров пусковых устройств газотурбинных двигателей «ПАРУС-М25» (АС «ПАРУС-М25») (далее - Система), № 01 предназначена для измерений параметров пусковых устройств авиационных газотурбинных двигателей (далее - ГТД): частоты электрического сигнала, соответствующей значениям частоты вращения ротора стартера ГТД, температуры газов, давления газов, виброускорения корпусов и деталей ГТД - при проведении испытаний на испытательном стенде № 25.
Описание
Принцип действия Системы основан на:
- преобразовании измеряемых физических величин (температуры газов, давления газов, виброускорения корпусов и деталей ГТД) в электрические сигналы при помощи первичных измерительных преобразователей (далее - ПИП);
- преобразовании электрических сигналов датчиков в цифровой код и вычислении значений измеряемых физических величин комплексами измерительно-вычислительными MIC исполнения MIC-400R (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений (далее - рег. №) 41034-09), комплексами измерительными магистрально-модульными MIC-M исполнения MIC-553 PXI (рег. № 46517-11);
- передачи результатов измерений по сети Ethernet от станций сбора данных (далее -ССД) на верхний уровень Системы;
- регистрации результатов измерений параметров на диске с одновременным выводом их на мониторы автоматизированных рабочих мест (далее - АРМ) персонала Системы.
Обмен информацией и командами между ССД, серверами и операторскими станциями АРМ, входящими в состав Системы, осуществляется по вычислительной сети Ethernet.
Программное взаимодействие между ССД и серверами в сети осуществляется посредством стандартного протокола OPC (OLE for Process Control).
Архитектура построения Системы - многоуровневая.
Нижний уровень Системы состоит из первичных измерительных преобразователей, а также станций сбора данных, предназначенных для измерений и регистрации параметров испытуемого, выдачи управляющих сигналов на исполнительные устройства стендовых систем по заранее заданным алгоритмам.
Верхний уровень Системы - это:
- серверы сбора данных, предназначенные для приема и объединения информационных потоков от ССД, обработки и регистрации параметров, передачи и хранения полученных данных, выдачи управляющих команд в ССД для выполнения заданных функций;
- АРМ персонала, предназначенные для обработки полученных данных, визуализации значений параметров на экране мониторов, записи на жесткие диски компьютеров.
Система является изделием с переменным составом измерительных каналов, который определяется исходя из поставленной измерительной задачи. В состав системы входят следующие измерительные каналы:
- частоты электрического сигнала, соответствующей значениям частоты вращения ротора стартера ГТД;
- давления газов;
- температуры газов;
- виброускорения корпусов и деталей ГТД.
Система работает следующим образом.
Принцип действия измерительного канала измерений частоты электрического сигнала, соответствующей частоте вращения ротора стартера, основан на преобразовании электрического сигнала одноканальным нормализатором сигнала МЕ-401, выходы которого подключены на вход модуля измерения частоты периодического сигнала МС-451. Модуль МС-451 преобразует сигнал в цифровой код. Выходной цифровой код поступает в компьютер АРМ верхнего уровня Системы, где на основании формулы вычисления физической величины определяется значение частоты вращения ротора статора.
В измерительных каналах давления газов преобразование измеряемых физических величин в унифицированный сигнал постоянного тока осуществляется с помощью датчиков давления МИДА-13П-В (рег. № 17636-06), преобразователей давления измерительных АИР-20/М2 (рег. № 46375-11). Принцип действия указанных измерительных каналов основан на зависимости выходного сигнала постоянного тока датчиков давления от воздействия измеряемого давления на чувствительный элемент датчика. Выходной сигнал датчика поступает на вход комплекса измерительно-вычислительного MIC. Система преобразует силу постоянного тока в цифровой код, а затем по индивидуальной функции преобразования измерительного канала вычисляет значение измеряемого давления.
Принцип действия измерительных каналов температуры газов заключается в преобразовании электрических аналоговых сигналов, поступающих от чувствительных элементов из платины ЧЭПТ (рег. № 58808-14), в цифровой код и дальнейшей их обработке с помощью программного обеспечения MERA Recorder.
Принцип действия измерительного канала виброускорения корпусов и деталей ГТД основан на использовании акселерометра АВС-117, преобразующего механические колебания корпусов и деталей ГТД в электрический сигнал, пропорциональный виброускорению. Электрические сигналы переменной частоты от акселерометра ABC-117 поступают на вход комплекса измерительного магистрально-модульного MIC-M исполнения MIC-553 PXI и преобразуются в напряжение. Выходное напряжение, пропорциональное виброускорению корпусов и деталей ГТД, импульсные сигналы, пропорциональные частоте вращения ротора стартера ГТД поступают на вход комплекса типа MIC-M исполнения MIC-553 PXI и преобразуются в цифровой код. Система с помощью программного обеспечения MERA Recorder вычисляет значения амплитуды измеряемых напряжений, а затем с учетом индивидуальных характеристик измерительных каналов вычисляет виброускорение корпусов и деталей ГТД в привязке к частоте вращения ротора стартера ГТД.
Общий вид системы представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общий вид Системы
Пломбирование Системы не предусмотрено.
Программное обеспечение
Программное обеспечение Системы включает общее программное обеспечение и специальное программное обеспечение.
В состав общего программного обеспечения (далее - ПО) входит операционная система MS Windows XP/Vistа.
В состав специального программного обеспечения входит программное обеспечение, устанавливаемое в комплексы измерительно-вычислительные MIC, комплексы измерительные магистрально-модульные MIC-M, MERA Recorder с идентификационными данными, указанными в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MERA Recorder (scales.dll) |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | 1.0.0.8 |
| Цифровой идентификатор ПО | 24CBC163 |
ПО устанавливается предприятием-изготовителем в процессе производства комплексов измерительно-вычислительных MIC, комплексов измерительных магистрально-модульных MIC-M, доступ пользователя к нему полностью отсутствует и в процессе эксплуатации модификации не подлежит.
Уровень защиты программного обеспечения от преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» согласно Р 50.2.077-2014.
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование измеряемого параметра | Количество измерительных каналов | Диапазон измерений | Пределы допускаемой приведенной (к верхнему пределу измерений) погрешности измерений (с учетом ПИП) |
| Частота электрического сигнала, соответствующая значениям частоты вращения ротора стартера от 0 до 100000 об/мин, Гц | 1 | от 0 до 3333,3 | ±0,5 % (без учета ПИП) |
| Температура газов, °С | до 8 | от 0 до 300 | ±2,5 % |
| Давление газов, кгс/см2 | до 20 | от 0 до 10 | ±1,5 % |
| Виброускорение корпусов и деталей ГТД (при вибрациях с частотами роторов стартеров), м/с2 | до 5 | от 1 до 100 | ±(3 - 12)% |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50±1) Гц, В | от 187 до 242 |
| Потребляемая мощность, В А, не более | 2000 |
| Условия эксплуатации в кабине наблюдения и управления: о/~' - температура окружающего воздуха, С - относительная влажность воздуха при температуре 25 оС, % - атмосферное давление, кПа. | от 15 до 30 до 80 от 84 до 106 |
| Условия эксплуатации в закрытом испытательном боксе: - температура окружающего воздуха, С - относительная влажность воздуха, при температуре 25 °С, % - атмосферное давление, кПа. | от -40 до +50 до 100 от 84 до 106 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на эксплуатационную документацию. Комплектность средства измерений
Таблица 4 - Комплектность Системы
| Наименование | Обозначение | Количество, шт. |
| Сервер сбора данных | «Парус-WIN» | 1 |
| Станция сбора данных на базе: | ССД | |
| Комплекс измерительно-вычислительный, рег. № 20859-09 | MIC-400R | 1 |
| Комплекс измерительный магистрально-модульный, рег. № 46517-11 | MIC-553 PXI | 1 |
| Датчики давления, рег. № 17636-06 | МИДА-13П-В | до 10 |
| Преобразователь давления измерительный, рег. № 46375-11 | АИР-20/М2 | до 10 |
| Акселерометр | АВС-117-04 | до 5 |
| Наименование | Обозначение | Количество, шт. |
| Чувствительный элемент из платины, рег. № 58808-14 | ЧЭПТ | до 8 |
| Автоматизированные рабочие места персонала | - | 3 |
| Блок питания постоянного тока | БП96/24-1/600 DIN | до 4 |
| Источник бесперебойного питания 220 В | - | 4 |
| Коммутатор Ethernet | - | 1 |
| Системный шкаф, фирмы Rittal, Г ермания | DK 7820 710 | 2 |
| Кроссовый шкаф, фирмы Rittal, Г ермания | TS 8 | 2 |
| Программное обеспечение для создания стендовых измерительных систем, НИЛ «Мера», г. Мытищи | MERA Recorder | 1 |
| Комплексы измерительно-вычислительные MIC. Руководство по эксплуатации | БЛИЖ.401250.001 РЭ | 1 |
| Комплексы измерительные MIC-PXI. Руководство по эксплуатации | БЛИЖ.422212.553.001 РЭ | 1 |
| «Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров пусковых устройств газотурбинных двигателей «ПАРУС-М25» (АС «ПАРУС-М25»). Методика поверки» | А-0931-1-МП | 1 |
| «Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров пусковых устройств газотурбинных двигателей «ПАРУС-М25» (АС «ПАРУС-М25»). Формуляр» | 602.09.825 ФО | 1 |
| «Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров пусковых устройств газотурбинных двигателей «ПАРУС-М25» (АС «ПАРУС-М25»). Паспорт» | 602.09.825 ПС | 1 |
Поверка
осуществляется по документу А-0931-1-МП «Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров пусковых устройств авиационных газотурбинных двигателей «ПАРУС-М25» (АС «ПАРУС-М25»). Методика поверки», утвержденному ФБУ «Пермский ЦСМ» 11.04.2018.
Основные средства поверки:
Рабочий эталон единицы избыточного давления 1 разряда по ГОСТ 802-2012 в диапазоне значений от 0 до 7 МПа, ПГ ±0,025 %, рег. № 16347-03.
Рабочий эталон единицы электрического сопротивления 3 разряда по Приказу Росстандарта от 15.02.2016 № 146 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления» в диапазоне значений от 0,021 до 111111,1 Ом, ПГ ±0,02 %, рег. № 6332-77.
Рабочий эталон единицы силы постоянного электрического тока 2 разряда по ГОСТ 8.022-91 в диапазоне значений от 0 до 52 мА, электрического напряжения 3 разряда в диапазоне значений от 0 до 60 В по ГОСТ 8.027-2001, ПГ ±(0,01 % от показаний + 0,02 % от диапазона измерений) %, ПГ ±(0,05 % от показаний + 0,005 % от диапазона измерений) %, рег. № 18087-99;
Рабочий эталон единицы виброускорения 2 разряда по ГОСТ Р 8.800-2012 в диапазоне значений от 0,1 до 196 м/с2 в диапазоне частот от 7 до 1 • 104 Гц, рег. № 50247-12.
Рабочий эталон единицы виброускорения 2 разряда по ГОСТ Р 8.800-2012 в диапазоне значений от 0,5 до 30 м/с2 в диапазоне частот от 2 до 1-104 Гц, рег. № 56857-14.
Рабочий эталон единицы частоты по ГОСТ 8.129-2013 в диапазоне значений от 0,001 до 1999999,999 Гц, ПГ ±5-10-7 %, рег. № 10237-85.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
ОСТ 1 01021-93 Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования.
602.09.825 ПС Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров пусковых устройств авиационных газотурбинных двигателей «ПАРУС-М25» (АС «ПАРУС-М25»). Паспорт.
71837-18: Методика поверки А-0931-1-МПСкачать539.5 Кб