Назначение
Системы сбора данных GM (далее - системы) - комплексы программно-технические предназначенные для измерений напряжения постоянного тока, силы постоянного электрического тока (с использованием шунтирующих резисторов и без), сигналов от термопар и термопреобразователей сопротивления различных градуировок, для измерений частотноимпульсных сигналов, для воспроизведения сигналов силы постоянного электрического тока, а также для регистрации и хранения измеренных значений, формирования сигналов аварийной сигнализации и графического представления временных диаграмм на персональном компьютере (ПК) с помощью специализированного программного обеспечения (ПО).
Описание
Принцип работы систем основан на аналого-цифровом преобразовании измеряемой величины и передачи данных измерений на ПК для представления в цифровом виде на экране.
Системы строятся по модульному принципу и состоят из блоков, включающих в себя модули, выполненные из поликарбоната и устанавливаемые последовательно. В состав систем могут входить следующие модули: основной модуль GM10, модуль питания GM90PS, модуль расширения GX90EX, базы для модулей GM90МВ и модули ввода/вывода: модули аналоговых входов GX90XA, модули дискретных входов GX90XD, модули импульсных входов GX90XP, модули аналоговых выходов GX90YA, модули дискретных выходов GX90YD, модули дискретных входов/выходов GX90WD.
Основной модуль GM10 оснащен цифровым дисплеем и индикаторами состояния, набором функциональных клавиш, портом Ethernet, USB-портом и разъемом под SD-карту памяти, а также интерфейсом RS-422A/485 (опционально), расположенными на лицевой панели модуля.
В зависимости от конфигурации, системы могут быть одноблочными (состоят только из главного блока (ГБ), до 100 измерительных каналов) или многоблочными (состоят из ГБ и суб-блоков (СБ), до 420 измерительных каналов на систему). Многоблочные системы позволяют подключать до 6 СБ, связанных с ГБ каскадным соединением с помощью кабелей Ethernet длинной не более 100 м. ГБ может включать в себя до 10 модулей ввода/вывода при одноблочной системе и до 6 при многоблочной. СБ может включать в себя до 6 модулей ввода/вывода. Для ГБ обязательным является наличие основного модуля GM10 и модуля питания GM90PS. Для СБ обязательным является наличие модуля питания GM90PS, модуля расширения GX90EX и хотя бы одного модуля ввода/вывода. Конфигурация модулей ввода/вывода является гибкой и может быть изменена в процессе эксплуатации системы. В качестве СБ также может быть использован блок расширения ввода/вывода GX60.
Системы снабжены функцией сохранения считываемой информации на внутреннюю память, на SD-карту памяти, либо на файл-сервере, используя функцию FTP-клиента. Данные, сохраненные на SD-карте, можно конвертировать в Excel или текстовый формат с помощью специализированного ПО, что облегчает процесс их обработки на ПК. Системы могут быть подключены к сети Ethernet и поддерживают функции Веб-сервера для оперативного дистанционного контроля состояния, E-mail-уведомлений и обмена файлами по протоколу FTP. Системы могут осуществлять обмен данными по открытым сетевым протоколам Modbus/TCP (стандартно), Modbus RTU, EtherNet/IP и OPC-UA (опционально).
Монтаж систем осуществляется на DIN-рейку, также возможны настольная установка и настенный монтаж.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) систем состоит из двух элементов базовое программное обеспечение (БПО), являющееся метрологически значимым и прикладное программное обеспечение (ППО), не являющееся метрологически значимым.
Для аналогово-цифровых и цифро-аналоговых преобразований измеренных сигналов используются алгоритмы реализованные в БПО и записанные в постоянной памяти систем. БПО устанавливается в энергонезависимую память на заводе изготовителе во время производственного цикла. Оно недоступно пользователю и не подлежит изменению на протяжении всего времени функционирования системы, что соответствует уровню защиты «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014. Метрологические характеристики систем нормированы с учетом влияния на них БПО.
Для конфигурирования систем и просмотра данных с помощью ПК используется прикладное программное обеспечение (ППО) SMARTDAC+ STANDARD.
Программные средства SMARTDAC+ STANDARD не имеют доступа к энергонезависимой памяти систем и не позволяют заменять или корректировать БПО.
Идентификационные данные метрологически значимого ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные метрологически значимого ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | - |
| Номер версии | R1.01.01 и выше |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Технические характеристики
Основные метрологические характеристики измерительных каналов (ИК) систем приведены в таблице 2, технические характеристики приведены в таблице 3.
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Диапазон измерений (тип термопар, термопреобразователей сопротивления) | Пределы допускаемой основной погрешности | Единица наименьшего разряда цифровой индикации |
| Время интегрирования АЦП - более 16,7 мс | Время интегрирования АЦП - 1,67 мс |
| Сигналы напряжения постоянного тока (DCV) |
| от -20 до +20 мВ | ±(5-10-4-Х+0,012) мВ | ±(1-10-3-Х+0,04) мВ | 1 мкВ |
| от -60 до +60 мВ | ±(5-10-4-Х+0,03) мВ | ±(1-10-3-Х+0,15) мВ | 10 мкВ |
| от -200 до +200 мВ | ±(1-10-3-Х+0,4) мВ |
| от -1 до +1 В | ±(5-10-4-Х+1,2-10-3) В | ±(1-10-3-Х+4-10-3) В | 100 мкВ |
| от -2 до +2 В |
| от -6 до +6 В | ±(5-10-4-Х+3-10-3) В | ±(1-10-3-Х+0,015) В | 1 мВ |
| от -20 до +20 В | ±(5-10-4-Х+3-10-3) В | ±(1-10-3-Х+0,04) В |
| от -50 до +50 В | ±(5-10-4-Х+0,03) В | ±(1-10-3-Х+0,15) В | 10 мВ |
| Сигналы напряжения постоянного тока (стандартный сигнал) |
| от 0,4 до 2 В | ±(5-10-4-Х+1,2-10-3) В | ±(1-10-3-Х+4-10-3) В | 100 мкВ |
| от 1 до 5 В | ±(5-10-4-Х+3-10-3) В | ±(1-10-3-Х+0,015) В | 1 мВ |
| Сигналы силы постоянного электрического тока |
| от 0 до 20 мА | ±(3-10-3-Х+5-10-3) мА | ±(3-10-3-Х+0,09) мА | 1 мкА |
| Сигналы силы постоянного электрического тока (стандартный сигнал) |
| от 4 до 20 мА | ±(3-10-3-Х+5-10-3) мА | ±(3-10-3-Х+0,09) мА | 1 мкА |
| Диапазон измерений (тип термопар, термопреобразователей сопротивления) | Пределы допускаемой основной погрешности | Единица наименьшего разряда цифровой индикации |
| Время интегрирования АЦП - более 16,7 мс | Время интегрирования АЦП - 1,67 мс |
| Сигналы от термопар (ТП) |
| R: от 0 до 1760 °C | ±( 15• 10-4^Х+1) °C; R,S: ±2,2 °C при 0 °C < X < 800 °C; B: ±3 °C при 400 °C < X < 800 °C; не нормируется при X < 400 °C | ±(2-10-3-Х+6) °C; R,S: ±7,6 °C при 0 °C < X < 800 °C; B: ±11°C при 400 °C < X < 800 °C; не нормируется при X < 400 °C | 0,1 °C |
| S: от 0 до 1760 °C |
| B: от 0 до 1820 °C |
| К: от -270 до +1370°C | ±(15-10-4-Х+0,7) °C; ±(3540-^Х+0,7) °C при -200 °C < X < 0 °C; не нормируется при X < -200 °C | ±(2-10-3-Х+5) °C; ±(3^0^Х+5) °C при -200 °C < X < 0 °C; не нормируется при X < -200 °C |
| К: от -200 до +500 °C |
| E: от -270 до +800 °C | ±(15-10-4-Х+0,5) °C; ±(3540-^Х+0,5) °C при -200 °C < X < 0 °C; не нормируется при X < -200 °C | ±(2-10-3-Х+4) °C; ±(240-^Х + 4) °C при -200 °C < X < 0 °C; не нормируется при X < -200 °C |
| J: от -200 до +1100 °C |
| Т: от -270 до +400 °C | ±(1540-4Х+0,5) °C; ±(3540-^Х+0,5) °C при -200 °C < X < 0 °C; не нормируется при X < -200 °C | ±(2-10-3-Х+2,5) °C; ±(2^0-2Х+2,5) °C при -200 °C < X < 0 °C; не нормируется при X < -200 °C |
| №от -270 до +1300 °C | ±(1540-^Х+0,7) °C; ±(740-3^Х+0,7) °C при -200 °C < X < 0 °C; не нормируется при X < -200 °C | ±(3^0^Х+6) °C; ±(5^0-2Х+6) °C при -200 °C < X < 0 °C; не нормируется при X < -200 °C |
| XK (L): от -200 до +600 °C | ±(2540-^Х+0,8) °C | ±(5^0-3Х+4) °C |
| Сигналы от термопреобразователей сопротивления (TC) |
| Pt100: от -200 до +850 °C | ±(15-10-4-Х+0,3) °C | ±(3^0-3Х+1,5) °C | 0,1 °C |
| Pt100: от -150 до +150 °C | 0,01 °C |
| Pt25: от -200 до +550 °C | ±(1540-^Х+0,8) °C | ±(3-10-3-Х+4) °C | 0,1 °C |
| Pt50: от -200 до + 550°C | ±(340-3^Х+0,6) °C | ±(640-3Х+3) °C |
| 10M: от -200 до +200 °C | ±(240-3^Х+2) °C | ±(440-3Х+6) °C |
| 50M: от -200 до +200 °C | ±(1540-^Х+0,6) °C | ±(340-3Х+4) °C |
| Диапазон измерений (тип термопар, термопреобразователей сопротивления) | Пределы допускаемой основной погрешности | Единица наименьшего разряда цифровой индикации |
| Время интегрирования АЦП - более 16,7 мс | Время интегрирования АЦП -16,7 мс |
| Сигналы от термопреобразователей сопротивления (TC) |
| 100M: от -200 до +200 °C | ±(15-10-4-Х+0,3) °C | ±(3-10-3-Х+1,5) °C | 0,1 °C |
| 46П: от -200 +550 °C | ±(3-10-3-Х+0,8) °C | ±(6-10-3-Х+4) °C |
| 100П: от -200 до +600 °C | ±(15-10-4-Х+0,3) °C | ±(3-10-3-Х+2) °C |
| Импульсные сигналы |
| Открытый коллектор ВКЛ: 0,5 В пост. тока и менее ВЫКЛ: ток утечки 0,5 мА и менее | ±1 импульс | - |
| Сухой контакт ВКЛ: менее 200 Ом, ВЫКЛ: более 50 кОм |
| Импульс напряжения 5 В постоянного тока (только для модулей GX90XP) |
| Выходные сигналы силы постоянного электрического тока |
| от 0 до 20 мА от 4 до 20 мА | ±0,1 % от верхнего предела диапазона измерений | - |
| Примечания: 1. Х - измеренное значение; 2. Все метрологические характеристики, кроме импульсных и выходных сигналов силы постоянного тока, действительны только при наличии одного или нескольких модулей аналогового ввода GX90XA; 3. Метрологические характеристики импульсных сигналов действительны только при наличии одного или нескольких модулей дискретных входов GX90XD (максимальная частота импульсов 250 Гц, минимально возможная длительность 2 мс) или модулей импульсных входов GX90XP (максимальная частота импульсов 20 кГц, минимально возможная длительность 25 мкс) и опции математических вычислений /MT в коде модели модуля; 4. Метрологические характеристики выходных сигналов силы постоянного тока цействительны только при наличии одного или нескольких модулей аналоговых выходов GX90YA; 5. Метрологические характеристики при подключении модулей ввода/вывода к внешним блокам ввода/вывода GX60 соответствуют характеристикам при подключении модулей ввода/вывода непосредственно к ГБ или СБ системы; 6. Пределы допускаемой погрешности измерений при масштабировании (количество знаков/цифр) = погрешность измерения х диапазон масштабирования / диапазон измерения + 2 знака/цифры (значение округляется до ближайшего наибольшего целого числа); |
7. При измерении силы постоянного тока с использованием шунтирующих резисторов и входов напряжения постоянного тока диапазон измерения (D) и дискретность цифровой индикации (d) силы тока определяются как частное от деления D и d напряжения на номинал резистора. Пределы А/ допускаемой абсолютной погрешности измерения силы постоянного тока при этом определяются по формуле
8. Пределы допускаемой погрешности компенсации холодного спая (при измерении температуры, больше или равной 0 °C и при уравновешенной температуре входных разъемов):
Тип K, E, J, T, N, XK (L): ±0,5 °C при (23±2) °C, ±0,7 ° C от 0 до 50 °C, ±1 °C от минус 20 до плюс 60 °C;
Тип R, S: ±1,0 °C при (23±2) °C, ±1,4 °C от 0 до 50 °C, ±2 °C от минус 20 до плюс 60 °C;
Тип B: внутренняя компенсация фиксирована для 0 °C;
9. Пределы допускаемой дополнительной погрешности модулей GX90XA от влияния температуры окружающей среды на каждые 10°C при времени интегрирования 16,7 мс и выше:
±(0,05 % от измеренного значения + 0,05 % от диапазона измерений);
10М: ±(2-10-3-Х+0,1) °C; пределы допускаемой дополнительной погрешности модулей GX90YA от влияния температуры окружающей среды на каждый °C:
±2• 10-4 мА от верхнего предела диапазона измерений.
Таблица 3 - Технические характеристики
| Наименование модуля | Параметр | Значение |
| GM10, GM90PS, GM90MB, GM90EX, GX90XA, GX90XD, GX90XP, GX90YA, GX90YD, GX90WD, (jrX601) | Нормальная температура окружающего воздуха | (23±2) °С |
| Влажность окружающей среды без конденсации | от 20 до 85 % |
| Высота монтажа над уровнем моря, м, не более | 2000 |
| GM102), GM90PS, GM90MB, GM90EX, GX90XA3), GX90XD, GX90XP, GX90XA | Температура окружающего воздуха в рабочих условиях применения | от -20 до +60 °С |
| GX90YD, GX90WD, GX90YA | от -20 до +50 °С |
| GX60 | от 0 до +50 °С |
| GM90PS | Напряжение переменного тока | от 100 до 240 |
| Частота переменного тока | 50 Гц ±2 % или 60 Гц ±2 % |
| Потребляемая мощность | при 100 В перемен. тока | от 25 до 45 В-А |
| при 240 В перемен. тока | от 35 до 60 ВА |
| Напряжение постоянного тока | от 12 до 28 |
| Потребляемая мощность | при 12-24 В пост. тока | от 15 до 24 В-А |
| Наименование модуля | Параметр | Значение |
| GM10 | Г абаритные размеры, мм, не более | 45,1х111х107,1 |
| GM90MB | 57,7х135х103,1 |
| GM90PS | 56,8х135х107,1 |
| GX90EX | 45,1х111х107,1 |
| GX90XA | 45,1х111х133,1 |
| GX90XD | 45,1х111х133,1 |
| GX90XP | 45,1х111х133,1 |
| GX90YA | 45,1х111х133,1 |
| GX90YD | 45,1х111х133,1 |
| GX90WD | 45,1х111х133,1 |
| GX60 | 412,5x164,7x127,8 |
| GM10 | Масса, кг, не более | 0,25 |
| GM90MB | 0,15 |
| GM90PS | 0,55 |
| GX90EX | 0,18 |
| GX90XA | 0,3 |
| GX90XD | 0,3 |
| GX90XP | 0,3 |
| GX90YA | 0,2 |
| GX90YD | 0,3 |
| GX90WD | 0,3 |
| GX60 | 3,2 |
| Примечания: 1) Влажность окружающей среды без конденсации для GX60 от 20 до 80 % при температур е от 5 до 40 °С 2 для модулей GM10 с опцией связи Bluetooth температура рабочих условий применения от минус 20 до плюс 50 °С; 3) для модулей GX90XA с электромагнитным реле температура рабочих условий применения от минус 20 до плюс 50 °С; |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Комплектность системы представлена в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность
| Название | Кол-во | Примечания |
| Система сбора данных GM | 1 шт. | Комплектация согласно заказу |
| Кабель питания | 1 шт. | Тип согласно заказу |
| Заглушка разъема питания | 1 шт. | - |
| Винт | 8 шт. | Для внутрисистемных соединений |
| SD-карта | 1 шт. | Объем 1024 Мбайт |
| Руководство по эксплуатации | 1 шт. | - |
| Методика поверки | 1 шт. | - |
Поверка
осуществляется по документу МП 201-004-2016 «Системы сбора данных GM. Методика поверки», утверждённому ФГУП «ВНИИМС» в сентябре 2016 г.
Основные средства поверки:
калибратор универсальный Н4-7 (рег. № 22125-01); калибратор многофункциональный MC5-R (рег. 18624-99); магазин сопротивлений измерительный МСР-60М (рег. № 2751-71); мультиметр цифровой прецизионный Fluke 8508A (рег. № 25984-14); термометр цифровой лабораторный ЛТ-300 (рег. № 61806-15).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки в виде наклейки наносится на паспорт или свидетельство о поверке системы.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний.
ГОСТ Р 8.585-2001 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.
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.
Техническая документация фирмы-изготовителя.
65864-16: Методика поверки МП 201-004-2016Скачать1.2 Мб