Назначение
Комплексы измерительно-управляющие и противоаварийной автоматической защиты ТАУ (далее по тексту - комплексы) предназначены для измерений силы постоянного электрического тока, воспроизведения сигналов силы постоянного электрического тока, а также преобразования цифровых сигналов по интерфейсам HART и др. цифровым интерфейсам, формирования команд и управляющих воздействий, в том числе сигналов противоаварийной защиты.
Описание
Принцип действия комплексов заключается в использовании аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразовании входных/выходных сигналов. Аналоговые сигналы от первичных преобразователей поступают на входы модулей ввода, где они преобразуются в цифровые сигналы и передаются на контроллеры для выработки управляющих воздействий. Обработанные управляющие цифровые сигналы контроллера поступают на входы модулей вывода для передачи на управляющие устройства, а также на автоматизированные рабочие места (далее - АРМ), на которых отображаются и регистрируются значения измеряемых параметров технологических процессов и управляющих сигналов.
Комплексы относятся к проектно-компонуемым изделиям, имеющим модульную структуру, и могут отличаться по составу и количеству шкафов и функциональных модулей, в зависимости от конкретного технологического объекта управления в соответствии с заказом и требованиями пользователя. Состав комплексов и идентификационные данные функциональных модулей (модель и идентификационный номер) указываются в паспорте на комплексы.
Для связи с компонентами, периферийными устройствами, датчиками комплексы имеют встроенную поддержку следующих сетевых протоколов и технологий: Ethernet, HART, Foundation Fieldbus, Modbus, Profibus DP или RS 232/422/485 (протокол Modbus RTU).
На базе комплексов возможно построение как распределенной системы управления (РСУ) так и системы противоаварийной автоматической защиты (ПАЗ).
Комплексы изготавливаются в двух модификациях: ТАУ и ПАЗ ТАУ, отличающихся входящими в их состав функциональными модулями и назначением.
В общем случае комплексы включают в себя следующие компоненты:
- многоканальные модули входных/выходных сигналов, осуществляющих прием и преобразование входных/выходных электрических сигналов;
- программируемые контроллеры ПАЗ (16-канальные логические вычислители системы противоаварийной автоматической защиты модель A01);
- программируемые контроллеры РСУ (модель T01, T02 или T03), осуществляющих обработку измерительной информации, полученной от модулей входных/выходных сигналов, формирование в соответствии с заложенными алгоритмами выходных цифровых сигналов и передачи их через модули связи для последующего использования, отображения результатов измерений на оборудовании верхнего уровня (инженерных или рабочих операторских станциях на базе ПК);
- промежуточные преобразователи для реализации гальванической развязки и сопряжения с первичными преобразователями (в том числе искробезопасные барьеры, устройства защиты от импульсных перенапряжений, устройства для приведения входных сигналов к унифицированным диапазонам, устройств для преобразования входных и выходных сигналов в другие величины в унифицированных диапазонах);
- система питания постоянного тока (12/24В), включающая модули/блоки электропитания, обеспечивающие питание комплексов путем преобразования напряжения от сети переменного тока;
- оборудование верхнего уровня (для хранения конфигурации контроллеров, архивирования данных и визуализации результатов преобразования / задания уровней воспроизводимых сигналов);
- сетевое оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы, межсетевые экраны, преобразователи сетевых интерфейсов).
Комплексы модификации ТАУ изготавливаются на базе контроллеров РСУ (модель T01, T02 или T03) и обеспечивают реализацию функций управления на основе настраиваемого программного обеспечения. Они принимают сигналы от модулей ввода-вывода и формируют на основе измерительной информации управляющие сигналы.
Комплексы модификации ПАЗ ТАУ изготавливаются на базе контроллеров ПАЗ (модель A01) и контроллера РСУ, и обеспечивают реализацию функции противоаварийной защиты на основе настраиваемого программного обеспечения. Контроллеры ПАЗ принимают сигналы от датчиков и формируют на основе измерительной информации сигналы блокировок. Контроллер РСУ служит для передачи диагностической и справочной информации от контроллера ПАЗ на инженерную или рабочую операторскую станцию. Контроллеры ПАЗ являются аппаратно и программно независимыми от контроллера РСУ.
Перечень модулей контроллеров и модулей входных/выходных сигналов комплексов модификаций ТАУ и модификации ПАЗ ТАУ приведены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1 - Модули входных/выходных сигналов комплексов модификации ТАУ
| Наименование модуля | Обозначен ие модуля | Обозначение клеммного блока | Идентификационный код модулей входных/выходных сигналов и клеммных блоков в сборе |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Модуль 8-канального аналогового ввода от 4 до 20 мА, с поддержкой HART, с винтовым клеммным блоком | MP3222X1-BA1 | MP4001X1-CA1 | MM4003S2B1 |
| Модуль 8-канального аналогового ввода от 4 до 20 мА, с поддержкой HART, с винтовым клеммным блоком c предохранителями. | MP4001X1-CB1 | MM4003S2B2 |
| Модуль 8-канального аналогового ввода от 4 до 20 мА, с поддержкой HART, с винтовым клеммным блоком для 4-х проводных датчиков | MP4001X1-CC1 | MM4003S2B3 |
| Резервированный модуль 8-канального аналогового ввода от 4 до 20 мА, с поддержкой HART, с винтовым клеммным блоком двойной ширины | MP3222X1-EA1 | MM4033S2B1 |
Продолжение таблицы 1
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Модуль 16-канального аналогового ввода от 4 до 20 мА, HART, с винтовым клеммным блоком | MP3223X1-BA1 | P3223X1-EA1 | MM4003S2B6 |
| Модуль 16-канального аналогового ввода от 4 до 20 мА, HART, с винтовым клеммным блоком для 4-х проводных датчиков | MP4011X1- BA1 | MM4003S2B7 |
| Модуль 8-канального аналогового вывода от 4 до 20 мА, HART, с винтовым клеммным блоком | MP3221X1-BA1 | MP4001X1-CA1 | MM4005S2B1 |
| Модуль 8-канального аналогового вывода от 4 до 20 мА, HART, с винтовым клеммным блоком с предохранителями | MP4001X1-CB1 | MM4005S2B2 |
| Модуль 8-канального аналогового вывода от 4 до 20 мА, HART, с винтовым клеммным блоком двойной ширины | MP3221X1-EA1 | MM4035S2B1 |
Таблица 2 - Модули входных/выходных сигналов комплексов модификации ПАЗ ТАУ
| Наименование модуля | Обозначение модуля | Обозначение клеммного блока | Идентификационный код модулей входных/выходных сигналов и клеммных блоков в сборе |
| Модуль 16 - канального логического вычислителя с вводом от 4 до 20 мА, HART | MP2201X1-BA1 | MS2201X1-HA1 | MS3201 |
| Резервированный модуль 16 - канального логического вычислителя с вводом от 4 до 20 мА, HART, с клеммным блоком 2-й ширины | MS2201X1-JA1 | MS3202 |
Заводской номер комплексов, идентифицирующий каждый экземпляр средства измерений, в виде цифрового-буквенного обозначения, состоящего из арабских цифр и латинских букв, наносится типографским способом на маркировочную табличку, закрепленную на левом верхнем углу внешней стороны двери шкафа.
Идентификационный номер контроллеров и модулей входных/выходных сигналов наносится на этикетку методом лазерной печати и/или лазерной гравировки. Этикетка располагается на задней поверхности корпуса контроллеров и модулей входных/выходных сигналов.
Нанесение знака поверки на комплексы не предусмотрено.
Пломбирование комплексов не предусмотрено.
Общий вид модулей питания, контроллеров и модулей входных/выходных сигналов комплексов с указанием мест нанесения этикетки контроллеров и модулей входных/выходных сигналов представлен на рисунке 1.
Общий вид комплексов с указанием места нанесения маркировочной таблички комплексов и мест нанесения заводского номера и знака утверждения типа представлены на рисунке 2.
Комплексы могут изготавливаться с другим цветом корпуса и его элементов. Допускаются внешние отличия, связанные с технологией изготовления корпусных деталей и
способом обработки их поверхностей.
Структурная схема комплексов приведена на рисунке 3.
Контроллер
Системный модуль питания
Место расположения этикетки контроллеров и модулей входных/выходных сигналов с идентификационным
номером
Модули ввода/вывода
Системный
Контроллер РСУ
модуль питания
а)
б)
а) модификация ТАУ
б) модификация ПАЗ ТАУ
Рисунок 1 - Общий вид модулей питания, контроллеров и модулей входных/выходных сигналов комплексов с указанием мест нанесения этикетки контроллеров и модулей входных/выходных сигналов
Место нанесения заводского номера
Место нанесения знака утверждения типа
Рисунок 2 - Общий вид комплексов с указанием места нанесения маркировочной таблички комплексов и мест нанесения заводского номера и знака утверждения типа
Рабочие станции оператора
Человекомашинный интерфейс । А
Сетевое оборудование
Контроллеры РСУ
Локальная технологическая сеть
Контрольный уровень
Сетевая инфраструктура
Модули в/в РСУ
Уровень УСО (устройств связи с объектом)
Контроллер ПАЗ (16-канальный вычислитель)
Рисунок 3 - Структурная схема комплексов
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее - ПО) разделяется на встроенное и внешнее ПО.
Встроенным ПО комплексов является ПО модулей аналогового ввода/вывода, хранящееся в их энергонезависимой памяти. Встроенное ПО устанавливается на заводе-изготовителе в процессе производственного цикла, и не подлежит изменению на протяжении всего срока эксплуатации. Встроенное ПО выполняет функции аналого-цифрового преобразования электрических сигналов, последующую обработку и передачу в цифровой форме на вышестоящие уровни автоматизированных систем.
Уровень защиты встроенного ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений «высокий» в соответствии с Рекомендацией Р 50.2.077-2014.
Внешнее ПО включает в себя набор инструментальных и исполнительных программных модулей. Все программные модули, входящие в состав внешнего ПО, не являются метрологически значимыми и не дают доступ к внутренним программным микрокодам модулей ввода/вывода и позволяют выполнять следующие задачи:
- выполнять конфигурирование и настройку параметров многоуровневых
распределенных систем, контуров управления (выбор количества используемых измерительных каналов, тип сигналов, вид подключаемого измерительного первичного преобразователя и др.);
- контроль параметров технологического процесса;
- предупредительную и аварийную сигнализацию при выходе технологических
параметров за установленные границы и при обнаружении неисправностей оборудования;
- противоаварийную защиту оборудования;
- представление технологической и системной информации;
- накопление, регистрацию и хранение поступающей информации;
- диагностику оборудования (модулей/контроллеров/сети) комплекса;
- автоматическое составление отчетов и рабочих (режимных) листов;
- вывод данных на печать.
Команды и данные, переданные через интерфейсы связи, не оказывают влияние на достоверность результатов измерений. Метрологические характеристики модулей в/в Комплексов ТАУ нормированы с учетом влияния всех компонентов внешнего ПО.
В качестве внешнего ПО комплексов модификаций ТАУ и ПАЗ ТАУ, может быть использовано: ПО «Комплекс ТАУ» (или «Комплекс Тау»), ПО SCADA «КАСКАД Цифра», ПО «ЦЗС-СКАДА». Допускается применение средств виртуализации таких как Кибер Инфраструктура, Защищенная среда виртуализации zVirt Max, Система серверной виртуализации «Р-Виртуализация», РЕД Виртуализация.
Идентификационные данные встроенного ПО приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MP3222X1-BA1 | MP3223X1-BA1 | MP3221X1-BA1 | MP2201X1-BA1 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 2.Z | 3.X.Y.Z |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
| Примечания: 1. идентификационное наименование ПО соответствует обозначениям модулей входных/выходных сигналов; 2. «X», «Y», «Z» являются номерами подверсии ПО, релиза и сборки ПО, не относятся к метрологически значимой части ПО и могут принимать значение от 0 до 9999. |
Технические характеристики
Таблица 4 - Метрологические характеристики при измерении параметров
| Обозначение модуля | Количество каналов | Диапазоны преобразований аналоговых сигналов/разрядность цифровых сигналов | Пределы допускаемой приведенной погрешности, % |
| на входе | на выходе |
| MP3222X1-BA1 | 8 | от 4 до 20 мА | 16 бит | ±0,1 |
| MP3223X1-BA1 | 16 | от 4 до 20 мА | 16 бит | ±0,2 |
| MP3221X1-BA1 | 8 | 14 бит | от 4 до 20 мА | ±0,25 |
| MP2201X1-BA1 | 16 | от 4 до 20 мА | 16 бит | ±0,2 |
| Примечания: 1. нормируемым значением для приведенной погрешности является максимальное значение диапазона измерений; 2. диапазон показаний модуля MP2201X1-BA1 от 1 до 24 мА. 3. погрешность приведена для всего измерительного канала с применением данных модулей ввода/вывода и учитывает все составляющие. |
Таблица 5 - Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: - напряжение постоянного тока по локальной шине питания, В - напряжение постоянного тока по шине питания полевых приборов, В | от 11,4 до 12,6 от 19 до 30 |
| Потребляемая мощность шкафа, кВт, не более | 6,0 |
| Рабочие условия эксплуатации оборудования ТАУ: - температура окружающего воздуха, C - относительная влажность окружающего воздуха, без конденсации, % - атмосферное давление, кПа | от -40 до +70 от 30 до 80 от 84 до 106,7 |
| Габаритные размеры модулей входных/выходных сигналов (В Ш Д), мм, не более: - MP2201X1-BA1; - MP3221X1-BA1, MP3222X1-BA1, MP3223X1-BA1. | 90x115x110 45x135x135 |
| Масса модулей входных/выходных сигналов, кг, не более - MP2201X1-BA1; - MP3221X1-BA1, MP3222X1-BA1, MP3223X1-BA1. | 0,5 0,29 |
| Примечания: 1. значение потребляемой мощности шкафа дано с учетом потребления системы контроля микроклимата и освещения; 2. рекомендуемая температура эксплуатации АРМ от плюс 10 C до плюс 35 C. |
Таблица 6 - Показатели надежности
| Наименование характеристики | Значение |
| Средняя наработка на отказ, ч | 140000 |
| Средний срок службы, лет | 15 |
Знак утверждения типа
наносится на маркировочную табличку комплексов типографским способом согласно схеме, указанной на рисунке 2, и на титульный лист паспорта типографским способом.
Комплектность
Таблица 7 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Комплекс измерительно-управляющий и противоаварийной автоматической защиты ТАУ | В соответствии с модификацией | 1 шт. |
| Паспорт | 19.5389.000.00-АТХ.ПС | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | 19.5389.000.00-АТХ.РЭ | 1 экз. |
| Примечание - тип и количество функциональных модулей комплекса определяется в соответствии с заказом и указывается в паспорте. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 4.2 руководства по эксплуатации 19.5389.000.00-АТХ.РЭ.
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии 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»;
ТУ 4222-001-55416526-2024. Комплексы измерительно-управляющие
и противоаварийной автоматической защиты ТАУ. Технические условия.
