Назначение
Комплексы измерительно-вычислительные «БОЛ-Пролан» (далее - комплексы) предназначены для измерения и регистрации в автоматизированном режиме параметров работы тепловоза и учета массы дизельного топлива в баке, а также для обработки и сохранения измеренных (вычисленных) значений в энергонезависимой памяти, с возможностью дальнейшей передачи полученных данных по каналу радиосвязи GSM.
Описание
Принцип работы комплексов заключается в измерении сигналов от первичных измерительных преобразователей с унифицированными выходными сигналами (аналоговые, частотные, цифровые), их преобразования и вычисления значений физических величин в соответствии с заданными алгоритмами.
По структуре и функциональным признакам комплексы относятся к комплексным компонентам измерительной системы по ГОСТ Р 8.596-2002.
Первичные измерительные преобразователи в состав комплекса не входят.
В состав комплексов входит шкаф с установленным в нем оборудованием и жидкокристаллический дисплей с клавиатурой, который обеспечивает возможность просмотра данных и конфигурирование параметров, а также внешний блок измерения расхода электроэнергии VCWT (далее - блок VCWT).
Шкаф имеет модульное исполнение и включает в свой состав:
- модуль управления FC270 (1 шт.) - центральный модуль, который осуществляет самодиагностику всего комплекса при включении, определяет местонахождение и скорость с помощью глобальной системы позиционирования GPS и/или ГЛОНАСС, сохраняет результаты измерений и данные самодиагностики в энергонезависимой памяти, реализует передачу данных и связь с удаленным сервером через сети GSM;
- модуль измерения входных сигналов JC313 (до 6 шт.) - каждый модуль имеет 3 аналоговых измерительных канала постоянного тока (4-20 мА) и 13 цифровых каналов способных принимать двухпозиционный сигнал в виде напряжения до 400 В, определяя мгновенное значение напряжения путем сравнения полученных данных с номинальным напряжением. Широкий диапазон входного напряжения позволяет принимать сигнал измерений любой формы и уровня;
- коммуникационный модуль GW102 (1 шт.) - обеспечивает информационный обмен между центральной электроникой установленной в шкафу и внешним оборудованием, для этих целей модуль оснащен тремя входами (1xRS-485/RS-422 и 2xCAN для подключения дисплея, обмена с другими системами тепловоза, подключения дополнительного оборудования);
- модуль питания PW136 (1 шт.) - осуществляет питание комплекса от системы питания тепловоза (72 В ± 15 %), при отсутствии напряжения, обеспечивает питание для остальных узлов комплекса от собственного аккумулятора. Работа модуля контролируется микроконтролером, который имеет комуникационную связь с другими модулями.
Блок VCWT-01 применяется для определения выработанной мощности тяговым генератором (ТГ) тепловоза и хранения интегрированных значений. Значение мгновенной мощности рассчитывается на основании падения напряжения на измерительном шунте ТГ и мгновенном значении тока, пропорционального напряжению клеммника ТГ.
Комплекс в реальном времени позволяет осуществлять:
- измерение аналогового выходного сигнала 4-20 мА от средств измерений гидростатического давления дизельного топлива в баке и вычисление массы дизельного топлива на основе тарировочной (калибровочной) таблицы;
- измерение падения напряжения на измерительном шунте генератора и мгновенное значении тока, пропорциональное напряжению клеммника генератора, а также вычисление на их основе мгновенных значений мощности;
- измерение частоты вращения коленчатого вала дизеля;
- измерение аналогового выходного сигнала от средств измерений давления (4-20 мА) и температуры (0-10 В) и вычисления значений физических величин давления (кгс/см2) и температуры (°С);
- регистрации событий: положение главного включателя тепловоза (вкл./выкл.), дверь шкафа комплекса (откр./закр.), положение контроллера машиниста и т.д.
Общий вид комплекса представлен на рисунке 1.
Шкаф Дисплей
Рисунок 1 - Общий вид комплексов
Для исключения возможности непреднамеренных и преднамеренных изменений измерительной информации, створка шкафа пломбируется, факт ее открытия регистрируется в журнале событий, также пломбируются места подсоединения внешнего оборудования и корпус блока VCWT.
Блок VCWT
Программное обеспечение
Комплекс является программно-управляемым устройством, реализующим обработку входных данных (измеренных значений) в соответствии с заложенными алгоритмами.
Программное обеспечение (ПО) разработанное предприятием-изготовителем, устанавливается (прошивается) в энергонезависимую flash память при изготовлении, в процессе эксплуатации данное ПО не может быть изменено потребителем, т.к. пользователь не имеет к нему доступа. Печатная плата с flash памятью размещается в закрытом опломбированном корпусе комплекса.
В функции ПО входит: сбор измерительной информации, ее обработка, представление на дисплее измерительной информации, хранение результатов во flash памяти и передача данных через интерфейсы. Метрологически значимые параметры защищены от преднамеренного или случайного изменения.
Идентификационные данные ПО в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1 - идентификационные данные ПО
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| ПО модуля управления FC270 | MFB-FC 270 | 20.0.Х | - | - |
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с МИ 3286-2010 - уровень С.
Технические характеристики
Блок VCWT:
| диапазон измерений (вычислений) силы тока ТГ, А | от 0 до 6000 |
| диапазон измерений (вычислений) напряжения на зажимах ТГ, В | от 0 до 1000 |
| входной измерительный сигнал: - напряжение постоянного тока, мВ | от 0 до 75 |
| - сила постоянного тока, мА | от 0 до 5 |
| пределы допускаемой приведенной погрешности измерения (вычисления) силы тока ТГ в диапазоне рабочих температур, % | ± 1,0 |
| пределы допускаемой приведенной погрешности измерения (вычисления) напряжения на зажимах ТГ в диапазоне рабочих температур, % | ± 1,0 |
| пределы допускаемой приведенной погрешности вычисления значений мгновенной мощности ТГ в диапазоне рабочих температур, % | ± 1,0 |
| выходной цифровой сигнал | RS-422 |
| Модуль измерения входных сигналов JC313 диапазон измерений силы постоянного тока, мА | от 4 до 20 |
| диапазон измерений постоянного напряжения, В | от 0 до 10 |
| диапазон измерений частоты, Гц | от 0 до 200 |
| пределы допускаемой приведенной погрешности измерения силы постоянного тока (4-20 мА), в диапазоне температур от 15 до 25 °С, % | ± 0,30 |
| пределы допускаемой приведенной погрешности измерения силы постоянного тока (4-20 мА), в диапазоне температур от минус 25 до плюс 15 °С и от плюс 25 до плюс 70 °С, % | ± 0,45 |
| пределы допускаемой приведенной погрешности измерения постоянного напряжения (0-10 В), в диапазоне температур от 15 до 25 °С, % | ± 0,45 |
| пределы допускаемой приведенной погрешности измерения постоянного напряжения (0-10 В), в диапазоне температур от минус 25 до плюс 15 °С и от плюс 25 до плюс 70 °С, % | ± 0,55 |
| пределы допускаемой приведенной погрешности измерения частоты в диапазоне рабочих температур, % | ± 0,2 |
| Рабочая область для цифровых входов, В | от 0 до 400 |
| Модуль управления FC270 диапазоны измерения (вычислений) температуры, °С | от 0 до 100 |
| диапазоны измерения (вычислений) давления, кгс/см2 | от минус 50 до плюс 50 от 0 до 1 |
| диапазон измерений (вычислений) массы топлива в баке, кг | от 0 до 10 от 500 до 6000 |
| диапазон измерений (вычислений) частоты вращения коленчатого вала дизеля, об/мин | от 0 до 850 |
пределы допускаемой приведенной погрешности измерения давления в диапазоне температур от 15 до 25 °С, %
± (1 + |7р(осн)|), где 7р(осн) основная приведенная погрешность датчика давления
пределы допускаемой приведенной погрешности измерения давления в диапазоне температур от минус 25 до плюс 15 °С и от плюс 25 до плюс 70 °С, %
± (1 + |7р(сум)|), где Ур(сум) суммарная приведенная погрешность датчика давления
пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения температуры в диапазоне температур от 15 до 25 °С, °С
пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения температуры в диапазоне температур от минус 25 до плюс 15 °С и от плюс 25 до плюс 70 °С, °С
± (0,5 + |Д«осн)|), где Д^осн) основная абсолютная погрешность датчика температуры
± (0,6 + ^(сум)1), где Д<(сум) суммарная абсолютная погрешность датчика температуры
оценка пределов допускаемой приведенной погрешности измерения (вычисления) массы топлива в баке в диапазоне температур от 15 до 25 °С, при доверительной вероятности P=0,95, ум(осн), %1
±1,1^(7р(осн))2 + (7(кб))2 +(7(ивк))2, где У(кб) - погрешность калибровки (тарировки) топливного бака;
7(ивк) = 0,35 % — суммарная приведенная погрешность
измерения аналогового сигнала и его преобразования
оценка пределов допускаемой приведенной погрешности измерения (вычисления) массы топлива в баке в диапазоне температур от минус 25 до плюс 15 °С и от плюс 25 до плюс 70 °С, при доверительной вероятности P=0,95, ум(сум), %
±1,1 •^(Ур(осн)) + (7(кб)) +(7(ивк)) , где у(кб) - погрешность калибровки (тарировки) топливного бака;
у(ивк) = 0,50 % — суммарная приведенная погрешность измерения аналогового сигнала и его преобразования
пределы допускаемой приведенной погрешности измерения
(вычисления) частоты вращения коленчатого вала дизеля, %
пределы допускаемой относительной погрешности измерения времени, %
± 2,0
± 0,01
1 — Тм(осн) ^ 0,65 % при условии, что в качестве средств измерения давления будут использоваться преобразователи давления измерительные серии P, регистрационный № 40255-08 в Государственном реестре средств измерений (модификация PTX6000, пределы допускаемой основной приведенной погрешности ± 0,1 %), а бак откалиброван с помощью установки измерительной «АТ», регистрационный № 42777-09 в Государственном реестре средств измерений (модификация 1ХХХХХ, пределы допускаемой относительной погрешности ± 0,15 %).
Условия эксплуатации:
| температура окружающей среды, °С относительная влажность при температуре 35 °C, %, не более (без конденсации влаги) Напряжение питания от сети постоянного тока, В Ток потребляемый от сети постоянного тока, мА, не более Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм : | от минус 25 до плюс 70 95 от 61,2 до 82,8 1000 |
| шкаф дисплей блок VCWT Масса, кг, не более : | 310 х 290 х 230 330 х 150 х 55 200 х 120 х 75 |
| шкаф дисплей блок VCWT | 11,5 2,85 0,60 |
Знак утверждения типа
наносится на корпус комплекса (лицевая панель) методом голографии и на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.
Комплектность
Таблица 2 - Комплектность
| Наименование | Кол-во |
| 1 Комплекс измерительно-вычислительный «БОЛ-Пролан» | 1 шт. |
| 2 Комплексы измерительно-вычислительные «БОЛ-Пролан». Руководство по эксплуатации | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МИ 2539-99 «ГСИ. Измерительные каналы контроллеров, измерительно-вычислительных, управляющих, программно-технических комплексов. Методика поверки».
Основные средства поверки:
- калибратор Yokogawa CA-51, зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №19612-08;
- частотомер Ч3-88 выпускаемый по ТУ BY 100039847.076-2006 с пределами измерений 1Б (0,1 • 10-6: 10) с и с пределом допускаемой погрешности ПГ=(|540-7А|+ |А^|+|АБап|+|То|) с;
Сведения о методах измерений
описаны в документе - «Комплексы измерительно-вычислительные «БОЛ-Пролан». Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
1 ГОСТ 8.129-99 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты».
2 ГОСТ 8.022-91 «ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне 1-10’16... 30 А».
3 ГОСТ 8.027-2001 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы».
4 ГОСТ Р 8.596-2002 «ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения».
5 ГОСТ Р 51317.4.3-2006 (МЭК 61000-4-3:2006) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю. Требования и методы испытаний».
6 ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
Рекомендации к применению
вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений.
