Назначение
Комплексы программно-аппаратных средств телемеханики «SIMATIC RTU» (далее-комплексы) предназначены для непрерывного телеизмерения, контроля, регистрации и обработки сигналов датчиков технологических процессов, имеющих унифицированные стандартные электрические выходные сигналы. Комплексы также выполняют прием и обработку дискретных телесигналов о состоянии оборудования, формируют сигналы телерегулирования и телеуправления работой технологического оборудования.
Комплексы предназначены для применения в составе АСУ ТП различных отраслей промышленности, системах противоаварийной защиты технологического оборудования, системах контроля и учета энергоресурсов на транспорте, в коммунальном хозяйстве и т. п.
Описание
Комплексы «SIMATIC RTU» разработаны на основе программируемых контроллеров производства фирмы Siemens AG, Германия. Принцип действия комплексов основан на телеизмерении текущих и интегральных значений технологических параметров, по результатам обработки которых с помощью программного обеспечения (ПО) формируются сигналы телеуправления. По результатам телеизмерений технологических параметров выполняется:
- телеуправление технологическими процессами в реальном масштабе времени;
- предупредительная и аварийная телесигнализация при выходе технологических параметров за установленные границы или обнаружении неисправностей в работе оборудования;
- накопления числоимпульсной информации о генерируемой и потребляемой энергии, энергоресурсах, ее параметрах;
- телесигнализация положения регулирующих устройств оборудования;
- накопление, регистрация, хранение и вывод на печать поступающей телеинформации;
- обнаружение нештатных ситуаций (аварии, критические значения параметров).
Основными составляющими измерительных каналов комплексов являются модули ввода-вывода аналоговых сигналов из состава программируемых контроллеров Simatic S7-200, Simatic S7-300 и системы отображения информации, в качестве которой используются промышленные IBM-совместимые компьютеры (модификацией не ниже Pentium 400 с one-
рационной системой не ниже Windows ХР). Для ввода и вывода сигналов могут использоваться как модули программируемых контроллеров обычного, так и модули взрывобезопасного исполнения.
Обработка аналоговой и дискретной информации о технологических процессах происходит в измерительных каналах следующим образом:
- электрические сигналы от первичных измерительных преобразователей (датчиков) поступают на входы модулей аналого-цифрового преобразования программируемых контроллеров Simatic S7-200 или Simatic S7-300;
- полученные цифровые коды, преобразованные посредством технических и программных компонентов контроллера и комплекса в значения физических параметров технологических процессов, отображаются на мнемосхемах мониторов рабочих станций операторов.
- часть полученных цифровых кодов после преобразования поступает на выходы каналов вывода аналоговых сигналов телеуправления унифицированных диапазонов.
Измерительная информация о параметрах технологических процессов представляется на мнемосхемах мониторов комплексов в виде: числовых значений, гистограмм, трендов, текстов, рисунков и цветовой окраски элементов мнемосхем.
Передача измерительной информации в компьютер осуществляется по интерфейсам связи RS-232, RS-422, RS-485, Profibus или Ethernet.
Комплексы обеспечивают передачу данных по следующим каналам связи:
- выделенная линия;
- коммутируемая линия;
- канал GSM;
- канал GPRS;
- канал Ethernet.
Для программирования и конфигурирования комплексов используется пакет программ SCADA WinCC. Поставляемое с комплексами ПО содержит:
- функциональные блоки для считывания телесигналов,
- формирование команд управления и конфигурирования;
- ведение базы данных о состоянии всех параметров технологических процессов;
- прием данных, поступающих от абонентских блоков потребления энергии и энергоресурсов в реальном времени;
- ведение статистической информации о работе отдельных потребителей;
- хранение поступивших данных в локальном архиве;
- управление работой энергосети или другим технологическим процессом.
Различие конкретных исполнений комплексов между собой заключается в номенклатуре типов и количестве однотипных измерительных каналов, а также составе ПО, ориентированного на конкретный тип оборудования.
Конструктивно все модули программируемых контроллеров скомпонованы в шкафах фирм Siemens, Schneider Electric на профильных шинах. Наличие съемных фронтальных соединителей позволяет, при необходимости, производить быструю замену модулей без демонтажа внешних цепей.
Технические характеристики
| Наименование измерительных каналов ввода/вывода | Диапазоны изменения сигналов | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % | Тип аналогового модуля | Пределы дополнительной погрешности в рабочих условиях, % |
| на входе | на выходе |
| Каналы телеизмерения технологических параметров |
| Каналы измерения силы постоянного тока | 0..20 мА | 12 двоичных разрядов | ±0,1 | контроллер S7-200, модули | 0,005%/°С |
| ЕМ 231 |
| ±0,05 | ЕМ 235 |
| ±20 мА | 11 двоичных разрядов + знак | ±0,9 | контроллер S7-300 Модуль SM331 | ± 1,0 |
| 0..20 мА/50 Ом 4..20 мА/50 Ом ±20 мА/50 Ом | ±0,7 |
| 0..20 мА/50 Ом 4..20 мА/50 Ом ±20 мА/50 Ом | 9/12/14 двоичных разрядов + знак | ±0,5 | 0,005%/°С |
| 0..20 мА 4..20 мА ±20 мА. | 15 бит + знак | ±0,05 | ±0,3 |
| 0..20 мА 4..20 мА ±20мА | 12 бит + знак | ±0,3 | ±0,5 |
| 0..20 мА 4..20 мА | 10...15 бит +знак | ±0,1 | Модуль SM 331 исполнения ExibllC | ±0,45 |
| Каналы измерения напряжения | ±2,5 /±5 В, 0..5 В, 0..10В. | 12 бит | ±0,1 | контроллер S7-200, модуль ЕМ 231 | 0,005%/°С |
| 0..50 мВ | 12 бит | ±0,25 | Программируемый контроллер S7-200, модуль ЕМ 235 | 0,005%/°С |
| 0..100 мВ | ±0,20 |
| 0..500 мВ 0..1/0..5/0..10В. | ±0,05 |
| ±25 мВ | ±0,25 |
| ±50 мВ | ±0,20 |
| ±100 мВ | ±0,10 |
| ±250/±500 мВ ± 1/±2,5/±5/± 10 В | ±0,05 |
| ±10 В/100 кОм | 11 бит +знак | ±0,9 | Программируемый контроллер S7-300 Модуль SM331 | ± 1,0 |
| 0..10 В/100 кОм | ±0,7 |
| ±50/±500 мВ | 12 бит +знак | ±0,4 | ±0,6 |
| ±1В,±10В, 1..5В, 0..10В | ±0,3 | ±0,5 |
| ±250/±500 мВ ±1 В | 9/12/14 бит +знак | ±0,4 | 0,005%/°С |
| ±2,5 В, 0..10В, 1..5 В, ±5 В, ±10 В | ±0,6 |
| ±5/±10В, 1..5В, | 15 бит+знак | ±0,05 | ±0,3 |
| Наименование измерительных каналов ввода/вывода | Диапазоны изменения сигналов | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % | Тип аналогового модуля | Пределы дополнительной погрешности в рабочих условиях, % |
| на входе | на выходе |
| Pt 100/200/ 500 Pt 1000 Pt 10000 Си 9,035 Ni 100/120/1000 150/300/600 Ом | 12 бит | ±1,0 °C ±1,0 °C ± 4,0 °C ± 2,8 °C ± 0,6 °C ±0,1 % | Программируемый контроллер S7-200 Модуль ЕМ 231 | 0,005%/°С |
| Каналы преобразования сигналов термопреобразователей сопротивления | Pt 100/200 Pt 500/1000 Си 10 Ni 120/200/ 500 Ni1000 150/300/600 Ом | 15 двоичных разрядов +знак | ± 0,5°С ± 0,05 % | Программируемый контроллер S7-300 Модуль SM331 | 0,005%/°С |
| Pt 100/200, Ni 100 150/300/600 Ом | 10...15 бит +знак | ±0,018 | Модуль SM331 исполнения ExibllC | ±0,09 |
| ±80 мВ, S (400.. 1768,0 °C) T (-255,0..+400 °C) R (400..1768,0 °C) E (-255,0..1000,0 °C) N (0,0.. 1300 °C) J (-150.. 1200,0 °C) K(-200.. 1300 °C) | 15 бит +знак | ±0,10% ±3,7 °C ±1,4 °C ±3,7 °C ±1,3 °C ±1,6 °C ±1,5 °C ±1,7 °C | контроллер S7-200, модуль ЕМ 231 Погрешность внутренней компенсации температуры холодного спая не более 1,5 °C | 0,005%/°С |
| Каналы преобразования термоэдс | S (-50.-100,0 °C) S (100-1768,0 °C) T (-270,0..-200,0 °C) T (-200,0..400°C) R (-50-100,0 °C) R (100-1768,0 °C) E (-270,0..-200,0°C) E (-200,0..1000,0°C) N (-270,0..-200,0°C) N (-200-1300 °C) J (-210„-150,0°C) J (-150-1200,0°C) К (-270..-200 °C) К(-200-1372 °C) U (-150..+400 °C) U(-200..-150 °C) L(-200..-150 °C) L (-150..+900 °C), В (45..+200°C), В (+200..+1802°C) | 15 бит+знак | ±0,5 °C ±0,2 °C ±0,5 °C ±0,2 °C ±0,5°С ±0,2 °C ±0,5 °C ±0,2 °C ±1,0 °C ±0,2 °C ±0,5 °C ±0,2 °C ±1,0 °C ±0,2 °C ±0,2 °C ±0,5 °C ±0,5 °C ±0,2 °C ±0,5 °C ±0,3 °C | контроллер S7-300 модуль SM 331 Погрешность внутренней компенсации температуры холодного спая не более 1,0 °C | 0,005%/°С |
| Каналы преобразования термоэдс | B, S, T, R, E, N, J, K,U,L | 10...15 бит +знак | ±0,018 | Модуль SM 331 исполнения ExibllC | ±0,09 |
| Время обновления данных телесигналов | Текущие значения | 10 мс, не более | Все типы модулей S-200, S-300 | |
| Наименование измерительных каналов ввода/вывода | Диапазоны изменения сигналов | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % | Тип аналогового модуля | Пределы дополнительной погрешности в рабочих условиях, % |
| на входе | на выходе |
| Каналы телеуправления технологическими параметрами |
| Каналы вывода сигналов | 12 бит по напряжению, 11 - по току | ±10 В 0..20 мА | ±0,5 | контроллер S7-200, модуль ЕМ 231 | 0,005%/°С |
| 12 бит | 0..10В, 1..5 В, ±10 В. | ±0,2 | контроллер S7-300 Модуль SM332 | ±0,5 |
| ±20 мА | ±0,3 | ±0,6 |
| 0..20,4..20 мА | ±0,15 | ±0,55 |
| 15 бит | О..1ОВ,1..5В ±10 В | ±0,01 | ±0,55 |
| ±20 мА, 0..20 мА 4..20 мА | ±0,01 | ±0,18 |
| 0..20,4..20 мА | ±0,2 | ±0,55 |
| 0..20,4..20 мА | ±0,15 | ±0,55 |
| 15 двоичных разрядов | 0..20 мА 4..20 мА | 0,2 % | Модуль SM 332 исполнения ExibllC | 0,55 % |
| Каналы телеизмерения и телеуправления технологическими параметрами |
| Каналы ввода-вывода аналоговых сигналов | 0-50/100/ 500 мВ 0-1/5/10 В; ±25/±50/±100 мВ. ±250/±500 мВ, ±1/±2,5/±5 В, ±10 В, 0..20 мА | 12 бит | ±0,5 | контроллер S7-200, Модуль ЕМ 235 | ±0,2 |
| 12 бит по напряжению, 11 - по току | ±10 В 0..20 мА |
| 0..10В 0..20 мА | 8 бит | ±0,7 ±0,6 | контроллер S7-300 Модуль SM 334 | ±0,9 ±0,8 |
| 8 двоичных раз рядов | 0..10В 0..20 мА | ±0,4 ±0,8 | ±0,6 ±1,0 |
| 0..10В | 12 бит | ±0,5 | ±0,7 |
| ±0,8 | ±1,0 |
| Pt 100 (-12О..13О°С) |
| 12 бит | 0..10В | ±0,85 | ±1,0 |
| ±1/±2,5/±10 В, 0..2 В,0..10В. | 13 бит+знак | ±0,13 | контроллер S7-300 Модуль SM 335 | ±0,15 |
| ±10 мА, 0..20 мА, 4..20мА | ±0,10 | ±0,25 |
| 12 бит | ±10 В, 0..10В | ±0,20 | ±0,5 |
| Примечания 1 Каналы дискретных сигналов, входящие в состав комплексов, не являются измерительными. 2 Погрешность измерительных каналов температуры нормированы в абсолютных значениях. 3 Номинальные статические характеристики преобразования термоэдс соответствуют ГОСТ Р 8.585-2001, кроме L. |
лист № 6
всего листов 7
Электропитание комплексов при наличии блоков питания SITOP:
- напряжение переменного тока от 93 до 264 В, частотой от 47 до 63 Гц;
- напряжением постоянного тока от 110 до 350 В.
Потребляемая мощность, габаритные размеры и масса определяются составом Ком
плекса.
Рабочие условия эксплуатации:
- температура
от +0 до +60 °C;
от -25 до +70 °C до 95%(при температуре +30 °C и более низких температурах, без конденсации влаги);
от 84 до 106,7 кПа
для исполнения модулей SIPLUS
- относительная влажность
- атмосферное давление
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на шильдик шкафа комплекса и на титульный лист Руководства по эксплуатации офсетным методом.
Комплектность
| Наименование и условное обозначение | Количество | Примечание |
| Комплекс программно-аппаратных средств телемеханики «SIMATIC RTU» | 1 шт | Согласно заказной спецификации. |
| Комплект ЗИП согласно ведомости ЗИП | 1 комплект | |
| Комплект эксплуатационных документов согласно ведомости эксплуатационных документов | 1 комплект | |
| Инструкция «ГСИ. Комплексы программноаппаратных средств телемеханики «SIMATIC RTU». Методика поверки» ПРНХ. 401250.25 МП 12 | 1 шт | |
Поверка
Комплексы, используемые в сферах, подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору, подлежат первичной поверке до ввода в эксплуатацию, после ремонта и периодической поверке в процессе эксплуатации. Поверка проводится по Инструкции «Комплексы программно-аппаратных средств телемеханики «SIMATIC RTU». Методика поверки» ПРНХ.401250.025 МП12, утвержденной ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» 10.12.2004.
Основное поверочное оборудование: калибратор многофункциональный MCX-IIR, основные технические характеристики:
- измерение силы постоянного тока в диапазоне 0...52 мА, пределы допускаемой погрешности ± (0,0001 1ИЗм + 0,003) мА;
- воспроизведение силы постоянного тока в диапазоне 0...24 мА, пределы допускаемой погрешности ± 0,004 мА;
- измерение напряжения постоянного тока в диапазоне 0...6 В, пределы допускаемой основной погрешности ± (0,00009-UBOCnp. + 0,0003) В;
- измерение напряжения постоянного тока в диапазоне 6...60 В, пределы допускав-мой основной погрешности ± (0,00009-UBOCnp. + 0,003) В;
- воспроизведение напряжения постоянного тока в диапазоне 0...12 В, пределы допускаемой основной погрешности ± (0,00004-UBOCnp.+ 0,0003) В;
- измерение и воспроизведение сигналов термопар в диапазоне от -270 до +2320 °C, пределы допускаемой основной погрешности ±(0,2+2,5) °C.
Межповерочный интервал - 2 года.
Нормативные документы
ГОСТ 26.205-88. Комплексы и устройства телемеханики.
ГОСТ Р МЭК 870-1-95. Устройства и системы телемеханики. Общие положения.
ГОСТ Р МЭК 870-4-93. Устройства и системы телемеханики. Технические требования.
ГОСТ Р 52931-2008. Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
ГОСТ Р 8.596-2002. ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Общие положения.
Заключение
Тип комплексов программно-аппаратных средств телемеханики «SIMATIC RTU» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственным поверочным схемам.
