Назначение
Комплексы средств автоматического управления и регулирования Series 3 Plus (далее -комплексы) предназначены для измерений силы и напряжения постоянного и переменного тока, сигналов от термопар и термопреобразователей сопротивления, мощности, линейного перемещения.
Описание
Комплексы представляют собой многоканальные программно-управляемые измерительные устройства, воспринимающие аналоговые выходные сигналы датчиков, которые после их нормализации аналоговыми нормирующими измерительными преобразователями поступают на вход аналого-цифровых преобразователей (АЦП), входящих в состав программируемых контроллеров. Выходные электрические цепи датчиков и аналоговые входы комплекса гальванически разделены. Программное обеспечение комплекса предусматривает математическую обработку цифровой измерительной информации, поступающей от АЦП, с целью управления работой газовых и паровых турбин, противопомпажного регулирования компрессоров, распределения нагрузки между параллельно работающими турбоагрегатами , подавления помех и т.д. Цифровые сигналы процессора поступают на цифро-аналоговые преобразователи, в которых вырабатываются аналоговые управляющие сигналы для исполнительных механизмов.
Комплекс включает в себя:
• нормирующие аналоговые измерительные преобразователи тока и напряжения, предназначенные для нормализации и гальванического разделения сигналов - СМ-1-439, CM-1-631-03;
• нормирующие аналоговые измерительные преобразователи частотных сигналов, предназначенные для нормализации и гальванического разделения сигналов - СМ-3-101;
• нормирующие аналоговые измерительные преобразователи напряжения постоянного тока, сопротивления термопреобразователей и э.д.с термоэлектрических преобразователей, частотно-импульсных сигналов - Phoenix Contact (MCR-T-UI-E/NC, MCR-f-UI-DC, MCR- С-U/I-4-E (DC), MCR-C-I/I-04-E (DC));
• барьеры безопасности фирм Pepperl+Fuchs - (KFD2-STC4, KFD2-UT), Stahl - (9303/1122-11) и MTL - (MTL 4073, MTL 7000 series);
• гальванические разделители MTL ICC212, ICC312, ICC241;
• контролеры Series 3 Plus, включающие в себя следующие основные компоненты:
- узел печатной платы центрального процессора, реализующий соответствующие алгоритмы вычисления, регулирования и управления, функции обмена информацией в последовательной форме и функции ввода-вывода дискретных сигналов;
- узел аналоговой печатной платы, обеспечивающий работу схем ввода-вывода аналоговых сигналов;
- узел дополнительной печатной платы, обеспечивающий дополнительные возможности по входам-выходам и дополнительные вычислительные возможности, необходимые для систем управления турбинами;
- узел передней панели, обеспечивающий реализацию функций интерфейса контроллера с оператором и ручного ввода данных (оператором);
- узел инженерной панели, обеспечивающий выполнение функций конфигурирования и настройки контроллера;
- узел блока питания;
- узел задней панели и поставляемые по заказу устройства связи с объектом по входам и выходам (FTA), на которых размещаются клеммы для подключения входных и выходных цепей контроллера.
Все узлы контроллера размещаются, за исключением устройств связи с объектом, внутри алюминиевого корпуса.
• операторская станция управления (на базе персонального компьютера).
Комплексы используются в качестве вторичной части измерительных и управляющих систем, применяемых для контроля, регулирования и управления турбинами, компрессорами и другими турбоагрегатами.
Комплексы могут применяться в газовой, металлургической, химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Общий вид контролеров Series 3 Plus из состава комплекса Series 3 Plus приведен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общий вид контролеров Series 3 Plus из состава комплекса Series 3 Plus
Программное обеспечение
Функционально комплексы Series 3 Plus конфигурируются с помощью программного обеспечения фирмы "Compressor Controls Corporation" - Series 3+ Configurator.
Метрологические параметры комплексов Series 3 Plus не зависят от программного обеспечения Series 3+ Configurator, поскольку определяются аппаратными средствами узла аналоговой печатной платы и узла дополнительной печатной платы контролеров Series 3 Plus Plus и калибруются на заводе изготовителе. В процессе эксплуатации доступ к аппаратным средствам комплекса Series 3 Plus отсутствует, уровень его защиты от несанкционированного доступа - «А» по МИ 3286-2010.
Посредством программного обеспечения Series 3+ Configurator можно изменить программу управления контролеров Series 3 Plus. Программу управления можно изменить путем загрузки новой управляющей программы из файла данных в память регулятора, отведенную под хранение программ. Исполняемый машинный код каждой версии управляющей программы контролера Series 3 Plus (например, программы антипомпажного регулятора -Antisurge, регулятора процесса - Performance и т. п.) преобразован в файл в двоичношестнадцатеричном формате (BHF), в котором каждый байт программы хранится в виде пары шестнадцатеричных (от 0 до F) текстовых символов. Изменение программы управления контролера Series 3 Plus разрешено производить пользователям, имеющим соответствующий уровень доступа. Идентификационные данные программ управления приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора |
| ANTISURGE | ANTISURGE | 756-005 | 2D28 | CRC 16 |
| DUAL LOOP A/P | DUAL LOOP A/P | 856-005 | 43EE | CRC 16 |
| PERFORMANCE | PERFORMANCE | 956-005 | AF01 | CRC 16 |
| SPEED | SPEED | 1056-005 | ECE2 | CRC 16 |
| EXTRACTION | EXTRACTION | 1156-005 | 9EB4 | CRC 16 |
| FUEL | FUEL | 2202-003 | 2702 | CRC 16 |
| MASTER | MASTER | 1544-PQ8 | ED6F | CRC 16 |
| LOADSHARING | LOADSHARING | 1543-PCQ | 7147 | CRC 16 |
| ANTISURGE | ANTISURGE | 1543-ASQ | 1F42 | CRC 16 |
| FUEL | FUEL | 1465-A02 | 62A8 | CRC 16 |
| FUEL | FUEL | 1663-A01 | 2BF7 | CRC 16 |
| FUEL | FUEL | 1463-B01 | D2CF | CRC 16 |
| FUEL | FUEL | 1666-B01 | F29D | CRC 16 |
| FUEL | FUEL | 1490-B01 | EAD3 | CRC 16 |
| FUEL | FUEL | 1690-B01 | 4F01 | CRC 16 |
Примечание: В комплексах Series 3 Plus могут применяться более поздние версии программного обеспечения.
Программное обеспечение Series 3+ Configurator можно использовать для отображения и изменения настроечных параметров комплексов Series 3 Plus. Программное обеспечение Series 3+ Configurator дает возможность просматривать, редактировать, сохранять и сравнивать целые наборы настроечных параметров комплексов Series 3 Plus:
- программа позволяет считывать, корректировать и записывать обратно все параметры комплекса Series 3 Plus, как единую группу, что обеспечивает одновременное обновление значений всех изменившихся параметров;
- наборы параметров могут быть сохранены в файлах проектов, которые в любое время могут быть открыты и загружены в комплекс Series 3 Plus;
- программа обеспечивает сравнение двух любых наборов параметров, которые могут быть считаны из комплекса Series 3 Plus, созданы по шаблонам, или загружены из файлов проектов;
- назначение и допустимые значения каждого параметра могут отображаться с помощью динамической системы помощи, которая открывает соответствующую страницу руководства комплекса Series 3 Plus. Изменение настроечных параметров комплексов Series 3 Plus разрешено производить пользователям, имеющим соответствующий уровень доступа.
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики измерительных каналов (ИК) комплексов средств автоматического управления и регулирования Series 3 Plus приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Состав ИК комплекса Series 3 Plus | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности ИК, % |
| Нормирующий аналоговый измерительный преобразователь | Модуль АЦП (ЦАП) контроллера |
| Наименование преобразователя | Сигнал на входе | Сигнал на выходе | Сигнал на входе | Сигнал на выходе |
| - | - | - | 4 - 20 мА 1 - 5 В | 12 бит | ± 0,2 |
| СМ-1-439 | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,25 |
| СМ-3-101 | 0,5.200 В, 30 - 16000 Гц | 1-30 мА 40 В (макс) 3-16000 Гц | 1-30 мА 40 В (макс) 3-16000 Гц | - | ± 0,1 |
| MCR-T-UI-E/NC | Pt 100: -200.850 °C Ni 100: -60.180 °C Ni 1000: -50.160 °C Cu 50: -50.200 °C Cu 53: -50.180 °C | 4 -20 мА 1 - 5 В 0 - 10 В | 4 -20 мА 1 - 5 В | 12 бит | ± 0,4 |
| J: -210.1200 °C K: - 200.1372 °C T: -200.400 °C E: -226.900 °C R: -50.1768 °C S: - 50.1768 °C B: 500.1820 °C L: -200.900 °C N: -200.1300 °C C: -18.2316 °C W: -18.2316 °C | ± 0,5 ± 0,5 ± 0,8 ± 0,55 ± 0,45 ± 0,45 ± 0,4 ± 0,55 ± 0,5 ± 0,45 ± 0,45 |
Продолжение таблицы 2
| Состав ИК комплекса Series 3 Plus | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности ИК, % |
| Нормирующий аналоговый измерительный преобразователь | Модуль АЦП (ЦАП) контроллера |
| Наименование преобразователя | Сигнал на входе | Сигнал на выходе | Сигнал на входе | Сигнал на выходе |
| MCR-f-UI-DC | 0 - 100 кГц | 0 - 10 В 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,35 |
| MCR-C-U/I-4-E (DC) | 0 - 10 В | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,5 |
| MCR-C-I/I-04-E (DC) | 0 - 20 мА | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,5 |
| PCE-20 (XA) | преобразователь мощности 3-фазный 85 - 150 В перем. 0 - 5 А перем. 50 Гц | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,5 |
| MTL4073 | Pt 100: -200.850 °C | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | См. примечание 4 |
| ТП (J): - 210..1200 °C ТП(К): - 270..1372 °C ТП(Т): -270..400 °C ТП(Е): -270.1000 °C ТП(К): -50.1768 °C ТП(8): -50.1768 °C ТП(В): 0.1820 °C |
| MTL ICC212 | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,3 |
| MTL ICC312 | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,3 |
| MTL ICC241 | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,3 |
| MTL 7000 series | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,3 |
| KFD2-SCD- Ex1.LK | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,4 |
| KFD2-SCD2-Ex2 | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,4 |
| KFD2-STC1-Ex1 | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,4 |
| KFD2-STC2-Ex2 | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,4 |
| KFD2-STC4 | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,4 |
| KFD2-UT | Pt 100: -200.850 °C Ni 100: -60.180 °C ТП(В): 0.1820 °C ТП(Е): -270.1000 °C ТП(Г): - 210..1200 °C ТП(К): - 270..1372 °C ТП(Ц): -200.900 °C ТП(Л): -270..1300 °C ТП(Ь): -50.1768 °C ТП(8): -50.1768 °C ТП(Т): -270..400 °C | 4 - 20 мА | 4 - 20 мА | 12 бит | ± 0,4 |
| 9303/11-22-11 | 4-20 мА | 4-20 мА | 4-20 мА | 12 бит | ± 0,3 |
Окончание таблицы 2
| Состав ИК комплекса Series 3 Plus | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности ИК, % |
| Нормирующий аналоговый измерительный преобразователь | Модуль АЦП (ЦАП) агрегатного контроллера |
| Наименование преобразователя | Сигнал на входе | Сигнал на выходе | Сигнал на входе | Сигнал на выходе |
| DPM | линейное перемещение: ± 254 мм, ± 127 мм, ± 76,2 мм, ± 50,8 мм, ± 25,4 мм, ± 12,7 мм; угловое перемещение: ± 30 ° | -10...+10 В | 4-20 мА | 12 бит | ± 1,2 |
| CM-1-631-03 | -10...+10 В | 4-20 мА | 4-20 мА | 12 бит | ± 0,3 |
| Exceltronic XL31K5PA712 | преобразователь мощности 3-фазный 0 - 1000 Вт | 4-20 мА | 4-20 мА | 12 бит | ± 0,55 |
| GW5 | преобразователь мощности 1-фазный, 3фазный входное напряжение:^, 300, 600 В входной ток: 1, 5, 10, 20 А частота 50, 60 Гц | 4-20 мА | 4-20 мА | 12 бит | ± 0,4 |
| PWT | преобразователь активной мощности 3-фазный 85 - 135 В 0 - 5 А 50 Гц | 4-20 мА | 4-20 мА | 12 бит | ± 0,4 |
Примечания
1. В таблице 2 пределы допускаемой основной погрешности указаны для измерительного канала, состоящего из аналогового нормирующего измерительного преобразователя и модуля аналого-цифрового преобразования контроллера в % от диапазона изменения входного сигнала.
2 Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности от влияния температуры окружающей среды не превышают половину основной погрешности на каждые 10 °С изменения температуры окружающей среды.
3. В таблице 2 для всех типов модулей измерения сигналов от термопар значения пределов допускаемой основной приведенной погрешности указаны с учетом погрешности канала компенсации температуры холодного спая со встроенным термочувствительным элементом.
4. Пределы допускаемой основной погрешности:
± (15 мкВ (или 0,05 % относит, что больше) + 0,17 % от диап. + 1 °С) - ля каналов измерений сигналов от термопар;
± (80 мОм + 0,3 % привед.) - для каналов измерений сигналов от термопреобразователей сопротивлений.
5. Бинарные (вычислительные, преобразовательные и интерфейсные) модули, источники питания, центральное процессорное устройство и модуль памяти не являются измерительными компонентами комплексов и не требуют сертификата утверждения типа.
Рабочие условия применения:
- температура окружающего воздуха: от 0 до +50°C
- температура окружающего воздуха при хранении и транспортировке от минус 25 до + 85 °C;
- относительная влажность от 5 до 95 % без конденсата.
- напряжение питания: от источника переменного напряжения от 96 до 288 В частотой от 50до 60 Гц или от источника постоянного напряжения (21 - 32) В.
Габаритные размеры в кожухо-монтажном исполнении, мм: - 560 х 153 х 76.
Масса, кг не более - 4.
Средний срок службы - 12 лет.
Знак утверждения типа
наносится на эксплуатационную документацию типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки системы входят:
• конфигурация и состав комплекса определяются требованиями заказчика;
• руководство по эксплуатации;
• методика поверки.
Поверка
выполняется в соответствии с документом МП 38325-08 «Комплексы средств автоматического управления и регулирования Series 3 Plus, Series 3 Plus Plus. Методика поверки», утверждённым ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС 18.07. 2008 г.
Основное поверочное оборудование: калибратор-вольтметр универсальный В1-28 (AU= ±(0,003%и+0,0003%им); AI= ±(0,006%1+0,002%1м)), магазин сопротивлений МСР-60, кл.т.0,02, генератор импульсов Г3-122 (Af= ±540-7f), частотомер Ч3-63 (Af= ±540-7f), калибратор «Ресурс-К2»: воспроизведение действующего значения фазного напряжения/тока: напряжения в диапазоне от 2,2 до 330 В, силы переменного тока в диапазоне 0,005-7,5 А частотой основного сигнала от 42,5 до 69 Гц, класс точности 0,05/0,01.
Сведения о методах измерений
Метод измерений приведен в документе: «Руководство по аппаратным средствам Series 3 Plus» IM300/H (6.0.1).
Нормативные документы
ГОСТ Р 51841-2001 Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний;
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения.
Рекомендации к применению
- при осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
