Назначение
Контроллеры многофункциональные КР-500, КР-500М (далее контроллеры) предназначены для измерения и измерительного преобразования стандартизованных аналоговых выходных сигналов датчиков в виде напряжения и силы постоянного тока, сигналов термопар и термопреобразователей сопротивления, резистивных датчиков; приема и обработки дискретных сигналов; формирования управляющих аналоговых и дискретных сигналов по различным законам регулирования на основе измеренных параметров технологических процессов; передачи по запросу предварительно обработанной информации по каналам связи устройствам верхнего уровня.
Описание
Контроллеры относятся к агрегатированным, проектно-компонуемым устройствам и в зависимости от решаемых задач состоят из блоков контроллера БК-500М, БК-500К, миниконтроллера МК-500, микроконтроллера ШМК, пульта контроллера, модулей ввода-вывода, блоков питания и ряда дополнительных устройств и блоков (общий вид контроллеров и измерительных модулей представлены на рисунках 1, 2).
Блоки контроллера БК-500М и БК-500К являются основной составной частью контроллеров и содержат центральный процессор и цифровые каналы связи с модулями ввода-вывода, с другими контроллерами и компьютерами.
Миниконтроллеры МК-500 предназначены для построения систем автоматизации технологических процессов малого (по числу входов-выходов) объема.
Микроконтроллеры ШМК - специализированные устройства, предназначенные для передачи данных между ведущим устройством (блоком контроллера, верхним уровнем управления) и модулями ввода-вывода по интерфейсам RS-485.
Модули ввода-вывода осуществляют функции ввода/вывода аналоговых и дискретных сигналов, их обработку и обмен по цифровому каналу с блоком контроллера.
Принцип действия измерительных модулей из состава модулей ввода-вывода:
- пропорционально-интегральное измерение падения напряжения на входном сопротивлении с помощью преобразователя напряжение-частота для модулей ввода токовых сигналов МАС-Д-01, -04, МДА-Д-01, -04, МВА-Д-20, МДА-Р-20, -22, модулей МЦ-10 и МР-10 (в составе миниконтроллеров МК-500-10, МК-500-10-10), модуля МР-20 (в составе миниконтроллера МК-500-12-20), модулей ввода сигналов напряжения МАС-Д-02, -05, МДА-Д-02, -05, МВА-Д-21 в части аналоговых входов;
- пропорционально-интегральное измерение падения напряжения на входном сопротивлении с помощью сигма-дельта преобразователя для модулей ввода токовых сигналов МВА-Д-00, -01, модулей ввода сигналов напряжения МВА-Д-02, -03;
- измерение входного напряжения с помощью сигма-дельта преобразователя, для сигналов термопар или термопреобразователей сопротивления - с кусочно-линейной аппроксимацией измеренного напряжения согласно номинальной статической характеристике термопары или термопреобразователя сопротивления для модулей ввода аналоговых сигналов МАУ-Д-00, -01, МТС-Д-00, -01, МРС-Д-00, -01, МАУ-Д-20, МАУ-16-03, -04, модуля МЦ-12 (в составе миниконтроллеров МК-500-12, МК-500-12-20);
- использование программно-управляемого ЦАП с источником тока для модулей аналогового вывода МАС-Д-01, -02, -04, -05, МАВ-Д-00, МАВ-Д-20, модуля МЦ-10 (в составе миниконтроллеров МК-500-10, МК-500-10-10), модуля МЦ-12 (в составе миниконтроллеров МК-500-12, МК-500-12-20).
Контроллеры КР-500, КР-500М применяются в составе распределенных и локальных систем управления технологическими процессами, выполнения технологических защит в энергетике, металлургии, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, включая атомные электростанции.
Контроллеры КР-500М, поставляемые на АЭС, изготавливаются с учетом требований: НП-001-15 для устройств класса 3Н и ГОСТ 29075-91 по сейсмостойкости. При изготовлении контроллеров КР-500М применяются трудносгораемые материалы, не распространяющие горение.
Устройства контроллера конструктивно выполнены в компактных легкосъемных корпусах из полимерного материала, предназначенных для монтажа на рейку DIN-35.
Внешние подключения устройств контроллера осуществляются через штекерные разъемы с клеммами под винт и клеммные колодки, что позволяет проводить замену модулей без демонтажа внешних цепей, допускается горячая замена модулей в процессе эксплуатации контроллеров.
Конструкция контроллеров позволяет встраивать их в стандартные электротехнические, монтажные шкафы или другое монтажное оборудование, защищающее от воздействия внешней среды, обеспечивающее подвод сигнальных проводов и ограничивающее доступ к контроллеру.
Рисунок 1- Общий вид контроллеров многофункциональных КР-500, КР-500М
Предусмотрено пломбирование блоков и модулей контроллера - см. рис. 2.
Заводской номер контроллера в виде цифрового обозначения наносится на боковую панель корпуса блока контроллера, миниконтроллера МК-500 (см. рис. 2) и в их паспорта.
Нанесение знака поверки на корпус контроллера не предусмотрено.
Заводские номера модулей измерительных в виде цифрового обозначения наносятся на корпуса модулей (показано на рисунке 2) и в их паспорта. В паспортах измерительных модулей ставится отметка об их поверке.
заводские номера модулей н миниконтроллера МК-500
места для пломбировки
Рисунок 2- Общий вид измерительных модулей контроллеров КР-500. КР-500М и миниконтроллеров МК-500 с обозначением мест для нанесения заводских номеров и пломбировки
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) контроллеров делится на две группы - резидентное программное обеспечение (РПО) и внешнее, устанавливаемое на персональный компьютер.
РПО, являющееся метрологически значимым, устанавливается в энергонезависимую память измерительных модулей контроллеров и составных модулей миниконтроллера МК-500 (модулей МЦ-10, МЦ-12 и МР-10, МР-20) в производственном цикле на заводе-изготовителе и в процессе эксплуатации изменению не подлежит.
Метрологические характеристики измерительных модулей, указанные в таблицах 5-7, нормированы с учетом РПО.
Внешнее ПО «КОНТРАСТ 2010», не влияющее на метрологические характеристики, содержит широкий спектр инструментальных средств для работы с контроллерами.
Оно позволяет выполнять:
- конфигурирование и настройку параметров модулей, блоков контроллера (выбор количества используемых измерительных каналов, диапазона измерения или воспроизведения сигналов, тип подключаемого измерительного преобразователя (датчика) и др.);
- конфигурирование систем промышленной связи на основе стандарта Ethernet; программирование логических задач контроллеров на языках ФАБЛ (класс FBD - Function Block Diagram) и ПроТекст (класс ST - Structured Text);
- тестирование проектов, выполнение пусконаладочных работ и обслуживание готовой системы;
- установку парольной защиты от несанкционированного доступа.
ПО «КОНТРАСТ 2010» не даёт доступа к РПО измерительных модулей.
Идентификационные данные РПО контроллеров приведены в таблицах 1-4.
Таблица 1 - Идентификационные данные РПО модулей МАС-Д и МДА-Д, МАВ-Д-00, МАУ-Д-00, -01, МТС-Д, МРС-Д, МВА-Д-00...03
Идентификационные данные (признаки) | Значение для модулей |
МАС-Д и МДА-Д | МАВ-Д-00 | МАУ-Д, МТС-Д, МРС-Д, МВА-Д |
Идентификационное наименование ПО | MASMDA | MAV-D | MAU-D |
Номер версии, не менее | 024 | 009 | 020 |
Цифровой идентификатор ПО | номер версии |
Таблица 2 - Идентификационные данные РПО модулей МЦ-10 и МР-10 (в составе микроконтроллеров МК-500-10, МК-500-10-10) и ПО «КОНТРАСТ 2010»
Идентификационные данные (признаки) | Значение для модулей |
МЦ-10 (микроконтроллера МК-500-10, МК-500-10-10) | МР-10 (микроконтроллера МК-500-10-10) | ПО «КОНТРАСТ 2010» |
Идентификационное наименование ПО | MC10 | MR10 | КОНТРАСТ 2010 |
Номер версии, не менее | 001 | 014 | 2.1 |
Цифровой идентификатор ПО | номер версии |
Таблица 3 - Идентификационные данные РПО модулей МВА-Д-20, -21, МАУ-Д-20, МАВ-Д-20 и МЦ-12 (в составе микроконтроллеров МК-500-12, МК-500-12-20)
Идентификационные данные (признаки) | Значение для модулей |
МВА-Д-20, МВА-Д-21 | МАУ-Д-20 | МАВ-Д-20 | МЦ-12 (микроконтроллеров МК-500-12, МК-500-12-20) |
Идентификационное наименование ПО | MVA20/21 | MAU20 | MAV20 | Md2 |
Номер версии, не менее | 16 | 17 | 15 | 002 |
Цифровой идентификатор ПО | номер версии |
Таблица 4 - Идентификационные данные РПО модулей МР-20 (в составе микроконтроллера МК-500-12-20), МДА-Р-20, МДА-Р-22, МАУ-16-03, -04
Идентификационные данные (признаки) | Значение для модулей |
МР-20 (микроконтроллера МК-500-12-20) | МДА-Р-20 | МДА-Р-22 | МАУ-16-03, МАУ-16-04 |
Идентификационное наименование ПО | MR20 | MDA20 | MDA22 | MAU03/04 |
Номер версии, не менее | 40 | 39 | 18 | 36 |
Цифровой идентификатор ПО | номер версии |
Уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений РПО - высокий, а ПО «КОНТРАСТ 2010» - средний в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Метрологические характеристики измерительных каналов (ИК) контроллеров определяются метрологическими характеристиками измерительных модулей, приведенных в таблице 5.
Таблица 5 - Метрологические характеристики
Измерительные модули | Диапазоны входных сигналов | Диапазоны выходных сигналов | Пределы допускаемой основной приведенной1) погрешности, ±, % | Пределы допускаемой дополнит. приведенной1) температурной погрешности, ±, %/10 ОС | Входное сопротивление Rвх/ Rн выходной цепи, Ом |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
МДА-Д-01, -02, -04,-05; МВА-Д-20, -21 | от 0 до 5 мА от 0 до 20 мА от 4 до 20 мА | от 0 до 100 % 16 бит | 0,1 | 0,1 | Rвх от 147 до 153 |
от 0 до 10 В | Rвх не менее 104 |
МВА-Д-00...03 | от 0 до 5 мА от 0 до 20 мА от 4 до 20 мА | от 0 до 100 % 18 бит | 0,1 | 0,1 | Rвх от 97 до 103 |
от 0 до 10 В | Rвх не менее 104 |
МДА-Р-20; МДА-Р-22; МР-10 (в составе МК-500-10-10) | от 0 до 5 мА от 0 до 20 мА от 4 до 20 мА | от 0 до 100 % 16 бит | 0,1 | 0,1 | Rвх от 147 до 153 |
МР-20 (в составе МК-500-12-20) |
МАС-Д-01, -02, -04,-05 | от 0 до 5 мА от 0 до 20 мА от 4 до 20 мА | от 0 до 100 % 16 бит | 0,1 | 0,1 | Rвх от 147 до 153 |
от 0 до 10 В | Rвх не менее 104 |
от 0 до 100 % 15 бит | от 0 до 5 мА | 0,5 | 0,25 | Rн не более 2000 |
от 0 до 20 мА, от 4 до 20 мА | Rн не более 500 |
МЦ-10 (в составе МК-500-10, МК-500-10-10) | от 0 до 5 мА от 0 до 20 мА от 4 до 20 мА | от 0 до 100 % 16 бит | 0,1 | 0,1 | Rвх от 147 до 153 |
от 0 до 100 % 15 бит | от 0 до 5 мА | 0,5 | 0,25 | Rн не более 2000 |
от 0 до 20 мА от 4 до 20 мА | Rн не более 500 |
Продолжение таблицы 5
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
МАВ-Д-00 | от 0 до 100 % 15 бит | от 0 до 5 мА | 0,5 | 0,25 | Rh не более 2000 |
от 0 до 20 мА, от 4 до 20 мА | Rh не более 500 |
МАВ-Д-20 | от 0 до 100 % 16 бит | от 0 до 5 мА | 0,2 | 0,1 | Rh не более 2000 |
от 0 до 20 мА от 4 до 20 мА | Rh не более 500 |
МРС-Д-00, 01 | от 0 до 365 Ом Сигналы от термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-2009 -см. табл. 6. | от 0 до 100 % диапазона, 18 бит | 0,1 | 0,1 | Rbx не менее 105 |
МТС-Д2)-00, -01 | от -100 до 100 мВ Сигналы от термопар по ГОСТ Р 8.5852001, см. табл. 7. | от 0 до 100 % диапазона, 18 бит | 0,1 | 0,1 | Rbx не менее 105 |
МЦ-12 2) (в составе МК-500-12, МК-500-12-20) | от 0 до 5 мА* от 0 до 20 мА* от 4 до 20 мА* | от 0 до 100 % 18 бит | 0,1 | 0,1 | Rbx от 50,9 до 61,1 |
от 0 до 10 В** | Rbx 50500 |
от 0 до 365 Ом от 0 до 100 мВ Сигналы от термопар по ГОСТ Р 8.5852001, см. табл. 7 | Rbx не менее 105 |
Сигналы от термопреобразователей соп ротивления по ГОСТ 6651-2009, см. табл. 6. | 0,25 | 0,25 |
от 0 до 100 % 14 бит | от 0 до 5 мА | 0,5 | 0,5 | Rh не более 2000 |
от 0 до 20 мА от 4 до 20 мА | 0,5 | 0,25 | Rh не более 500 |
Продолжение таблицы 5
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
МАУ-Д2)-00, -01; МАУ-162)-03, -04 | от 0 до 5 мА* от 0 до 20 мА* от 4 до 20 мА* | 0 - 100 % 18 бит | 0,1 | 0,1 | Rвх от 50,9 до 61,1 для МАУ-Д |
от 0 до 5 мА от 0 до 20 мА от 4 до 20 мА | Rвх от 99 до 101 для МАУ-16 |
от 0 до 10 В** | Rвх 50500 для МАУ-Д |
от 0 до 10 В*** | Rвх 37600 для МАУ-16 |
от 0 до 365 Ом от 0 до 100 мВ Сигналы от термопреобразователей соп ротивления по ГОСТ 6651-2009, см. табл. 6. Сигналы от термопар по ГОСТ Р 8.5852001 см. табл. 7. | Rвх не менее 105 |
МАУ-Д-202) | от 0 до 5 мА* от 0 до 20 мА* от 4 до 20 мА* | 0 - 100 % 18 бит | 0,1 | 0,1 | Rвх от 50,9 до 61,1 |
от 0 до 10 В** | Rвх 50500 |
от 0 до 100 мВ Сигналы от термопар по ГОСТ Р 8.5852001 см. табл. 7. | Rвх не менее 105 |
0 до 365 Ом | 0,25 | 0,25 |
Сигналы от термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-2009 см. табл. 6. | 0,4 | 0,4 |
Продолжение таблицы 5
Примечания:
1) пределы допускаемой погрешности, приведенной к диапазону измерений;
2) пределы допускаемой погрешности указаны без учета погрешности канала компенсации температуры холодного спая термопар. Пределы абсолютной погрешности внутреннего канала компенсации ±0,5 °С, для модулей МАУ-16 ±3 °C, для модуля МАУ-Д-20 ±2 °C, для модуля микроконтроллера МЦ-12 ±3,5 °C. Имеется возможность подключения внешнего канала компенсации температуры холодного спая;
* - сигналы подаются через комплект резисторов нормирующих КРН-00;
* * - сигналы подаются через комплект резисторов нормирующих КРН-01
* ** - сигналы подаются через комплект резисторов нормирующих КРН-02
Таблица 6 - Диапазоны и пределы допускаемых погрешностей измерения сигналов от термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-2009
Обозначение типа сигналов от ТС | Диапазон преобразования, °С | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, °С |
для ИК с модулями МРС-Д-00, -01, МАУ-Д-00, -01; МАУ-16-03, -04 | для ИК с модулями МЦ-12 (в составе МК-500-12, МК-500-12-20) | для ИК с модулями МАУ-Д-20 |
50П | от -200 до +750 | ±0,95 | ±2,4 | ±3,8 |
100П | от -200 до +750 | ±0,95 | ±2,4 | ±3,8 |
Pt50 | от -200 до +750 | ±0,95 | ±2,4 | ±3,8 |
Pt100 | от -200 до +750 | ±0,95 | ±2,4 | ±3,8 |
50М, а=0,00428 | от -180 до +200 | ±0,38 | ±0,95 | ±1,52 |
100М, а=0,00428 | от -180 до +200 | ±0,38 | ±0,95 | ±1,52 |
100Н | от -60 до +180 | ±0,24 | ±0,6 | ±0,96 |
50М, а=0,00426 | от -50 до +200 | ±0,25 | ±0,63 | ±1,0 |
100М, а=0,00426 | от -50 до +200 | ±0,25 | ±0,63 | ±1,0 |
Таблица 7 - Диапазоны и пределы допускаемых погрешностей измерения сигналов от термопар по ГОСТ Р 8.585-2001
Обозначение типа термопар | Диапазон преобразования, ° С | Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности, °С |
L | от -200 до +800 | ±1,0 |
К | от -200 до +1372 | ±1,57 |
S | от -50 до +1768 | ±1,82 |
А-1 | от 0 до +2500 | ±2,5 |
Продолжение таблицы 7
Обозначение типа термопар | Диапазон преобразования, ° С | Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности, °С |
А-2 | от 0 до +1800 | ±1,8 |
А-3 | от 0 до +1800 | ±1,8 |
R | от -50 до +1768 | ±1,82 |
В | от +200 до +1820 | ±1,62 |
J | от -210 до +1200 | ±1,41 |
Т | от -200 до +400 | ±0,6 |
Е | от -200 до +1000 | ±1,2 |
N | от - 200 до +1300 | ±1,5 |
М | от -200 до +100 | ±0,3 |
Примечание - пределы допускаемой погрешности указаны без учета погрешности канала компенсации температуры холодного спая термопар. |
Модули ввода/вывода дискретных сигналов, блоки контроллера, микроконтроллер ШМК, пульт контроллера, преобразователи интерфейсов, источники питания, входящие в состав контроллеров, не являются измерительными компонентами и не требуют утверждения типа средств измерений.
Технические характеристики представлены в таблице 8.
Таблица 8 - Технические характеристики
Наименование характеристики | Значение |
Рабочие условия эксплуатации: - температуры окружающей среды, °С - температура нормальных условий, °С - относительная влажность (без образования конденсата), %, - атмосферное давление, кПа - амплитуда смещения при вибрации частотой от 0,5 до 35 Гц, мм, не более - для контроллеров КР-500М, поставляемых на АЭС, сейсмостойкость по ГОСТ 29075-91 при уровне установки над нулевой отметкой до 35 м | от 1 до 50 от +17 до +23 от 30 до 80 от 84,0 до 106,7 0,15 землетрясение до 7 баллов по шкале MSK-64 |
Параметры электрического питания: - напряжение постоянного тока, В - напряжение постоянного тока, В - напряжение сети переменного тока при использовании блоков питания БП-4М15, БП-Г, БП-50, В | 5±0,1 24±6 220'23 частотой (50±1) Гц |
Примечание - напряжение питания, потребляемая мощность и массогабаритные характеристики измерительных модулей из состава контроллеров приведены в таблице 9. |
Таблица 9 - Технические характеристики основных компонентов из состава контроллеров
Компоненты контроллеров | Номинальное напряжение питания, В | Потребляемая мощность, Вт, не более | Габаритные размеры), мм, не более | Масса, кг, не более |
блок контроллера БК-500М | 24 | 5 | 190х127х65 | 1 |
блок контроллера БК-500К: БК-500К-00, БК-500К-01 БК-500К-05, БК-500К-06 | 24 | 5 | 39x173x157 71x173x157 | 0,4 1 |
миниконтроллер МК-500: МК-500-10, МК-500-12 МК-500-10-10, МК-500-12-20 | 24 | 5 | 39x173x157 71x173x157 | 0,4 0,8 |
микроконтроллер шлюзовой ШМК | 5 | 1,4 | 18x100x118 | 0,2 |
модуль МАВ-Д-00 | 5 | 0,12 | 18x100x118 | 0,12 |
модуль МАВ-Д-20 | 24 | 0,2 | 22,6x106x113 | 0,2 |
модуль МАС-Д-01, -02 | 5 | 1,4 | 18x100x118 | 0,12 |
модуль МАС-Д-04, -05 | 5 | 2 | 36x100x118 | 0,2 |
модуль МАУ-Д-00, модуль МАУ-Д-01 | 5 | 0,9 | 18x100x118 36x100x118 | 0,12 0,2 |
модуль МАУ-Д-20 | 24 | 0,9 | 22,6x106x113 | 0,2 |
модуль МВА-Д-00, -02 модуль МВА-Д-01, -03 | 5 | 0,9 | 18x100x118 36x100x118 | 0,12 0,2 |
модуль МВА-Д-20, -21 | 24 | 1,5 | 22,6x106x113 | 0,12 |
модуль МДА-Д-01, -02 | 5 | 0,9 | 18x100x118 | 0,12 |
модуль МДА-Д-04, -05 | 5 | 1,4 | 36x100x118 | 0,2 |
модуль МРС-Д-00, модуль МРС-Д-01 | 5 | 0,9 | 18x100x118 36x100x118 | 0,12 0,2 |
модуль МТС-Д-00, модуль МТС-Д-01 | 5 | 0,9 | 18x100x118 36x100x118 | 0,12 0,2 |
модули МДА-Р-20, МДА-Р-22 | 24 | 1 | 39x173x157 | 0,3 |
модуль МАУ-16-03, модуль МАУ-16-04 | 24 | 1 | 127x132x65 127x132x60 | 0,5 0,4 |
Примечание - мощность, потребляемая от сети питания, габаритные размеры и масса контроллера определяются его конфигурацией. |
Знак утверждения типа
наносится на модули контроллеров КР-500, КР-500М, содержащие измерительные каналы, миниконтроллер МК-500, на руководства по эксплуатации и паспорта контроллеров типографским способом.
Комплектность
Таблица 10 - Комплектность контроллера КР-500
Наименование | Обозначение | Количество |
Контроллер многофункциональный | КР-500 | * |
Паспорт | КГЖТ.421457.005 ПС | * |
Руководство по эксплуатации | КГЖТ.421457.005 РЭ | * |
Ведомость эксплуатационных документов | КГЖТ 421457.005 ВЭ | * |
эксплуатационные документы | согласно КГЖТ 421457.005 ВЭ |
* в соответствии с заказом |
Таблица 11 - Комплектность контроллера КР-500М
Наименование | Обозначение | Количество |
Контроллер многофункциональный | КР-500М | * |
Паспорт | КГЖТ.421457.007 ПС | * |
Руководство по эксплуатации | КГЖТ.421457.007 РЭ | * |
Ведомость эксплуатационных документов | КГЖТ 421457.007 ВЭ | * |
эксплуатационные документы | согласно КГЖТ 421457.007 ВЭ |
* в соответствии с заказом |
Сведения о методах измерений
приведены в п.1.4 «Устройство и работа» руководств по эксплуатации.
Нормативные документы
Приказ Росстандарта 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»;
Приказ Росстандарта от 28 июля 2023 г. № 1520 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Приказ Росстандарта от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;
ГОСТ Р 52931-2008 «Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия»;
ГОСТ 29075-91 «Системы ядерного приборостроения для атомных станций. Общие требования»;
КГЖТ.421457.005 ТУ «Контроллеры многофункциональные КР-500. Технические условия»;
КГЖТ.421457.007 ТУ «Контроллеры многофункциональные КР-500М. Технические условия».