Модули автоматики NL. Характеристики, описание, методика поверки.
Госреестр средств измерений РФ на основании сведений из ФГИС “АРШИН”

Модули автоматики NL

Основные
Тип
Зарегистрировано поверок 380
Межповерочный интервал / Периодичность поверки 5 лет
Найдено поверителей 8

Назначение

Модули автоматики серии NL (далее - модули) предназначены для измерения напряжения постоянного тока, силы постоянного тока и электрического сопротивления постоянному току, поступающих от различных первичных преобразователей, с целью построения автоматизированных систем измерения, контроля, регулирования, диагностики и управления технологическими процессами и агрегатами, вывода аналоговых сигналов напряжения постоянного тока и силы постоянного тока, счета импульсов и измерения частоты их следования.

Описание

Принцип действия модулей, предназначенных для измерения напряжения постоянного тока, силы постоянного тока и электрического сопротивления постоянному току, основан на преобразовании аналоговых сигналов, поступающих от первичных преобразователей, в цифровую форму с помощью 16-разрядного дельта-сигма аналого-цифрового преобразования (АЦП). Информация, получаемая при калибровке модуля и его конфигурировании, заносится в постоянное запоминающее устройство и используется микроконтроллером модуля для внесения поправок перед передачей результатов измерений в порт RS-485. Сила постоянного тока измеряется по падению напряжения тока на электрическом сопротивлении постоянному току, погрешность которого компенсируется при калибровке модуля с помощью источника постоянного тока. Электрическое сопротивление постоянному току измеряется по падению напряжения на измеряемом электрическом сопротивлении постоянному току при пропускании через него постоянного тока.

Модули модификаций NL-8AI, NLS-8AI предназначены для ввода аналоговых сигналов напряжения постоянного тока и силы постоянного тока. Принцип действия модулей, предназначенных для ввода аналоговых сигналов напряжения постоянного тока и силы постоянного тока, основан на циклическом поканальном преобразовании аналогового сигнала в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем под управлением микроконтроллера; сохранением результатов преобразования в оперативной памяти микроконтроллера и их выдаче в цифровой форме при поступлении на микроконтроллер команд по интерфейсу RS-485.

Модули модификаций NL-8TI, NLS-8TI, NL-4RTD, NLS-4RTD предназначены для измерения напряжения постоянного тока и электрического сопротивления постоянному току, поступающих от различных первичных преобразователей. Модули модификаций NL-8TI, NLS^^ служат для ввода результатов измерения температуры от первичных термопреобразователей термоэлектрических (термопар), а также напряжения постоянного тока и силы постоянного тока. Модули модификаций NL-4RTD, NLS-4RTD предназначены для ввода результатов измерения температуры от первичных термопреобразователей сопротивления Pt100, Pt1000, 100П, 120Н, 50M. Принцип действия модулей, предназначенных для ввода сигналов, поступающих от термопарных преобразователей температуры в напряжение (термопар), от термопреобразователей температуры в величину сопротивления (термопреобразователей сопротивления), а также сигналов напряжения постоянного тока, в основе такой же, как и для модулей ввода постоянного напряжения и тока, с отличием в том, что результаты преобразования входного напряжения пересчитываются в температуру по таблицам в соответствии с ГОСТ Р 8.585-2001 для термопар и в соответствии с ГОСТ 6651-2009 - для термопреобразователей сопротивления. Табличные значения заносятся в энергонезависимых память микроконтроллера при его программировании. Модули NL-8TI, NLS-8TI имеют функцию программного отключения холодного спая.

Модули модификаций NL-4AO, NLS-4AO обеспечивают преобразование цифрового сигнала, подаваемого через порт RS-485 в виде команд, в аналоговый сигнал напряжения и силы тока с разрядностью 12 бит. Принцип действия модулей, предназначенных для вывода аналоговых сигналов напряжения постоянного тока и силы постоянного тока, основан на преобразовании с помощью 4-х цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) цифровых кодов, поступающих от управляющего микроконтроллера в аналоговый сигнал (напряжение постоянного тока или силу тока). Питание выходного каскада источника тока осуществляется от внешнего источника напряжения (для NL-4AO) или от внутреннего (в NLS-4AO), который включается последовательно с нагрузкой.

Модули модификаций NL-2C, NLS-4C обеспечивают режим счета импульсов и измерение частоты их следования как количество импульсов, поступающих на вход за время счета 0,1 с или 1 с. Время счета стабилизируется с помощью кварцевого генератора. Разрядность счетчика импульсов - 32 бит. Принцип действия модулей, предназначенных для счета импульсов и измерений частоты их следования, основан на формировании входных импульсов с помощью входных компараторов с программно управляемыми уровнями компарации, их цифровой фильтрации по длительности с помощью программно управляемых микроконтроллеров и подсчете количества импульсов микроконтроллером, выполняющим функции счетчиков.

Результаты измерений поступают в выходной порт RS-485 модулей в одном из следующих форматов: инженерном, шестнадцатеричном, в процентах от верхнего предела измерений. Управление модулями выполняется программно, с помощью команд в ASCII кодах, поступающих из управляющего компьютера или контроллера. Кроме того, каждый из модулей обеспечивает вывод дискретных сигналов для целей автоматического управления измерительными цепями или исполнительными механизмами.

Все модули смонтированы в корпусе из ударопрочного полистирола или АБС-пластика с креплением на DIN-рейку.

Модули имеют общепромышленное и взрывозащищенное исполнение. Для обеспечения взрывозащиты модули полностью заливаются прозрачным компаундом и имеют в электрической схеме токоограничительные резисторы по входам, а также предохранители в цепи питания.

Модули выпускаются в различных модификациях, отличающихся метрологическими характеристиками и различных исполнениях отличающиеся конструкцией и взрывозащитой.

Структурное обозначение модулей:

ЪХ - ХХХ

N

Наименование модификации:

8А1 - 8/16 каналов аналогового ввода;

8TI - 8 каналов термопар;

4RTD - 4 канала термосопротивлений;

4AO - 4 токовых или потенциальных выхода;

2C - 2 канала счетного ввода;

4C - 2 канала счетного ввода, 2 канала дискретного вывода

S - слотовое исполнение

Отсутствие символа - стандартное исполнение Обозначение серии модулей_

При заказе код условного обозначения содержит следующее:

1,2 - цифра, уточняющая количество дискретных выходов для модуля NL-8TI или NL-4RTD;

Ex - взрывозащищённое исполнение;

D - модуль со светодиодным дисплеем;

M - наличие протокола Modbus RTU;

Кроме перечисленных модификаций модули NL включает следующие модификации, которые не имеют нормированных метрологических характеристик:

NL-16DI (NLS-16DI) - модуль дискретного ввода;

NL-16DO (NLS-16DO) - модуль дискретного вывода;

NL-16HV (NLS-16HV) - модуль дискретного ввода сигналов напряжения 220 В; NL-232C - преобразователь интерфейсов RS-232 в RS-485 и RS-422;

NL-8R (NLS-8R) - модуль управляемых реле;

NLCon-1AT - программируемый логический контроллер;

NL-485C (NLS-485C) - повторитель интерфейсов RS-485;

NL-12V - источник питания.

Общий вид модулей представлен на рисунках 1 и 2. Схема расположения мест пломбирования представлена на рисунке 3.

V / -/

Остальные модификации модулей имеют аналогичный вид с отличием в содержании надписей и маркировкой входов/выходов на лицевой панели.

а)    ____б)

Рисунок 3 - Схема расположения мест пломбирования:

а)    - для варианта исполнения NL

б)    - для варианта исполнения NLS

Программное обеспечение

Встроенное программное обеспечение (далее - ПО) предназначено для использования только совместно с модулями модификаций NL-8TI, NLS-8TI, NL-4RTD, NLS-4RTD, NL-8AI, NLS-8AI, NL-2C, NLS-4C, NL-4AO, NLS-4AO и индивидуально для каждого из перечисленных типов. Доступ к ПО ограничен механически, путем пломбирования крышки модуля, под которой находится разъем для программирования, а также программно - установкой битов защиты от считывания ПО и перепрограммирования. Прошивка каждого модуля осуществляется при изготовлении и не изменяется в процессе эксплуатации. Выделение из состава ПО метрологически значимой части не производится, модуль осуществляет в автоматическом режиме контроль целостности всего блока ПО, загружаемого при включении из энергонезависимой памяти. После загрузки, подсчета контрольной суммы и положительного результата сравнения его с эталонным значением, модуль переходит в штатный режим работы. При несовпадении контрольной суммы модуль не функционирует, что индицируется прерывистым свечением красного светодиода.

Идентификационные данные ПО модулей приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

Идентификационные данные (признаки)

Значение

NL-8AI

(^LS^I)

NL-8TI

(NLS-8TI)

NL-4RTD

(NLS-4RTD)

NL-2C

(NLS-4C)

NL-4AO

(NLS-4AO)

Идентификационное наименование ПО

NL-8AI

NL-8TI

NL-4RTD

NL-2C

NL-4AO

Номер версии

(идентификационный номер ПО), не ниже

23.05.11

26.04.11

06.05.11

09.04.10

06.09.10

Цифровой идентификатор ПО

-

-

-

-

-

Метрологически значимая часть ПО и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений. Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с рекомендациями Р 50.2.077-2014.

Таблица 2 - Основные метрологические характеристики модулей

Наименование характеристики

Значение

Модули NL-8TI (NLS-8TI)

Диапазоны измерений напряжения постоянного тока

±2,5 В ±1 В ±500 мВ ±100 мВ ±50 мВ ±15 мВ

Пределы допускаемой основной приведенной к верхней границе диапа-

зона измерений погрешности измерений напряжения постоянного тока, %

±0,05

Пределы допускаемой дополнительной приведённой к диапазону изме-

рений погрешности измерений напряжения постоянного тока, вызванной изменением температуры окружающей среды в пределах рабочих усло-

±0,025

вий измерений на каждые 10 °С, %

Диапазоны измерений температуры от термопар по ГОСТ Р 8.585-2001 типа, °С:1)

- K

от -100 до +1000

- J

от -210 до +1200

- B

от 100 до 1820

- L

от -100 до +800

- E

от -100 до +1000

- S

от +500 до +1750

- R

от +500 до +1750

- N

от -100 до +1300

- T

от -100 до +400

Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений

температуры от термопар по ГОСТ Р 8.585-2001 типа, °С: - K

±3,5

- J

±3

- B

±4

- L

±3

- E

±3,5

- S

±4

- R

±4

- N

±4

- T

±2,5

Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности изме-

рений температуры от термопар, вызванной изменением температуры

±1

окружающей среды в пределах рабочих условий измерений на каждые 10 °С, °С

Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности изме-

рений температуры от термопар, вызванной погрешностью холодного

±1

спая, ° С

Разрядность, бит

16

Модули NL-4RTD (NLS-4RTD)

Диапазон измерений сопротивления постоянному току, Ом

от 0 до 3137

Пределы допускаемой основной приведенной к верхней границе диапазо-

на измерений погрешности измерений сопротивления постоянному

±0,1

току, %

Продолжение таблицы 2

Наименование характеристики

Значение

Пределы допускаемой дополнительной приведённой к верхней границе диапазона измерений погрешности измерений сопротивления постоянному току, вызванной изменением температуры окружающей среды в пределах рабочих условий измерений на каждые 10 °С, %

±0,05

Диапазоны измерений температуры от термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-2009, °С:

- Pt100 с температурным коэффициентом а=0,00385 оС-1

от -100 до +100 от 0 до +100 от 0 до +200 от 0 до +600

- Pt1000 с температурным коэффициентом а=0,00385 оС-1

от -200 до +600

- 100П с температурным коэффициентом а=0,00391 оС-1

от -100 до +100 от 0 до +100 от 0 до +200 от 0 до 600

- 120Н с температурным коэффициентом а=0,00617 оС-1

от -60 до +100 от 0 до +100

- 50М с температурным коэффициентом а=0,00428 оС-1

от -200 до +200

Пределы допускаемой основной приведённой к диапазону измерений погрешности измерений температуры от термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-2009, %:

-    Pt100

-    Pt1000

-    100П

-    120Н

-    50М

±0,2

Пределы допускаемой дополнительной приведённой к диапазону измерений погрешности измерений температуры от термопреобразователей сопротивления, вызванной изменением температуры окружающей среды в пределах рабочих условий измерений на каждые 10 °С, %

±0,1

Разрядность, бит

16

Модули NL-8AI (NLS-8AI)

Диапазоны измерений напряжения постоянного тока

±10 В ±5 В ±1 В ±500 мВ ±150 мВ

Пределы допускаемой основной приведенной к верхней границе диапазона измерений погрешности измерений напряжения постоянного тока, %

±0,1

Пределы допускаемой дополнительной приведённой к диапазону измерений погрешности измерений напряжения постоянного тока, вызванной изменением температуры окружающей среды в пределах рабочих условий измерений на каждые 10 °С, %

±0,05

Продолжение таблицы 2

Наименование характеристики

Значение

Диапазон измерения силы постоянного тока, мА

±20

Предел допускаемой основной приведенной к верхней границе диапазона погрешности измерений силы постоянного тока, %

±0,1

Пределы допускаемой дополнительной приведённой к диапазону измерений погрешности измерений силы постоянного тока, вызванной изменением температуры окружающей среды в пределах рабочих условий измерений на каждые 10 °С, %

±0,05

Разрядность, бит

16

Модули NL-2C (NLS-4C)

Параметры входных импульсных сигналов:

-    диапазон амплитудных значений, В

-    длительность импульсных сигналов, мкс, не менее

-    частота следования импульсов, Гц, не более

от 0,8 до 32 5

от 10 до 300П103

Диапазон измерений частоты следования импульсов, Гц

от 10 до 25 □ 103 от 10 до 300^ 103

Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений частоты следования импульсов, %

±

f ■, Л 0,0002+ -100 2) f-T

V J 0

Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности измерений частоты следования импульсов, вызванной изменением температуры окружающей среды в пределах рабочих условий измерений на каждые 10 °С, %

±

V

2 Л

0,0004 + -1002) f - T0

Разрядность, бит

32

Модули NL-4AO (NLS-4AO)

Диапазоны преобразований напряжения постоянного тока, В

от -10 до +10 от 0 до +10 от 0 до +5 от -5 до +5

Пределы допускаемой основной приведенной к верхней границе диапазона преобразований погрешности преобразований напряжения постоянного тока, %

±0,1

Пределы допускаемой дополнительной приведённой к диапазону преобразований погрешности преобразований напряжения постоянного тока, вызванной изменением температуры окружающей среды в пределах рабочих условий измерений на каждые 10 °С, %

±0,05

Диапазон преобразований силы постоянного тока, мА

от 0 до 20 от 4 до 20

Предел допускаемой основной приведенной к верхней границе диапазона преобразований погрешности преобразований силы постоянного тока, %

±0,1

Пределы допускаемой дополнительной приведённой к диапазону преобразований погрешности преобразований силы постоянного тока, вызванной изменением температуры окружающей среды в пределах рабочих условий измерений на каждые 10 °С, %

±0,05

Пределы допускаемой дополнительной погрешности приведённой к диапазону преобразований напряжения постоянного тока (силы постоянного тока), вызванной изменением электрического сопротивления постоянному току нагрузки, %

±0,05

Продолжение таблицы 2

Наименование характеристики

Значение

Пределы допускаемого значения нестабильности выходного постоянного тока (силы постоянного тока) за 8 часов, %

±0,05

Разрядность, бит

12

) °С

«JLS-8TI) погрешность ры, подключаемых к их

1)    Диапазон температур указан при температуре холодного спая (

2)    В формуле приняты следующие обозначения: f - измеряемая частота в Гц;

T - время счета импульсов (1 с или 0,1 с).

Примечание - * - для модулей NL-4RTD (NLS-4RTD), NL-8TI (N указана без учета погрешности первичных преобразователей температу входам.

Таблица 3 - Технические характеристики модулей

Наименование характеристики

Значение

Входное сопротивление модулей NL-8AI (NLS-8AI), МОм, не менее

10

Максимальный ток потенциального выхода модулей NL-4AO (NLS-4AO), мА, не более

5

Диапазон значений электрического сопротивление нагрузки модулей NL-4AO(NLS-8AO) в режиме вывода тока, Ом

от 0,1 до (| Епит -120|)1)

1 н

Габаритные размеры корпуса модуля (длинахширина*высота), мм, не более:

-    для стандартного исполнения, включая взрывозащищенное исполнение

-    для слотового исполнения, включая взрывозащищенное исполнение

123x76x33

113x22,5x109

Масса, г, не более:

-    для стандартного исполнения и слотового исполнения

-    для всех вариантов модулей взрывозащищённого исполнения (Ex)

150

500

Потребляемая мощность, Вт

от 0,25 до 1,32)

Напряжение питания постоянного тока, В:

-    для стандартного исполнения и слотового исполнения

-    для всех вариантов модулей взрывозащищённого исполнения (Ex)

от 10 до 30 от 10 до 12

Маркировка взрывозащиты (для модулей NL-8TI, NL-4RTD, NL-8AI, NL-16DI, NL-16DO, NL-2C, NLS-8TI, NLS-4RTD, NLS-8AI, NLS-16DI, NLS-16DO, NLS-2C)

0ExiaIICT6 X или 0ExiaIIBT6 X или POExiaI X

Нормальные условия измерений:

-    температура окружающей среды, °С

-    относительная влажность, %

от +15 до +25 до 75

Рабочие условия измерений:

-    температура окружающего воздуха

для модулей общепромышленного исполнения, °С для модулей взрывозащищённого исполнения, °С

-    относительная влажность воздуха при температуре воздуха +30 °С, %

- атмосферное давление, кПа

от -40 до +70 от -40 до +50 до 90 до 106

Средняя наработка на отказ, ч

100000

Средний срок службы, лет

10

1) В формуле приняты следующие обозначения:

Епит - напряжение внешнего источника питания (не более 36 В), В; Iн - ток нагрузки (не более 20 мА), мА.

2) В зависимости от модификации

Знак утверждения типа

наносится на лицевую панель модулей типографским способом и защищается от механических воздействий абразивно-стойкой прозрачной пленкой, а также на титульный лист паспорта и руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

Таблица 4 - Комплектность модулей

Наименование

Обозначение

Количество

Модуль автоматики серии NL

-

1 шт.

Паспорт

-

1 экз.

Руководство по эксплуатации

-

1 экз.

Методика поверки

ИЦРМ-МП-056-19

1 экз.

Поверка

осуществляется согласно документу ИЦРМ-МП-056-19 «Модули автоматики серии NL. Методика поверки», утвержденному ООО «ИЦРМ» 24.05.2019 года.

Основные средства поверки:

-    мультиметр FLUKE 87V (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 55898-13);

-    калибратор универсальный 9100 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 25985-09).

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

ГОСТ 6651-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ Р 8.585-2001 Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования

ТУ 4221-003 -24171143-2013 Модули автоматики серии NL. Технические условия

Развернуть полное описание