Назначение
Модули ввода-вывода Метран-970 предназначены для измерения и преобразования сигналов различных датчиков распределенных систем сбора данных, и передачи полученной информации по каналам физических интерфейсов RS-485, CAN, Ethernet или беспроводному интерфейсу во внешнюю сеть. Модули ориентированы на построение систем управления производственными процессами в областях промышленности с жесткими условиями эксплуатации. Модули могут использоваться как автономно, так и интегрироваться во внешнюю систему управления.
Описание
Принцип работы модулей основан:
- на преобразовании аналоговых и дискретных входных сигналов, обработке полученной информации и передачи ее по интерфейсу на верхний уровень;
- на формировании управляющего воздействия (в виде дискретных или токовых электрических сигналов) на основе информации, полученной как от собственных входных каналов, так и от внешней системы управления.
В состав конфигураций модулей могут входить следующие типы входов и выходов: АВ - аналоговые входы;
АВП - аналоговые входы с выходом питания;
АЕ - аналоговые выходы;
ДВ - дискретные входы;
Р - релейные выходы (реле);
С - симисторные выходы.
В состав модулей могут входить следующие типы интерфейсов:
- Ethernet;
- RS-485;
- CAN;
- беспроводный интерфейс.
Модули выполнены в металлическом корпусе и предназначенные для установки на DIN-рейку.
На верхней стороне модулей расположены кнопка управления, светодиодные индикаторы состояния и разъем Ethernet. Разъемы для подключения входных (выходных) сигналов, питания и интерфейсов расположены с боковых сторон модулей.
Технические характеристики
Аналоговые входы (АВ)
Диапазоны преобразования, пределы допускаемой основной и дополнительной погрешности аналоговых входов АВ модуля соответствуют значениям, приведенным в таб
лице 1.1.
Таблица 1.1
| Функция | Диапазон | Единица младшего разряда | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности на каждые 10°С в пределах рабочих условий эксплуатации |
| Преобразование силы постоянного тока | ±(0 - 23) мА | 1 мкА | ±(0,0005-ПВ±8мкА) | ±0,0005-ПВ |
| Преобразование напряжения постоянного тока | ±(0-110) мВ ±(0- 1,1) В | 10 мкВ 0,1 мВ | ±(0,0005-ПВ±20 мкВ) ±(0,0005-ПВ±0,4 мВ) | ±0,00025-ПВ ±0,00025-ПВ |
| Преобразование сопротивления постоянному току | 0 - 325 Ом | 0,1 Ом | ±(0,0005-ПВ±0,13 Ом) | ±0,0005-ПВ |
| Примечание - ПВ - значение преобразуемой величины |
Модули обеспечивают преобразование выходных сигналов термопар (ТП) с НСХ по ГОСТ Р 8.585 - 2001/ГОСТ 3044-94 с возможностью компенсации температуры "холодного спая". Типы ТП, пределы допускаемой основной и дополнительной погрешности, диапазоны преобразования соответствуют значениям, приведенным в таблице 1.2.
| Тип ТП | Диапазон, °C | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, ±°С | Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности на каждые 10°С в пределах рабочих условий эксплуатации, ±°С | Единица младшего разряда, °C |
| А-1 (ТВР) | 0...400 | 2,6-0,003-Т | 0,0004-Т | 0,1 |
| 400...2200 | 0,8+0,0015-Т |
| А-2 (ТВР) | 0...300 | 2,8-0,005-Т | 0,0003-Т |
| 300...1800 | 1+0,0012-Т |
| А-3 (ТВР) | 0...300 | 2,6-0,004-Т |
| 300...1800 | 1+0,0012-Т |
| J (ТЖК) | -200...0 | 0,4-0,004-Т | 0,04-0,0006-Т |
| 0...1000 | 0,4+0,0005-Т | 0,04+0,0002-Т |
| R (ТПП 13) | -49... 200 | 5-0,013-Т | 0,06+0,0002-Т |
| 200... 1767 | 2,4 |
| S (ТПП 10) | -49...200 | 4,7-0,011-Т |
| 200... 1700 | 2,4+0,0002-Т |
| В (ТПР) | 500...1000 | 5,7-0,0032-Т | 0,03+0,0001-Т |
| 1000...1820 | 2,5 |
| Е (ТХКн) | -200...0 | 0,4-0,004-Т | 0,04-0,0006-Т |
| 0...1000 | 0,4+0,0005-Т | 0,04+0,0002-Т |
| N (ТНН) | -200...0 | 0,8-0,007-Т | 0,05-0,0007-Т |
| 0...1300 | 0,8+0,0004-Т | 0,05+0,0002-Т |
| К (ТХА) | -200...0 | 0,55-0,005-Т | 0,03-0,0007-Т |
| 0...1300 | 0,55+0,0007-Т | 0,03+0,0003-Т |
| М (ТМК) | -200...-100 | 0,06-0,007-Т | 0,06-0,0005-Т |
| -100...100 | 0,6-0,0015-Т |
| Т (ТМКн) | -200...0 | 0,55-0,005-Т | 0,03-0,0006-Т |
| 0...400 | 0,55 | 0,03+0,0001-т |
| L (ТХК) | -200...0 | 0,35-0,003-Т | 0,03-0,0006-Т |
| 0...790 | 0,35+0,0004-Т | 0,03+0,0002-Т |
Примечания
1. Без учета погрешности преобразования температуры холодного спая
2. Пределы допускаемой абсолютной погрешности канала компенсации температуры холодного спая ±1°С
3. Т- значение преобразуемой температуры
Модули обеспечивает преобразование выходных сигналов термометров сопротивления (ТСП, ТСМ, ТСН ) с НСХ по ГОСТ 6651-94 / ГОСТ Р 8.625-2006. Типы термометров сопротивления (ТС), пределы допускаемой основной и дополнительной погрешности, диапазоны преобразования температур ТС соответствуют значениям, приведенным в таблице 1.3.
| Тип ТС | Диапазон, °C | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, ±°С | Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности на каждые 10°С в пределах рабочих условий эксплуатации, ±°С | Единица младшего разряда, °C |
| Платиновые (ТСП) | 50П (WI00=1.3910} | -199...850 | 0,8+0,0009Т | 0,14+0,0006-Т | 0,1 |
| 100П (Wloo=1.391O} | -199...620 | 0,5+0,0007-Т |
| Pt-50 | -195...845 | 0,8+0,0009-Т |
| Pt - 100 (W100=1.3850} | -195...630 | 0,5+0,0007-Т |
| Медные (ТСМ) | 50M (WI00=1.4280) | -184...200 | 0,8+0,0005-Т | 0,12+0,0005-Т |
| 53M (Wloo=1.426O} no ГОСТ 6651-78 | -49...179 | 0,8+0,0005-Т |
| 100M (Wloo=1.428O} | -184...200 | 0,5+0,0005-Т |
| Cu-50 (W]00=1.4260} | -49... 199 | 0,8+0,0005-Т |
| Cu- 100 (WI00=1.4260} | -49... 199 | 0,5+0,0005-Т |
| Никелевые (ТСН) | 100H Ni -100 | -60... 180 | 0,4 | 0,09+0,0003-Т |
| Примечание - Т - значение преобразуемой температуры |
Модули обеспечивают преобразование выходных сигналов пирометров с градуировками по ГОСТ 10627 - 71. Типы градуировок пирометров, пределы допускаемой основной и дополнительной погрешности, диапазоны преобразования соответствуют значениям, приведенным в таблице 1.4.
Таблица 1.4
| Типы градуировок пирометров | Диапазон, °C | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, ±°С | Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности на каждые 10°С в пределах рабочих условий эксплуатации, ±°с | Единица младшего разряда, °C |
| РК-15 | 400...700 | 24-0,03-Т | 0,0001-т | 0,1 |
| 700... 1500 | 5-0,003-Т |
| РК-20 | 600...900 | 10,2-0,009-Т |
| 900...2000 | 3-0,001-т |
| РС-20 | 900...1750 | 3,6-0,0016-Т |
| 1750...2000 | 3 |
| РС-25 | 1200...1650 | 6,5-0,003-Т |
| 1650...2500 | 1,8 |
| Примечание - Т- значение преобразуемой температуры |
Модуль обеспечивает вычисление расхода сред в соответствии с ГОСТ 8.586.(1-5)-2005. Типы сред, диапазоны входных величин и пределы допускаемой основной относительной погрешности соответствуют значениям, приведенным в таблице 1.5.
Таблица 1.5
| Среда | Диапазон входных величин | Пределы основной относительной погрешности вычисления, ± |
| Природный газ | 250 <Т, К <340 0,1 <Р, МПа <12 При использовании методов расчета по УС GERG-91 мод., NX 19 мод. по ГОСТ 30319.2-97 | 0,001 % |
| Вода | 273,15 <Т, К < 1073,15; 0,001 <Р, МПа < 100; Р > Ps; | 0,05 % |
| Воздух | 200 < Т, К < 400 0,1 <Р, МПа <20 МПа | 0,01 % |
| Перегретый пар | 373,16 < Т, К < 1073,15; 0,001 < Р, МПа< 100; Р < Ps; | 0,05 % |
| Насыщенный пар | 273,16 < Т, К < 645; 0,001 < Р, МПа < 21,5; P = PS; степень сухости 0,7 < / < 1,0; | 0,05 % |
| Примечания Р - абсолютное давление среды Т - температура среды |
Расчетные величины:
- массовый расход;
- объемный расход в рабочих условиях;
- объемный расход в стандартных условиях (только для природного газа и воздуха).
Поддерживаемые сужающие устройства:
- диафрагма (угловой способ отбора давления);
- диафрагма (трехрадиусный способ отбора давления);
- диафрагма (фланцевый способ отбора давления);
- сопло ИСА 1932;
- эллипсное сопло;
- сопло Вентури;
- труба Вентури с литой необработанной входной конической частью;
- труба Вентури с обработанной входной конической частью;
- труба Вентури со сварной входной конической частью из листовой стали.
Аналоговые входы с выходом питания (АВП)
Каждый вход имеет встроенный изолированный преобразователь напряжения для обеспечения питания подключаемых датчиков.
Диапазоны преобразования, пределы допускаемой основной и дополнительной погрешности аналоговых входов АВП модуля соответствуют значениям, приведенным в таблице 1.6.
| Функция | Диапазон | Единица младшего разряда | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности на каждые 10°С в пределах рабочих условий эксплуатации |
| Преобразование силы постоянного тока | -2...+23 мА | 1 мкА | ±(0,0005-ПВ+8мкА) | ±0,0005-ПВ |
| Преобразование напряжения постоянного тока | -1...+11 В | 0,1 мВ | ±(0,0005 ПВ+4мВ) | ±0,0005-ПВ |
| Примечание - ПВ - значение преобразуемой величины |
Аналоговые выходы (АЕ)
Узел аналоговых выходов предназначен для преобразования заданных численных значений в аналоговые токовые сигналы.
Диапазон воспроизведения, пределы допускаемой основной и дополнительной погрешности аналоговых выходов АЕ модуля соответствуют значениям, приведенным в
таблице 1.7.
Таблица 1.7
| Функция | Диапазон воспроизведения | Единица младшего разряда | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности | Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности на каждые 10°С в пределах рабочих условий эксплуатации |
| Воспроизведение сигналов постоянного тока | (0 - 22) мА | 1 мкА | ±(0,0005-ВЗ+8мкА) | ±(0,0005 ВЗ+8мкА) |
| Примечание - ВЗ - воспроизводимое значение |
Дискретные входы (ДВ)
Дискретные входы модулей обеспечивают считывание следующих типов сигналов:
- "сухой" контакт (открытый коллектор);
- потенциальный (по ГОСТ Р 51841-2001);
- частотно-импульсный (до 11 кГц);
- сигналы датчиков NPN/PNP типа.
Диапазон частот сигналов:
- при подсчете импульсов 0... 1 кГц
- при преобразовании частоты 1 Гц... 11 кГц
Диапазон значений счетчика 0... 232 имп.
Диапазон преобразования временных интервалов 1... 120 с.
Пределы допускаемой относительной погрешности преобразования частоты не более ± 0,05%.
Пределы допускаемой относительной погрешности преобразования временных интервалов: ± 0,05%.
Погрешность подсчета количества импульсов: ± 1 имп./10000 имп.
Релейные и симисторные выходы (Р/С)
Тип выходов - релейные или симисторные и количество выходов определяется конфигурацией модуля.
Электропитание модулей осуществляется от источника напряжения постоянного
тока со следующими характеристиками:
- напряжение питания 20.. .42 В;
- питание через Ethernet (РоЕ) В соответствии с IEEE 802.3af;
- потребляемая мощность 1,5... 15 Вт (в зависимости от конфигурации)
Время установления рабочего режима модуля после его включения - не более 10 сек.
Нормальные условия эксплуатации:
- температура окружающего воздуха, °C
25 ±10;
от 30 до 80;
от 84 до 106 (от 630 до 795).
- относительная влажность воздуха, %
- атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) Рабочие условия эксплуатации:
- температура окружающего воздуха, °C:
от минус 40 до 70;
до 80;
от 84 до 106,7 (от 630 до 800).
- относительная влажность воздуха, %
- атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.)
Вид климатического исполнения УХЛ категории размещения 3 по ГОСТ 15150 (группа исполнения СЗ по ГОСТ 12997) но для работы при температуре от минус 40 до +70 °C и относительной влажности до 80% без конденсации влаги, во всем диапазоне рабочих температур.
Масса модуля - не более 1 кг;
Габаритные размеры - не более 175x138x77 мм.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на эксплуатационную документацию модуля типографским способом и на верхнюю панель корпуса методом шелкографии.
Комплектность
Комплект поставки модулей соответствует таблице 1.8.
Таблица 1.8
| Наименование | Количество |
| Модуль | 1 шт. |
| Клеммы для подключения к модулю | * |
| Термодатчик для определения температуры «холодного спая» термопар | 1 шт. ** |
| Сервисное программное обеспечение для РС(диск) | 1 шт * * * |
| Паспорт 3107.000 ПС | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации 3107.000 РЭ | 1 экз. |
| * - Количество и тип клемм зависит от выбранной конфигурации модуля. * * - Поставляется при наличии в конфигурации входов АВ * ** - 1 экз. на партию приборов |
Поверка
Поверка модулей проводится в соответствии с разделом 3 "Методика поверки" руководства по эксплуатации на модули - 3107.000 РЭ, согласованным с ГЦИ СИ ВНИ-ИМС 24.04.09.
Перечень основного оборудования и контрольно-измерительных приборов, применяемых для поверки модулей, приведен в таблице 1.9.
| Наименование | Тип | Требуемые технические характеристики |
| Источник питания постоянного тока | Элметро ИПТ, (Метран-601Б) | Выходное напряжение (24,0±1,0)В. Выходная мощность не менее 20 Вт. |
| Многофункциональный портативный калибратор | МЕТР АН 510-ПКМ (Класс Б) | Основная погрешность измерения: - пост, тока 0...22 мА ±(0,015 %ИВ+1 мкА) Основная погрешность генерации: - напряжения 0... 100 мВ ±(0,015 %ИВ±5 мкВ) - напряжения 0... 1 В ±(0,015 %ИВ±50 мкВ) |
| Образцовая катушка электрического сопротивления | МС 3006 | Сопротивление 10 Ом, 50 Ом; 100 Ом; 200 Ом. Класс точности 0,001 |
| Многофункциональный калибратор (фирмы Artvik) | MC2-R | Генерация заданного количества импульсов Генерация напряжения (0 - 10) В Основная погрешность 0,02%ИВ±0,1 мВ |
| IBM совместимый ПК с программой связи "Терминал" | | Стандартная утилита связи ОС Windows |
| ПО «Расходомер-ИСО» | | Версия не ниже 1.31 |
| Примечания 1 Допускается применять другие эталонные средства измерений, с техническими характеристиками не хуже указанных выше. 2 Конкретный набор оборудования определяется конфигурацией модуля |
Межповерочный интервал - 3 года.
Нормативные документы
ГОСТ 12997-84 Изделия ГСП. Общие технические условия.
ГОСТ Р 8.585-2001 - ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.
ГОСТ Р 8.625-2006 - Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний.
ГОСТ 10627 - 71 - Телескопы пирометров суммарного излучения. Градуировочные таблицы.
ГОСТ 15150 - Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ Р 51841-2001 - ПРОГРАММИРУЕМЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ. Общие технические требования и методы испытаний.
Заключение
Тип модулей ввода-вывода Метран-970 утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственной поверочной схеме.
