Назначение
Система автоматизированная информационно-измерительная «ИС-24» (далее по тексту
- система, АИИС) предназначена для измерений параметров технологических процессов стендовых испытаний газогенераторов (ГГ) (далее - объект испытания): абсолютного, избыточного и разности давлений газообразных и жидких сред; температуры газообразных (в том числе воздуха) сред; относительной влажности; частоту переменного тока, соответствующую частоте вращения роторов; массового расхода топлива; расхода воздуха, отбираемого из газотурбинного двигателя (ГТД) на нужды летательного аппарата (ЛА); напряжения и силы постоянного тока, а также для отображения и документирования результатов измерений и расчетных величин при испытаниях на стенде № 24 ПАО «ОДК-Сатурн», г. Рыбинск.
Описание
Принцип действия АИИС при измерении физических величин (массового расхода, давления, температуры, относительной влажности, напряжения и силы постоянного тока) основан на преобразовании измеряемых физических величин первичными измерительными преобразователями (ПП) в электрические сигналы, функционально связанные с измеряемыми физическими величинами, с последующим преобразованием, нормализацией и передачей их по каналам связи в измерительные модули комплекса измерительно-вычислительного «ИВК-24» (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 54378-13, далее - ИВК) для цифрового преобразования и регистрации измеренных величин с последующей передачей для отображения средствами вычислительной техники.
Конструктивно АИИС представляет собой автоматизированное рабочее место операторов, рассчитанное на работу трех операторов и пять шкафов системы сбора данных (далее - ССД) с установленными в них модулями стандартов PXI, SCXI, CRIO, объединенных локальной сетью Ethernet, комплекта ПП, комплекта кабелей:
-шкаф приборный 1 ИНСИ.425833.100.00 - устанавливается в помещении пультовой. Предназначен для размещения следующего оборудования: рабочей станции «Сервер», системы сбора данных № 1 (далее - ССД1), источника питания РРЕ-3323, коммутаторов сети Ethernet, переключатель KVM, станция синхронизации и точного времени GP Starplus, измеритель влажности и температуры ИВТМ-7, источников питания 24 В постоянного тока для питания аппаратуры системы;
-шкаф приборный 2 ИНСИ.425833.200.00 - устанавливается в помещении пультовой. Предназначен для размещения следующего оборудования: рабочей станции «система записи», системы сбора данных № 2 (далее - ССД2), источника питания РРЕ-3323, сервера интерфейсов RS-232/485, коммутаторов Cisco;
-шкаф кроссовый ИНСИ.425833.300.00 - устанавливается в помещении пультовой. Предназначен для размещения следующего оборудования: ряды DIN-реек с клеммами для подключения преобразователей давления, нормализаторов частотных сигналов FL157A;
- шкаф термостанционный ИНСИ.425833.400.00 - устанавливается в помещении бокса. Предназначен для размещения оборудования сбора, обработки и передачи информации о температуре - управляемый коммутатор и температурные станции для подключения преобразователей термоэлектрических. Шкаф оснащён системой обогрева и вентиляции, для обеспечения нормальных условий работы установленного в него оборудования;
-шкаф давлений ИНСИ.425833.500.00 - устанавливается в помещении бокса. Предназначен для размещения следующего оборудования: системы сбора данных № 3 (далее ССДЗ), ряд DIN-реек с клеммами для подключения первичных преобразователей и нормализаторов частотных сигналов FL157A;
- шкаф температурных параметров ИНСИ.425833.600.00 - устанавливается в помещении бокса и предназначен для подключения преобразователей термоэлектрических;
- автоматизированное рабочее место операторов ИНСИ.425833.700.00 - устанавливается в пультовой и представляет собой пультовую секцию с установленными в ней: персональными компьютерами - 3 шт., мониторами - 7 шт. и барометром цифровым БРС-1М.
АИИС питается от источника бесперебойного питания Powercom VGD-8K31.
Функционально АИИС включает в себя измерительные каналы (ИК) разделенные на две группы:
Первая группа - ИК физических величин, состоящие из 1111, преобразующие измеряемые физические величины в электрические сигналы и вторичной аппаратуры для последующего измерения этих электрических сигналов и пересчета их в значения физических величин. К ней относятся:
- ИК массового расхода;
- ИК абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред;
- ИК температуры, измеренной 1111 термоэлектрического типа TXA (K), ТХК (L);
- ИК температуры атмосферного воздуха;
- ИК относительной влажности;
- ИК напряжения и силы постоянного тока.
Вторая группа - ИК физических величин, состоящие только из вторичной аппаратуры измерений электрических параметров, соответствующих значениям физических параметров, рассчитываемых по известным градуировочным характеристикам 11 , не входящих в состав АИИС. К этим ИК относятся:
- ИК частоты переменного тока, соответствующей частоте вращения роторов;
- ИК напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры газообразных сред, температуры корпусов и деталей в диапазоне преобразований 11 термоэлектрического типа ТХА (К) и ТХК (L).
Ш условиям эксплуатации система удовлетворяет требованиям гр. УХЛ 4.2 по ГОСТ 15150-69 с диапазоном рабочих температур от 10 до 30 °С и относительной влажностью окружающего воздуха от 30 до 80 % при температуре 25 °С без предъявления требований по механическим воздействиям.
Защита от несанкционированного доступа к компонентам системы обеспечивается:
- запиранием ключом замка на дверях стоек приборных (рисунок 8);
- запиранием ключом замка на дверях шкафа кроссового (рисунок 6);
- наклеиванием наклейки (рисунок 7) на двери шкафа кроссового и на остальные компоненты системы.
Общий вид составных частей средства измерений представлен на рисунках 1 - 8.
Места расположения наклеек и запирания стойки приборной АИИС показаны на рисунке 7.
Программное обеспечение
Включает общее и функциональное программное обеспечение (ПО).
В состав общего ПО (ОПО) входит операционная система Windows 7 (32-разрядная) и программные утилиты «Панель управления» и «Конфигуратор».
В состав функционального ПО (ФПО) входит:
Сервер параметров (Insysserver.exe) центральный модуль, который в реальном масштабе времени выполняет следующие функции:
непрерывный прием измеренных данных от всех ССД;
вычисление расчетных параметров в соответствии с заданными формулами и полиномами;
запись измеренных и расчетных данных в файлы;
передачу значений измеренных и расчетных параметров клиентам верхнего уровня;
прием и передачу служебно-информационных сообщений.
Библиотека вычисления расчетных параметров (модуль расчета Insysserver.exe) предназначена для вычисления расчетных параметров в соответствии с заданными формулами;
Библиотека настройки аппаратной части ИК (ПО ССД - ssd_pxi_rt.dll, ssd_pxi_rt.dll, startup.rtexe) выполняет следующие функции:
настройку аппаратной части ИК в соответствии с конфигурацией;
выполнение опроса ИК с заданной периодичностью и передачу измеренных данных на сервер в реальном масштабе времени.
ПО метрологических исследований (Metrology.exe) используется при выполнении поверок и контроля точности ИК, а также для формирования протоколов метрологических испытаний.
ФПО ИС имеет метрологически значимую часть.
Метрологически значимая часть ПО АИИС и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений.
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» по Р 50.2.077 - 2014.
Идентификационные данные программного обеспечения (ПО) приведены в таблице 1. Алгоритм вычисления идентификатора ПО - CRC32.
| Таблица 1 - Идентис | икационные данные программного обеспечения |
| Идентификационное наименование Ю | Insysserver.exe | ssd_pxi_rt.dll | ssd_pxi_rt.dll | startup.rtexe | Metrology.exe |
| Номер версии (идентификационный номер) Ю | 1.13.1 | 1.15.4.0 | 1.15.4.0 | 3.1..1.0 | 3.11.5.0 |
| Цифровой идентификатор Ю | 724EC5AD | D40C2253 | AE3B5EBD | 88B86EAA | A9DAA05C |
| Алгоритм вычисления идентификатора | CRC32 | CRC32 | CRC32 | CRC32 | CRC32 |
Технические характеристики
Основные метрологические характеристики (МХ) АИИС приведены в таблице 2.
Таблица 2 - МХ АИИС
| Физические параметры (обозначение) | Измеряемые величины | Значение входного сигнала | 1ределы допускаемой погрешности | Кол-во каналов |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| ИК массового расхода |
| Массовый расход топлива | Расход массовый | от 28 до 450 кг/ч | у: ±0,3 % от В1 | 1 |
| от 450 до 1000 кг/ч | 5: ±0,3 % от ИЗ |
| Расход воздуха, отбираемый из ГТД на нужды ЛА | от 0,002 до 0,15 кг/с | 5: ±1 % от ИЗ | 2 |
| ИК частоты переменного тока, соответствующей частоте вращения роторов |
| Частота вращения ротора | Частота переменного тока | от 0 до 2000 Гц | у: ±0,1 % от В1 | 3 |
| от 2000 до 4000 Гц | 5: ±0,1 % от ИЗ |
| ИК абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред |
| Давление воздуха (газов) по тракту ГТД | Давление избыточное | от 0 до 1 МШ | у: ±0,3 % от В1 | 8 |
| от 1 до 1,5 МШ | 5: ±0,3 % от ИЗ |
| от 90 до 1175 кШ | у: ±0,3 % от В1 | 1 |
| от 1175 до 2350 кШ | 5: ±0,3 % от ИЗ |
| от 0,2 до 0,5 МИа | у: ±0,3 % от В1 | 6 |
| от 0,5 до 1,6 МШ | 5: ±0,3 % от ИЗ |
| от 90 до 1125 кШ | у: ±0,3 % от В1 | 2 |
| от 1125 до 2350 кШ | 5: ±0,3 % от ИЗ |
| Лерепад между полным и статическим давлением в мерном сечении РМК | Разность давлений | от 0 до 10 кШ | у: ±0,3 % от В1 | 12 |
| от 10 до 20 кШ | 5: ±0,3 % от ИЗ |
| Физические параметры (обозначение) | Измеряемые величины | Значение входного сигнала | Пределы допускаемой погрешности | Кол-во каналов |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Перепад между атмосферным давлением и полным давлением на входе в РМК (в камере на входе в ГТД) | | от 0 до 16 кПа | у: ±0,9 % от ВП | 2 |
| от 16 до 100 кПа | 5: ±0,9 % от ИЗ |
| Давление жидкостей (масла, топлива, гидросмесей) | Давление избыточное | от 0 до 6 МПа | у: ±1 % от ВП | 4 |
| от 0 до 0,6 МПа | 1 |
| Атмосферное давление | Давление абсолютное | от 90,7 до 106,7 кПа (от 680 до 800 мм рт. ст.) | А: ±33 Па (0,25 мм рт. ст.) | 1 |
| Полное давление на срезе сопла | Давление избыточное | от 0 до 196 кПа | у: ±0,5 % от ВП | 9 |
| от 196 до 294 кПа | 5: ±0,5 % от ИЗ |
| Статическое давление на срезе сопла | от 0 до 0,8 кПа | у: ±0,5 % от ВП | 3 |
| от 0,8 до 1,5 кПа | 5: ±0,5 % от ИЗ |
| Статическое давление в разгрузочной полости, (или в полости П3 для У1) | от 100 до 600 кПа | у: ±0,4 % от ВП | 2 |
| от 600 до 1500 кПа | 5: ±0,4 % от ИЗ |
| Полное давление охлаждающего воздуха на входе в опору компрессора и турбины | от 0 до 500 кПа | у: ±0,4 % от ВП | 2 |
| Давление в штоковой, бес-штоковой полости пневмоагрегата | от 0 до 2,5 МПа | у: ±1 % от ВП | 2 |
| СВК: перепад давлений между атмосферным и давлением окружающей среды (в боксе, в районе среза сопла) | Разность давлений | от 0 до 3 кПа | у: ±0,5 % от ВП | 1 |
| от 3 до 5 кПа | 5: ±0,5 % от ИЗ |
| Давление воздуха, подводимого к воспламенителю | Давление избыточное | от 0 до 4 МПа | 5: ±1 % от ИЗ | 1 |
| ИК температуры, измеренной ПП термоэлектрического типа ТХA (K), ТХК (L) |
| Температура атмосферного воздуха (заторможенного потока воздуха) на входе в ГТД | Температура | от 263 до 300 К | у: ±0,3 % от ВП | 12 |
| от 300 до 400 К | 5: ±0,3 % от ИЗ |
| Температура охлаждающего воздуха на входе в опору компрессора и турбины | Температура | от 273 до 393 К | у: ±1,5 % от ВП | 2 |
| Физические параметры (обозначение) | Измеряемые величины | Значение входного сигнала | Пределы допускаемой погрешности | Кол-во каналов |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| ИК относительной влажности |
| Относительная влажность воздуха на входе в РМК | Относительная влажность | от 0 до 99 % | у: ±2 % от ВП | 1 |
| ИК напряжения и силы постоянного тока |
| Сила постоянного тока | Сила постоянного тока | от 4 до 20 мА | у: ±0,05 % от ВП | 48 |
| Напряжение постоянного тока | Напряжение постоянного тока | от 0 до 10 В | у: ±0,05 % от ВП | 1 |
| Напряжение постоянного тока, соответствующее значениям температуры газообразных сред, температуры корпусов и деталей в диапазоне преобразований ПП термоэлектрического типа ТХА (К) и ТХК (L) | Напряжение постоянного тока | от -2 до +55 мВ | у: ±0,05 % от ВП | 82 |
| Напряжение постоянного тока | Напряжение постоянного тока | от 0 до 5 В | у: ±1,5 % от ВП | 1 |
| от 5 до 10 В | у: ±2,3 % от ВП |
| И | К температуры атмосферного воздуха |
| Температура атмосферного воздуха | Температура | от 228 до 323 К | 5: ±0,3 % от ИЗ | 1 |
Примечания:
1 ВП - верхний предел измерения;
2 ИЗ - измеряемое значение;
Y - приведенная погрешность, %;
5 - относительная погрешность, %;
А - абсолютная погрешность в единицах измеряемой величины.
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: | |
| - напряжение переменного тока, В | 220+22 |
| - частота переменного тока, Гц | 50±2,0 |
| Потребляемая мощность, В А, не более | 6000 |
| Габаритные размеры составных частей средства измерений, мм, (высотахширинахглубина), не |
| более: | |
| - шкаф приборный 1 | 896х600х1851 |
| - шкаф приборный 2 | 896х600х1831 |
| - шкаф кроссовый | 522х1206х1804 |
| - шкаф термостанций | 522х921х1302 |
| - шкаф давлений | 416х1000х1303 |
| - шкаф температурных преобразователей | 306х800х1003 |
| - автоматизированное рабочее место | 905х2212х1485 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Масса составных частей, кг, не более: |
| - шкаф приборный 1 | 300 |
| - шкаф приборный 2 | 300 |
| - шкаф кроссовый | 200 |
| - шкаф термостанций | 100 |
| - шкаф давлений | 200 |
| - шкаф температурных преобразователей | 80 |
| - автоматизированное рабочее место | 150 |
| Условия эксплуатации оборудования АИИС в помещении пультовой |
| - температура воздуха, °С | от 15 до 35 |
| - относительная влажность воздуха при температуре +25 °С, % | от 30 до 80 |
| - атмосферное давление, кШ | от 84 до 106 |
| Условия эксплуатации оборудования АИИС, размещенного в испытательном боксе |
| - температура воздуха, °С | от -40 до +40 |
| - относительная влажность воздуха при температуре +25 °С, % | до 90 |
| - атмосферное давление, кШ | от 96 до 106 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации и на верхний левый угол шкафа приборного в виде наклейки.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование (номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений) | Кол- во | 1римечание |
| Комплекс измерительно-вычислительный «ИВК-24» (54378-13) | 1 | |
| Барометр рабочий сетевой БРС-1М (16006-97) | 1 | |
| Счетчик-расходомер массовый Micro Motion (45115-10) | 3 | |
| 1реобразователи давления измерительные APC (48825-12) | 77 | |
| 1реобразователи давления измерительные APR (48825-12) | 20 | |
| Измеритель влажности и температуры ИВТМ-7 (15500-12) | 1 | |
| 1риемники температуры 6-ти точечные на основе термоэлектрических преобразователей ТХК (L) | 2 | |
| Термоэлектрические преобразователи ТХА (K) (2 класса допуска по ГОСТ Р 8.585-2001) | 2 | |
| Руководство по эксплуатации | 1 | 007-0512-24-2019 РЭ |
| Методика поверки | 1 | М1-ИС-24 |
Поверка
осуществляется по документу М1-ИС-24 «Инструкция. Система автоматизированная информационно-измерительная «ИС-24». Методика поверки», утвержденному ФГУ1 «ЦИАМ им. ПИ. Баранова» 25 июня 2019 г.
Основные средства поверки:
- Калибратор-измеритель унифицированных сигналов прецизионный «ЭЛЕМЕР-ИКСУ-2012» (ИКСУ-2012) (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 56318-14);
- генератор сигналов низкочастотный ГЗ-136 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 44849-10);
- калибратор давлений DPI 615 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 16347-09).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемой Системы с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы, устанавливающие требования к системе автоматизированной информационно-измерительной «ИС-24»
ОСТ 1 01021-93. Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования
77806-20: Методика поверки МП-ИС-24Скачать14.0 Мб