Назначение
Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров поузловой доводки изделий ГТД «ПАРУС-М10» (АС «ПАРУС-М10»), заводской № 01 (далее - Система) предназначена для измерений параметров изделий газотурбинных двигателей (далее - ГТД) и технологического оборудования: частоты вращения входного вала изделия ГТД, температуры деталей и жидкостей, давления жидкостей и газов, объемного расхода жидкостей, виброскорости корпусов и деталей ГТД - при проведении испытаний на испытательном стенде № 10.
Описание
Принцип действия Системы основан на:
- преобразовании измеряемых физических величин (температуры, объемного расхода жидкостей, давления газов и жидкостей, виброускорения корпусов и деталей ГТД) в электрические сигналы при помощи первичных измерительных преобразователей (далее -ПИП);
- преобразовании электрических сигналов в цифровой код и вычислении значений измеряемых физических величин комплексами измерительно-вычислительными MIC (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений (далее - рег. №) 20859-09) исполнения MIC-036R, комплексами измерительными магистрально-модульными MIC-M исполнения MIC-553 PXI (рег. № 46517-11);
- передачи результатов измерений по сети Ethernet от станций сбора данных (далее -ССД) на верхний уровень Системы;
- регистрации результатов измерений параметров ГТД на диске с одновременным выводом их на мониторы автоматизированных рабочих мест персонала (далее - АРМ) Системы.
Обмен информацией и командами между ССД, серверами и АРМ, входящими в состав Системы, осуществляется по вычислительной сети Ethernet.
Программное взаимодействие между ССД и серверами в сети осуществляется посредством стандартного протокола OPC (OLE for Process Control).
Архитектура построения Системы - многоуровневая.
Нижний уровень Системы состоит из первичных измерительных преобразователей, а также станций сбора данных на базе многоканальных комплексов измерительно-вычислительных MIC исполнения MIC-036R и комплексов измерительных магистрально-модульных MIC-M исполнения MIC-553 PXI, предназначенных для измерений и регистрации параметров испытуемого изделия ГТД и технологического оборудования, выдачи управляющих сигналов на исполнительные устройства стендовых систем по заранее заданным алгоритмам.
Верхний уровень Системы - это:
- серверы сбора данных, предназначенные для приема и объединения информационных потоков от ССД, обработки и регистрации параметров, передачи и хранения полученных данных, выдачи управляющих команд в ССД для выполнения заданных функций;
- АРМ персонала, предназначенные для обработки полученных данных, визуализации значений измеренных параметров на экране мониторов, записи на жесткие диски компьютеров.
В состав системы входят следующие измерительные каналы:
- частоты вращения входного вала изделия ГТД;
- объемного расхода жидкостей;
- давления газов и жидкостей;
- температуры газов и деталей изделия ГТД с применением термоэлектрических преобразователей ТХА и ТХК;
- температуры газов, жидкостей с применением термопреобразователей сопротивления с номинальными статическими характеристиками Pt100, 100П, 100М;
- виброскорости корпусов и деталей ГТД.
Конструктивно Система представляет собой стойки с аппаратурой, соединённые через кроссовые шкафы с датчиками физических величин, расположенными на испытуемом изделии ГТД и технологическом оборудовании.
Система работает следующим образом.
Принцип бесконтактного измерения частоты вращения входного вала изделия ГТД основан на законе электромагнитной индукции. Вращение входного вала изделия ГТД через редуктор передается к индуктору, «зубья» которого, при прохождении в непосредственной близости от торца постоянного магнита датчика частоты вращения ДЧВ-2500, установленного непосредственно на испытуемом изделии ГТД, изменяют магнитный поток его сердечника и наводят ЭДС индукции в его обмотках. На выходе датчика генерируется частотный электрический сигнал, пропорциональной частоте вращения вала изделия ГТД. Электрический сигнал датчика частоты вращения поступает на вход комплекса измерительно-вычислительного MIC-036R, где преобразуется в значение частоты вращения входного вала изделия ГТД.
Измерения объемного расхода жидкостей осуществляются с помощью преобразователей расхода турбинных ТПР1...20, ТПР1В...20В (рег. № 8326-90, 8326-04). Обороты крыльчатки преобразователя расхода турбинного посредством магнитоиндукционного узла преобразуются в электрический сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна объемному расходу жидкости. Электрический сигнал переменного тока поступает на вход комплекса измерительно-вычислительного MIC-036R, где преобразуется в значение объемного расхода жидкости.
В измерительных каналах давления газов и жидкостей преобразование измеряемых физических величин в унифицированный сигнал постоянного тока осуществляется с помощью преобразователей давления измерительных АРС-2000 (рег. № 29147-11). Принцип действия указанных измерительных каналов основан на зависимости выходного сигнала постоянного тока датчиков давления от воздействия измеряемого давления на чувствительный элемент датчика. Выходной сигнал датчика поступает на вход комплекса измерительно-вычислительного MIC-036R. Система преобразует силу постоянного тока в цифровой код, вычисляет значение силы, а затем по индивидуальной функции преобразования измерительного канала вычисляет значение измеряемого давления.
Принцип действия измерительных каналов температуры газов и жидкостей заключается в преобразовании электрических аналоговых сигналов, поступающих от термоэлектрических преобразователей (далее - ТП) и термопреобразователей сопротивления (далее - ТС), в цифровой код и дальнейшей их обработке с помощью программного обеспечения MERA Recorder.
Принцип действия измерительных каналов температуры газов и деталей заключается в преобразовании электрических аналоговых сигналов, поступающих от ТП в цифровой код и дальнейшей их обработке с помощью программного обеспечения MERA Recorder. Измерение термоэлектродвижущей силы и температуры «холодного спая» ТП осуществляется с помощью комплексов измерительных магистрально-модульных MIC-M исполнения MIC-140/96 (рег. № 46517-11).
Преобразование выходного сигнала ТС основано на зависимости изменения сопротивления ТС от температуры среды. Сигнал, пропорциональный изменению сопротивления, поступает на вход измерительно-вычислительного комплекса MIC-036R, где преобразуется в цифровой код, по которому вычисляется значение сопротивления, а затем по номинальной статической характеристике преобразования ТС Pt100, 100П, 100М вычисляется значение температуры.
Принцип действия измерительного канала виброскорости корпусов и деталей ГТД основан на использовании вибропреобразователей МВ-43 (рег. № 16985-08), преобразующих механические колебания корпусов и деталей ГТД в электрический заряд, пропорциональный виброскорости. Электрические заряды переменной частоты от вибропреобразователя МВ-43 поступают на вход комплекса измерительного магистрально-модульного MIC-M исполнения MIC-553 PXI и преобразуются с помощью усилителя заряда в напряжение. Выходное напряжение усилителя заряда пропорционально виброскорости корпусов и деталей ГТД, импульсные сигналы от датчиков частоты вращения с частотой, пропорциональные частоте вращения входного вала изделия ГТД, поступают на вход комплекса измерительного магистрально-модульного MIC-M исполнения MIC-553 PXI и преобразуются в цифровой код. Система с помощью программного обеспечения MERA Recorder вычисляет значения амплитуды измеряемых напряжений, а затем с учетом индивидуальных характеристик измерительных каналов вычисляет:
- частоту вращения входного вала изделия ГТД;
- виброскорость корпусов и деталей ГТД (при вибрациях с частотами валов).
Общий вид Системы представлен на рисунке 1 и рисунке 2.
Пломбирование Системы не предусмотрено.
Программное обеспечение
Программное обеспечение Системы включает общее программное обеспечение и специальное программное обеспечение.
В состав общего программного обеспечения (далее - ПО) входит операционная система MS Windows XP/ MS Windows 7.
В состав специального программного обеспечения входит программное обеспечение, устанавливаемое в комплексы измерительно-вычислительные MIC, комплексы измерительные магистрально-модульные MIC-M, MERA Recorder с идентификационными данными, указанными в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | MERA Recorder (scales.dll) |
| Номер версии (идентификационный номер ПО) | 1.0.0.8 |
| Цифровой идентификатор ПО | 24CBC163 |
ПО устанавливается предприятием-изготовителем в процессе производства комплексов измерительно-вычислительных MIC, комплексов измерительных магистрально-модульных MIC-M и в процессе эксплуатации модификации не подлежит.
Уровень защиты программного обеспечения от преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» согласно Р 50.2.077-2014.
| Таблица 2 - Метрологические характе | ристики |
| Наименование измеряемого параметра | Количество измерительных каналов | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности измерений (с учетом ПИП) |
| Частота вращения входного вала изделия ГТД, об/мин | 4 шт. | от 500 до 4500 | Относительная ±0,1% |
| 4 шт. | от 1000 до 19000 |
| Температура газов и деталей изделия ГТД, °С | 100 шт. | ТХК от -40 до 600 ТХА от -40 до 1300 | Приведенная1 ±1,0 % |
| Температура газов и жидкостей, °С | 20 шт. | от -40 до 250 | Приведенная1 ±1,0 % |
| Давление жидкостей, кгс/см2 | 30 шт. | от 0 до 16 | Приведенная1 ±1,0 % |
| Давление газов, кгс/см2 | 100 шт. | от 0 до 8 | Приведенная1 ±1,0 % в диапазоне измерений от 0 до 0,5-Ymax кгс/см2 Относительная ±1,0 % в диапазоне измерений св. 0,5^Ymax до Ymax кгс/см |
| Объемный расход жидкостей, л/мин | 6 шт. | от 1,21 до 96,20 | Приведенная1 ±1,0 % в диапазоне измерений от 0 до 0,5 •Ymax л/мин Относительная ±1,0 % в диапазоне измерений св. 0,5^Ymax до Ymax л/мин |
| Виброскорость корпусов и деталей ГТД (при вибрациях с частотами валов), мм/с | 24 шт. | от 1 до 100 | Приведенная1 ±(4 - 12) % |
| Примечания 1 При расчете приведенной погрешности за нормирующее значение принимается значение диапазона измерений измерительного канала. 2 Ymax - значение верхнего предела диапазона измерений измерительного канала. |
Основные технические характеристики Системы приведены в таблице 3.
| Наименование характеристики | Значение |
| Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50 ± 1) Гц, В | от 187 до 242 |
| Потребляемая мощность, В-А, не более | 6000 |
| Условия эксплуатации в кабине наблюдения и управления: - температура окружающего воздуха, С - относительная влажность воздуха при температуре 25 о С, % - атмосферное давление, кПа. | от 15 до 25 до 80 % от 84 до 106 |
| Условия эксплуатации в закрытом испытательном боксе: - температура окружающего воздуха, С - относительная влажность воздуха при температуре 25 °С - атмосферное давление, кПа. | от 0 до 50 до 80 % от 84 до 106 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульный лист формуляра на Систему.
Комплектность
Комплектность Системы приведена в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность Системы
| Наименование | Обозначение | Количество, шт. |
| Сервер сбора данных | «ПАРУС-М10» | 1 |
| Станция сбора данных на базе: Комплекс измерительно-вычислительный MIC, рег. № 20859-09 Комплекс измерительный магистрально-модульный MIC-M, рег. № 46517-11 | ссд MIC-036R MIC-553 PXI | 2 2 |
| Комплекс измерительный магистрально-модульный MIC-M, рег. № 46517-11 | MIC-140/96 | 2 |
| Сервер видеонаблюдения и 8 IP- камер | - | 1 |
| Преобразователи термоэлектрические, рег. № 50428-12 | ТХА, ТХК | 100 |
| Термопреобразователи сопротивления, рег. № 18131-99 | ТС 1388-1 100П, 100М | 20 |
| Преобразователи расхода турбинные, рег. № 8326-90, 8326-04 | ТПР1...20 ТПР1В...20В | 6 |
| Преобразователи давления измерительные рег. № 29147-11 | АРС-2000 | 100 |
| Вибропреобразователи, рег. № 16985-08 | МВ-43 | 24 |
| Датчики частоты вращения | ДЧВ-2500 | 8 |
| Автоматизированные рабочие места персонала | - | 5 |
| Блок питания постоянного тока | DPP100-24 DIN | 10 |
| Источник бесперебойного питания 220 В | - | 3 |
| Наименование | Обозначение | Количество, шт. |
| Коммутатор Ethernet D-Link 24 канала | - | 2 |
| Стойка приборная, фирмы Rittal, Г ермания | - | 3 |
| Стойка кроссовая, фирмы Rittal, Г ермания | - | 3 |
| Программное обеспечение для создания стендовых измерительных систем, Н1Ш «Мера», г. Мытищи | MERA Recorder | 1 |
| Комплексы измерительно-вычислительные MIC. Руководство по эксплуатации | БЛИЖ.401250.001 РЭ | 1 |
| Комплексы измерительные MIC-PXI. Руководство по эксплуатации | БЛИЖ.422212.553.001 РЭ | 1 |
| «Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров поузловой доводки изделий ГТД «ПАРУС-М10» (АС «ПАРУС-М10»). Методика поверки» | 602.09.815 МП | 1 |
| «Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров поузловой доводки изделий ГТД «ПАРУС-М10» (АС «ПАРУС-М10»). Формуляр» | 602.09.815 ФО | 1 |
| «Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров поузловой доводки изделий газотурбинных двигателей «ПАРУС-М10» (АС «ПАРУС-М10»). Паспорт» | 602.09.815 ПС | 1 |
Поверка
осуществляется по документу 602.09.815 МП «Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров поузловой доводки изделий ГТД «ПАРУС-М10» (АС «ПАРУС-М10»). Методика поверки», утвержденному ФБУ «Пермский ЦСМ» 22.06.2018.
Основные средства поверки:
Рабочий эталон единицы электрического сопротивления 3 разряда по Приказу Росстандарта от 15.02.2016 № 146 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления» в диапазоне значений от 0,021 до 111111,1 Ом, ПГ ±0,02 %, рег. № 6332-77.
Рабочий эталон единицы силы постоянного электрического тока 2 разряда по ГОСТ 8.022-91 в диапазоне значений от 0 до 52 мА, электрического напряжения 3 разряда в диапазоне значений от 0 до 60 В по ГОСТ 8.027-2001, ПГ ± (0,01 % от показаний + 0,02 % от диапазона измерений) %, ПГ ±(0,05 % от показаний + 0,005 % от диапазона измерений) %, рег. № 18087-99;
Рабочий эталон единицы виброскорости 2 разряда по ГОСТ Р 8.800-2012 в диапазоне значений от 1Т0-5 до 3,8Т0-1 м/с в диапазоне частот от 30 до 500 Гц, рег. № 50247-12.
Рабочий эталон единицы виброскорости 2 разряда по ГОСТ Р 8.800-2012 в диапазоне значений от 1Т0-3 до 4Т0-2 м/с в диапазоне частот от 2 до 1-104 Гц, рег. № 56857-14.
Рабочий эталон единицы частоты по ЛПС-36-2018, в диапазоне значений частоты от 3Т0-1до 3-105 об/мин (от 0,005 до 5000 Гц), ПГ ±(0,006 - 0,02) %, рег. № 41173-15.
Рабочий эталон единицы частоты по ГОСТ 8.129-2013 в диапазоне значений частоты от 0,001 до 1999999,999 Гц, ПГ ±5-10-7, рег. № 10237-85.
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 Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения
ОСТ 1 01021-93 Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования
602.09.815 ПС Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров поузловой доводки изделий газотурбинных двигателей «ПАРУС-М10» (АС «ПАРУС-М10»). Паспорт
72467-18: Методика поверки 602.09.815 МПСкачать4.5 Мб