Система информационно-измерительной в составе автоматизированной системы управления технологическим процессом рудоплавильной печи № 5 ОАО "Кузнецкие ферросплавы". Характеристики, описание, методика поверки.
Госреестр средств измерений РФ на основании сведений из ФГИС “АРШИН”

Система информационно-измерительной в составе автоматизированной системы управления технологическим процессом рудоплавильной печи № 5 ОАО "Кузнецкие ферросплавы"

Основные
Тип
Год регистрации 2012
Дата протокола Приказ 1197 п. 28 от 27.12.2012
Номер сертификата 49363
Срок действия сертификата ..
Страна-производитель  Россия 
Тип сертификата (C - серия/E - партия) E

Назначение

Система информационно-измерительная в составе автоматизированной системы управления технологическим процессом рудоплавильной печи № 5 ОАО «Кузнецкие ферросплавы»  (ИИС АСУ ТП) предназначена для измерения параметров

технологического процесса плавления ферросплавов в рудоплавильной печи № 5 в цехе № 1 ОАО «Кузнецкие ферросплавы»:

- температура расплава в печи, поверхностей конструктивных частей печи, входящего воздуха и отходящих из печи газов, масла трансформатора;

- длина перемещения мантеля электрода.

Описание

ИИС АСУ ТП представляет собой многофункциональную многоуровневую систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерений.

Измерительные, комплексные и связующие компоненты образуют 18 измерительных каналов, объединенных в систему с трехуровневой иерархической структурой. Перечень измерительных каналов (ИК) и состав с указанием класса точности (КТ), класса допуска (КД) или метрологических характеристик (МХ) первичных преобразователей приведен в таблице 1.

Первый уровень ИИС АСУ ТП состоит из первичных измерительных преобразователей, в том числе:

- преобразователей температуры, основанных на различных физических принципах;

- преобразователей линейных перемещений.

Второй уровень состоит из контроллера программируемого логического PLC Modicon (Гос. реестр СИ № 18649-09) с модулями ввода аналогового сигнала.

Третий уровень состоит из панели оператора Magelis, установленной на пульте плавильщика, и автоматизированного рабочего места (АРМ) старшего мастера на базе персонального компьютера, работающих под управлением операционной системы Windows и системы визуализации Monitor Pro.

В качестве измерительных преобразователей в каналах измерения температуры, в зависимости от параметров контролируемого процесса,      используются

термоэлектрические преобразователи и термопребразователи сопротивления.

Принцип действия измерительных каналов температуры, в состав которых входят термоэлектрические преобразователи, заключается в измерении термо-ЭДС модулями ввода аналоговых сигналов 140 ATI0300. В модулях аналогового ввода происходит преобразование сигнала напряжения термо-ЭДС в цифровой код, который в дальнейшем передается по сети Modbus в контроллер Modicon Quantum. В контроллере происходит математическая обработка полученных цифровых кодов - расчет значения температуры, на основе характеристики преобразования термоэлектрического преобразователя. При расчете температуры учитывается поправка на температуру холодного спая в месте подключения термопары к модулю ввода. Температура холодного спая измеряется встроенным термометром модуля ввода.

Принцип действия измерительных каналов температуры, в состав которых входят термопреобразователи сопротивления, заключается в измерении сопротивления модулями ввода аналоговых сигналов 140 ARI03000. В модулях аналогового ввода происходит преобразование значения сопротивления в цифровой код, который в дальнейшем передается по сети Modbus в контроллер Modicon Quantum. В контроллере происходит математическая обработка полученных цифровых кодов - расчет значения температуры,

лист № 2 всего листов 6 на основе    номинальной    статической    характеристики    преобразования

термопреобразователя сопротивления. При расчете температуры контроллером учитывается сопротивление двухпроводной линии от модуля ввода до термопреобразователя сопротивления.

Принцип действия измерительных каналов линейного перемещения, в состав которых входят первичные преобразователя с унифицированным токовым выходом, заключается в измерении силы постоянного тока модулем ввода аналоговых сигналов ACI03000. В модулях аналогового ввода происходит преобразование значения силы тока в диапазоне от 4 до 20 мА в цифровой код, который в дальнейшем передается по сети Modbus в контроллер Modicon Quantum. В контроллере происходит математическая обработка полученных цифровых кодов - расчет значения измеряемой величины, на основе диапазонов измерения первичных преобразователей. В измерительных каналах линейного перемещения (положение мантеля электрода) начальное значение положения автоматически определяется контроллером, при достижении электродом нижнего граничного положения, которое может изменяться после планово-профилактических работ в рудоплавильной печи.

Результаты измерений отображаются на панели оператора на пульте плавильщика и передаются по сети Ethernet на АРМ старшего мастера.

Таблица 1 - Перечень и состав измерительных каналов

№ ИК

Наименование ИК

Первичный преобразователь

Модуль ввода

Тип, КТ, КД, МХ

№ ГР СИ

Модификация

Измеряемый сигнал

1

Температура в зоне спекания электрода № 1

Преобразователь термоэлектрический ТКХ-0292, КД 2

31930-07

140 ATI03000

Термо-ЭДС с НСХ

ХК(Ь) 1

2

Температура в зоне спекания электрода № 2

Преобразователь термоэлектрический ТКХ-0292, КД 2

31930-07

140 ATI03000

Термо-ЭДС с НСХ XK(L) 1

3

Температура в зоне спекания электрода № 3

Преобразователь термоэлектрический ТКХ-0292, КД 2

31930-07

140 ATI03000

Термо-ЭДС с НСХ XK(L) 1

4

Температура днища ванны печи под электродом № 1

Преобразователь термоэлектрический ТКА-0292, КД 2

31930-07

140 ATI0300

Термо-ЭДС с НСХ ХА(К) 1

5

Температура днища ванны печи под электродом № 2

Преобразователь термоэлектрический ТКА-0292, КД 2

31930-07

140 ATI0300

Термо-ЭДС с НСХ ХА(К) 1

6

Температура днища ванны печи под электродом № 3

Преобразователь термоэлектрический ТКА-0292, КД 2

31930-07

140 ATI0300

Термо-ЭДС с НСХ ХА(К) 1

7

Температура днища ванны печи в центре

Преобразователь термоэлектрический ТКА-0292,

31930-07

140 ATI0300

Термо-ЭДС с НСХ ХА(К) 1

№ ИК

Наименование ИК

Первичный преобразователь

Модуль ввода

Тип, КТ, КД, МХ

№ ГР СИ

Модификация

Измеряемый сигнал

КД 2

8

Температура отходящих газов

Преобразователь термоэлектрический ТКА-0292, КД 2

31930-07

140 ATI0300

Термо-ЭДС с НСХ ХА(К) 1

9

Температура масла трансформатора

Термопреобразователь сопротивления ТСМ-0193, КД В

40163-08

140 ARI03010

Сопротивление с НСХ 50М2

10

Температура воздуха на выходе электрокалорифера № 1

Термопреобразователь сопротивления ТС-1088, КД В

18131-09

140 ARI03010

Сопротивление с НСХ 50М2

11

Температура воздуха на выходе электрокалорифера № 2

Термопреобразователь сопротивления ТС-1088, КД В

18131-09

140 ARI03010

Сопротивление с НСХ 50М2

12

Температура воздуха на выходе электрокалорифера № 3

Термопреобразователь сопротивления ТС-1088, КД В

18131-09

140 ARI03010

Сопротивление с НСХ 100М2

13

Температура подины под электродом № 1

Преобразователь термоэлектрический ТХА-1192, КД 2

31930-07

140 ATI03000

Термо-ЭДС с НСХ ХА(К)1

14

Температура подины под электродом № 2

Преобразователь термоэлектрический ТХА-1192, КД 2

31930-07

140 ATI03000

Термо-ЭДС с НСХ ХА(К)1

15

Температура подины под электродом № 3

Преобразователь термоэлектрический ТХА-1192, КД 2

31930-07

140 ATI03000

Термо-ЭДС с НСХ ХА(К)1

16

Положение мантеля электрода № 1

Преобразователь линейных перемещений BTL-5-E10-M1300-P-S32, ±1 см

35277-07

140 ACI03000

Токовый сигнал 4 - 20 мА3

17

Положение мантеля электрода № 2

Преобразователь линейных перемещений BTL-5-E10-M1300-P-S32, ±1 см

35277-07

140 ACI03000

Токовый сигнал 4 - 20 мА3

18

Положение мантеля электрода № 3

Преобразователь линейных перемещений BTL-5-E10-M1300-P-S32, ±1 см

35277-07

140 ACI03000

Токовый сигнал 4 - 20 мА3

№ ИК

Наименование ИК

Первичный преобразователь

Модуль ввода

Тип, КТ, КД, МХ № ГР СИ

,,    ,  _  _ Измеряемый

Модификация сигнал

Примечания:

1. НСХ термоэлектрических преобразователей по ГОСТ Р 8.585-2001.

2. НСХ термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-2009.

3. Унифицированный токовый сигнал по ГОСТ 26.011-80.

4. Все ИК объединены контроллером Modicon Quantum.

Программное обеспечение

Специальное программное обеспечение ИИС АСУТП представляет собой проект, состоящий из набора секций с программным кодом и связей между ними. Метрологически значимая часть программного обеспечения состоит из секции metrology, в которой хранятся настройки ИИС АСУТП (алгоритмы преобразования аналоговых сигналов в значения физической величины). Программирование контроллера осуществляется с помощью среды программирования Concept Programming Unit версии не ниже 2.6 для контроллеров Schneider Electric. При программировании контроллера, совместимость нового проекта с ранее загруженным в контроллер, проверяется автоматически резидентной системной утилитой. Загрузка нового проекта в контроллер возможна только после снятия аппаратного ключа защиты memory protect. Изменение метрологически значимой части программного обеспечения возможно только при санкционированном доступе к памяти контроллера для изменения характеристики преобразования первичных преобразователей.

Нормирование погрешностей измерительных каналов выполнено с учётом влияния программного обеспечения.

Уровень защиты метрологически значимой части программного соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010

Идентификация метрологически значимой части программного обеспечения осуществляется копированием из памяти контроллера секции metrology во внешний файл, а затем расчета его цифрового идентификатора по алгоритму MD5.

Таблица 2 - Идентификационные данные метрологически значимой части программного обеспечения

Наименование программного обеспечения

Идентификационн ое наименование программного обеспечения

Номер версии программного обеспечения

Цифровой идентификатор программного обеспечения

Алгоритм вычисления цифрового идентификатора

Модуль метрологии

metrology

-

Приведен в паспорте и в свидетельстве о поверке ИИС АСУТП

MD5

Технические характеристики

Количество измерительных каналов ......................................................................................... 18

Диапазоны измерений и пределы допускаемой абсолютной (Д), приведенной (у) или относительной (6) погрешности для различных измерительных каналов указаны в таблице 3.

Таблица 3 - Диапазоны измерений и пределы допускаемой погрешности ИК

№ ИК

Диапазон измерений

Допускаемая погрешность

1, 2, 3

от минус 40 до плюс 300 °С

Д = ±4 °С

от 300 до 600 °С

Д = ±(0,0075^T+1) °С,

№ ИК

Диапазон измерений

Допускаемая погрешность

где T - измеренное значение температуры, °С

4, 5, 6, 7, 8

от минус 40 до плюс 300 °С

Д = ±5 °С

от 300 до 1000 °С

Д = ±(0,0075^T+2) °С, где T - измеренное значение температуры, °С

13, 14, 15

от минус 40 до плюс 300 °С

Д = ±5 °С

9, 10, 11, 12

от минус 50 до плюс 180 °С

Д = ±2 °С

16, 17, 18

от 0 до 130 см

Д = ±3 см

Рабочие условия применения технических средств:

температура   окружающего   воздуха   первичных   преобразователей,   (кроме

термоэлектрических преобразователей и

термоэлектрических преобразователей и

термопреобразователей сопротивления) °С...........................................................от 0 до плюс 40

температура окружающего воздуха модулей аналогового ввода, °С..........................от 20 до 35

напряжение сети питания, В ....................................................................................... от 198 до 242.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист документа Н220.Р3ПС «Система информационно-измерительная в составе автоматизированной системы управления технологическим процессом рудоплавильной печи № 5 ОАО «Кузнецкие ферросплавы» Паспорт».

Комплектность

Комплектность ИИС АСУТП представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Комплектность

Наименование

Тип, обозначение

Количество

Измерительные компоненты в соответствии с таблицей 1

Контроллер программируемый

Modicon Quantum

1 шт.

Панель оператора

Magelis

1 шт.

Автоматизированное рабочее место

АРМ

1 шт.

Система информационно-измерительная в составе автоматизированной системы управления технологическим процессом рудоплавильной печи № 5 ОАО «Кузнецкие ферросплавы». Паспорт

Н220.Р3ПС

1 шт.

Система информационно-измерительная в составе автоматизированной системы управления технологическим процессом рудоплавильной печи № 5 ОАО «Кузнецкие ферросплавы». Методика поверки

Н220.Р3Д1

1 шт.

Поверка

Поверка осуществляется по документу Н220.Р3Д1 «Система информационноизмерительная в составе автоматизированной системы управления технологическим процессом рудоплавильной печи №   5 ОАО «Кузнецкие ферросплавы».

Методика поверки», утвержденному ФГУП «СНИИМ» в октябре 2012 г. Основное поверочное оборудование - калибратор электрических сигналов СА 150. Диапазон воспроизведения сигналов тепмоэлектрических преобразователей от 0 до 1372 °С; погрешность    ±(0,02Д0-2^Тк+0,5) °С.    Диапазон    воспроизведения    сигналов

термопреобразователей сопротивления от минус 50 до 200 °С; погрешность ±(0,025-10’2

лист № 6 всего листов 6

•Тк+0,3) °С. Диапазон воспроизведения силы постоянного тока от 4 до 20 мА; погрешность ±(0,025-10’2 -1к+0,003) мА.

Поверка преобразователей термоэлектрических осуществляется по ГОСТ 8.3382002 «Преобразователи термоэлектрические. Методика поверки».

Поверка тепрмопреобразователей сопротивления осуществляется по ГОСТ Р 8.6242006 «ГСИ. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Методика поверки»

Поверка датчиков линейных перемещений BLT5 осуществляется в соответствии с разделом 7 руководства по эксплуатации, утвержденной ФГУ «РОСТЕСТ-Москва» в 2007г.

Сведения о методах измерений

Методика измерений приведена в документе Н220.Р3РЭ «Система информационно-измерительная в составе автоматизированной системы управления технологическим процессом рудоплавильной печи №5 ОАО «Кузнецкие ферросплавы» Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

ГОСТ Р 8.596-2002 Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения

ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия

Рекомендации к применению

Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.

Развернуть полное описание