Назначение
Система измерительная стенда DYNAS3 HDS-600 (далее - система) предназначена для измерений крутящего момента силы, частоты вращения, расхода жидкостей и газов, давления и температуры воздуха (газов) и жидкостей (топлива, масла), массы жидкости, дымности отработавших газов.
Описание
Принцип действия системы основан на измерении первичными измерительными преобразователями (далее - ПИП) физических величин, преобразовании их в электрические сигналы, поступающие на вход аппаратуры сбора и преобразования сигналов в цифровой код для дальнейшей его передачи в промышленный компьютер, осуществляющий обработку, выдачу, хранение информации и ведение печатного протокола.
Система позволяет выполнять задачи, требующие высокой производительности и надежности измерительных систем для непрерывной работы в жестких условиях под управлением операционной системы реального времени.
Система состоит из: пульта и стойки управления, блока датчиков давления и температуры, нормализаторов сигнала, усилителей - преобразователей, источников питания и линий связи, измерителя крутящего момента силы на базе асинхронного двигателя, датчика крутящего момента; расходомеров топлива, воздуха, картерных газов и масла на «угар».
Конструктивно система измерительная стенда DYNAS3 HDS-600 зав. № 1000019970 включает в себя:
- крейт с оборудованием системы сбора данных; промышленный компьютер (далее -ПК); подсистема синхронизации; нормализаторы сигналов; сетевые коммутаторы; источники питания;
- автоматизированное рабочее место (далее - АРМ) в составе: ПК; видеомониторов; сетевых коммутаторов; принтера;
- комплект ПИП.
Комплект ПИП содержит:
- дымомер модели AVL 439 (рег. № 20097-00);
- измеритель расхода картерных газов AVL 442 (рег. № 20094-00).
Шкафы E1, D1 и G1-G3 расположены в технологическом помещении, модуль сбора измерений, управления, автоматизации и регулирования, пульт управления и регулятора X-act находятся в пультовом помещении, Асинхронная машина DYNAS3 HDS 600, блок измерения температур и давлений, расходомеры топлива, воздуха и картерных газов расположены в помещении испытательного бокса.
___Структурная схема системы приведена на _рисун_ке_^.__________________i
Помещение 'пультовой
| Стен- | | Модуль сбора измерений, |
| довый | | управления, ав |
| ком- | | томатизации и |
| пью- | | регулирования |
| тер | Пульт управ- | |
ления и регу-
Монитор
Монитор
LA
| a i | 1 j | | | | | л | а р о ято |
| | | | | | | | X-act |
| | | | | | |
CAN-
и_.
RS 232
Помещение I испытательного бокса
RS
23
Ды
мо
ме
р
G3
Инвер
торные
шкафы
ALSPA
MD
2000
G2
КМА
G1
М
О
Д
У
Л
Ь
Технологическая система подготовки и измерения параметров топлива
D1
- 380
Е1
Техноло
гическая
система
охлажде
ния
Датчик крутящего момента силы
Датчики температуры и давления
Т ехнологическое помещение
Measuring
BOX
АЦП измерений температур и давлений
Расхо
домер
картер-
ных
газов
Асинхронная
машина
DYNAS3
HDS-600
Датчик частота! вращения
| | | Рас- |
| | | хо- |
| Рас- | | до- |
| | | мер |
| хо- | | топ- |
| до- | | лива |
| мер | | |
| воз- | | |
| духа | | |
Рисунок 1 - Структурная схема системы
Функционально система состоит из измерительных каналов (далее - ИК):
- крутящего момента силы;
- частоты вращения вала двигателя;
- расхода жидкости;
- объемный расход картерных газов;
- давления воздуха (газов) и жидкостей;
- температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термопреобразователями сопротивления Pt100;
- температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термоэлектрическими преобразователями ТХА(К);
- массы жидкости;
- дымности отработавших газов.
ПИП (F2i) ИК крутящего момента силы состоит: из подвижной части - ротора, представляющий собой муфту передачи крутящего момента от двигателя на тормозное устройство; из неподвижной части - статора. В роторе установлено измерительное устройство, состоящее из датчика, усилитель и преобразователя сигнала. Датчик представляет собой тензометрический мост. Сигнал измерительного устройства передается на статор бесконтактно с помощью ча-стотно-модулированного инфракрасного излучателя, преобразуется в цифровой сигнал, регистрируемый ПК.
Принцип действия ИК частоты вращения вала двигателя основан на преобразовании встроенным магнитно-частотным преобразователем частотного сигнала пропорционального частоте вращения в цифровой код, регистрируемый ПК.
Принцип действия ИК расхода жидкостей основан на зависимости выходного электрического сигнала ПИП (PLU 121) от воздействия на его чувствительный элемент измеряемого расхода жидкости. Электрический сигнал с выхода ПИП поступает на вход АЦП, преобразуется в цифровой код, регистрируемый ПК.
Принцип действия ИК массового расхода воздуха (газов) основан на преобразовании ПИП (Sensyflow P) измеряемого массового расхода жидкости в цифровой код, регистрируемый ПК.
Принцип действия ИК объемного расхода картерных газов основан на преобразовании ПИП (измерители расхода картерных газов AVL442) в цифровой сигнал, который подается по интерфейсу RS232 в ПК.
Принцип действия ИК давления воздуха (газов) и жидкостей основан на зависимости выходного электрического сигнала ПИП от воздействия на его чувствительный элемент измеряемого давления (абсолютного, избыточного, давления-разрежения). Электрический сигнал с выхода ПИП поступает на вход аналогово-цифрового преобразователя (далее - АЦП), преобразуется в цифровой код, регистрируемый ПК.
Принцип действия ИК температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термопреобразователями сопротивления (Pt100), основан на зависимости изменения сопротивления ПИП от температуры среды. Сопротивление постоянному току ПИП, пропорциональное измеряемой температуре, преобразуется АЦП в цифровой код, поступающий в ПК.
Принцип действия ИК температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термоэлектрическими преобразователями ТХА(К), основан на зависимости изменения напряжения постоянного тока ПИП от температуры среды. Напряжение постоянного тока ПИП, пропорциональное измеряемой температуре, преобразуется АЦП в цифровой код, поступающий в ПК.
Принцип действия ИК массы жидкости основан на измерении массы жидкости весами лабораторными электронными LA4200S.
Принцип действия ИК дымности отработавших газов основан на измерении дымности отработавших газов дымомером модели AVL 439.
Общий вид и внутреннее устройство модуля сбора измерений, управления, автоматизации и регулирования, и инверторного кабинета - электрошкафа асинхронной машины DYNAS3 HDS-600 с отсеками E1, D1, G1-G3 и указанием мест пломбировки (МП) от несанкционированного доступа к системе и нанесения знаков утверждения типа (ЗТ) и поверки (ЗП) представлены на рисунках 1 - 6.
1 - блок расходомера воздуха; 2 - блок связи с асинхронной машиной DYNAS3 HDS-600 и ПК; 3 - блок преобразователя напряжения с 220 В/50 Гц в 24 В; 4 - блок настройки датчика механической педали
Рисунок 2 - Модуль сбора измерений, управления, автоматизации и регулирования,
внутреннее устройство шкафа
1 - блок предохранителей; 2 - пусковые автоматы Рисунок 4 - Отсек D1, внутреннее устройство шкафа. Вид спереди
1 - трансформатор питания; 2 - автоматические пускатели; 3 - соединительные колодки Рисунок 5 - Отсек G3, внутреннее устройство шкафа. Вид спереди
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее - ПО) системы состоит из системного (основного) и прикладного (вспомогательного).
Системное ПО предназначено для создания среды функционирования комплекса технических средств и реализации требований, предъявляемых к метрологическому, информационному и математическому обеспечению и обеспечения обмена информацией между задачами системы. Системное ПО работает под управлением многозадачной операционной системы «Windows XP» и системы автоматизации «STARS Automation Software Platform».
Прикладное ПО позволяет создавать СИ графические формы индикации параметров, задачи отображения, оценки и обработки параметров расчета переходных режимов, сохранения информации об испытаниях в архивах данных, слежения за аварийными значениями параметров, формирования печатного протокола. К прикладному ПО относится пакет программ «Microsoft Office».
Метрологически значимая часть ПО системы и измеренные данные защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений. Влияние программного обеспечения не приводит к выходу метрологических характеристик системы за пределы допускаемых значений.
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Наименование ПО | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | STARS Automation Software Platform |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.6.44.51 |
| Цифровой идентификатор ПО | FA2UFV9ASDFLUXYBDO2Q-0006 |
Метрологические и технические характеристики системы
Таблица 2 - Метрологические характеристики ИК системы
| Наименование ИК | Количество ИК | Значение характеристики |
| диапазон измерений | пределы допускаемой погрешности (нормированы для рабочих условий) |
| ИК крутящего момента силы | 1 | от 100 до 3000 Нм | ±0,5 % (5 от ИЗ)1) |
| ИК частоты вращения вала двигателя | 1 | от 100 до 2500 об/мин | ±0,5 % (5 от ИЗ) 1) |
| ИК объемного (массового) расхода жидкости | 1 | от 0,02 до 0,1 м3/ч включ. (от 18 до 75 кг/ч включ.) | ±2 % (5 от ИЗ) 1) |
| св. 0,1 до 0,18 м3/ч включ. (св. 75 до 140 кг/ч включ.) | ±1 % (5 от ИЗ) 1) |
| ИК объемного расхода картерных газов | 1 | от 6 до 300 л/мин | ±1 % (5 от ИЗ) 1) |
| ИК температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термопреобразователями сопротивления Pt100 | 7 | от 0 до 200 °С | ±1 °С (А)2) |
| ИК температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термоэлектрическими преобразователями ТХА(К) | 8 | от 50 до 200 °С включ. | ±2 °С (А)2) |
| св. 200 до 800 °С | ±1 % (5 от ИЗ) 1) |
| ИК давления воздуха (газов) и жидкости | 4 | от 0 до 50 кПа | ±1 кПа (А)2) |
| 4 | от 0 до 240 кПа | ±2 кПа (А)2) |
| 2 | от 50 до 350 кПа | ±2 % (5 от ИЗ) 1) |
| 2 | от 50 до 950 кПа | ±2 % (5 от ИЗ) 1) |
| ИК массы жидкости | 1 | от 5 до 3500 г | ±1 % (5 от ИЗ) 1) |
| ИК дымности отработавших газов | 1 | от 0 до 100 % | ±2 % (5 от ИЗ) 1) |
| Здесь и в таблице 3: 1) 5 от ИЗ - относительная погрешность измерений от измеренного значения (ИЗ). 2) А - абсолютная погрешность измерений. |
Таблица 3 - Состав и метрологические характеристики ИК системы с входными электрическими сигналами от ПИП
| Наименование ИК | Коли чество ИК | Диапазон измерений (диапазон показаний на дисплее системы) | Источник сигнала на входе ИК | Пределы допускаемой основной погрешности ИК3) |
| ИК температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термопреобразователями Pt100 (в части измерений сопротивления постоянному току, соответствующего значениям температуры) | 7 | от 100 до 200 Ом (от 0 до 200 оС) | Термопреобразователи сопротивления платиновые по ГОСТ 6651-2009 | ±1 °С (А)2) |
| ИК температуры воздуха (газов) и жидкостей, измеряемой термоэлектрическими преобразователями ТХА(К) (в части измерений напряжения постоянному току, соответствующего значениям температуры) | 8 | от 2,023 до 8,138 мВ вкл. (от 0 до 200 С вкл.) | Термоэлектрические преобразователи ТХА(К) по ГОСТ Р 8.585-2001 | ±2 °С (А)2) |
| св. 8,138 до 33,275 мВ вкл. (св. 200 до 800 К вкл.) | Термоэлектрические преобразователи ТХА(К) по ГОСТ Р 8.585-2001 | ±1 % (5 от ИЗ) 1) |
| 3) Пределы допускаемой погрешности ИК пересчитаны для значений температуры без учета погрешностей ПИП. |
Таблица 4 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Габаритные размеры, мм, не более: - шкаф силовой | |
| высота | 2000 |
| ширина | 600 |
| длина | 5000 |
| - А/синхронная машина | |
| высота | 1540 |
| ширина | 1050 |
| длина | 1200 |
| Суммарная масса системы, кг, не более | 4000 |
| Параметры электропитания: | от 361 до 399 |
| - напряжение сети переменного тока, В |
| - частота переменного тока, Гц | ,4 0, 5 о т 9, 4 от |
| Наименование характеристики | Значение |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, оС - относительная влажность окружающего воздуха при температуре 25 °С, % - атмосферное давление, мм рт.ст. (кПа) | от + 15 до +35 от 30 до 80 от 720 до 780 (от 96 до 104) |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и формуляр типографским способом и в виде наклейки на лицевую панель модуля сбора измерений, управления, автоматизации и регулирования и электрошкаф асинхронной машины DYNAS3 HDS-600.
Комплектность
Таблица 5 - Комплектность системы
| Наименование | Обозначение | Коли чество, шт. |
| Система измерительная стенда DYNAS3 HDS-600, зав. № 1000019970, в составе: | - | 1 |
| Фланец измерения крутящего момента | F2i Torque Measuring Flange | 1 |
| Датчик частоты вращения асинхронной машины | Hubner Berlin HG16 MD 1024 | 1 |
| Модуль центрального предохранительного устройства SZM | Central Safety Unit Type SZM | 1 |
| Модуль питания стойки ESM-2/10A | Supply Module type ESM-2/10A | 1 |
| Цифровое устройство управления испытательного стенда | Панель управления x-actDE | 1 |
| Устройство управления положения дросселя | LSR 2003 | 1 |
| Устройство для регулирования выхлопного газа | Herberholz Deufra Stellungsregler | 1 |
| Термометр сопротивления | Pt 100 | 7 |
| Термоэлектрический преобразователь | тип K NiCrNi | 8 |
| Термопреобразователь сопротивления | Универсальный модуль измерения DT Pt100 | 2 |
| Термоэлектрический преобразователь | Универсальный модуль измерения DT тип K | 1 |
| Высокоточные датчики давления типа CR | PTX 7517-3814 | 16 |
| Преобразователей давления | Универсальный модуль измерения DP | 2 |
| Универсальный короб 19” для линеек преобразователей температуры и давления | Короб Boom Box 9 HU со встроенным корпусом | 1 |
| Барометрический датчик давления типа AA | PTX 610-1176 | 1 |
| Прибор замера расхода топлива с кондиционированием PLU-KMA 4000 | KMA 4000 | 1 |
| Расходомер воздуха на впуске | ABB Sensyflow P размер DN 200 | 1 |
| Измеритель расхода картерных газов | AVL 442 | 1 |
| Дымомер модели | AVL 439 | 1 |
| Наименование | Обозначение | Коли чество, шт. |
| Модуль CAN LAM002 с 8 универсальными аналоговыми входами | CAN LAM002 | 2 |
| Ввод/вывод CAN - модуль W серии | WAGO | 1 |
| Система бесперебойного электропитания | UPS Effekta USV серии MH | 1 |
| Компьютер испытательного стенда x-pert 600 | PC STARS 1.6 (P4 256MbRAM 160Gb ROM W2000 | 1 |
| Монитор | Philips 22” | |
| Мышь компьютерная | Logitech | 1 |
| Клавиатура компьютерная | Logitech | 1 |
| Система управления стендом и сбором информации | STARS 1.6 Project KAMAZ HD600 | 1 |
| ПО «x-one для компьютера испытательного стенда» | x-one Software | 1 |
| ПО «x-mot для компьютера испытательного стенда» | x-mot Software | 1 |
| ПО «x-cal для компьютера испытательного стенда» | x-cal Software | 1 |
| Модуль ПО «Расход топлива PLU-KMA4000» | Device KMA 400 Software Module | 1 |
| Модуль ПО «Дымность 439/AK» «Измерение дымности на испытательных стендах для двигателей» | Device AVL 439 Opacity Meter Software Module | 1 |
| Модуль ПО «Измерение мощности и крутящего момента по ВСХ и на стационарных режимах на испытательных стендах для двигателей» | Device R24 Software Module SteadyStateSoftware Module | 1 |
| Оборудование для поверки/калибровки для 439 | Набор фильтров-стекол прозрачности | 4 |
| Оборудование для поверки KMA 4000 | Насос, интрефейс RS232 | 1 |
| Система поверки/калибровки для асинхронной машины DYNAS3 HDS-600 | Calibration System M0156801.01 | 1 |
| Место оператора | Шкаф, стол, стул | 1 |
| Система измерительная стенда DYNAS3 HDS-600. Формуляр | 10.2021.001 ФО | 1 |
| Система измерительная стенда DYNAS3 HDS-600. Руководство по эксплуатации | 10.2021.001РЭ | 1 |
| Система измерительная стенда DYNAS3 HDS-600. Методика поверки | 10.2021.001МП | 1 |
Сведения о методах измерений
приведены в документах - 10.2021.001 РЭ «Система измерительная стенда DYNAS3 HDS-600. Руководство по эксплуатации» раздел 4, «Методика измерений крутящего момента силы на валу двигателя» № 806-RA.RU.311243-2021.
Нормативные документы, устанавливающие требования к системе измерительной стенда DYNAS3 HDS-600
ГОСТ 14846-2020 Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний.
ГОСТ 8.558- 2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
Приказ Росстандарта от 30 декабря 2019 года № 3457 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»
Приказ Росстандарта от 22 октября 2019 года № 2498 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы»
Приказ Росстандарта от 7 февраля 2018 года № 256 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений массы и объема жидкости в потоке, объема жидкости и вместимости при статических измерениях, массового и объемного расходов жидкости»
Приказ Росстандарта от 29 декабря 2018 года № 2825 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений объемного и массового расходов газа»
Приказ Росстандарта от 31 июля 2018 года № 1621 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»
Приказ Росстандарта от 15 февраля 2016 года № 146 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления»
Приказ Росстандарта от 29 июня 2018 года № 1339 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа»
85326-22: Методика поверкиСкачать12.1 Мб