Назначение
Система управления автоматизированная технологическими процессами «АСУ ТП ОИ4 КВУ-120-2005.7000.00 № 02» (далее - АСУ ТП № 02) предназначена для измерений напряжения и силы постоянного и переменного тока, регистрации и отображения результатов измерений и расчетных величин при измерении параметров стационарных плазменных двигателей (СПД), а также для автоматизации управления работой стенда.
Описание
Принцип действия АСУ ТП № 02 основан на обработке во встроенном контроллере цифрового кода от средств измерений (СИ) утвержденных типов, преобразованных в цифровой код аналоговых сигналов от датчиков физических величин (не входящих в состав системы), выдаче информации на монитор и на внешние устройства в виде, удобном для пользователя.
АСУ ТП № 02 включает в себя три независимые автоматизированные системы: автоматизированную систему измерений; резервную автоматизированную систему измерений; автоматизированную систему управления.
Система измерений включают в себя следующие блоки и устройства: блок преобразования сигналов (БПС-А) в части коммутации измерительных линий, формирования напряжений пропорциональных измеряемым токам (датчики тока и шунты), преобразование измеряемых напряжений в величины необходимые для дальнейшей обработки (делители); блок нормализации сигналов (БНС-А) в части гальванической развязки и нормализации измеряемых напряжений, поступающих с БПС-А и их дальнейшего аналого-цифрового преобразования контроллером isoLynx SLX200 с последующей передачей оцифрованных значений по сети Ethernet в персональный компьютер (ПЭВМ); преобразователи (датчики) температуры (термопара (ТП) ХК, ТП ХА) и сеть термометров многоканальных ТМ5122 (регистрационный номер в Федеральном информационном фонде (далее - регистрационный №) 29934-05) системы измерения температуры, объединенных через интерфейс RS 232, осуществляющих измерения температур технологической оснастки и передачу оцифрованных значений в COM-порт ПЭВМ; преобразователи (датчики) температуры (ТП ХК, термопреобразователи сопротивления (ТС) Pt100) и регистратор многоканальный технологический РМТ 59M (регистрационный № 29934-05), осуществляющий измерение температуры технологического оборудования системы вакууммирования и передачу оцифрованных значений через интерфейс RS232 в COM - порт ПЭВМ; вольтметры переменного тока цифровые (ВЦ) В3-71 (регистрационный № 16689-97), осуществляющие измерения напряжения переменного тока: колебания напряжения разряда (ДЦр) и измерения силы переменного тока, колебания тока разряда (А1р) и передачу оцифрованных значений через интерфейс RS232 в СОМ-порты ПЭВМ; мультиметры цифровые (МЦ) APPA 207 (регистрационный № 21179-07), осуществляющие измерения напряжения на «поджигном» электроде относительно КАТОДА 1 (Цпэ1) и КАТОДА 2 (Цпэ2) и передачу оцифрованных значений через интерфейс RS232 в СОМ-порты ПЭВМ; контроллеры вакуумметров ионизационно-термопарных TIC 6HD «EDWARDS» с датчиками APGX (регистрационный № 21179-07), AIGX (регистрационный № 44388-10) системы измерения и регистрации вакуума; блок питания регуляторов расхода БУИП-3 и регуляторы расхода РРГ-10-9 в диапазоне от 0 до 20 мг/с, РРГ-10-3.6 в диапазоне от 0 до 6 мг/с, регуляторы расхода РРГ-10-0.9 в диапазоне от 0 до 2 мг/с системы измерения и регистрации расхода; подключенный к СОМ-порту платы расширения ПЭВМ цифровой выход RS232 блока питания и преобразования сигналов БППС 4090/М12-11 (регистрационный № 32453-06) с преобразователями давления измерительными АИР-20/М2 (регистрационный № 46375-11) для измерения давления в системе подачи рабочего тела (РТ) и давления окружающей среды; ПЭВМ автоматизированной системы измерения с источником бесперебойного питания «APS» Smart-UPS 1000, с установленной дополнительной платой PCI-232/8 NI (расширение СОМ-портов) для подключения контроллеров измерения температуры к ПЭВМ.
Резервная система измерений включают в себя следующие блоки и устройства: БНС-Р, осуществляющий формирование напряжений пропорциональных измеряемым токам (датчики тока и шунты), преобразование измеряемых напряжений в величины необходимые для дальнейшей обработки (делители) и гальваническую развязку, нормализацию электрических сигналов; РМТ59, предназначенный для измерения аналоговых сигналов, поступающих в виде напряжений с блока БНС-Р, шкалирования, отображения результатов измерения в графическом и цифровом виде на своём мониторе и сохранения полученных данных в своей энергонезависимой памяти с возможностью переноса сохраненных архивов данных через USB флэш-носитель в память удаленного ПЭВМ для последующей обработки данных.
Автоматизированная система управления включает в себя следующие блоки и устройства: источники бесперебойного питания (ИБП) TRT-Power X33 30кВА, предназначенные для питания стенда; программируемые источники питания (ПИП) TDK-Lambda GEN 600-8,5 (регистрационный № 46742-11), PSW7 30-36, PSW7 80-13,5 (регистрационный № 52379-13), предназначенные для управления работой двигателя; силовой коммутатор; коммутатор цепей питания; ПЭВМ автоматизированной системы управления, в состав которого входит ИБП и дополнительная плата для подключения ПИП к ПЭВМ; БПС-А в части коммутации силовых питающих напряжений двигателя; БНС-А в части выдачи управляющих напряжений для управления работой двигателя и выдачи команд по которым осуществляется коммутация измерительных линий.
Общий вид шкафа с оборудованием АСУ ТП № 02 представлен на рисунке 1.
Общий вид расходного пульта аппаратных средств АСУ ТП № 02 на отметке «2800 мм» представлен на рисунке 2.
Общий вид аппаратных средств АСУ ТП № 02 на отметке «2800 мм» представлен на рисунке 3.
Общий вид аппаратных средств АСУ ТП № 02 на отметке «5000 мм» представлен на рисунке 4.
Пломбирование АСУТ ТП № 02 не предусмотрено.
Контроллер вакуумметра ионизационно-термопарного TIC 6HD «EDWARDS»
Силовой коммутатор СК 4.613.0000.00_
ПИП разрядного напряжения TDK-Lambda GEN 600- 8,5-резервный
ПИП разрядного напряжения TDK-Lambda GEN 600- 8,5- «Master»
ПИП разрядного напряжения TDK-Lambda GEN 600- 8,5- «Slave»
Блок измерения токов заводской №2 БИТ 4.639.0000.00_
ПИП PSW 80-13. HXFC1 Redum TM11
Коммутатор цепей питания КЦП 4.624.0000.00_
БПС-А заводской №02 ОИ4.КВУ-120-2005.7500.00_
ВЦ В3-71. Измерение колебаний напряжения разряда
ВЦ В3-71. Измерение колебаний тока разряда_
БНС-Р заводской №02 ОИ4.КВУ-120-2005.7700.00_
МЦ APPA 207. Измерение напряжений поджигного электрода катода 1_
МЦ APPA 207. Измерение напряжений поджигного электрода катода 2
БНС-А заводской №02 ОИ4.КВУ-120-2005.7700.00_
ПИП PSW 30-36 нагревателей катодов
ПИП PSW 80-13,5. Напряжение «открытия» клапанов двигателя
ПИП PSW 80-13,5. Напряжение «удержания» клапанов двигателя
ПИП PSW 80-13,5 нагревателей регуляторов расхода МГР1,МГР2
ПИП PSW 80-13. Напряжение 27 В для оборудования АСУ ТП
ПИП PSW 30-36 магнита
Устройство управления заводской №02 ОИ4.КВУ-120-2005.7600.00
БУИП-3 блок питания регуляторов расхода СИР 4.20.1300.00
Регуляторы расхода РРГ-10-9, РРГ-10-3.6, РРГ-10-0.9
Программное обеспечение
В состав программного обеспечения (ПО) входит: общее ПО;
ПО Run-Time System содержащее общие библиотеки и компоненты среды разработки специального ПО для работы скомпилированных приложений; разработанное специальное ПО; конфигурационное ПО от производителей СИ;
коммуникационное ПО от производителей плат расширения коммуникационных портов ПЭВМ.
В состав общего ПО входят:
операционная система Microsoft Windows XP Professional Service Pack 3; программные средства защиты и восстановления данных;
сервисные системные программные средства (драйверы, архиваторы, редакторы, генераторы отчетов и т. д.).
В состав специального ПО «OPCVIEW» входят:
программа монитора «OPCVIEW» СИ и компонентов измерительных систем (КИС); программа просмотра «TLD View» сохраненных в базе данных (БД) результатов измерений в виде графиков и сохранения их в виде изображения требуемого формата;
программа экспорта «TLD Toolboox» сохраненных в БД результатов измерений в текстовую таблицу или в график волны сигнала (waveform) или в график зависимости значения параметра от времени в виде изображения требуемого формата;
программа конфигурации «Protector» для защиты шкал калибровки каналов от несанкционированного доступа для редактирования в базе данных MXS.
пакет программ «SPY NET» предназначенных для проверки связи и диагностики СИ и КИС в автономном режиме.
Версии ПО и цифровой идентификатор программ соответствует представленным в таблице № 1.
| Идентиф икационные данные (признаки) | Значения |
| Идентиф икационное наименование ПО | UUT Control.exe | UUT Server.exe | OPCVIEW. exe | TLDView. exe | TLD Export.exe | Protector. exe |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 3.3.3.8 | 2.0.0.1 | 3.4.4.11 | 1.2.1.3 | 1.3.1.5 | 1.0.0.6 |
| Цифровой идентификатор ПО | 77661baef3c c7fc25a25ef 978c28c83 | 16e47fd143 cf5c894dc33 b83e3c27df 6 | c04ead877a c185003a19 dca21e4613f c | 5366d965fe 070ea72368 5445acd836 d4 | b2b3ff08f48 09ae07d9b8 c1b7b9b295 f | 70699d3b67 4f6130587c b030933208 08 |
Для идентификации версий ПО и цифровых идентификаторов (контрольных сумм) используется встроенный модуль идентификации «MD5CheckSum Window». Защита метрологически значимых параметров шкал преобразования каналов обеспечивается специальными паролями в программе управления доступом к конфигурации шкал DAQmx (Protector.exe). Сервер системы опломбирован.
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» по Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Таблица 2 - Основные метрологические характеристики АСУ ТП № 02
| Название канала | Обозначение | МХ ИК |
| Диапазон измерений (ДИ) | Пределы допускаемой основной приведенной к ДИ погрешности измерений, % |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| ИК разрядных параметров изделий и технологической оснастки |
| Ток разряда, А | | от 0 до 20 | ±0,2 |
| Ток накала К1, А | ^к1 | от 0 до 20 | ±0,2 |
| Ток накала К2, А | !нк2 | от 0 до 20 | ±0,2 |
| Ток регулятора расхода(РР) МГР1, А | Фр1 | от 0 до 5 | ±0,2 |
| Ток РР МГР2, А | 2 & & I | от 0 до 5 | ±0,2 |
| Ток удержания клапанов, А | !ку 1 | от 0 до 0,35 | ±0,5 |
| Ток удержания клапанов, А | 2 I | от 0 до 0,35 | ±0,5 |
| Ток удержания клапанов, А | ^у3 | от 0 до 0,35 | ±0,5 |
| Ток удержания клапанов, А | !ку4 | от 0 до 0,35 | ±0,5 |
| Ток удержания клапанов, А | ^у5 | от 0 до 0,35 | ±0,5 |
| Ток удержания клапанов, А | Iку6 | от 0 до 0,35 | ±0,5 |
| Ток удержания клапанов, А | Iку7 | от 0 до 0,35 | ±0,5 |
| Ток удержания клапанов, А | Iку8 | от 0 до 0,35 | ±0,5 |
| Напряжение разряда, В | Uр | от 0 до 1000 | ±0,2 |
| Напряжение РР МГР1, В | ^р1 | от 0 до 5 | ±0,2 |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Напряжение РР МГР2, В | Ирр2 | от 0 до 5 | ±0,2 |
| Напряжение накала К1, В | Цнк1 | от 0 до 20 | ±0,2 |
| Напряжение накала К2, В | Цнк2 | от 0 до 20 | ±0,2 |
| Напряжение катод 1- земля, В | Цк1з | от 0 до 40 | ±0,2 |
| Напряжение катод2- земля, В | Цк2з | от 0 до 40 | ±0,2 |
| Напряжение КУ1, В | Цку1 | от 0 до 40 | ±0,2 |
| Напряжение КУ2, В | Цку2 | от 0 до 40 | ±0,2 |
| Напряжение КУ3, В | Цку3 | от 0 до 40 | ±0,2 |
| Напряжение КУ4, В | Цку4 | от 0 до 40 | ±0,2 |
| Напряжение КУ5, В | Цку5 | от 0 до 40 | ±0,2 |
| Напряжение КУ6, В | Цку6 | от 0 до 40 | ±0,2 |
| Напряжение КУ7, В | Цку7 | от 0 до 40 | ±0,2 |
| Напряжение КУ8, В | Цку8 | от 0 до 40 | ±0,2 |
| Колебания тока разряда, А | Д1р | от 0 до 8 | ±5 |
| Напряжение питания катушек намагничивания, В | Имс | от 0 до 10 | ±0,2 |
| Ток катушек намагничивания, А | 1мс | от 0 до 10 | ±0,2 |
| ИК параметров стендовых систем |
| Расход рабочего тела, В | 20а1 | от 0 до 10 | ±0,2 |
| Расход рабочего тела, В | 6а1 | от 0 до 10 | ±0,2 |
| Расход рабочего тела, В | 2к1 | от 0 до 10 | ±0,2 |
| Расход рабочего тела, В | 20а2 | от 0 до 10 | ±0,2 |
| Расход рабочего тела, В | 6а2 | от 0 до 10 | ±0,2 |
| Расход рабочего тела, В | 2к2 | от 0 до 10 | ±0,2 |
| Давление барокамеры, датчик AIGX, В | Рбк выс. | от 0 до 10 | ±0,2 |
| Давление барокамеры, датчик APGX, В | Рбк низ. | от 0 до 10 |
Таблица 3 - Измерительные каналы, принимающие данные по цифровому интерфейсу
| Наименование измерительного канала | Диапазон измерений (ДИ) | Пределы допускаемой основной приведенной к ДИ погрешности измерений, % |
| 1 | 2 | 3 |
| Колебания напряжения разряда ДЦр | соответствует метрологическим характеристикам ВЦ В3-71 |
| Напряжение ПЭ1 Цпэ 1 | соответствует метрологическим характеристикам МЦ АРРА 207 |
| Напряжение ПЭ2 Цпэ2 |
| Напряжение нагревателя А1 (XFC) UmA1, В | от 0 до 45 | ±0,5 |
| Ток нагревателя А1 (XFC) IotA1, А | от 0 до 0,5 | ±0,5 |
| Напряжение нагревателя А2 (SPT) U^A2, В | от 0 до 45 | ±0,5 |
| Ток нагревателя А1 (SPT) I^A2, А | от 0 до 0,5 | ±0,5 |
| Напряжение нагревателя азотной плиты ингап, В | от 0 до 45 | ±0,5 |
| Ток нагревателя азотной плиты !нгап, А | от 0 до 15 | ±0,5 |
| Напряжение нагревателя термоплиты ингтп, В | от 0 до 40 | ±0,5 |
| Ток нагревателя термоплиты !нгтп, А | от 0 до 1,5 | ±0,5 |
| Напряжение нагревателя монтажной плиты ингмп, В | от 0 до 40 | ±0,5 |
| Ток нагревателя монтажной плиты !нгмп, А | от 0 до 15 | ±0,5 |
| 1 | 2 | 3 |
| Напряжение нагревателя азотного экрана наружного Цнгаэн, В | от 0 до 60 | ±0,5 |
| Ток нагревателя азотного экрана наружного 1нгаэн, А | от 0 до 6 | ±0,5 |
| Напряжение нагревателя азотного экрана внутреннего Цнгаэв, В | от 0 до 30 | ±0,5 |
| Ток нагревателя азотного экрана внутреннего 1нгаэв, А | от 0 до 7 | ±0,5 |
| Давление окружающей среды, датчик АИР-20, кПа | от 86 до 106,7 | ±0,5 |
| Давление на входе пульта газового, датчик АИР-20, кгс/см2 | от 0 до 60 | ±0,5 |
| Давление на входе в XFC, датчик АИР-20, кгс/см2 | от 0 до 6 | ±0,5 |
| Давление на входе в катод, датчик АИР-20, кгс/см2 | от 0 до 4 | ±0,5 |
| 116 каналов измерения температуры (ТП типа ТХК(Ь) и термометры многоканальные ТМ5122), °С | от -200 до -100 | По формуле 1 |
| от -100 до +360 | ±4,8 °С |
| от +360 до +600 | По формуле 2 |
| 9 каналов измерения температуры (ТП типа TХА(К) и термометры многоканальные ТМ5122), °С | от -50 до +333 | ±7,3 °С |
| от +333 до +1300 | По формуле 3 |
Примечание
Количество каналов, принимающих данные по цифровым интерфейсам может быть увеличено либо уменьшено в зависимости от потребностей потребителя.
Для расчета пределов допускаемой погрешности измерительных каналов (ИК) температуры, приведенных в таблице 3, используются формулы:
А=± V(1,5 + 0,01 ' Тизм)гПХК + (4,1)ZM5122 , °С (1);
А=± V(0,7 + 0,005 ' Тизм)тПХК + (4,1)ТМ5122 , °С (2);
А=^(0,0075 ' Тизм)тпхл + (6,82)ТМ5122 j °С (3);
где Тизм - измеряемое значение температуры,
(1,5 + 0,01-Тизм) ТПХК - погрешность измерений температуры термопарой ХК в диапазоне от минус 200 до минус 100 °С (ГОСТ Р 8.585-2005), °С;
(0,7 + 0,005-Тизм) ТПХК - погрешность измерений температуры термопарой ХК в диапазоне от плюс 360 до плюс 600 °С (ГОСТ Р 8.585-2005), °С;
(0,7 + 0,005-Тизм) ТПХК - погрешность измерений температуры термопарой ХА в диапазоне от плюс 333 до плюс 1300 °С (ГОСТ Р 8.585-2005), °С;
(4,1)тм5122 - погрешность измерений температуры термометром многоканальным ТМ5122 с термопарой ХК, °С;
(6,82)ТМ5122 - погрешность измерений температуры термометром многоканальным ТМ5122 с термопарой ХА, °С.
| Наименование технических данных и характеристик | Значение |
| 1 | 2 |
| Цифровые интерфейсы | RS232, Ethernet |
| Количество каналов, принимающих данные по цифровым интерфейсам | ограничивается техническими возможностями подключаемых средств измерений |
| Число измерительных каналов БНС-А КВУ | 31 |
| Число измерительных каналов БНС-Р КВУ | 26 |
| Число ИК на основе цифровых вольтметров | 16 |
| Частота опроса каналов БНС-A КВУ, Гц | 10 |
| Частота опроса каналов температуры, Гц | 1 |
| Г альваническая развязка измерительных каналов БНС-А КВУ, В, не менее | 1500 |
| Г альваническая развязка измерительных каналов БНС-Р КВУ, В, не менее | 1500 |
| Сопротивление изоляции, МОм, не менее | 20 |
| Рабочие условия эксплуатации: температура окружающего воздуха, °С относительная влажность воздуха, % атмосферное давление, кПа напряжение переменного тока, В частота переменного тока, Гц | от +15 до +35 от 45 до 80 от 86 до 106 220±22 50±1 |
Знак утверждения типа
наносится на верхнюю стойку шкафа с оборудованием АСУ ТП в виде наклейки и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Таблица 5 - Комплект поставки АСУ ТП № 02
| Наименование | Обозначение | Количество |
| 1 | 2 | 3 |
| Шкаф телекоммуникационный напольный 19” 42U | ШТК-М 42.6.6 | 1 |
| Блок преобразования сигналов | БПС-А КВУ ОИ4.КВУ-120-2005.7500.00 | 1 |
| Блок нормализации сигналов | БНС-А КВУ ОИ4.КВУ-120-2005.7700.00 | 1 |
| Блок нормализации сигналов резервный | БНС-Р КВУ ОИ4.КВУ-120-2005.7800.00 | 1 |
| Устройство управления | УУ КВУ ОИ4.КВУ-120-2005.7600.00 | 1 |
| Персональный компьютер системы управления | FRONT RACK Rack-3000GB-R21/A130B (Intel Core(TM) i7-2600 CPU@3.46GHz.) | 1 |
| Персональный компьютер системы измерения | ASUS TS700-E7-RS8 2’LGA2011 (Intel Xeon E5-2600 Series-Intel C602-A) | 1 |
| 1 | 2 | 3 |
| АСУ ТП Формуляр | ОИ4.КВУ-120-2005.7000.00ФО | 1 |
| АСУ ТП Описание ПО | ОИ4.КВУ-120-2005.7100.00ПА | 1 |
| АСУ ТП ПО Формуляр | ОИ4.КВУ-120-2005.7100.00ФО | 1 |
| АСУ ТП ПО Руководство оператора | ОИ4.КВУ-120-2005.7100.00РО | 1 |
| Руководство по эксплуатации | ОИ4.КВУ- 120-2005.7000.00РЭ | 1 |
| Паспорт БПС-А КВУ | ОИ4.КВУ-120-2005.7500.00ПС | 1 |
| Паспорт УУ КВУ | ОИ4.КВУ-120-2005.7600.00ПС | 1 |
| Паспорт БНС-А КВУ | ОИ4.КВУ-120-2005.7700.00ПС | 1 |
| Паспорт БНС-Р КВУ | ОИ4.КВУ-120-2005.7800.00ПС | 1 |
| Формуляр СК | 4.613.0000.00ПС | 1 |
| Паспорт КЦП | 4.624.0000.00ПС | 1 |
| Методика поверки | ОИ4.КВУ-120-2005.7000.00МП | 1 |
Поверка
осуществляется по документу ОИ4.КВУ-120-2005.7000.00МП «Система управления автоматизированная технологическими процессами «АСУ ТП ОИ4 КВУ-120-2005.7000.00 № 02» Методика поверки», утвержденному ФГУП «ОКБ «Факел» 03.10.2016 г.
Основные средства поверки:
- калибратор универсальный 9100Е (регистрационный № 25985-03);
- мультиметр цифровой Fluke 8845A (регистрационный № 57943-14);
- калибратор - измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2000 (регистрационный № 20580-06);
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, устанавливающие требования к системе управления автоматизированной технологическими процессами ОИ4.КВУ-120-2005.7000.00 №02
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения
ГОСТ 8.022-91 ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне (1 10-16 - 30) А ГОСТ 8.027-2001 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы
![Система управления автоматизированная технологическими процессами "АСУ ТП ОИ4 КВУ-120-2005.7000.00 № 02"](https://fgisarshin.ru/image/cache/catalog/logo/fgisarshin-500x500.png "Система управления автоматизированная технологическими процессами "АСУ ТП ОИ4 КВУ-120-2005.7000.00 № 02""){kind=logo}
66880-17: Методика поверки ОИ4.КВУ-120-2005.7000.00МПСкачать2.9 Мб