Назначение
Система автоматики «Карат» (далее по тексту - система) предназначена для измерения физических величин (давление, перепад давления, температура, сила тока, напряжение) с помощью датчиков, установленных на технологическом оборудовании, а также регистрации и обработки результатов измерений, формирования команд и воздействий на объекты управления, визуализации протекающих технологических процессов и диалогового интерфейса с оператором.
Описание
Система является проектно - компонуемым изделием. Конкретное исполнение системы (количество и типы измерительных каналов, алгоритмы обработки и т.д.) определяется рабочим проектом на систему.
В качестве базовых контроллеров в системе используются контроллеры КСА-02 (Госреестр № 44567-10) и контроллеры МКСА (Госреестр № 18601-06). Контроллеры осуществляют сбор информации с датчиков, установленных на объекте управления, ее преобразование в цифровую форму и передачу на АРМы оператора, а также управление исполнительными механизмами (через реле и контакторы) и регулирующими органами объекта управления по командам оператора и/или под управлением программ, размещенных в памяти процессорных модулей контроллеров КСА-02.
Измерительный канал системы реализуется по структуре - первичный измерительный преобразователь, контроллер КСА-02, АРМ и (или) - первичный измерительный преобразователь, контроллер МКСА, контроллер КСА-02, АРМ.
Измерительные преобразователи преобразуют входные сигналы с датчиков физических величин в напряжение, измеряемое контроллером КСА-02, а также выходные сигналы контроллера КСА-02 - в токовые сигналы регулирования.
АРМ операторов предназначены для визуализации параметров технологического процесса, выдачи команд операторов на исполнительные механизмы объекта управления, архивирования параметров техпроцесса, протоколирования аварийных событий в системе и действий оператора, разработки программного обеспечения нижнего и верхнего уровня, выполнения некоторых сервисных функций при обслуживании системы.
Для реализации необходимых функций системы в составе АРМ оператора применяется SCADA-пакет RealFlex под управлением операционной системы QNX. Две идентичные базы данных о состоянии объекта управления хранятся на двух независимых серверах, поэтому при выходе из строя одного из серверов сохраняется возможность управления объектом с исправного сервера.
АРМ оператора (серверы и сетевые рабочие места) объединены локальной вычислительной сетью Ethernet 100BASE-T. Связь АРМ с управляющими контроллерами осуществляется по локальной сети.
Фотографии варианта исполнения компонентов системы
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) системы состоит из двух частей:
- ПО применяемых в измерительных каналах системы средств измерения (СИ) утвержденного типа (контроллеры КСА-02 и МКСА);
- ПО, устанавливаемое на АРМ оператора системы (SCADA-пакет RealFlex под управлением операционной системы QNX).
ПО применяемых в системе СИ проходит проверки при испытаниях СИ в целях утверждения типа СИ.
ПО, устанавливаемое на АРМ оператора, применяется для считывания выходного кода СИ по интерфейсу связи и не оказывает искажающего воздействия на метрологически значимую часть ПО и данные СИ. Для защиты данных от несанкционированных изменений предусмотрена программная защита средствами идентификации и аутентификации пользователей и управления доступом.
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010. Оценка влияния ПО на метрологические характеристики СИ - влияния нет.
Технические характеристики
Система обеспечивает измерение, регистрацию и обработку результатов измерений физических величин (давление, перепад давления, вибрация, уровень) с помощью датчиков, установленных на технологическом оборудовании и имеющих выход в виде сигнала постоянного тока с диапазонами от 0 до 20 мА и от 4 до 20 мА.
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности каналов измерения физических величин:
± 0,3 % при использовании датчиков с пределами допускаемой основной приведенной погрешности ± 0,15 % при измерении без барьеров искробезопасности;
± 0,4 % при использовании датчиков с пределами допускаемой основной приведенной погрешности ± 0,15 % при измерении через барьеры искробезопасности;
± 3,8 % при использовании датчиков с пределами допускаемой основной приведенной погрешности ± 3,5 % при измерении без барьеров искробезопасности;
± 3,9 % при использовании датчиков с пределами допускаемой основной приведенной погрешности ± 3,5 % при измерении через барьеры искробезопасности;
± 7,2 % при использовании датчиков с пределами допускаемой основной приведенной погрешности ± 7 % при измерении без барьеров искробезопасности;
± 7,3 % при использовании датчиков с пределами допускаемой основной приведенной погрешности ± 7 % при измерении через барьеры искробезопасности.
Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности каналов измерения физических величин, включая датчик, при изменении температуры окружающей среды на 1 °С в диапазоне рабочих температур составляют ±1,1-(0,0001 + Ydd2)0,5, %, где Ydd - пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности датчика при изменении температуры на 1 °С.
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерения аналоговых непрерывных электрических сигналов постоянного тока (без учета погрешности датчиков) ± 0,2 % при измерении без барьеров искробезопасности и ± 0,3 % при измерении через барьеры искробезопасности.
Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности измерения аналоговых непрерывных электрических сигналов постоянного тока (без учета погрешности датчиков) при изменении температуры окружающей среды от нормальной в диапазоне рабочих температур ± 0,1 %.
Система обеспечивает измерение, регистрацию и обработку результатов измерений температуры с помощью термопреобразователей сопротивления, установленных на технологическом оборудовании, в диапазонах от минус 50 до плюс 150 °С при использовании термопреобразователей сопротивления с НСХ типа 50М и от минус 50 до плюс 400 °С при использовании термопреобразователей сопротивления с НСХ типа 100П.
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности каналов измерения температуры по сигналам от термопреобразователей сопротивления:
± 0,5 % при использовании термопреобразователей сопротивления с НСХ типа 50М класса допуска В при измерении без барьеров искробезопасности и ± 0,6 % при измерении через барьеры искробезопасности;
± 0,6 % при использовании термопреобразователей сопротивления с НСХ типа 100П класса допуска В при измерении без барьеров искробезопасности и ± 0,7 % при измерении через барьеры искробезопасности.
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерения температуры по сигналам от термопреобразователей сопротивления (без учета погрешности датчиков):
± 0,2 % при измерении без барьеров искробезопасности;
± 0,3 % при измерении через барьеры искробезопасности.
Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности измерения температуры по сигналам, поступающим от термопреобразователей сопротивления, при изменении
Лист № 4
Всего листов 6 температуры окружающей среды на каждые 10 °С от нормальной в диапазоне рабочих температур ± 0,05 %.
Система обеспечивает измерение, регистрацию и обработку результатов измерений температуры с помощью термоэлектрических преобразователей, установленных на технологическом оборудовании, в диапазонах от минус 50 до плюс 800 °С при использовании термоэлектрических преобразователей с НСХ типа J и от минус 50 до плюс 1050 °С при использовании термоэлектрических преобразователей с НСХ типа K.
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности каналов измерения температуры по сигналам от термоэлектрических преобразователей ±1,1-(2,9 + ддд2)0,5 °С при использовании термоэлектрических преобразователей с пределами допускаемой основной абсолютной погрешности ддд °С.
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерения температуры по сигналам, поступающим от термоэлектрических преобразователей, (без учета погрешности датчиков) ± 1,7 °С.
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности измерения температуры по сигналам, поступающим от термоэлектрических преобразователей, при изменении температуры окружающей среды от нормальной в диапазоне рабочих температур ± 0,3 °С.
Система обеспечивает выдачу управляющих непрерывных электрических сигналов постоянного тока со своих выходов на регулирующие устройства объекта управления.
Диапазон установки непрерывного электрического сигнала постоянного тока от 4 до 20 мА.
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности установки непрерывного электрического сигнала постоянного тока ± 0,1 %.
Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности установки непрерывного электрического сигнала постоянного тока при изменении температуры окружающей среды от нормальной в диапазоне рабочих температур ± 0,1 %.
Система обеспечивает прием, регистрацию и обработку дискретных входных сигналов от установленных на объекте управления сигнализаторов типа «сухой контакт».
Система обеспечивает прием, регистрацию и обработку дискретных входных сигналов от установленных на объекте управления сигнализаторов с выходным сигналом напряжения переменного тока от 187 до 242 В.
Система обеспечивает коммутацию внешних источников питания с максимальным напряжением переменного тока 250 В силой тока до 8 А и с максимальным напряжением постоянного тока 300 В силой тока до 5 А на исполнительные механизмы объекта управления (дискретные управляющие сигналы).
Питание системы осуществляется от двух независимых источников: сети переменного тока 220110% В (основной фидер) и сети переменного (либо постоянного, в зависимости от конкретного проекта системы) тока 2201115% В (резервный фидер).
Мощность, потребляемая системой по цепи питания не более 10 кВА.
Средний срок службы не менее 10 лет.
Среднее время восстановления работоспособности при наличии ЗИП не более 2 часов.
Гамма процентный срок сохраняемости компонентов системы не менее 5 лет для отапливаемых хранилищ при у=90 %.
Масса одной стойки для размещения компонентов системы не более 250 кг.
Масса АРМ системы не более 300 кг.
Рабочие условия эксплуатации системы (за исключением автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора):
- температура окружающей среды в диапазоне от минус 40 до плюс 50 0С;
- относительная влажность воздуха до 95 % при 35 0С без конденсации влаги.
Рабочие условия эксплуатации АРМ оператора:
- температура окружающей среды в диапазоне от 15 до 25 0С;
- относительная влажность воздуха от 30 до 80 %.
Знак утверждения типа наносится типографским способом в центре страницы на титульном листе руководства по эксплуатации НБКУ.421453.000 РЭ.
Комплектность
1 Контроллер КСА-02 (Госреестр № 44567-10)
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
1 экз.
1 экз.
1 экз.
2 Контроллер МКСА (Госреестр № 18601-06)
3 Реле типов R4, RM84 (RELPOL S.A., Польша)
4 Контакторы типа 11BG (Lovato Electric S.P.A., Италия)
5 Модульные автоматические выключатели (Legrand, Франция)
6 Коммутационные изделия (Phoenix Contact GmbH@Co.KG, Германия) 7 Барьеры искробезопасности серий БИИ (ООО «Ленпромавтоматика», Россия, г. Санкт-Петербург), серии МИДА-БИЗ-107-Ex (ЗАО «Мидаус» Россия, г. Ульяновск), серии Z ( Pepper+Fuchs, Германия)
8 АРМ оператора с программным обеспечением “SCADA-пакет RealFlex”
9 Оболочки серий «Altis» и «Atlantic» (Legrand, Франция)
10 Блоки питания (Phoenix Contact GmbH@Co.KG, Германия)
11 Комплект датчиков
12 Руководство по эксплуатации НБКУ.421453.000 РЭ
13 Руководство оператора НБКУ.421453.ХХХ РО
14 Формуляр НБКУ.421453.ХХХ ФО
Примечания:
* - количество и типы применяемых изделий определяются заказной спецификацией на систему.
Символы ХХХ обозначают порядковый номер системы, присваиваемый при выполнении конкретного проекта системы.
Поверка
осуществляется в соответствии с методикой, изложенной в руководстве по эксплуатации НБКУ.421453.000 РЭ "Система автоматики "Карат". Методика поверки" и утвержденной руководителем ГЦИ СИ ФБУ "Нижегородский ЦСМ" в ноябре 2008 г.
Основные средства поверки:
1. калибратор многофункциональный модели "TRX-II-R" производства фирмы «Druck»/«Unomat Instruments B.V.», Голландия - измерение/имитация постоянного тока 0...25 мА, погрешность ± 0,02 %;
2. вольтметр универсальный В7-34А.
Сведения о методах измерений
Методы измерений содержатся в Руководстве по эксплуатации НБКУ.421453.000 РЭ.
Нормативные документы
1. ГОСТ 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
2. НБКУ.421453.000 ТУ Система автоматики "Карат" Технические условия.
Лист № 6
Всего листов 6
Рекомендации к применению
Основная область применения системы - осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
