Назначение
Системы интегрированные управления и безопасности АРБИТР (далее - системы) предназначены для измерений аналоговых сигналов датчиков в виде силы постоянного электрического тока, постоянного электрического напряжения, переменного электрического напряжения, электрического сопротивления постоянного тока, в том числе выходных сигналов от преобразователей термоэлектрических (далее - ТП) и термопреобразователей сопротивления (далее - ТС) и преобразований в значения температуры, воспроизведения силы постоянного электрического тока и постоянного электрического напряжения, а также приёма и обработки дискретных сигналов, регулирования на основе измеренных параметров технологического процесса, выдачи сигналов сигнализации, формирования управляющих аналоговых и дискретных сигналов.
Описание
Принцип действия систем основан на измерении электрических сигналов, поступающих через измерительные каналы от датчиков, преобразовании их в цифровой код, обработке результатов по заданному алгоритму и преобразовании цифровых сигналов в сигналы управления регулирования и воспроизведения силы и напряжения постоянного тока.
Системы представляют собой комплексы измерительно-вычислительные и управляющие и являются проектно-компонуемыми, состав систем определяется модулями, входящими в их состав. Максимальное количество модулей - не более 192 штук, максимальное количество стоек с односторонним или двухсторонним обслуживанием - не более трех штук (основная стойка и до двух дополнительных стоек).
Системы включают в себя следующие измерительные компоненты:
- модули ввода-вывода;
- контроллер АРБИТР.РСУ;
- контроллер АРБИТР.ПАЗ;
- контроллер АРБИТР.РКУ;
- оборудование верхнего уровня систем.
Модули ввода-вывода преобразуют поступающие на вход электрические сигналы в цифровой код (модули ввода) или выполняют цифро-аналоговое преобразование цифрового кода в электрические сигналы, которые далее передаются в контроллер по промышленной сети Ethernet.
Измерительные каналы систем формируются на базе следующих компонентов:
- многоканальных клеммных панелей для внешних подключений к системам;
- многоканальных модулей ввода/вывода, осуществляющих прием и преобразование входных/выходных электрических сигналов;
- контроллеров, осуществляющих обработку измерительной информации, полученной от модулей ввода/вывода, формирование в соответствии с заложенными алгоритмами выходных цифровых сигналов и передачи их через модули связи для последующего использования, и отображения результатов измерений на инженерных или операторских станциях на базе персонального компьютера.
В состав систем могут входить различные измерительные модули ввода-вывода, полный список которых с указанием метрологических характеристик приведен в таблицах 2-4. Также в состав систем могут быть включены модули дискретных входов и выходов.
В контроллеры встроена поддержка цифровых протоколы протокол HART, Foundation Fieldbus, Profibus DP/PA, Profinet, ModBus TCP/RTU, CANopen.
Контроллеры АРБИТР.РСУ и АРБИТР.РКУ обеспечивают реализацию функций управления на основе настраиваемого программного обеспечения. Они принимают сигналы от модулей ввода-вывода и формируют на основе измерительной информации управляющие сигналы.
Контроллеры АРБИТР.ПАЗ обеспечивают реализацию функции противоаварийной защиты, на основе настраиваемого программного обеспечения. Они принимают сигналы от модулей ввода-вывода и формируют на основе измерительной информации сигналы блокировок.
Системы применяются для автоматизированного управления технологическими процессами.
В состав верхнего уровня систем могут входить:
- операторские и инженерные рабочие станции;
- сервер базы данных реального времени;
- узел имитации контроллеров.
Структурная схема систем и общий вид представлены на рисунках 1-2. Общий вид контроллеров и модулей ввода-вывода в составе систем представлены на рисунке 3.
Заводской номер систем в виде цифрового кода, состоящего из арабских цифр или сочетания арабских цифр и букв латинского алфавита, включая разделители в виде точки и/или дефиса, указывается на маркировочной табличке систем, выполненной методом цифровой металлографии и размещаемой на внутренней стороне передней двери и наносится в паспорт методом печати.
Заводские номера контроллеров и модулей из состава системы в виде цифрового кода, состоящего из арабских цифр и латинских букв, наносится на этикетку методом лазерной печати и/или лазерной гравировки на боковой поверхности соответствующего контроллера и/или модуля и указываются в паспорте методом печати.
Нанесение знака поверки на системы не предусмотрено.
Пломбирование систем не предусмотрено.
Станция оператора Станция инженера Сервер времени
Место
систем
нанесения маркировочной таблички
5
нанесения
знака
утверждения
типа
Место
нанесения
заводского
номера систем
Место
АРБИТР.РСУ
АРБИТР.РКУ
АРБИТР.ПАЗ
контроллеры
Рисунок 3 - Общий вид контроллеров и модулей ввода-вывода в составе систем
модули ввода-вывода
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее - ПО) систем включает в себя встроенное ПО в модули входных и выходных сигналов (ВПО) и ПО верхнего уровня «ARBITR.DS», «ARBITR.RT» и «ARBITR.SafetyPro» устанавливаемое на персональный компьютер.
ВПО модулей входных и выходных сигналов, хранящееся в их энергонезависимой памяти является метрологически значимым. ВПО загружается на заводе-изготовителе во время производственного цикла, оно недоступно пользователю и не подлежит изменению на протяжении всего срока эксплуатации.
В ПО верхнего уровня является метрологически значимым и состоит из следующих программных компонентов:
- «ARBITR.DS» и «ARBITR.RT» обеспечивают доступ к набору средств конфигурирования и отображения контроллеров АРБИТР.РСУ, АРБИТР.РКУ. Раздел конфигурирование содержит инструменты и приложения для конфигурирования, посредством которых реализуют создание модели предприятия, конфигурирование компонентов оборудования, создание алгоритмов управления для контроллеров, настройки различных компонентов вывода информации и создание пользовательских мнемосхем. Раздел отображение обеспечивает уведомления о деятельности систем, включая сигнализацию и системные события, предоставляет детальное и обзорное отображение информации о технологическом процессе, автоматически исполняет запланированные задачи.
- «ARBITR.SafetyPro» используется только для контроллеров АРБИТР.ПАЗ, и предназначено для создания противоаварийных стратегий управления.
В ПО верхнего уровня «ARBITR.DS», «ARBITR.RT» и «ARBITR.SafetyPro» защита от непреднамеренных и преднамеренных изменений измеренных данных осуществляется:
- автоматическим контролем целостности измеренных данных;
- защитой записей об информации, хранимой в базе данных;
- контролем целостности данных в процессе выборки из базы данных;
- автоматической фиксацией в журнале работы факта обнаружения дефектной информации в базе данных;
- автоматическим контролем доступа к хранимой информации, согласно роли оператора, используемых стратегий доступа и имеющихся у оператора прав;
- настройкой доступа, для фиксации в журналах работы фактов (не)успешного доступа пользователей к хранимой информации.
Метрологические характеристики систем нормированы с учетов влияния всех компонентов ПО.
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование | ARBITR.DS | ARBITR.RT | ARBITR.SafetyPro |
| Номер версии (идентификационный номер), не ниже | 5.3.0.1 | 5.3.0.8 | 3.3.42 |
| Цифровой идентификатор ПО | - | - | - |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики модулей ввода-вывода
| Наименование модуля | Тип преобразуемого сигнала | Диапазоны измерений аналоговых сигналов/разрядность цифровых сигналов | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерений, % | Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности изменений, % |
| на входе | на выходе |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Модули ввода-вывода контроллера АРБИТР.РСУ |
| КМ231А | Сила постоянного тока | от 0 до 20 мА | 16 бит | ±0,1 | ±0,004 |
| КМ231В КМ231С KM231D КМ231Е КМ231Н KM231J КМ231К | Сила постоянного тока | от 0 до 20 мА | 16 бит | ±0,1 | ±0,004 |
| Напряжение постоянного тока | от 0 до 10 В |
| КМ232А | Сопротивление постоянного тока и сигналы от ТС по ГОСТ 6651-2009 | от 0 до 325 Ом | 16 бит | ±0,2 | ±0,004 |
| КМ233А КМ233В | Напряжение постоянного тока и сигналы от ТП по ГОСТ Р 8.585-2001 | от -100 до 100 мВ | 16 бит | ±0,1 | ±0,004 |
| КМ236А КМ236В КМ236С KM236D КМ236Е | Сила постоянного тока | 14 бит | от 0 до 20 мА | ±0,2 | ±0,004 |
| KM236F | Сила постоянного тока | 16 бит | от 4 до 20 мА | ±0,1 | ±0,004 |
| КМ238А | Сила постоянного тока | от 4 до 20 мА от 0 до 20 мА | 16 бит | ±0,1 | ±0,004 |
| 12 бит | от 4 до 20 мА | ±0,2 |
Продолжение таблицы 2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| КМ531А | Переменное электрическое напряжение при частоте 2 кГц | от 0 до 1,75 В | 16 бит | ±1 | ±0,004 |
| Модули ввода-вывода контроллера АРБИТР.ПАЗ |
| КТ633А | Сила постоянного тока | от 4 до 20 мА | 16 бит | ±0,2 | ±0,004 |
| КТ634А | Сила постоянного тока | 16 бит | от 4 до 20 мА | ±0,1 | ±0,004 |
| Модули ввода-вывода контроллера АРБИТР.РКУ |
| SC231Ax | Сила постоянного тока | от 0 до 20 мА | 16 бит | ±0,1 | ±0,004 |
| SC236Ax | Сила постоянного тока | 14 бит | от 0 до 20 мА | ±0,3 | ±0,004 |
| SC233Ax | Напряжение постоянного тока и сигналы от ТП по ГОСТ Р 8.585-2001 | от -100 до 100 мВ | 16 бит | ±0,1 | ±0,004 |
| SC232Ax | Сопротивление постоянного тока и сигналы от ТС по ГОСТ 6651-2009 | от 0 до 325 Ом | 16 бит | ±0,2 | ±0,004 |
| Примечания: 1 Нормируемым значением для приведенной погрешности является разность между максимальным и минимальным значениями диапазона измерений. 2 Дополнительная погрешность измерений вызвана изменением температуры окружающей среды от нормальных условий измерений на каждый 1 °C в диапазоне температур условий эксплуатации. 3 Типы ТС по ГОСТ 6651-2009, подключаемых по двух-, трех- или четырехпроводной схемам, и диапазоны измерений аналоговых сигналов от ТС по ГОСТ 6651-2009 в температурном эквиваленте приведены в таблице 5. 4 Типы ТП по ГОСТ Р 8.585-2001 и диапазоны измерений аналоговых сигналов от ТП по ГОСТ Р 8.585-2001 в температурном эквиваленте приведены в таблице 6. 5 Пределы допускаемой погрешности измерений сигналов ТП представлены без учета погрешности преобразования температуры холодного спая. Погрешность преобразования температуры холодного спая составляет ±0,5 °C. 6 В наименованиях модулей ввода-вывода SC231Ax, SC236Ax, SC233Ax, SC232Ax контроллера АРБИТР.РКУ «х» может принимать значения «D» (подключение сигналов через выносную клеммную колодку) или «W» (подключение сигналов через внутреннюю клеммную колодку). |
Таблица 3 - Метрологические характеристики модулей ввода-вывода KM237A и KM533A,
| контроллера АРБ | ИТР.РСУ |
| Наименование модуля | Тип преобразуемого сигнала | Диапазоны преобразований аналоговых сигналов/разрядность цифровых сигналов | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений, Г ц |
| на входе | на выходе |
| KM237A | Частота импульсов | от 1 до 10000 Гц включ. | 16 бит | ±1 |
| св. 10000 до 25000 Гц | ±3 |
| KM533A | Частота | от 1 до 3000 Гц включ. | 16 бит | ±0,1 |
| св. 3000 до 10000 Гц | ±0,5 |
Таблица 4 - Метрологические характеристики модулей ввода-вывода KM635A контроллера
АРБИТР.ПАЗ
| Наименование модуля | Тип преобразуемого сигнала | Диапазоны преобразований аналоговых сигналов/разрядность цифровых сигналов | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений, Г ц |
| на входе | на выходе |
| KT635A | Частота импульсов | от 1 до 100 Гц включ. | 16 бит | ±0,1 |
| св. 100 до 10000 Гц включ. | ±1 |
| св. 10000 до 32000 Гц | ±3 |
Таблица 5 - Метрологические характеристики измерений аналоговых сигналов от ТС
| Тип ТС в соответствии с ГОСТ 6651-2009 | Диапазоны измерений аналоговых сигналов от ТС по ГОСТ 6651-2009 в температурном эквиваленте, C |
| Pt10 (а = 0,00385 C4) | от -200 до +630 |
| Pt50 (а = 0,00385 C-i) | от -200 до +630 |
| Pt100 (а = 0,00385 C-i) | от -200 до +630 |
| Ni120 (а = 0,00617 C-i) | от -20 до +250 |
| 10М (а = 0,00428 C-i) | от -50 до +250 |
| 50М (а = 0,00428 C-i) | от -50 до +250 |
| 100М (а = 0,00428 C-i) | от -50 до +250 |
Таблица 6 - Метрологические характеристики измерений аналоговых сигналов от ТП
| Тип ТП в соответствии с ГОСТ Р 8.585-2001 | Диапазоны измерений аналоговых сигналов от ТП по ГОСТ Р 8.585-2001 в температурном эквиваленте, C |
| K | от -215 до +1372 |
| E | от -200 до +1000 |
| B | от +500 до +1800 |
| S | от 0 до +1768 |
| J | от -200 до +1200 |
| T | от -200 до +350 |
| N | от 0 до +1300 |
| R | от 0 до +1600 |
Таблица 7 - Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Среднеквадратичное значение напряжения питания датчиков LVDT подключаемых к модулю KM531A при частоте 2 кГц, В | 3,2 |
| Параметры сети питания переменного тока: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | от 180 до 264 от 47 до 63 |
| Параметры сети питания переменного тока резервного источника бесперебойного питания ИБП1, ИБП2: - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Гц | 220 50 |
| Параметры сети питания постоянного тока: -напряжение постоянного тока, В | от 19 до 30 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 2000 |
| Габаритные размеры (ширинахглубинахвысота), мм, не более | 800х600х2200 |
| Масса, кг, не более | 270 |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающей среды, C | от +15 до +25 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, C - относительная влажность, % | от -5 до +60 от 5 до 95 |
| Примечания: 1 Потребляемая мощность и масса указаны для исполнения системы, состоящей из одной стойки. 2 Питание систем осуществляется в одном из двух вариантах: от сети питания переменного тока или от сети питания переменного тока резервного источника бесперебойного питания ИБП1, ИБП2. Информация о параметрах питания указывается в паспорте. |
Таблица 8 - Показатели надежности
| Наименование характеристики | Значение |
| Средняя наработка на отказ, ч | 300000 |
| Средний срок службы, лет | 15 |
Знак утверждения типа
наносится методом цифровой металлографии на маркировочную табличку, размещаемой на внутренней стороне передней двери согласно схеме, указанной на рисунке 2 и типографским методом на титульные листы паспорта и руководства по эксплуатации.
Комплектность
Таблица 9 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Система интегрированная управления и безопасности | АРБИТР | 1 шт. |
| Паспорт | СГТМ.421457.0162-ПС | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | СГТМ.421457.0162-РЭ | 1 экз. |
| Примечание - Состав системы определяется спецификацией согласно заказу и указывается в паспорте. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 5 «Устройство и работа изделия» руководства по эксплуатации СГТМ.421457.0162-РЭ.
Нормативные документы
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия;
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2023 г. № 1520 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 1 •IO-16 до 100 А»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 сентября 2022 г. № 2360 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»;
ТУ 26.51.43.129-001-95043058-2024 «Системы интегрированные управления и безопасности АРБИТР. Технические условия». Введены взамен ТУ 28.99.39-001-9504358-2022 от 30 января 2024 г.
