Комплексы программно-технические Автотест-М

Назначение

Комплексы программно-технические «Автотест-М» (далее - комплексы) предназначены для многоканального воспроизведения программно управляемых динамических и статических электрических сигналов напряжения постоянного тока, силы постоянного тока, частоты следования и количества импульсов напряжения и тока, а также параметров импульсов: амплитуды и длительности импульсов напряжения, заряда в импульсе тока; для многоканальных измерений сигналов напряжения постоянного тока, силы постоянного тока, частоты следования и количества импульсов напряжения и тока, электрической емкости и сопротивления, поступающих от контролируемого объекта непосредственно или через первичные измерительные преобразователи; для вычислений значений физических величин и погрешностей преобразования сигналов в контролируемом объекте; для приема и выдачи дискретных (логических) сигналов состояния типа «сухой контакт» или «открытый коллектор»; для приема и передачи цифровых данных и команд по последовательным каналам связи; для регистрации и хранения данных; для отображения и вывода на печать воспроизводимых, измеряемых и вычисляемых величин в цифровом и графическом виде.

Описание

Комплексы применяются для ручной и автоматизированной поверки (калибровки), проверки технического состояния и настройки аппаратуры контроля различных типов и модификаций (аппаратуры контроля нейтронного потока (АКНП), подвесок ионизационных камер, импульсных и токовых каналов контроля и защиты по мощности и периоду, цифровых и аналоговых вычислителей реактивности и др.), используемых на реакторных установках атомных станций, исследовательских и транспортных реакторах, а также критических стендах.

Комплексы могут быть использованы в автоматизированных системах контроля, регулирования и управления объектов в промышленности, а также для коммерческого учета энергоносителей.

Комплексы содержат набор программируемых контроллеров ввода-вывода сигналов КВВС (аналоговых, дискретных и цифровых) различных модификаций (далее - контроллер КВВС), персональный компьютер (ПК) с базовым и прикладным программным обеспечением (ПО), линии технологической связи (ЛТС), адаптеры интерфейсов.

Конструктивно контроллеры КВВС выполнены в стандарте «Евромеханика» и содержат от одного до десяти вставных блоков для воспроизведения и измерения сигналов, блок управляющего микропроцессорного контроллера (БУК), блок питания (БП). Контроллеры КВВС могут включать панель индикации и управления с матричным жидко-кристаллическим дисплеем (2 строки по 40 символов) и клавиатурой (от 4-х до 16 кнопок). В набор вставных блоков, которые могут быть установлены в контроллеры КВВС в любой комбинации, входят:

- блок анализатора импульсов БАИ-01;

- блок аналоговой обработки БАО-06;

- блок ввода аналоговых и частотных сигналов БАЧ-02;

- блок ввода дискретных сигналов БДС-02;

- блок ввода дискретных сигналов БДС-03;

- блок вспомогательного контроллера БВК-01;

- блок вывода аналоговых сигналов БАВ-03;

- блок вывода дискретных сигналов БДВ-02;

- блок вывода дискретных сигналов БДВ-03;

- блок измерения емкости БИЕ-01;

- блок измерения напряжения БИН-01;

- блок измерения сопротивления изоляции БИСИ-01;

- блок измерения тока БИТ-01;

- блок измерителей частоты БИЧ-01;

- блок преобразователей сигналов термопар БПТП-02;

- блок преобразователей сигналов термопар БПТП-03;

- блок преобразователей сигналов термосопротивлений БПТС-02;

- блок преобразователей сигналов термосопротивлений БПТС-03;

- блок преобразователей сигналов термосопротивлений БПТС-04;

- блок управляющего контроллера БУК-02;

- блок усилителей гальваноразвязанных БУГ-02;

- блок усилителей импульсов БУИ-01;

- блок усилителей импульсов БУИ-02;

- блок усилителей импульсов БУИ-04;

- блок усилителей напряжения БУН-01;

- блок усилителей напряжения БУН-02;

- блок усилителей тока БУТ-02;

- блок усилителей тока БУТ-03;

- блок усилителей тока БУТ-04;

- блок усилителей тока БУТ-07;

- блок формирования импульсов БФИ-02;

- блок формирования импульсов БФИ-03;

- блок формирования напряжений БФН-02;

- блок формирования напряжений БФН-03;

- блок формирования напряжений БФН-04;

- блок формирования напряжений БФН-05;

- блок формирования тока БФТ-02;

- блок формирования тока БФТ-03;

- блок формирования тока БФТ-04.

Блок управляющего контроллера (БУК) содержит два независимых порта обмена цифровыми данными с ПК и другим внешними устройствами (объектом контроля и управления). Каждый порт специальной перемычкой в соединителе линии технологической связи конфигурируется под тип интерфейса - RS-232 или RS 485. ЛТС представляет собой двухпроводную электрическую линию типа «витая пара в экране». Передача данных в ПК по линии связи с RS 485         осуществляется        через        плату        адаптера        интерфейса

ПИ-04, которая устанавливается в свободный слот расширения ISA-шины ПК, или через адаптер интерфейса ПИ-05, преобразующий сигналы RS-485 в сигналы шины USB.

В качестве ПК используется любой IBM-совместимый компьютер класса Pentium с операционной системой Windows 95/98/NT4.0/2000/XP/Vista.

Программное обеспечение (ПО) комплексов представляет собой интегрированную операционную среду и позволяет в режиме диалога с набором меню, инструкций, сообщений и подсказок, представляемых на экране дисплея компьютера, организовать автоматизированные управляющие и измерительные тесты (формирование выходных и измерение входных сигналов) и в режиме реального времени контролировать их прохождение.

В процессе тестирования информация отображается в цифровом и графическом видах на дисплее, а после завершения каждой группы тестов автоматически обрабатывается и сравнивается с допустимыми значениями контролируемых параметров. После проведения последовательности тестовых процедур формируются и выводятся на печать отчетные документы (протоколы) с результатами измерений и вычислений.

Общая схема комплексов программно-технических «Автотест-М» и фотографии общего вида контроллеров КВВС представлены на рисунках 1 - 3.

Рисунок 1 - Общая схема комплексов программно-технических «Автотест-М»

Рисунок 2 - Общий вид контроллеров КВВС спереди (на примере КВВС-03.00)

Рисунок 3 - Общий вид контроллеров КВВС сзади (на примере КВВС-03.00) Фотография места пломбирования БУК представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Место пломбирования БУК

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) комплексов программно-технических «Автотест-М» делится на две части - базовое программное обеспечение (БПО) нижнего уровня (микропрограммы блоков управляющих контроллеров БУК-02) и ПО верхнего уровня.

Для преобразования измерительных аналоговых сигналов в цифровой код и преобразования цифрового кода в аналоговую форму используются алгоритмы, реализованные в БПО и записанные в постоянной памяти блоков управляющих контроллеров БУК-02. БПО устанавливается в энергонезависимую память на заводе изготовителе во время производственного цикла. Конструкция БУК-02 исключает возможность не-санкционированного влияния на БПО и измерительную информацию и не подлежит изменению на протяжении всего времени функционирования изделия, что соответствует уровню защиты «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

В ПО верхнего уровня входят:

- ПО «комплекс программно-технический "АВТОТЕСТ-М". Калибровка КВВС», предназначенное для ручного управления и снятия величин сигналов с приборов «КВВС -хх.хх»;

- ПО «программное обеспечение ПТК “АВТОТЕСТ”. Базовый пакет программ для калибровки АКНП», предназначенное для проведения поверки (калибровки) аппаратуры (например, БОСК-6, УД ШКК-40, ШК СКПК, АКНП-3 и т.д.), сохранения результатов поверки (калибровки) в базе данных, формирования протоколов с результатами поверки (калибровки). Конечные прикладные программы для поверки (калибровки) аппаратуры строятся на основе базового пакета программ для калибровки АКНП путем описания поверочных процедур на скриптовом языке.

ПО верхнего уровня защищено от преднамеренных и непреднамеренных изменений с помощью проверки его целостности при запуске, что соответствует уровню защиты «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Метрологические характеристики комплексов программно-технических «Автотест-М» нормированы с учетом влияния на них БПО и ПО верхнего уровня.

Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

Технические характеристики

Комплексы обеспечивают воспроизведение и измерение электрических сигналов в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2

Примечания к таблице 2___________________________________________________________

Примечания

1) И - функция измерения,

В - функция воспроизведения;

2) fx, Ux, Ix, qx, Rx, Cx, Tx - абсолютное значение измеряемого или воспроизводимого параметра, t - время измерения, с;

3) амплитуда контролируемых импульсов от 2,5 до 15 В, длительность контролируемых импульсов не менее 1 мкс;

4) амплитуда контролируемых импульсов от 2 до 15 В, длительность контролируемых импульсов не менее 500 нс;

5) характеристика преобразования: 1и = (qи + 4,53 ■ 10 14) - fи,    (1.1)

где qи - заряд в импульсе тока, Кл;

f и - частота следования (скорость счета) импульсов тока, Гц.

Пределы допускаемой основной относительной погрешности преобразования при изменении заряда от 2-10-13 до 1 ■ 10-12 Кл не должны превышать ±2 % для = 103 Гц. Пределы допускаемой основной относительной погрешности преобразования при изменении частоты fH для qи = 1-10-12 Кл не должны превышать: ±5 % при значении частоты от 10 до 100 Гц, ±2 % при значении частоты от 100 Гц до 10 кГц.

6) При формировании импульсов с заданным зарядом q импульса для блока БФИ-02 следует рассчитывать задаваемую амплитуду A импульсов в вольтах по формулам:

A = 2,749-1021-q2 + 9,406-1011-q + 2,016-10-2, при длительности импульсов 250 нс; (1.2)

A = 1,179-1022-q2+ 1,511-1012-q + 1,733-10-2, при длительности импульсов 150 нс; (1.3)

A = 3,714-1022-q2+ 2,164-1012-q + 1,589-10-2, при длительности импульсов 100 нс. (1.4)

При формировании импульсов с заданным зарядом q импульса для блока БФИ-03 следует рассчитывать задаваемую амплитуду импульсов как линейную функцию от заряда, при этом максимальному заряду соответствует амплитуда 10,24 В.

7) Сигналы формируются одновременно, но метрологические характеристики применимы только для выбираемого программно диапазона измерений; эффективная дискретность воспроизведения сигналов тока/напряжения не менее 18 бит; эффективная дискретность измерения сигналов тока/напряжения не менее 19 бит;

Эффективная дискретность воспроизведения/измерения сигналов тока/напряжения, за исключением указанных выше, не менее 15 бит.

Контроллеры КВВС обеспечивают воспроизведение сигналов произвольной формы, в том числе и случайной, а также следующих стандартных тестовых воздействий по току, напряжению и частоте следования импульсов напряжения и тока:

- постоянное значение сигнала;

- линейно изменяющееся значение сигнала;

- экспоненциально изменяющееся значение сигнала;

- изменение сигнала, имитирующее реакцию мощности ядерного реактора на воздействие по реактивности.

Скорость линейного изменения параметров сигнала, период экспоненциального изменения параметров сигнала и реактивность задаются в диапазонах, указанных в таблице 3, и с основными относительными погрешностями, приведенными в таблице 4.

Таблица 3

Таблица 4

Примечания

1) при изменении сигнала за время наблюдения на 1 и 2 декады соответственно;

2) погрешность нормируется для диапазонов периодов от + 1 до + 200, от - 1 до - 200.

При имитации реактивности используется модель нейтронной кинетики, учитывающая от 6 до 24 групп ядер-предшественников запаздывающих нейтронов.

Пределы допускаемой основной относительной погрешности воспроизведения положительной реактивности в процентах при работе с блоком БФТ-02, указаны в таблице 5.

Таблица 5

Пределы допускаемой основной относительной погрешности воспроизведения отрицательной реактивности в % при работе с блоком БФТ-02, указаны в таблице 6.

Таблица 6

При воспроизведении реактивности с использованием блока БФН-02 для интервалов наблюдения до 30 с и диапазона воспроизводимой реактивности: от минус 0,5 0 до плюс 1 0 пределы допускаемой основной относительной погрешности ±0,3 %, от минус 5 0 до минус 1 0 пределы допускаемой основной относительной погрешности ±2 %, от минус 10 0 до минус 25   0 пределы допускаемой основной относительной погрешности

±5 %.

При воспроизведении реактивности с использованием блока БФИ-02 для интервалов наблюдения до 30 с и диапазона воспроизводимой реактивности от минус 25 0 до плюс 1 0 пределы допускаемой основной относительной погрешности ±0,1 %.

Пределы допускаемых дополнительных относительных погрешностей в рабочих температурах эксплуатации для всех измеряемых параметров не превышают пределов допускаемых основных относительных погрешностей.

Комплексы обеспечивают формирование и определение состояния логических сигналов в соответствии с таблицей 7.

Таблица 7

Для сигналов типа «сухой контакт» сопротивление между контактами в состоянии: «замкнуто» не более 1 Ом, «разомкнуто» не менее 1 МОм.

Для потенциальных дискретных сигналов напряжение, соответствующее:

логической «1» - от 2,4 до 15 В,

логическому «0» - от 0 до 0,8 В.

Нагрузочная способность сигнала типа «открытый коллектор» до 100 мА при напряжении до 200 В при мощности постоянного тока 0,1 Вт.

Контроллеры ввода-вывода сигналов имеют модификации по конструктивному исполнению с характеристиками в соответствии с таблицей 8.

Таблица 8

Параметры сети электропитания переменного тока для контроллеров КВВС: - напряжение                         от 187 до 242 В;

- частота                                от 49 до 51 Гц.

Время установления рабочего режима контроллеров КВВС не более 20 мин.

Нормальные условия эксплуатации: - температура окружающей среды - относительная влажность воздуха - атмосферное давление - напряжение питающей сети

- внешние магнитные поля частотой

от 15 до 25 °С;

от 30 до 80 %;

от 96 до 104 кПа;

от 209 до 231 В, частота от 49 до 51 Гц;

50 Гц, напряженностью до 40 А/м;

- агрессивные газы и пары отсутствуют.

Рабочие условия эксплуатации:

- температура окружающей среды      от 10 до 40 °С;

- относительная влажность при 35 °С до 70 %;

- агрессивные газы и пары отсутствуют.

По стойкости к механическим воздействиям контроллеры КВВС выполнены прочными к воздействию синусоидальной вибрации с параметрами группы L1 по ГОСТ Р 52931-2008.

По устойчивости к воздействию атмосферного давления контроллеры КВВС выполнены по группе исполнения Р1 по ГОСТ Р 52931-2008.

По защищенности от воздействия окружающей среды контроллеры КВВС соответствуют степени защиты IP30 по ГОСТ 14254-96.

Персональный компьютер в составе комплексов используются в условиях, определяемых его нормативной документацией.

Срок службы комплексов (контроллеров КВВС) - 12 лет.

Средняя наработка на отказ с учетом технического обслуживания - 20000 ч.

Среднее время восстановления работоспособности комплексов - 1 ч.

Средний срок сохраняемости в условиях отапливаемых помещений - 12 лет.

Знак утверждения типа

наносится на передней панели контроллеров КВВС и на титульных листах руководства по эксплуатации «Комплекс программно-технический «Автотест-М» 188.00.00.000 РЭ или 188.00.00.000-хх РЭ (при наличии) и руководства по эксплуатации «Контроллер ввода-вывода сигналов КВВС-0Х.ХХ» 188.ХХ.00.000 РЭ.

Комплектность

Комплектность поставки комплексов приведена в таблице 9.

Таблица 9

Комплектность контроллеров КВВС приведена в таблице 10.

Таблица 10

В комплект монтажных частей контроллера КВВС входят соединители вставных блоков контроллера КВВС.

Комплектность тестовых принадлежностей контроллера КВВС приведена в таблице 11.

Таблица 11

Состав (комплектность) персонального компьютера определяется при заказе.

Поверка

проводится по документу 188.00.00.000 МП «Комплексы программно-технические «Автотест-М». Методика поверки», согласованному с ФГУП «ВНИИМС» в 2009 г.

Основные средства поверки: мегомметр M4101/3, калибратор В1-12 (базовая погрешность ±0,005 %), вольтметр Щ31 (базовая погрешность ±0,005 %), мультиметр Agilent 3458A (базовая погрешность ±0,0008 %), калибратор постоянного тока НК4-1 (базовая погрешность ±0,05 %), вольтметр универсальный электрометрический В7-57/1 (базовая погрешность ±0,05 %), генератор Г5-56 (базовая погрешность ±10 %), частотомер Ч3-32 (базовая погрешность ±5-10’7), частотомер Ч3-54 (базовая погрешность ±1,5-10-7), осциллограф С1-108 (погрешность измерения 1,5 %), осциллограф TDS1012, измеритель RLC Е7-8 (базовая погрешность ±0,1 %), магазин сопротивлений Р4831 (базовая погрешность ±0,02 %), резисторы С2-23 0,125 Вт 1 Ом, С2-23 0,5 Вт 4,7 кОм, С2-23 0,125 Вт 1 МОм, набор резисторов от 1 МОм до 1 ТОм, набор конденсаторов от 20 пФ до 10 нФ, блок питания Б5-05.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Прибор, прошедший поверку с положительным результатом, признается годным и допускается к применению. На изделие оформляется свидетельство о поверке по установленной форме. В формуляре КВВС делается запись о прохождении поверки.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационных документах.

Нормативные документы

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

ГОСТ Р 52931-2008 «Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия»;

ГОСТ 12.2.007.0-75 «Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности»;

ГОСТ 14254-96 (МЭК529-69) «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)».