Комплексы измерительно-вычислительные БОЛ-Пролан

Назначение

Комплексы измерительно-вычислительные «БОЛ-Пролан» (далее - комплексы) предназначены для измерения и регистрации в автоматизированном режиме параметров работы тепловоза и учета массы дизельного топлива в баке, а также для обработки и сохранения измеренных (вычисленных) значений в энергонезависимой памяти, с возможностью дальнейшей передачи полученных данных по каналу радиосвязи GSM.

Описание

Принцип работы комплексов заключается в измерении сигналов от первичных измерительных преобразователей с унифицированными выходными сигналами (аналоговые, частотные, цифровые), их преобразования и вычисления значений физических величин в соответствии с заданными алгоритмами.

По структуре и функциональным признакам комплексы относятся к комплексным компонентам измерительной системы по ГОСТ Р 8.596-2002.

Первичные измерительные преобразователи в состав комплекса не входят.

В состав комплексов входит шкаф с установленным в нем оборудованием и жидкокристаллический дисплей с клавиатурой, который обеспечивает возможность просмотра данных и конфигурирование параметров, а также внешний блок измерения расхода электроэнергии VCWT (далее - блок VCWT).

Шкаф имеет модульное исполнение и включает в свой состав:

- модуль управления FC270 (1 шт.) - центральный модуль, который осуществляет самодиагностику всего комплекса при включении, определяет местонахождение и скорость с помощью глобальной системы позиционирования GPS и/или ГЛОНАСС, сохраняет результаты измерений и данные самодиагностики в энергонезависимой памяти, реализует передачу данных и связь с удаленным сервером через сети GSM;

- модуль измерения входных сигналов JC313 (до 6 шт.) - каждый модуль имеет 3 аналоговых измерительных канала постоянного тока (4-20 мА) и 13 цифровых каналов способных принимать двухпозиционный сигнал в виде напряжения до 400 В, определяя мгновенное значение напряжения путем сравнения полученных данных с номинальным напряжением. Широкий диапазон входного напряжения позволяет принимать сигнал измерений любой формы и уровня;

- коммуникационный модуль GW102 (1 шт.) - обеспечивает информационный обмен между центральной электроникой установленной в шкафу и внешним оборудованием, для этих целей модуль оснащен тремя входами (1xRS-485/RS-422 и 2xCAN для подключения дисплея, обмена с другими системами тепловоза, подключения дополнительного оборудования);

- модуль питания PW136 (1 шт.) - осуществляет питание комплекса от системы питания тепловоза (72 В ± 15 %), при отсутствии напряжения, обеспечивает питание для остальных узлов комплекса от собственного аккумулятора. Работа модуля контролируется микроконтролером, который имеет комуникационную связь с другими модулями.

Блок VCWT-01 применяется для определения выработанной мощности тяговым генератором (ТГ) тепловоза и хранения интегрированных значений. Значение мгновенной мощности рассчитывается на основании падения напряжения на измерительном шунте ТГ и мгновенном значении тока, пропорционального напряжению клеммника ТГ.

Комплекс в реальном времени позволяет осуществлять:

- измерение аналогового выходного сигнала 4-20 мА от средств измерений гидростатического давления дизельного топлива в баке и вычисление массы дизельного топлива на основе тарировочной (калибровочной) таблицы;

- измерение падения напряжения на измерительном шунте генератора и мгновенное значении тока, пропорциональное напряжению клеммника генератора, а также вычисление на их основе мгновенных значений мощности;

- измерение частоты вращения коленчатого вала дизеля;

- измерение аналогового выходного сигнала от средств измерений давления (4-20 мА) и температуры (0-10 В) и вычисления значений физических величин давления (кгс/см2) и температуры (°С);

- регистрации событий: положение главного включателя тепловоза (вкл./выкл.), дверь шкафа комплекса (откр./закр.), положение контроллера машиниста и т.д.

Общий вид комплекса представлен на рисунке 1.

Шкаф                       Дисплей

Рисунок 1 - Общий вид комплексов

Для исключения возможности непреднамеренных и преднамеренных изменений измерительной информации, створка шкафа пломбируется, факт ее открытия регистрируется в журнале событий, также пломбируются места подсоединения внешнего оборудования и корпус блока VCWT.

Блок VCWT

Программное обеспечение

Комплекс является программно-управляемым устройством, реализующим обработку входных данных (измеренных значений) в соответствии с заложенными алгоритмами.

Программное обеспечение (ПО) разработанное предприятием-изготовителем, устанавливается (прошивается) в энергонезависимую flash память при изготовлении, в процессе эксплуатации данное ПО не может быть изменено потребителем, т.к. пользователь не имеет к нему доступа. Печатная плата с flash памятью размещается в закрытом опломбированном корпусе комплекса.

В функции ПО входит: сбор измерительной информации, ее обработка, представление на дисплее измерительной информации, хранение результатов во flash памяти и передача данных через интерфейсы. Метрологически значимые параметры защищены от преднамеренного или случайного изменения.

Идентификационные данные ПО в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1 - идентификационные данные ПО

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с МИ 3286-2010 - уровень С.

Технические характеристики

Блок VCWT:

пределы допускаемой приведенной погрешности измерения давления в диапазоне температур от 15 до 25 °С, %

± (1 + |7р(осн)|), где 7р(осн) основная приведенная погрешность датчика давления

пределы допускаемой приведенной погрешности измерения давления в диапазоне температур от минус 25 до плюс 15 °С и от плюс 25 до плюс 70 °С, %

± (1 + |7р(сум)|), где Ур(сум) суммарная приведенная погрешность датчика давления

пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения температуры в диапазоне температур от 15 до 25 °С, °С

пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения температуры в диапазоне температур от минус 25 до плюс 15 °С и от плюс 25 до плюс 70 °С, °С

± (0,5 + |Д«осн)|), где Д^осн) основная абсолютная погрешность датчика температуры

± (0,6 + ^(сум)1), где Д<(сум) суммарная абсолютная погрешность датчика температуры

оценка пределов допускаемой приведенной погрешности измерения (вычисления) массы топлива в баке в диапазоне температур от 15 до 25 °С, при доверительной вероятности P=0,95, ум(осн), %1

±1,1^(7р(осн))2 + (7(кб))2 +(7(ивк))2, где У(кб) - погрешность калибровки (тарировки) топливного бака;

7(ивк) = 0,35 % — суммарная приведенная   погрешность

измерения аналогового сигнала и его преобразования

оценка пределов допускаемой приведенной погрешности измерения (вычисления) массы топлива в баке в диапазоне температур от минус 25 до плюс 15 °С и от плюс 25 до плюс 70 °С, при доверительной вероятности P=0,95, ум(сум), %

±1,1 •^(Ур(осн)) + (7(кб)) +(7(ивк)) , где у(кб) - погрешность калибровки (тарировки) топливного бака;

у(ивк) = 0,50 % — суммарная приведенная погрешность измерения аналогового сигнала и его преобразования

пределы допускаемой приведенной погрешности измерения

(вычисления) частоты вращения коленчатого вала дизеля, %

пределы допускаемой относительной погрешности измерения времени, %

± 2,0

± 0,01

1 — Тм(осн) ^ 0,65 % при условии, что в качестве средств измерения давления будут использоваться преобразователи давления измерительные серии P, регистрационный № 40255-08 в Государственном реестре средств измерений (модификация PTX6000, пределы допускаемой основной приведенной погрешности ± 0,1 %), а бак откалиброван с помощью установки измерительной «АТ», регистрационный № 42777-09 в Государственном реестре средств измерений (модификация 1ХХХХХ, пределы допускаемой относительной погрешности ± 0,15 %).

Условия эксплуатации:

Знак утверждения типа

наносится на корпус комплекса (лицевая панель) методом голографии и на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.

Комплектность

Таблица 2 - Комплектность

Поверка

осуществляется по документу МИ 2539-99 «ГСИ. Измерительные каналы контроллеров, измерительно-вычислительных, управляющих, программно-технических комплексов. Методика поверки».

Основные средства поверки:

- калибратор Yokogawa CA-51, зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №19612-08;

- частотомер Ч3-88 выпускаемый по ТУ BY 100039847.076-2006 с пределами измерений 1Б (0,1 • 10-6: 10) с и с пределом допускаемой погрешности ПГ=(|540-7А|+ |А^|+|АБап|+|То|) с;

Сведения о методах измерений

описаны в документе - «Комплексы измерительно-вычислительные «БОЛ-Пролан». Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

1 ГОСТ 8.129-99 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты».

2 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».

3 ГОСТ 8.027-2001 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы».

4 ГОСТ Р 8.596-2002 «ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные положения».

5 ГОСТ Р 51317.4.3-2006 (МЭК 61000-4-3:2006) «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к радиочастотному электромагнитному полю. Требования и методы испытаний».

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

Рекомендации к применению

вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений.