Система управления автоматизированная технологическими процессами "АСУ ТП ОИ4 КВУ-120-2005.7000.00 № 02"

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 (Дир) и измерения силы переменного тока, колебания тока разряда (А1р) и передачу оцифрованных значений через интерфейс RS232 в COM-порты ПЭВМ; мультиметры цифровые (МЦ) APPA 207 (регистрационный № 21179-07), осуществляющие измерения напряжения на «поджигном» электроде относительно КАТОДА 1 (Urol) и КАТОДА 2 (Uro2) и передачу оцифрованных значений через интерфейс RS232 в COM-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

Рисунок 1 - Общий вид шкафа с оборудованием АСУ ТП № 02

БУИП-3 блок питания регуляторов расхода СИР 4.20.1300.00

Регуляторы расхода

РРГ-10-9, РРГ-10-3.6,

РРГ-10-0.9

Рисунок 2 - Расходный пульт аппаратных средств АСУ ТП № 02 на отметке «2800 мм»

РМТ59М

Рисунок 3 - Общий вид аппаратных средств АСУ ТП № 02 на отметке «2800 мм»

Блоки ТМ5122 системы измерения температуры 4.20.1200.00

РМТ 59 системы

измерения температуры

4.20.1200.00

Рисунок 4 - Общий вид аппаратных средств АСУ ТП № 02 на отметке «5000 мм»

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.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

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

Продолжение таблицы 2

Таблица 3 - Измерительные каналы, принимающие данные по цифровому интерфейсу

Продолжение таблицы 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:

A=± V(1.5 + 0,01 ■ Т м)ТПХК2 + (4,1)ТМ51222 , °С

Д=± 7(0,7 + 0,005 ■ Тизм)тпхк2 + (4,1)ТМ5   , °С

Д=± 7(0,0075 ■

Тизм ) ТПХА + (6,82) ТМ 5122 , °С

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)ТМ 5122 — погрешность измерений температуры термометром многоканальным ТМ5122 с термопарой ХК, °С;

(6,82)ТМ 5122 - погрешность измерений температуры термометром многоканальным ТМ5122 с термопарой ХА, °С.

Таблица 4 - Основные технические характеристики АСУ ТП № 02

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

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

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 •IO-16 - 30) А

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