Назначение
Контроллеры СТН-3000-РКУм (далее — контроллеры) предназначены для измерений и преобразования сигналов напряжения и силы постоянного тока, приема дискретных сигналов, формирования управляющих сигналов в виде напряжения и силы постоянного тока, а также формирования управляющих дискретных сигналов на основе измерений параметров технологического процесса, а также для обмена данными по последовательным каналам связи, включая передачу текущих значений измеряемых параметров в цифровом формате на централизованные системы мониторинга и управления.
Описание
Принцип работы контроллеров основан на непрерывном аналого-цифровом и цифро-аналоговом преобразовании сигналов напряжения и силы постоянного тока. Модули аналогового ввода измеряют сигналы, преобразуя их в цифровой код, с применением фильтрации и усреднения для повышения точности измерений, а модули дискретного ввода осуществляют циклический опрос состояния каналов. Полученные данные передаются в модуль центрального процессора (далее — ЦП), где обрабатываются в соответствии с алгоритмами прикладного программного обеспечения пользователя, включая логические операции. На основании результатов обработки ЦП формирует управляющие воздействия, которые передаются через модули аналогового и дискретного вывода, параллельно контроллеры выполняют сохранение измерительных и управляющих данных во встроенной энергонезависимой памяти и обеспечивают обмен информацией с внешними системами через промышленные интерфейсы связи (RS-232, RS-485, Ethernet) для передачи результатов измерений и формирований управляющих сигналов.
Контроллеры представляют собой программируемые устройства, построенные по блочно-модульному принципу. Их базовая конфигурация включает шасси (основную стойку), рассчитанную на установку до 8 модулей. В шасси (далее — базовый блок) размещаются модуль питания, модуль центрального процессора, модуль коммуникационного процессора и модули аналогового и дискретного ввода/вывода. Для расширения количества аналогового и дискретного ввода/вывода к базовому блоку можно подключить опциональный блок расширения — дополнительную стойку/корзину, увеличивающую общее количество доступных слотов до 8 модулей.
В зависимости от технических и метрологических характеристик контроллеры выпускаются в конфигурациях, отличающихся конструкцией корпуса, составом коммуникационных модулей, комплектацией модулей аналогового и дискретного ввода/вывода, параметрами электропитания и допустимыми условиями эксплуатации. Фактическая конфигурация контроллера указывается в паспорте с подробным перечислением артикулов компонентов, количества и типов измерительных каналов, параметров каналов формирования аналоговых сигналов, а также полных технических характеристик конкретного варианта исполнения.
Заводской номер контроллеров, представляющий собой цифровое обозначение из арабских цифр, разделённых дефисом, указывается в паспорте контроллера и наносится методом термопечати на маркировочную наклейку, расположенную на боковой поверхности корпуса шасси базового блока.
Общий вид контроллеров с указанием места нанесения заводского номера представлен на рисунках 1 — 3.
Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.
Пломбирование контроллеров от несанкционированного доступа не предусмотрено.
Место нанесения знака утверждения типа
Рисунок 1 — Общий вид контроллеров в базовом блоке и место нанесения знака утверждения типа
Рисунок 2 — Общий вид контроллеров с блоком расширения
Рисунок 3 — Место нанесения заводского номера
Место нанесения заводского номера
Программное обеспечение
В контроллерах используется внутреннее (встроенное) и внешнее программное обеспечение (далее — ПО).
Внутреннее ПО контроллеров является метрологически значимым и устанавливается в защищённую от перезаписи область энергонезависимой памяти модуля центрального процессора. Модификация ПО возможна исключительно изготовителем с использованием специальных программно-аппаратных средств авторизованного доступа.
ПО выполняет функции аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования сигналов, формирования управляющих сигналов, взаимодействия с модулями ввода/вывода по защищённым протоколам, самодиагностики оборудования, а также защищённой передачи данных на верхний уровень. Конструкция контроллера исключает несанкционированное воздействие на ПО и измерительные данные за счёт: аппаратной блокировки интерфейсов программирования, контроля целостности прошивки при запуске, гальванической изоляции сервисных каналов. Программное обеспечение включает: неизменяемое системное ПО (реализующее функции реального времени, защищённый обмен данными, валидацию сигналов) и прикладное ПО (выполняющее вычисления по стандартизированным алгоритмам), при этом все измерительные алгоритмы защищены от модификации цифровой подписью и сегментацией памяти. Доступ к сервисным функциям (настройка, диагностика) осуществляется через отдельные защищённые интерфейсы с обязательной аппаратной аутентификацией.
Идентификационные данные внутреннего ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 — Идентификационные данные внутреннего ПО
| Идентификационные данные (признаки) |
Значения |
| Идентификационное наименование ПО 1) |
RKU0012.BIN |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО 2), не ниже |
001х3) |
| Цифровой идентификатор ПО |
недоступен |
| 1) Недоступно пользователю для верификации.
2) Среды исполнения и модулей ввода/вывода.
3) Номер версии встроенного ПО состоит из двух частей:
— идентификационный номер метрологически значимой части ПО — 001;
— переменная «х» — цифровое значение от «0» до «9» и представляют собой идентификатор версии служебной части внутреннего ПО. |
Защита внутреннего ПО и результатов измерений от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» в соответствии с п. 4.5 рекомендации по метрологии Р 50.2.077-2014.
Внешнее (системное) ПО «СТН-3000-РКУ Архитектор» не является метрологически значимым и устанавливается на персональный компьютер, представляя собой сервисные и инструментальные средства для взаимодействия с контроллерами, включая: визуализацию измеренных данных в реальном времени, конфигурирование параметров (настройки условий применения и аварийных сигналов), редактор логики, диагностические утилиты, средства проверки работоспособности и калибровки, а также инструменты интеграции с SCADA-системами. Внешнее ПО сохраняет метрологические характеристики контроллеров, исключает несанкционированное воздействие на их внутреннее ПО, предотвращает модификацию алгоритмов измерений и предоставляет доступ только к обработанным данным, блокируя работу с «сырыми» показаниями ЦП.
Идентификационные данные внешнего ПО приведены в таблице 2.
Таблица 2 — Идентификационные данные внешнего ПО
| Идентификационные данные (признаки) |
Значения |
| Идентификационное наименование ПО |
СТН-3000-РКУ
Архитектор |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО, не ниже |
1.03 |
| Цифровой идентификатор ПО |
недоступен |
Технические характеристики
Таблица 3 — Метрологические характеристики
| Наименование характеристики |
Значение |
| Диапазон измерений и преобразования в цифровой сигнал силы постоянного тока 1), 3), мА |
от 4 до 20 |
| Диапазоны измерений и преобразования в цифровой сигнал напряжения постоянного тока 1), 3), В |
от 1 до 5;
от 0 до 10 |
| Диапазон измерений при преобразовании цифрового сигнала в выходной аналоговый сигнал силы постоянного тока 2), 3), мА |
от 4 до 20 |
| Диапазон измерений при преобразовании цифрового сигнала в выходной аналоговый сигнал напряжения постоянного тока 2), 3), В |
от 1 до 5 |
| Пределы допускаемой основной приведенной (к диапазону измерений) погрешности измерений и преобразования сигналов силы и напряжения постоянного тока, % |
±0,1 |
| Пределы допускаемой дополнительной приведенной (к диапазону измерений) погрешности измерений и преобразования сигналов силы и напряжения постоянного тока, вызванной изменением температуры окружающей среды от нормальной температуры измерений (от +18 °С до +28 °С) в диапазоне рабочих температур, %:
от -20 °С включ. до +18; св. +28 °С до +70 °С
от -40 °С включ. до —20 °С
от —55 °С до —40 °С |
±0,1 ±0,2 ±0,3 |
Продолжение таблицы 3
| Наименование характеристики |
Значение |
| 1) Измерительные каналы модулей контроллеров, артикулы: АТГС.РКУ.001-01.401
(с выносным клеммным блоком); АТГС.РКУ.001-01.402 (с локальными разъемами).
2) Измерительные каналы модулей контроллеров, артикулы: АТГС.РКУ.001-01.403
(с выносным клеммным блоком); АТГС.РКУ.001-01.404 (с локальными разъемами).
3) Тип сигнала измерительных каналов модулей ввода/вывода контроллеров настраивается в соответствии с требованиями заказной спецификации. Фактические параметры конфигурации каналов приводятся в паспорте устройства.
П р и м е ч а н и е — Основная и дополнительная приведенные погрешности измерений суммируются алгебраически. |
Таблица 4 — Технические характеристики
| Наименование характеристики |
Значение |
| Входные аналоговые сигналы:
— сила постоянного тока, мА — напряжение постоянного тока, В
Выходные аналоговые сигналы:
— сила постоянного тока, мА — напряжение постоянного тока, В |
от 4 до 20 от 1 до 5; от 0 до 10
от 4 до 20 от 1 до 5 |
| Количество измерительных каналов для модулей контроллеров, артикулы:
— АТГС.РКУ.001-01.401; АТГС.РКУ.001-01.402
— АТГС.РКУ.001-01.403; АТГС.РКУ.001-01.404 |
от 1 до 8
от 1 до 4 |
| Интерфейсы промышленной связи |
RS-232; RS-485;
Ethernet 1) |
| Параметры электрического питания: — напряжение постоянного тока, В |
от 10,79 до 30,00 2); от 21,7 до 30,0 3) |
| Габаритные размеры (ширина х высота х длина), мм, не более: — в базовом блоке — с блоком расширения |
230x153x153
462x153x153 |
| Масса, кг, не более 4): — в базовом блоке — с блоком расширения |
1
2 |
| Условия эксплуатации:
— температура окружающей среды, °С
— относительная влажность при температуре +35 °С, %, не более;
— атмосферное давление, кПа |
от -40 до +70; от -55 до +70 5)
95
от 84,0 до 106,7 |
| 1) Цифровые протоколы передачи данных по промышленным интерфейсам связи: BSAP, ASCII, DH-1, HART, Modbus.
2) Рабочий диапазон напряжение питания (стандартное / базовое напряжение питания: 12 В).
3) Рабочий диапазон напряжение питания (стандартное / базовое напряжение питания: 24 В).
4) Фактические значения максимальной массы указаны в паспорте в зависимости от конструктивного исполнения (без учета выносных клеммных блоков и проводников электрических).
5) В специальном исполнении по заказу потребителя. |
Таблица 5 — Показатели надежности
| Наименование характеристики |
Значение |
| Средняя наработка на отказ, ч |
60000 |
| Средний срок службы, лет |
15 |
Знак утверждения типа
наносится на переднюю панель модуля питания контроллера методом термопечати, а также на титульные листы паспорта и руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Таблица 6 — Комплектность средства измерений
| Наименование |
Обозначение |
Количество |
| Контроллер1) |
СТН-3000-РКУм |
1 шт. |
| Руководство по эксплуатации 2) 3) |
АТГС.РКУ.002.РЭ |
1 экз. |
| Паспорт |
АТГС.РКУ.002.ПС |
1 экз. |
| Программа СТН-3000-РКУ Архитектор 2) 3) |
АТГС.СТН-3000-РКУ.ПО.1.03 |
1 экз. |
| 1) Поставляется в соответствии с конструктивным исполнением, указанным в паспорте согласно заказной спецификации.
2) Допускается поставка одного физического экземпляра документа на партию для одного адреса отгрузки.
3) Допускается предоставление документации в электронном виде. |
Сведения о методах измерений
приведены в п. 3.4 «Устройство и работа» руководства по эксплуатации АТГС.РКУ.002.РЭ.
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного тока в диапазоне от 140-16 до 100 А»;
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»;
ТУ 40 1350-002-17294661-2023 «Контроллер СТН-3000-РКУм. Технические условия».
