Система противоаварийной автоматической защиты и управления поршневых компрессоров ПК 1, ПК 2 типа 4DBK 430 в АО «СНПЗ» (далее — Система) предназначена для измерений и контроля параметров технологических процессов (температуры, давления, уровня), а также управления положением или состоянием исполнительных механизмов в автоматизированном режиме (с участием человека).
Система противоаварийной автоматической защиты и управления поршневых компрессоров ПК 1, ПК 2 типа 4DBK 430 в АО «СНПЗ» (далее — Система) предназначена для измерений и контроля параметров технологических процессов (температуры, давления, уровня), а также управления положением или состоянием исполнительных механизмов в автоматизированном режиме (с участием человека).
Принцип действия Системы основан на аналогово-цифровом преобразовании сигналов, которые поступают на модули ввода и цифро-аналоговом преобразовании с выдачей сигнала посредством модулей вывода.
Система представляет собой единичный экземпляр целевого назначения, спроектированной для конкретного объекта из компонентов серийного отечественного и импортного изготовления. Монтаж и наладка Системы осуществлены непосредственно на объекте эксплуатации в соответствии с проектной и эксплуатационной документацией на неё и на её компоненты.
Система реализуется на основе центрального процессора CPU 414-4Н программируемого контроллера SIMATIC S7-400.
Контроллеры программируемые SIMATIC S7-400 относятся к проектно-компонуемым устройствам, имеющим модульную структуру, и состоят из соединенных согласно конфигурации:
— центрального управляющего устройства CPU;
— блоков питания;
— модулей ввода/вывода аналоговых и дискретных сигналов SM;
— интерфейсных модулей.
Для построения систем распределенного ввода-вывода на базе программируемого контроллера предназначены устройства распределенного ввода-вывода SIMATIC ET200M (далее — УРВ). На УРВ размещены модули ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов в стандартном исполнении. Модули в стандартном исполнении участвуют в сборе данных о состоянии технологического процесса и в управлении исполнительными механизмами. Компоненты Системы (центральный процессор, коммуникационные процессоры, коммутаторы, УРВ, промежуточные измерительные преобразователи) монтируются в напольные шкафы Системы. Для визуализации технологического процесса, формирования отчётных документов и хранения архивных данных предназначено автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора.
Система включает в себя измерительные каналы (далее — ИК) двух типов: каналы измерения технологических параметров и каналы формирования управляющих унифицированных аналоговых сигналов, предназначенных для измерения и генерации силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА и измерения электрического сопротивления от подключаемых первичных измерительных преобразователей.
В каналах формирования управляющих аналоговых сигналов информация, вводимая оператором или формируемая программным путем в центральном контроллере Системы посредством модулей вывода аналоговых сигналов, преобразуется в унифицированный сигнал силы постоянного тока.
ИК Системы строятся на базе программируемых логических контроллеров и в общем случае состоят из:
1) Промежуточных измерительных преобразователей, осуществляющих
нормализацию сигналов и гальваническую развязку цепей первичных измерительных преобразователей (исполнительных устройств) и входных цепей аналоговых модулей ввода-вывода;
2) Аналоговых модулей ввода-вывода, производящих аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразования.
ИК Системы по компонентному составу разделяются на следующие основные виды:
Вид 1. Аналоговые входные каналы в составе с промежуточными измерительными преобразователями с гальванической развязкой (барьерами искрозащиты) и модулями ввода-вывода аналоговых сигналов.
Измерительный канал имеет структуру: первичный измерительный
преобразователь -промежуточный измерительный преобразователь с гальванической развязкой — модуль ввода аналоговых сигналов.
Вид 2. Аналоговые выходные каналы типа «4-20 мА униполярный».
В состав измерительного канала входит только модуль вывода аналоговых сигналов.
Перечень возможных промежуточных измерительных преобразователей приведен в таблице 1. Перечень возможных модулей ввода-вывода аналоговых сигналов приведен в таблице 2.
а б л и ц а 1 — Промежуточные измерительные преобразователи
| Наименование средства измерений | Регистрационный номер в Федеральном информационном фонде |
| Преобразователи измерительные тока и напряжения с гальванической развязкой (барьеры искрозащиты) серии К | 22153-07 |
| Преобразователи измерительные модели D1000 | 23384-05 |
а б л и ц а 2 — Модули ввода-вывода аналоговых сигналов
| Наименование средства измерений | Регистрационный номер в Федеральном информационном фонде |
| Контроллеры программируемые SIMATIC S7-300 | 15772-06 |
Система обеспечивает выполнение следующих основных функций:
— измерение, непрерывный автоматизированный контроль технологических
параметров;
— поддержание заданного режима технологического процесса путём контроля
значений технических параметров, визуальное представление и выдача управляющих воздействий на исполнительные механизмы как в автоматическом режиме, так и в результате действий оператора;
— обеспечение безопасности технологического процесса;
— отображение информации из подсистемы регистрации и архивирование всей
поступающей информации;
— формирование отчетов на основании архивов технологических параметров.
Внешний вид приборного шкафа с указанием места нанесения заводского номера и размещения замкового устройства приведен на рисунке 1.
Рисунок 1 — Внешний вид приборного шкафа Системы
Пломбирование Системы не предусмотрено. Механическая защита Системы основана на использовании встроенного механического замка на дверях шкафов, в которые монтируются компоненты системы.
Заводской № 097253, в виде цифрового обозначения, наносится на табличку,
расположенную на двери шкафа Системы, типографским способом.
Нанесение знака поверки на средство измерения не предусмотрено.
Системы реализовано в УРВ. Идентификационные данные программного обеспечения (далее — ПО) Системы приведены в таблице 3. Защита ПО Системы от непреднамеренных и преднамеренных изменений и обеспечение его соответствия утвержденному типу осуществляется путем идентификации, защиты от несанкционированного доступа. ПО Системы защищено от несанкционированного доступа, изменения алгоритмов и установленных параметров за счёт ограничения доступа пользователей к различным элементам управления.
Т а б л и ц а 3 — Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | — |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | V7.0 |
| Цифровой идентификатор ПО | — |
Уровень защиты ПО Системы от непреднамеренных и преднамеренных изменений — «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Т а б л и ц а 4 — Метрологические характеристики измерительных каналов Системы
| Тип ИК | Диапазон измерений | Пределы допускаемой основной погрешности измерений ИК Кик 1), % | Метрологические характеристики измерительных компонентов (вторичных ИП) ИК | |||||
| Тип барьера искрозащиты | Пределы допускаемой погрешности измерений, Увп , % | Тип модуля ввода/вывода аналоговых сигналов | Пределы допускаемой погрешности измерений, уВП , % | |||||
| основной | дополнительной | основной | в рабочих условия х | |||||
| каналы измерения силы постоянного электрического тока | от 4 до 20 мА | ±0,13 | KFD2-STC4-
Ex2 |
±0,1 | ±0,002%/°С2) | 6ES7-331-7NF00-0AB0 | ±0,05 | ±0,1 |
| каналы измерения температуры | ±0,37 | D1072D | ±0,33 | ±0,013) | 6ES7-331-7NF00-0AB0 | ±0,05 | ±0,1 | |
| каналы формирования управляющих унифицированных аналоговых
сигналов |
от 4 до 20 мА | ±0,5 | — | — | 6ES7-332-5HF00-0AB0 | ±0,5 | ±0,6 | |
Продолжение таблицы 4
Тип ИК
Диапазон измерений
Пределы допускаемой основной погрешности измерений ИК Уик 1), %
| Метрологические характеристики измерительных компонентов (вторичных ИП) ИК | |||||
| Тип барьера искрозащиты | Предел! погрешн | допускаемой сти измерений, Квп , % | Тип модуля ввода/вывода аналоговых сигналов | Пределы допускаемой погрешности измерений, уВП , % | |
| основной | дополнительной | основной | в рабочих условия х | ||
1) Нормированы с учетом погрешностей измерительных компонентов ИК (барьеров искрозащиты и модулей ввода-вывода сигналов).
2) Температурный коэффициент влияния.
3) Дополнительная погрешность для нуля и максимального значения диапазона измерения на 1 °С.
Для расчёта погрешности ИК в условиях эксплуатации, для каждого измерительного компонента ИК рассчитывают пределы допускаемых значений погрешности в условиях эксплуатации путём учёта основной и дополнительной погрешностей от влияющих факторов.
Пределы допускаемых значений погрешности измерительного компонента ИК в условиях эксплуатации Увпуэ , % рассчитывают по формуле
п
„ 1=0
где Увп — пределы допускаемой основной погрешности измерительного компонента (вторичного ИП) ИК, %;
уВП;- — погрешности измерительного компонента (вторичного ИП) от i-го влияющего фактора в условиях эксплуатации при общем числе n учитываемых влияющих факторов, %.
Пределы допускаемой погрешности ИК в условиях эксплуатации уИКуэ, % рассчитывают по формуле:
где КВП1уэ — пределы допускаемой погрешности вторичных ИП ИК (модуля ввода-вывода сигналов) в условиях эксплуатации, %;
Увп2уэ — пределы допускаемой погрешности вторичных ИП ИК (промежуточного ИП) в условиях эксплуатации, %.
Т а б л и ц а 5 — Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Рабочие условия эксплуатации промежуточных измерительных преобразователей и модулей ввода-вывода:
— температура окружающего воздуха, °С — относительная влажность при температуре 25°С, % — атмосферное давление, кПа |
от 0 до +50
от 5 до 90 без конденсации влаги от 84 до 106 |
| Параметры электрического питания: — напряжение переменного тока, В — частота переменного тока, Гц | 220±22
50±1 |
Т а б л и ц а 6 — Показатели надежности
| Наименование характеристики | Значение |
| Средний срок службы, лет | 8 |
| Средняя наработка до отказа, ч | 80000 |
наносится на титульный лист паспорта Системы типографским способом.
Т а б л и ц а 7 — Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество, шт./экз. |
| Система противоаварийной автоматической защиты и управления поршневых компрессоров ПК 1, ПК 2 типа 4DBK 430 в АО «СНПЗ» | — | 1 |
| Руководство по эксплуатации | — | 1 |
| Паспорт | — | 1 |
| Методика поверки | — | 1 |
представлены в разделе 1.7 «Методы измерений» Руководства по эксплуатации на Систему противоаварийной автоматической защиты и управления поршневых компрессоров ПК1, ПК2 типа 4DBK 430 в АО «СНПЗ».
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
№ 2091 от 01.10.2018 г. «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств
измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 140-16 до 100 А»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
№ 3456 от 30.12.2019 г. «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств
измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;
ГОСТ 22261-94 «Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия».
