Модули AI-33A, AI-35A, AI-36A, AIO-31A серии DCS-2000, 52079-12

Назначение

Модули AI-33A, AI-35A, AI-36A, AIO-31A серии DCS-2000 (далее - модули) предназначены для измерения выходных аналоговых сигналов первичных измерительных преобразователей в виде напряжения и силы постоянного тока, сопротивления постоянному току, сигналов термопар, а также для воспроизведения аналоговых сигналов силы постоянного тока.

Описание

Модули серии DCS-2000 используются в составе контроллеров для распределенных систем управления технологическими процессами. Модули устанавливаются в каркас, который может содержать от 5 до 27 модулей. По внутренней магистрали каркаса разведены линии интерфейса RS-485, линии питания и заземления.

Модули работают под управлением центрального процессорного устройства (ЦПУ), которое может быть установлено как в одном каркасе с модулями серии DCS-2000, так и удаленно, на расстоянии до нескольких километров. Для связи модулей с ЦПУ используется интерфейс RS-485, протокол MODBUS RTU. ЦПУ считывает измеренные значения сигналов в виде цифрового кода от модулей ввода аналоговых сигналов, а также осуществляет запись в модули вывода аналоговых сигналов кода, задающего уровень аналогового сигнала на выходе.

Модули содержат три изолированных друг от друга и от каналов питания основные части - объектную, системную и интерфейсную. В объектной части расположены входные фильтры модулей ввода аналоговых сигналов, коммутаторы входных каналов, аналогоцифровой преобразователь (АЦП), а также цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) и схемы формирования выходных сигналов для каналов вывода аналоговых сигналов. Основой системной части является микроконтроллер, управляющий работой АЦП, ЦАП и входных коммутаторов, обеспечивающий связь модуля с ЦПУ, самодиагностику модуля, системную индикацию и ряд других функций. Интерфейсная часть содержит формирователи интерфейса RS-485, а также элементы согласования и защиты линии.

Модули AI-33A, AI-35A, AI-36A, AIO-31A выполнены в виде многослойных печатных плат размером 140 х 110 мм с закрепленными на них металлическими крышками-экранами. На лицевой стороне модуля находится металлическая планка, на которую выведены элементы индикации, пользовательский разъем, винты крепления модуля к корпусу каркаса и ручки для удобства извлечения его из каркаса. На задней части модуля находится системный разъем, с помощью которого модуль подключается к магистрали каркаса.

В канале компенсации температуры холодных спаев термопар модуля AI-35A. используется модуль TS-01A в качестве встроенного термочувствительного преобразователя, он выполнен в виде двухсторонней печатной платы размером 77 х 85 мм, установленной в пластмассовый корпус с креплением на стандартный DIN-рельс.

Внешний вид модулей представлен на рисунках 1 и 2.

Г

Модули серии DCS-2000 обеспечивают:

-    восприятие и обработку измерительной информации, представленной сигналами силы и напряжения постоянного тока, сопротивления постоянному току, сигналами термопар с номинальными статическими характеристиками преобразования по ГОСТ Р 8.585-2001, их преобразование к цифровому виду;

-    преобразование кодированных дискретных электрических сигналов в аналоговые сигналы силы постоянного тока;

-    обмен информацией с ЦПУ по интерфейсу RS-485, протокол MODBUS RTU.

Диапазоны измерений сопротивления постоянному току модулей AI-36A позволяет их использовать для приема сигналов термопреобразователей сопротивления с НСХ по ГОСТ 6651-2009.

Программное обеспечение

Модули снабжены встроенным программным обеспечением (ВПО), которое устанавливается на заводе-изготовителе и хранится в энергонезависимой памяти модулей. ВПО состоит из исполняемого кода и калибровочных таблиц. Исполняемый код ВПО не может быть изменен через интерфейс пользователя RS-485 (уровень защиты «А» по МИ 3286-2010).

ВПО снабжено 2-байтовой контрольной суммой (CRC). В случае ошибочной записи ВПО в энергонезависимую память модуля возникает несовпадение CRC, исполняемый код не запускается на выполнение.

Метрологические характеристики модулей, приведенные в таблицах 2 и 3, оценены с учетом влияния на них встроенного программного обеспечения.

Для конфигурации модулей, их настройки, тестирования, поверки или калибровки используется прикладное программное обеспечение (ППО) - пакет прикладных программ тестирования контроллеров ЭК-2000, DCS-2000 и DCS-2001, устанавливаемое на персональный компьютер.

ППО позволяет выполнять:

-    конфигурирование режимов работы модуля (например, тип подключаемых термопар, режим компенсации температуры холодных спаев и т. д.);

-    отображение считанного из модуля цифрового кода, который является результатом измерений в каналах ввода аналоговых сигналов;

-    запись в модуль кода, задающего уровень аналогового сигнала в каналах вывода модуля;

-    отображение считанных из модуля идентификационных данных ВПО;

-    отображение настроек и параметров качества связи по каналам RS-485;

-    программную настройку модуля при помощи калибровочных таблиц с записью калибровочных коэффициентов в энергонезависимую память модуля.

ППО «Пакет прикладных программ тестирования контроллеров ЭК-2000, DCS-2000 и DCS-2001» не дает доступа к исполняемому коду ВПО модулей и не позволяет вносить в него изменения. Возможность при помощи ППО вносить изменения в калибровочные таблицы ВПО (программная настройка) защищена паролем. Доступ к калибровочным таблицам защищен паролем (уровень защиты «C» по МИ 3286-2010).

Номера версий и идентификационное наименование ПО модулей и ППО приведены в таблице 1.

Таблица 1

Технические характеристики

Модули серии DCS-2000 имеют модификации, которые различаются диапазонами входных сигналов, рабочими условиями применения и пределами допускаемой основной погрешности.

Основные метрологические характеристики модулей с учетом модификаций приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 Метрологические характеристики модулей ввода аналоговых сигналов

Примечания.

1 При работе модуля AI-35A возможны три режима компенсации температуры холодных спаев термопар:

-    компенсация отключена;

-    компенсация с использованием внешнего термопреобразователя сопротивления. При этом пределы допускаемой погрешности канала компенсации составляют ± 2 С (без учета датчика);

-    компенсация с использованием модуля TS-01A в качестве встроенного термочувствительного преобразователя. При этом погрешность канала компенсации включена в погрешность каналов преобразования сигналов термопар, приведенную в таблице 2.

2 В таблице 2 для модуля AI-35A указаны пределы основной абсолютной погрешности в С, для остальных модулей указаны пределы основной приведенной погрешности.

Таблица 3 Метрологические характеристики модуля ввода-вывода аналоговых сигналов AIO-31A

Измерительные каналы модулей изолированы от цепей питания и интерфейса передачи данных.

Рабочие условия применения:

температура окружающего воздуха, °С

для модификаций модулей AI-33A-02,

AI-33A-03, AIO-31A-01    от 0 до плюс 60;

для остальных модулей    от минус 25 до плюс 60;

относительная влажность воздуха, % до 85 при температуре 25 °С; атмосферное давление, кПа    от 84 до 107;

напряжение питания, В    от 18 до 36;

ток, потребляемый модулем, мА    от 125 до 200

(в зависимости от типа; при напряжении источника питания 24 В)

Габаритные размеры модуля, мм, не более 170 х 130 х 30 Масса модуля, кг, не более:    0,3

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на модули AI-33A, AI-35A, AI-36A, AIO-31A серии DCS-2000 методом наклейки или шелкографии; на титульные листы эксплуатационной документации типографским способом.

Комплектность

-    модули серии DCS-2000 (согласно спецификации заказа);

-    руководства по эксплуатации на модули серии DCS-2000;

-    паспорта на модули;

-    методика поверки АЛГВ.420609.019 И1.

Поверка

осуществляется по документу «Модули серии DCS-2000. Методика поверки» АЛГВ.420609.019 И1, утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 10.09.2012 г.

Перечень основного оборудования для поверки:

-    калибратор универсальный Н4-7:

воспроизведение напряжения постоянного тока: ±(0,002 % U + 0,00015 % Un); воспроизведение силы постоянного тока: ±(0,004 % I + 0,0004 % In);

-    мультиметр цифровой Fluke 8845А:

погрешность измерения напряжения постоянного тока: ±(0,0035 U +0,0005 Un);

-    мера электрического сопротивления P3030, 100 Ом кл. 0,002;

-    термометр лабораторный электронный ЛТ-300, диапазон измерений от минус 50 до плюс 199,99 °С с погрешностью ±0,05 °С ;

-    магазин сопротивлений Р327 кл.т. 0,01.

Примечания:

1п, Ии - верхние пределы диапазона воспроизведения тока I или напряжения U калибратора; Un - верхний предел диапазона измерений напряжения U мультиметра.

Сведения о методиках (методах) измерений приведены в документах:

«Модуль ввода аналоговых сигналов AI-33A. Руководство по эксплуатации» АЛГВ.426431.076 РЭ;

«Модуль ввода аналоговых сигналов AI-35A. Руководство по эксплуатации» АЛГВ.426431.077 РЭ;

«Модуль ввода аналоговых сигналов AI-36A. Руководство по эксплуатации» АЛГВ.426431.078 РЭ;

«Модуль ввода-вывода аналоговых сигналов AIO-31A. Руководство по эксплуатации» АЛГВ.426437.001 РЭ.

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к модулям AI-33A, AI-35A, AI-36A, AIO-31A серии DCS-2000

ГОСТ 22261-94 Средства измерения электрических и магнитных величин. Общие технические условия;

Модули серии DCS-2000. Технические условия АЛГВ.420609.019 ТУ.

Рекомендации к применению

- выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.