Методика поверки «Система автоматического управления электромагнитным подвесом ротора центробежного компрессора САУ ЭМП "КВАНТ-Р"» (Код не указан!)

Государственная система обеспечения единства измерений

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора по производственной метрологии

УТВЕРЖДАЮ

Генеральный директор

Система автоматического управления электромагнитным подвесом ротора центробежного компрессора САУ ЭМП «КВАНТ-Р»

Методика поверки

Москва

2019

• 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Настоящая методика устанавливает требования к проведению первичной и периодической поверок систем автоматического управления электромагнитным подвесом ротора центробежного компрессора САУ ЭМП «КВАНТ-Р» (далее - систем).

Системы предназначены для управления магнитными подшипниками ротора газоперекачивающего компрессора с проведением измерений технологических параметров системы, участвующих в представлении и регистрации информации о состоянии агрегата, выработки управляющих воздействий и формирования выходных сигналов системы.

Интервал между поверками - 2 года.

Допускается проведение поверки отдельных измерительных каналов в соответствии с заявлением владельца, с обязательным указанием в свидетельстве о поверке информации об объеме проведенной поверки.

Основные метрологические характеристики систем указаны в приложении А.

Методика разработана АО «Центрохимсерт» совместно с ФГУП «ВНИИМС» и устанавливает процедуры определения, приведенной к разности между верхним и нижним пределами диапазона измерений, погрешности измерительных каналов (ИК) (п. 8.3.1 -п. 8.3.3, разработчик АО «Центрохимсерт») и определения относительной погрешности ИК, реализующих преобразование сигналов размаха виброперемещения и смещения ротора (п. 8.3.4, 8.3.5, разработчик ФГУП «ВНИИМС»).

• 2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

Перечень операций, которые должны проводиться при поверке систем, приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Операции, проводимые при поверке

Поверка может быть прекращена после получения отрицательного результата на той или иной операции.

• 3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

  • 3.1 В таблице 2 приведены рекомендуемые основные средства поверки

систем.

Таблица 2 - Рекомендуемые основные средства поверки.

Примечание: Допускается использовать другие эталонные средства измерений, если они обеспечивают определение метрологических характеристик поверяемых систем с требуемой точностью.

• 4 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

К поверке систем допускают лиц, освоивших работу с ними и используемыми средствами поверки, изучившими настоящую методику и эксплуатационную документацию на системы.

• 5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

При проведении поверки САУ ЭМП «КВАНТ-Р» соблюдать требования безопасности, предусмотренные «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», указаниями по технике безопасности, приведенными в эксплуатационной документации на системы и на эталонные средства измерений.

• 6 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

  • 6.1 Проверка систем проводится в нормальных условиях:

• -    температура окружающей среды от +15 до +25 °C;

• -    относительная влажность воздуха от 30 до 80 % без конденсации;

• -    атмосферное давление от 84 до 106 кПа.

• 6.2 Стабильность окружающих условий на период поверки контролируется.

• 7 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

  • 7.1 Перед проведением поверки система должна находиться во включенном состоянии при нормальных условиях эксплуатации не менее 30 мин.

  • 7.2 Средства поверки должны быть прогреты и подготовлены к работе в соответствии с руководствами по эксплуатации.

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

  • 8.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре системы проверяют отсутствие механических повреждений корпуса, соединительных кабелей и электрических разъемов. Также устанавливают соответствие комплектности и маркировки требованиям эксплуатационной документации

• 8.2 Опробование

  • 8.2.1 Опробование проводится в соответствии с технической документацией на системы. Проверяется работоспособность системы.

  • 8.2.2 Проводится проверка соответствия заявленных идентификационных данных программного обеспечения (далее - ПО) указанным в таблице 3. ПО считается подтвержденным, если проверяемые идентификационные данные не противоречат приведенным в таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО

Примечание: ПО используется для обеспечения работы дисплея системы в качестве индикатора.

8.3 Проверка погрешности измерений.

• 8.3.1 Определение, приведенной к разности между верхним и нижним пределами диапазона измерений, погрешности измерений сигналов постоянного тока.

Процедура определения приведенной погрешности измерительных каналов реализующих преобразование сигналов постоянного тока при проведении первичной и периодической поверок не отличается.

При поверке необходимо предварительно выполнить следующие операции:

• - На выключенной стойке системы провести дополнительный кабель в окно преобразователя измерительного тока ДТХ-50 поверяемого канала. Подключить концы дополнительного кабеля к клеммам выхода 3 калибратора Н4-101 в соответствии с полярностью преобразователя тока ДТХ-50;

• - Подключить калибратор MC5-R к контактам соответствующим выходу поверяемого канала;

• - Включить автомат Q1 и нажать кнопку «Пуск» на монтажной панели стойки;

• - Отключить силовое питание усилителей мощности выключателем SA1 на монтажной панели стойки.

Проверку, приведенной к разности между верхним и нижним пределами диапазона измерений, погрешности следует выполнять по истечении времени установления рабочего режима после включения питания, не менее, чем в пяти точках i = 1...5, равномерно распределенных в пределах диапазона измерений.

Для каждой проверяемой точки выполняют следующие операции:

• - устанавливают на калибраторе Н4-101 значение входного сигнала Xi, соответствующее значению контролируемого параметра в проверяемой точке Ужом;

• - на выходе проверяемого ИК делают 4 отсчета показаний Yij = 1, 2, 3, 4, для каждого заданного значения тока;

• - выбирают среди Yij наибольшее отклонившееся от Yi_Ho._M значение max (Yij);

• - определяют значение, приведенной к разности между верхним и нижним пределами диапазона измерений, погрешности ИК по формуле:

  

  •100%

(1)

где R - разность между верхним и нижним пределами диапазона измерений.

Система считают прошедшей поверку по данному пункту, если в каждой из проверяемых точек полученные значения, приведенной к разности между верхним и нижним пределами диапазона измерений, погрешности не превышают ±2 %.

• 8.3.2 Определение, приведенной к разности между верхним и нижним пределами диапазона измерений, погрешности измерений сигналов от термопреобразователей сопротивления.

Процедура определения приведенной погрешности измерительных каналов реализующих преобразование сигналов от термопреобразователей сопротивления при проведении первичной и периодической поверок не отличается.

Проверку, приведенной к разности между верхним и нижним пределами диапазона измерений, погрешности следует выполнять по истечении времени установления рабочего режима после включения питания, не менее, чем в пяти точках i = 1...5, для температур равномерно распределенных в пределах диапазона измерений.

Находят для них соответствующие значения сопротивлений Qi в «Ом» по таблицам ГОСТ 6651-2009.

Для каждой проверяемой точки выполняют следующие операции:

• - подключают ко входу проверяемого ПК калибратор;

• - устанавливают на входе значение входного сигнала Qi от калибратора, соответствующее значению контролируемого параметра в проверяемой точке YiHo_M;

• - на выходе проверяемого ИК делают 4 отсчета показаний Yy = 1, 2, 3, 4, для каждого заданного значения сопротивления;

• - выбирают среди Yy наибольшее отклонившееся от Yihom значение max(Yy);

• - определяют значение, приведенной к разности между верхним и нижним пределами диапазона измерений, погрешности ИК по формуле (1).

Систему считают прошедшей поверку по данному пункту, если в каждой из проверяемых точек полученные значения, приведенной к разности между верхним и нижним пределами диапазона измерений, погрешности не превышают ±2 %.

• 8.3.3 Определение, приведенной к разности между верхним и нижним пределами диапазона измерений, погрешности измерений сигналов частоты.

Процедура определения приведенной погрешности измерительных каналов реализующих преобразование сигналов частоты при проведении первичной и периодической поверок не отличается.

Проверку, приведенной к разности между верхним и нижним пределами диапазона измерений, погрешности следует выполнять по истечении времени установления рабочего режима после включения питания, не менее, чем в пяти точках i = 1...5, равномерно распределенных в пределах диапазона измерений.

Для каждой проверяемой точки выполняют следующие операции:

• - подключают к входу проверяемого ИК системы генератор сигналов специальной формы;

• - подключают к выходу проверяемого ИК системы калибратор;

• - устанавливают на входе системы значение Fj от генератора сигналов специальной формы, соответствующее значению контролируемого параметра в проверяемой точке Yi_HoM;

• - на калибраторе делают 4 отсчета показаний Yy = 1, 2, 3, 4;

• - выбирают среди Yy наибольшее отклонившееся от Yj_H0M значение max(Yy);

• - определяют значение, приведенной к диапазону изменения входного сигнала, погрешности по формуле (1).

Систему считают прошедшей поверку по данному пункту, если в каждой из проверяемых точек полученные значения, приведенной к разности между верхним и нижним пределами диапазона измерений, погрешности не превышают ±2 %.

• 8.3.4 Определение относительной погрешности измерения размаха виброперемещения.

При каждом значении задаваемого размаха виброперемещения необходимо производить измерение выходного тока (напряжения) поверяемого канала не менее трех раз, определять среднее арифметическое значение и применять его в дальнейших расчетах.

В качестве выходных сигналов при поверке допускается использовать как выходные сигналы МЦУ +/-10 В, так и выходные сигналы преобразователей 4...20 мА комплекта АВЗ-1 (основной вариант). Параллельно со значениями основных сигналов следует фиксировать также показания индикатора САУ ЭМП КВАНТ-Р.

• 8.3.4.1 Первичная поверка

• 8.3.4.1.1 При процедуре первичной поверки необходимо выполнить следующие операции:

• 1. Зафиксировать на вибростоле поверочной вибрационной установки пластину из сплава Д16Т размерами (длина^хширина) примерно 200 мм ^х 40 мм и толщиной 4 мм таким образом, чтобы направление колебаний было перпендикулярно плоскости пластины.

• 2. Установить и зафиксировать при помощи штатива первичный преобразователь поверяемой системы таким образом, чтобы зафиксированная на вибростоле пластина по п. 1 расположилась в воздушном зазоре первичного преобразователя, параллельно его торцам, на равном расстоянии 1 мм от каждого из них.

• 3. На поверочной виброустановке задать синусоидальные колебания Vr размахом 2000 мкм на частоте 10 Гц.

• 4. Измерить выходной ток Iv канала «V».

• 5. Рассчитать измеренный размах виброперемещения по формуле:

V = V_m(Iv-Io)/(Im-Io),                        (2)

где V - измеренное значение размаха виброперемещения, мкм;

V_m - предел измерения размаха виброперемещения, мкм;

к - измеренное значение тока, мА;

Im - значение тока, соответствующее пределу измерения V_m, мА;

1о -значение тока при размахе виброперемещения, равном 0 мкм.

Примечание: для канала измерений размаха виброперемешения

V_m = 2000 мкм; I_m = 20 мА; 1о = 4 мА.

• 6. Повторить п.п. 3-4 для частот 20, 50, 100 Гц и размаха виброперемещения 100, 200,500 1000, мм.

Относительная погрешность измерений размаха виброперемещения в диапазоне рабочих частот определяется как отношение разности значений заданного и измеренного значений размаха виброперемещения к заданному значению размаха виброперемещения по формуле (3) для значений вычислительных по формуле (2) и для значений, считанных с индикатора:

100%,                           (3)

где Vr - заданное значение размаха виброперемещения;

V - измеренное значение размаха виброперемещения.

Система считается прошедшей поверку по данному пункту, если в каждой из проверяемых точек полученные значения относительной погрешности не превышает ±10 %.

8.3.4.2 Периодическая поверка

• 8.3.4.2.1 При периодической поверке предварительно выполняют следующие операции:

• - опробуют измерительные каналы системы;

• - проверяя, путем вывешивания ротора, работоспособность, убеждаются, что ротор расположен в центрах зазоров страховочных подшипников и отсутствуют предупреждения на индикаторе системы.

Опробование считают успешным, если корпуса датчиков целы, показания находятся в диапазоне, установленном в РЭ, отсутствуют сообщения об ошибках при обмене информацией, а при включении системы самотестирования смешение «нулей» датчиковых систем не превышает 10 мкм по индикатору системы.

• - закрепляют универсальные магнитные штативы на картриджи магнитных подшипников обоих концов ротора и устанавливают измерительные головки на штативах таким образом, чтобы измерительные оси головок совпадали с направлением осей магнитных подшипников, расположенных в одной плоскости, например, осей А и С или осей В и D (рисунок 1).

  

• - устанавливают с помощью регулировочных винтов универсальных магнитных штативов начальное смещение шпинделей измерительных головок в пределах 1...1,5 мм. Общая схема подключения аппаратуры при поверке приведена в приложении Б.

• - проводят операции по подготовке подачи электропитания на систему в соответствии с разделом 1.4.2 руководства по эксплуатации САУ ЭМП «КВАНТ-Р» ВСУР.343170.001-01 РЭ и производят вывешивание ротора.

• - устанавливают шкалу измерительной головки на «0».

• - подключают щупы осциллографа, обозначенные как «0В» или «земля», на клеммы «GND» разъема, расположенного на лицевой панели модуля МЦУ крейта (перед включением потенциальных щупов осциллографа и генератора!),

• - подключают каналы 1 и 2 осциллографа к контактам соответственно «Выход А» и «Выход С» разъема, расположенного на лицевой панели модуля МЦУ крейта и подключают функциональный генератор сигнала к контактам «Вход А» и «Вход В» разъема, расположенного на лицевой панели модуля МЦУ крейта.

• - настраивают генератор на нулевую амплитуду выходного сигнала и выставляют частоту 0,2 Гц.

• - увеличивают амплитуду колебаний генератора синусоидальных сигналов до начала искажения формы сигнала перемещения ротора, (см. пример осциллограммы в приложении Б)

• - устанавливают максимально возможную неискаженную амплитуду колебаний и фиксируют показания S обоих измерительных головок в крайних положениях, значение амплитуды сигналов V осциллографом и цифровые показания перемещений Ц на экране шкафа управления.

Максимальная неискаженная амплитуда сигнала будет соответствовать максимально возможному перемещению Zd ротора от среднего положения до страховочного подшипника а размах сигнала будет соответствовать максимально возможному размаху вибрации Vd ротора.

• 8.3.4.2.2 При периодической проверке относительной погрешности измерения размаха виброперемещения выполняют следующие операции:

• - устанавливают пьезоэлектрические акселерометры на соответственно подготовленные места вала таким образом, чтобы их измерительные оси совпали с направлением осей магнитных подшипников, расположенных в одной плоскости, например, осей А и С или осей В и D;

• - задают на генераторе частоту 10 Гц с амплитудой 0 В;

• - изменением выходного напряжения генератора задают виброперемещение ротора с размахом V_r, вплоть до максимально возможного значения Vd, определенного в соответствии с п 8.З.4.2.1.

• - значения виброускорения полученные пьезоэлектрическими акселерометрами пересчитывают в размах виброперемещения (в соответствии с ГОСТ Р 8.669-2009 п. 10.5.2.3)

• - измеряют выходной ток Yi (напряжение) на выходе ИК.

Определяют значение относительной погрешности системы по формуле (3) для измеренного по аналоговому выходу и для значений, фиксированных с индикатора.

Повторяют проведение измерений для частот 20 и 50 Гц и размаха виброперемещения с амплитудами Vd =(0,2; 0,5) Zd мм.

Примечание: при определении размаха виброперемещения ротора допускается применение другой аппаратуры, кроме указанной в таблице 2, обеспечивающей определение метрологических характеристик поверяемых систем с требуемой точностью.

Система считается прошедшей поверку по данному пункту, если в каждой из проверяемых точек полученные значения относительной погрешности не превышает ±10 %.

• 8.3.5 Определение относительной погрешности измерения смещения ротора.

При каждом значении задаваемого размаха смещения ротора необходимо производить измерение выходного тока (напряжения) поверяемого канала не менее трех раз, определять среднее арифметическое значение и применять его в дальнейших расчетах.

В качестве выходных сигналов при поверке допускается использовать как выходные сигналы МЦУ +/-10 В. так и выходные сигналы преобразователей 4...20 мА комплекта АВЗ-1 (основной вариант). Параллельно со значениями основных сигналов следует фиксировать также показания индикатора САУ ЭМП КВАНТ-Р.

• 8.3.5.1 Первичная поверка

• 8.3.5.1.1 При процедуре первичной поверки необходимо выполнить следующие операции:

• 1.  Выполнить п.п. 1 -2 раздела 8.3.4.1.1.

• 2. На поверочной виброустановке задать синусоидальные колебания размахом 1 мм на частоте 0,01 Гц.

• 3. Измерить амплитуду выходного тока l_z канала «Z».

• 4. Рассчитать измеренное смещение ротора по формуле

Z = Z_m(I₂-Io)/(I_m-Io),                            (4)

где Z - рассчитанное значение смещения ротора, мкм;

Z_m - предел измерения смещения ротора, мкм;

I_z - измеренное значение тока, мА;

Im - предельное значение тока, мА;

1о -значение тока при смещении ротора, равном 0 мкм. Примечание: Z_m= 1000 мкм; 1_т=20мА; 1о=12мА.

• 5. Повторить п.п. 2-3 для частот 1,2, (по возможности -5, 10) Гц.

Относительная погрешность измерений смещения ротора в диапазоне рабочих частот определяется как отношение разности значений заданного и измеренного значений смещения ротора к заданному значению смещения ротора для измеренного по аналоговому выходу и для значений, фиксированных с индикатора:

8_Роз = ^-100%,                         (5)

где Zr — заданное значение смещения ротора;

Z- измеренное значение смещения ротора.

Система считается прошедшей поверку по данному пункту, если в каждой из проверяемых точек полученные значения относительной погрешности не превышает ±5 %.

• 8.3.5.2 Периодическая поверка

• 8.3.5.2.1 При периодической поверке системы при измерении смещения ротора предварительно необходимо выполнить п. 8.З.4.2.1.

• 8.3.5.2.2 При проверке относительной погрешности измерения смещения ротора выполняют следующие операции:

• - устанавливают частоту генератора 0,01 Гц и изменением выходного напряжения генератора задают смещение ротора (Z_r) вплоть до максимально возможного значения Zd, определенного в соответствии с п. 8.3.4.2.1 или руководством по эксплуатации, но не более 1 мм.

• - изменением выходного напряжения генератора устанавливают смещение ротора с амплитудой 0,2Zd.

• - измеряют выходной ток (напряжение) на выходе системы, Yi.

Повторяют проведение измерений для значений смещение ротора 0,4; 0,6; 1,0 от максимально возможного Zd.

Определяют значения относительной погрешности системы по формуле (5) для измеренного по аналоговому выходу и для значений, фиксированных с индикатора.

Система считается прошедшей поверку по данному пункту, если в каждой из проверяемых точек полученные значения относительной погрешности не превышает ±5 %.

9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке согласно приказу Минпромторга России № 1815 от 02.07.15 г. «Об утверждении Порядка проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке».

При отрицательных результатах поверки свидетельство о предыдущей поверке аннулируют и выдают извещение о непригодности согласно приказу Минпромторга России № 1815 от 02.07.15 г.

Зам. начальника отдела 204

ФГУП «ВНИИМС»

Начальник лаборатории 204/3

ФГУП «ВНИИМС»

Ведущий инженер АО «Центрохимсерт»

Приложение А

Таблица 1 - Метрологические характеристики САУ ЭМП «КВАНТ-Р»

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное)

Схема подключения аппаратуры при поверке

I I I

I

I

I

I I i

I

I I I

I I

ИЗМЕРИТЕЛЬ

ГЕНЕРАТОР

f= 0.2- 100 Гц

V = 0 - 10В [АМР] (0 -7,14В [RMS])

Осциллограмма при касании ротора

12