ИС является средством измерений единичного производства. Конструктивно ИС представляет собой трёхуровневую распределённую систему. Измерительные каналы (далее -ИК) ИС состоят из следующих компонентов (по ГОСТ Р 8.596):

• 1) измерительные компоненты - первичные измерительные преобразователи (в том числе взрывозащищённые), имеющие нормированные метрологические характеристики (нижний уровень ИС);

• 2) комплексные компоненты (средний уровень ИС) - контроллер программируемый SIMATIC S7-300 (далее - ПЛК);

• 3) вычислительные компоненты - многофункциональная панель оператора SIMATIC МР 377 (панель оператора) (верхний уровень ИС);

• 4) связующие компоненты - технические устройства и средства связи, используемые для приёма и передачи сигналов, несущих информацию об измеряемой величине от одного компонента ИС к другому.

Измерительные каналы ИС имеют простую структуру, которая позволяет реализовать прямой метод измерений путём последовательных измерительных преобразований. ИС имеет в своём составе 11 ИК. Структурная схема ИС приведена на рисунке 1.

Принцип действия ИС заключается в следующем. ИС функционирует в автоматическом режиме. Первичные измерительные преобразователи выполняют измерение физических величин и их преобразование в унифицированный токовый сигнал (от 4 до 20 мА). ПЛК измеряет выходные аналоговые сигналы в виде силы постоянного тока, выполняет их аналого-цифровое преобразование; осуществляет приём и обработку дискретных сигналов, и на основе полученных данных формирует сигналы автоматизированного контроля и управления в реальном масштабе времени технологическим процессом. ПЛК по цифровому каналу передаёт информацию на панель оператора, предназначенную для мониторинга и оперативного управления технологическим процессом.

ИС обеспечивает выполнение следующих основных функций:

• 1)  измерение и отображение текущих значений технологических параметров;

• 2)  первичная обработка результатов измерений;

• 3) хранение архивов значений параметров технологического процесса;

• 4) автоматическая диагностика состояния технологического оборудования и контроль протекания технологического процесса;

• 5) ведение архивов тревог; формирование сигнализации;

• 6) выполнение функции защиты оборудования, программного обеспечения и данных от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне;

• 7) ведение системы обеспечения единого времени.

  

ПИП - первичный измерительный преобразователь;

Рисунок 1 - Структурная схема ИС

Система обеспечения единого времени (СОЕВ) выполняет законченную функцию измерений и синхронизации времени. СОЕВ ИС включает в состав: ПЛК, панель оператора, станцию связи, синхронизирующую время с сервером времени ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». Сервер времени осуществляет прием точного времени через Интернет с использованием протокола NTP от тайм-серверов 2 уровня (Stratum 2). Системное время тайм-серверов согласовано с UTC (SU) с погрешностью, не превышающей 10 мкс. Панель оператора один раз в сутки по протоколу Windows XP обращается к станции связи, считывает точное время, корректирует свое время и устанавливает время в ПЛК. Расхождение времени панели оператора и ПЛК не превышает ± 5 с.

В комплект ИС входят технические и специализированные программные средства , а также документация, представленные в таблицах 2-4, соответственно.

Технические средства (измерительные и комплексные компоненты) представлены в таблице 2, ПО (включая ПО ПЛК) и технические характеристики панели оператора - в таблице 3, техническая документация - в таблице 4.

Таблица 3

Таблица 4

• 1 Метрологические характеристики измерительных каналов ИС приведены в таблице 2.

• 2 Параметры электрического питания:

  - напряжение питания постоянного тока, В - напряжение питания переменного тока, В - частота, Гц

  от 12 до 42; от 198 до 242; от 49 до 51.

3 Параметры выходных сигналов с первичных измерительных преобразователей:

3.1 Непрерывные сигналы (по ГОСТ 26.011-80):

4 Параметры входных сигналов модулей ввода аналоговых сигналов ПЛК:

• 5 Коммуникационные каналы и характеристики интерфейсов

  • 5.1 Информационный обмен между измерительными и комплексными компонентами ИС осуществляется по кабелям контрольным с медными жилами с ПВХ изоляцией КВВГ; между комплексными и вычислительными компонентами - по оптическому кабелю.

  • 5.2 Информационный обмен между модулями ввода аналоговых сигналов ПЛК и центральным процессором осуществляется по интерфейсу Profibus, между комплексными и вычислительными компонентами - по интерфейсу Ethernet.

• 6 Условия эксплуатации

6.1 Измерительных и связующих компонентов ИС:

• - температура окружающего воздуха, °С:

• - расходомеры, преобразователи давления измерительные       от минус 40 до 40;

- датчики температуры:

- погружаемая часть при измеряемой температуре;

- контактные головки

• - относительная влажность при 25 °С, %

• - атмосферное давление, кПа

• 6.2 Комплексных и вычислительных компонентов ИС:

• - температура окружающего воздуха, °С

  от 0 до 40;

  от 40 до 80;

  от 90 до 110.

• - относительная влажность при 25 °С, %

• - атмосферное давление, кПа

• 7 Сведения о надёжности

7.1 Средний срок службы ИС, лет, не менее                     8.

• 8 Система обеспечения единого времени ИС согласована со шкалой координированного времени государственного первичного эталона Российской Федерации UTC (SU) с погрешностью в пределах ±10 с.

Таблица 2

Таблица 2