Untitled document
Приложение к свидетельству № 47431
об утверждении типа средств измерений
лист № 1
всего листов 9
ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
управления
стана 2 цеха
Системаизмерительнаяавтоматизированнойсистемы
технологическим процессом нагревательной печи шаропрокатного
сортового проката ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК»
Назначение средства измерений
Система измерительная автоматизированной системы управления технологическим
процессом нагревательной печи шаропрокатного стана 2 цеха сортового проката ОАО «ЕВРАЗ
ЗСМК» (далее – ИС) предназначена для измерений давления и объёмного расхода природного
газа и воздуха, разрежения и давления-разрежения природного газа, температуры окружающего
воздуха,природногогаза,металла,дыма;автоматическогонепрерывногоконтроля
технологических параметров, их визуализации, регистрации и хранения, а также выполнения
функций сигнализации.
Описание средства измерений
ИС является средством измерений единичного производства. Конструктивно ИС
представляет собой трёхуровневую распределённую систему. Измерительные каналы ИС
состоят из следующих компонентов (по ГОСТ Р 8.596-2002):
1) измерительныекомпоненты–первичныеивторичныеизмерительные
преобразователи (в том числе взрывозащищённые), имеющие нормированные метрологические
характеристики (нижний уровень ИС);
2) комплексные компоненты – контроллер программируемый SIMATIC S7-300 (далее –
ПЛК) (средний уровень ИС);
3) вычислительные компоненты – панель оператора SIMATIC ОР17 (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 14 ИК. Структурная схема ИС приведена на рисунке 1.
ПринципдействияИСзаключаетсявследующем.ИСфункционируетв
автоматическом режиме. Первичные измерительные преобразователи выполняют измерение
физических величин и их преобразование в унифицированный токовый сигнал (от 4 до 20 мА),
термоЭДС,электрическое сопротивление.Вторичныеизмерительныепреобразователи
измеряют термоЭДС, электрическое сопротивление и преобразуют их в унифицированный
токовый сигнал. ПЛК измеряют выходные аналоговые сигналы в виде силы постоянного тока,
выполняют их аналого-цифровое преобразование; осуществляют приём и обработку
дискретных сигналов,и наоснове полученных данных формируютсигналы
автоматизированного контроля и управления в реальном масштабе времени технологическим
процессом. ПЛК по цифровому каналу передают информацию на панель оператора,
предназначенную для мониторинга и оперативного управления технологическим процессом.
Связующими компонентами ИС являются контрольные провода с медными жилами с ПВХ
изоляцией КВВГ (для связи измерительных и комплексных компонентов), и кабель Profibus
(для связи комплексных компонентов с вычислительными). Информационный обмен между
компонентами среднего и верхнего уровней ИС осуществляется по интерфейсу Profibus DP.
ИС обеспечивает выполнение следующих основных функций:
лист № 2
всего листов 9
1) измерение и отображение значений следующих физических величин:
–
давления (природного газа, воздуха);
–
разрежения (природного газа);
–
давления-разрежения (природного газа);
–
объёмного расхода (природного газа, воздуха);
–
температуры (окружающего воздуха, природного газа, металла, дыма);
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 журналов событий и тревог; формирование предупредительной и аварийной
световой и звуковой сигнализации;
6) выполнение функции защиты оборудования, программного обеспечения и данных от
несанкционированного доступа на физическом и программном уровне.
Установка точного времени проводится с панели оператора в окне «Системные
настройки».
ПИП – первичный измерительный преобразователь; ВИП – вторичный измерительный
преобразователь
Рисунок 1 – Структурная схема ИС
Программное обеспечение
Структура и функции программного обеспечения (ПО) ИС:
ПО панели оператора разработано в среде программирования SIMATIC ProTool/Lite
v.6.1 и выполняет функцию отображения результатов измерений.
Встроенное ПО ПЛК (метрологически значимая часть ПО ИС) разработано на языке
программирования SIMATIC Step7 v.5.2 и осуществляет автоматизированный сбор, обработку и
передачу измерительной информации на панель оператора, диагностику оборудования,
обеспечение работы аварийной сигнализации.
лист № 3
всего листов 9
Идентификация метрологически значимой части ПО ИС (ПО ПЛК) выполняется по
команде оператора, доступ защищён паролем. Идентификационные данные приведены в
таблице 1.
Метрологические характеристики ИС нормированы с учётом ПО ПЛК.
Наименование
программного
обеспечения
Цифровой идентификатор программного
обеспечения (контрольная сумма
исполняемого кода)
SIMATIC Step7
MD5
Таблица 1
Номер версии
Идентификационное (идентифика-
наименованиеционный
программного номер)
обеспеченияпрограммного
обеспечения
Алгоритм
вычисления
цифрового
идентификатора
программного
обеспечения
Проект «Shps2»5.2
Для файла конфигурации проекта Shps2:
subblk.dbt
08D9DD4DB4E592CF9AC0D0C5C28590
Защита ПО ПЛК и ПО панели оператора соответствует уровню «А» по классификации
МИ 3286-2010.
Метрологические и технические характеристики
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;
220 ± 22;
50 ± 1.
3 Параметры выходных сигналов с первичных измерительных преобразователей:
3.1 Непрерывные сигналы (по ГОСТ 26.011-80):
- электрический ток, мАот 4 до 20.
3.2 Сигналы с термопреобразователей сопротивления с номинальными статическими
характеристиками преобразования по ГОСТ 6651-2009.
3.3 Сигналыстермопарсноминальнымистатическимихарактеристиками
преобразования по ГОСТ Р 8.585-2001.
4 Параметры входных сигналов модулей ввода аналоговых сигналов ПЛК:
–
SM331 6ES7 331-7NF00-0AB0от 0 до 20 мА.
5 Коммуникационные каналы и характеристики интерфейсов
5.1 Информационный обмен между измерительными и комплексными компонентами
ИС осуществляется по контрольным проводам с медными жилами с ПВХ изоляцией КВВГ;
между комплексными и вычислительными – по кабелю Profibus.
5.2 Информационный обмен между компонентами среднего и верхнего уровней ИС
осуществляется по интерфейсу Profibus DP.
6 Условия эксплуатации
6.1 Измерительных и связующих компонентов ИС:
–
температура окружающего воздуха, °С:
–
расходомеры, преобразователи давления измерительныеот минус 40 до 40;
–
датчики температуры:
–
погружаемая частьпри измеряемой температуре;
–
контактные головкиот минус 40 до 40;
–
относительная влажность при 25 °С, %от 40 до 80;
–
атмосферное давление, кПаот 90 до 110.
6.2 Комплексных и вычислительных компонентов ИС:
–
температура окружающего воздуха, °Сот 0 до 40;
–
относительная влажность при 25 °С, %от 40 до 80;
лист № 4
всего листов 9
–
атмосферное давление, кПаот 90 до 110.
7 Сведения о надёжности
7.1 Средний срок службы ИС, лет, не менее10.
лист № 5
всего листов 9
Наименование, тип СИ
Пределы допускаемой
дополнительной
погрешности
-
от 300 до
1600 °С
g
р.у.
=±0,3 %
D
=±(7+
+0,0025·t)
°
С
D
=±(18+
+0,0025·t)
°
С
g
=±0,1 % / 10
°
С
g
=±0,1 % / 10 В
2
Расход природного
газа на печь
от 0 до
1600 м
3
/ч
D
Р=1,6 кПа
g
=±0,6 %
g
=±1,0 %
g
=±0,1 % / 10
°
С
g
=±0,1 % / 10 В
от 0 до 16 кПа
g
=±0,6 %
g
=±1,0 %
g
=±0,1 % / 10
°
С
g
=±0,1 % / 10 В
от 0 до
17000 м
3
/ч
D
Р=1,6 кПа
g
=±0,6 %
g
=±1,0 %
g
=±0,1 % / 10
°
С
g
=±0,1 % / 10 В
от 0 до 10 кПа
g
=±0,6 %
g
=±1,0 %
от 600 до
1400 °С
D
=±(3+
+0,005·t)
°
С
D
=±(5+
+0,005·t)
°
С
7
Разрежение в
дымовом борове
от минус 0,4 до
0 кПа
g
=±0,6 %
g
=±4,4 %
от 0 до 16 кПа
g
=±0,6 %
g
=±1,4 %
g
=±0,1 % / 10
°
С
g
=±0,1 % / 10 В
9
Расход природного
газа до ГРУ
от 0 до
1600 м
3
/ч
D
Р=1000 кгс/м
2
g
=±0,6 %
g
=±1,0 %
Таблица 2
СИ, входящие в состав ИК ИС
№Наименование ИК
ИК ИС
Диапазон
измерений
физической
величины, ед.
измерений
реестре
№ в Гос.
Пределы допускаемой
СИ
основной погрешности
Границы
допускаемой
основной
погрешности
ИК
Границы
допускаемой
погрешности
ИК рабочих
условиях
ТПР(В) 9419
Преобразователь термоэлектрический
33530-06
D
=±0,0025·t
°
С
g
=±0,25 % / 10
°
С
Температура в
1рабочем
пространстве печи
g
р.у.
=±0,3 %
Давление
3природного газа на
печь
g
р.у.
=±0,3 %
4Расход воздуха
g
р.у.
=±0,3 %
5Давление воздуха
модификация MR1S
Преобразователь нормирующий 2000Н19085-99
g
=±0,5 %
Модуль ввода аналоговых сигналов
SM331 6ES7 331-7NF00-0AB0
контроллера программируемого SIMATIC15772-02
g
=±0,05 %
S7-300 (далее – Модуль SM331 6ES7 331-
7NF00-0AB0)
Диафрагма камерная ДКС 0,6
Преобразователь давления измерительный
серии 40 мод. 4382 (JUMO dTRANS p0220729-03
g
=±0,5 %
DELTA)
Модуль SM331 6ES7 331-7NF00-0AB015772-02
g
=±0,05 %
Преобразователь давления измерительный
серии 40 мод. 4382 (JUMO dTRANS p0220729-03
g
=±0,5 %
DELTA)
Модуль SM331 6ES7 331-7NF00-0AB015772-02
g
=±0,05 %
Диафрагма бескамерная ДБС 0,6
Преобразователь давления измерительный
серии 40 мод. 4382 (JUMO dTRANS p0220729-03
g
=±0,5 %
DELTA)
Модуль SM331 6ES7 331-7NF00-0AB015772-02
g
=±0,05 %
Преобразователь давления измерительный
серии 40 мод. 4382 (JUMO dTRANS p0220729-03
g
=±0,5 %
DELTA)
Модуль SM331 6ES7 331-7NF00-0AB015772-02
g
=±0,05 %
Термометр радиационный «Marathon»
18126-05
D
=±(0,005·t+2)
°
C
Температура
6заготовок на
выходе из печи
Модуль SM331 6ES7 331-7NF00-0AB015772-02
g
=±0,05 %
Датчик давления Метран-100-ДВ-121022235-01
g
=±0,5 %
Модуль SM331 6ES7 331-7NF00-0AB015772-02
g
=±0,05 %
Датчик давления Метран-100-ДИ-115022235-01
g
=±0,5 %
Давление
8 природного газа
после ГРУ
g
р.у.
=±0,3 %
-
g
р.у.
=±0,3 %
На каждые 10
°
С
g
т
=±(0,1+0,05P
max
/P
в
) %
g
р.у.
=±0,3 %
На каждые 10
°
С
g
т
=±(0,05+0,05P
max
/P
в
) %
g
р.у.
=±0,3 %
Модуль SM331 6ES7 331-7NF00-0AB015772-02
g
=±0,05 %
Преобразователь давления измерительный
серии 40 мод. 4382 (JUMO dTRANS p0220729-03
g
=±0,5 %
DELTA)
Модуль SM331 6ES7 331-7NF00-0AB015772-02
g
=±0,05 %
g
р.у.
=±0,3 %
лист № 6
всего листов 9
физической
Пределы допускаемой
СИпогрешности
основнойпогрешности
На каждые 1
°
С
ma
Давление
23411-02
св. 333
°
С
-
21555-01
g
=±0,5 %
g
=±0,25 % / 10
°
С
в борове
D
=±(5+
D
=±(13+
D
=±(0,25+0,0035·t)
°
С
32458-06-
21555-01
g
=±0,5 %
g
=±0,25 % / 10
°
С
от минус 50 до
50 °С
D
=±(0,8+
D
=±(1,6+
+0,0035·t)
°
С+0,0035·t)
°
С
модификация MR1S
13
max
g
=±(0,1+0,05P/P ) %
14
g
=±0,6 %
g
=±2,4 %
Таблица 2
ДиапазонСИ, входящие в состав ИК ИСГраницыГраницы
№Наименование ИК
измерений
№ в Гос. Пределы допускаемой
допускаемой допускаемой
ИКИС
величины, ед.
Наименование, тип СИреестре
о
сновн
о
й погрешн
о
сти
дополнительной
погрешностиИК рабочих
измерений ИК условиях
10 природного газа доот 0 до 1 МПа
Датчик давления Метран-100-ДИ-115022235-01
g
=±0,5 %
g
т
=±(0,05+0,05P
0
x
/P
в
) %
g
=±0,6 %
g
=±1,4 %
ГРУ
Модуль SM331 6ES7 331-7NF00-0AB015772-02
g
=±0,05 %
g
р.у.
=±0,3 %
D
=±2,5
°
С в диапазоне от
D
=±4,3
°
С в
D
=±7,0
°
С в
Преобразователь термоэлектрическийминус 40 до 333
°
С; диапазоне от 0 диапазоне от 0
11
Т
е
м
перат
у
ра д
ы
ма
от 0 до 1300 °С
кабельный ТХА-К
D
=±0,0075·t
°
С в диапазонедо 333
°
С;до 333
°
С;
Преобразователь нормирующий +0,0075·t )
°
С в +0,0075·t)
°
С в
микропроцессорный 2000НМ диапазоне св. диапазоне св.
Модуль SM331 6ES7 331-7NF00-0AB0 15772-02
g
=±0,05 %
g
р.у.
=±0,3 %
333
°
С 333
°
С
Термопреобразователь сопротивления
Т
е
м
пература
взрывозащищённый ТСМ-0595
12природного газа доПреобразователь нормирующий
ГРУмикропроцессорный 2000НМ
Модуль SM331 6ES7 331-7NF00-0AB015772-02
g
=±0,05 %
g
р.у.
=±0,3 %
Температураот 600 до
Термометр радиационный «Marathon»
18126-05
D
=±(0,005·t+2)
°
C-
D
=±(3+
D
=±(5+
металла 1
4
00 °С
М
о
д
ул
ь S
M33
1
6
E
S
7
331-
7NF00-
0
AB0
15
772-
0
2
g
=±0
,0
5 %
g
р.у.
=
±0
,3
%
+0,005·t)
°
С +0,005·t)
°
С
Да
в
лени
е
- от
м
ин
у
с 0
,0
8
Датчик давл
е
ния
М
ет
р
ан-1
00
-
Д
ИВ-1
3
10
22
235-
0
1
g
=
±0
,5
%
На каждые 10
°
С
разрежение в печидо 0,08 кПа
Модуль SM331 6ES7 331-7NF00-0AB015772-02
g
=±0,05 %
т
g
р.у.
=±0,3 %
в
Примечания
1) В таблице приняты следующие обозначения: Δ – абсолютная погрешность; γ – приведённая погрешность; t – измеренное значение температуры; γ
р.у.
– приведённая погрешность в рабочих
условиях; γ
т
– дополнительная приведённая погрешность, вызванная изменением температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне температур; P
max
– максимальныйверхний предел измерений;
P
в
– верхний предел измерений.
2) Допускается применение первичных измерительных преобразователей аналогичных типов, прошедших испытания в целях утверждения типа с аналогичными техническими и метрологическими
характеристиками
лист № 7
всего листов 9
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист паспорта типографским способом.
Комплектность средства измерений
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, программное обеспечение – в таблице 3, техническая документация – в таблице 4.
1
2
1
Таблица 3
№Наименование
Количество
1Панель оператора SIMATIC OP17
Контроллер программируемый SIMATIC
S7-300
ПО
Среда программирования
SIMATIC ProTool/Lite v.6.1
Язык программирования
Step7 v.5.2
1
1
1
1
Количество
Таблица 4
№Наименование
УМИЦ013.ТРП Прокатное производство. Цех сортового проката. «ЦСП.
1АС нагревательной печи ШПС-2» АСУ ТП «Нагревательная печь ШПС-
2». Технорабочий проект
И-РЦЭ АСУ ТП-1-020-2010 Цех сортового проката. Автоматизированная
2система регулирования параметров нагревательной печи ШПС-2.
Инструкция по эксплуатации
Система измерительная автоматизированной системы управления
3технологическим процессом нагревательной печи шаропрокатного стана
2 цеха сортового проката ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». Паспорт
Система измерительная автоматизированной системы управления
4технологическим процессом нагревательной печи шаропрокатного стана
2 цеха сортового проката ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». Методика поверки
Поверка
осуществляется по документу МП 50626-12 «Система измерительная автоматизированной
системы управления технологическим процессом нагревательной печи шаропрокатного стана 2
цехасортовогопрокатаОАО«ЕВРАЗЗСМК».Методикаповерки»,утверждённой
руководителем ГЦИ СИ ФБУ «Томский ЦСМ» 12.12.2011 г.
Основные средства поверки:
–
средства измерений в соответствии с нормативной документацией по поверке
первичных измерительных преобразователей;
–
калибратормногофункциональныйMC5-R.Основныеметрологические
характеристики калибратора приведены в таблице 5.
Наименование и тип
средства поверки
Таблица 5
Калибратор
многофункциональный
MC5-R
Основные метрологические характеристики
Диапазон измерений, номинальноеПогрешность, класс точности,
значение цена деления
Воспроизведение сигналов силы
постоянного тока в диапазоне от 0 до
20 мА (при R
нагр
= 800 Ом)Δ = ±(0,2·10
-3
·I
показ.
+ 1) мкА.
лист № 8
всего листов 9
Наименование и тип
средства поверки
Таблица 5
Основные метрологические характеристики
Диапазон измерений, номинальноеПогрешность, класс точности,
значение цена деления
Калибратор Воспроизведение сигналов термопар по
многофункциональный ГОСТ Р 8.585 в диапазоне температуры:
MC5-RТип ПР(В)
- от 0 до 200 ºСΔ = ±(4 + 2·10
-3
·Т
показ.
) мкВ;
- от 200 до 500 ºСΔ = ±2,0 °С;
- от 500 до 800 ºСΔ = ±0,8 °С;
- от 800 до 1820 ºСΔ = ±0,6 °С.
Тип ХА(К)
- от минус 200 до 0 ºСΔ = ±(0,1 + 1·10
-3
·Т
показ.
) °С;
- от 0 до 1000 ºСΔ = ±(0,1 + 0,2·10
-3
·Т
показ.
) °С;
- от 1000 до 1372 ºСΔ = ±0,3·10
-3
·Т
показ.
°С.
Компенсация температуры холодного
спая термопар в диапазоне от минус 10
до 50
°
С
Δ = ±0,1 °С.
Воспроизведение сигналов
термопреобразователей сопротивления
50М в диапазоне температуры:
- от минус 200 до 110 ºСΔ = ±0,14 °С;
- от 110 до 200 ºСΔ = ±(0,1 + 0,4·10
-3
·Т
показ.
) °С.
Примечания
1) В таблице приняты следующие обозначения: Δ – абсолютная погрешность; I
показ.
, Т
показ.
– показания
тока и температуры соответственно.
2) Разрешение для всех типов термопар 0,01 °С, R
вх
> 10 МОм.
3) Разрешающая способность для термопреобразователей сопротивления 0,01 °С
Сведения о методиках (методах) измерений
Метод измерений приведён в документе УМИЦ013.ТРП Прокатное производство. Цех
сортового проката. «ЦСП. АС нагревательной печи ШПС-2» АСУ ТП «Нагревательная печь
ШПС-2». Технорабочий проект.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к системе
измерительной автоматизированной системы управления технологическим процессом
нагревательной печи шаропрокатного стана 2 цеха сортового проката ОАО «ЕВРАЗ
ЗСМК»
1 ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем.
Основные положения.
2 УМИЦ013.ТРП Прокатное производство. Цех сортового проката. «ЦСП. АС
нагревательной печи ШПС-2» АСУ ТП «Нагревательная печь ШПС-2». Технорабочий проект.
3 И-РЦЭ АСУ ТП-1-020-2010 Цех сортового проката. Автоматизированная система
регулирования параметров нагревательной печи ШПС-2. Инструкция по эксплуатации.
Рекомендации по областям применения в сфере государственного регулирования
обеспечения единства измерений
установленных
безопасности к
Осуществлениепроизводственногоконтролязасоблюдением
законодательством Российской Федерации требований промышленной
эксплуатации опасного производственного объекта.
лист № 9
всего листов 9
Изготовитель
Открытоеакционерноеобщество«ЕВРАЗОбъединенныйЗападно-Сибирский
металлургический комбинат» (ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК»)
Юр. адрес: Россия, 654043, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ш. Космическое, д. 16
Почтовый адрес: Россия, 654043, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ш. Космическое,
д. 16
Тел. (3843) 59-59-00, факс (3843) 59-43-43
E-mail:
Интернет
Испытательный центр
ГЦИ СИ Федерального бюджетного учреждения «Государственный региональный
центр стандартизации, метрологии и испытаний в Томской области» (ФБУ «Томский ЦСМ»).
Регистрационный номер № 30113-08.
Юр. адрес: Россия, 634012, г. Томск, ул. Косарева, д.17-а
Тел. (3822) 55-44-86, факс (3822) 56-19-61, 55-36-76
Е-mail:
Интернет
Заместитель
Руководителя Федерального
агентства по техническому
регулированию и метрологииЕ.Р. Петросян
М.п.«
»
2012 г.
Готовы поверить данное средство измерений.
Поверка средств измерений.