Приложение к свидетельству № 49356
об утверждении типа средств измерений
Лист № 1
всего листов 7
ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
Система измерительная автоматизированной системы управления
технологиче-
ским процессом электролиза «ТРОЛЛЬ-5К» ОАО «РУСАЛ Новокузнецк»
Назначение средства измерений
Система измерительная автоматизированной системы управления технологическим
процессом электролиза «ТРОЛЛЬ-5К» ОАО «РУСАЛ Новокузнецк» (далее ИС) предназначе-на
для измерений напряжения постоянного тока электролизёров, постоянного тока серии
электролизёров, напряжения постоянного тока корпусов электролизёров, автоматического не-
прерывного контроля технологических параметров процесса электролиза алюминия, их ви-
зуализации, регистрации и хранения; диагностики состояния технологического оборудования
ИС, выполнения функции выдачи речевых сообщений.
Описание средства измерений
ИС является средством измерений единичного производства. Конструкция ИС пред-
ставляет собой трёхуровневую систему, построенную по иерархическому принципу. В состав
ИС входят 412 измерительных каналов. Измерительные каналы (ИК) ИС состоят из следую-
щих компонентов (по ГОСТ Р 8.596-2002):
1) измерительные компоненты – блоки аналогового сигнала ТС.016.015.000, измери-
тельные преобразователи (ИП) 73L-IV10 и 73L-IV1, предназначенные для измерений аналого-
вых сигналов напряжения постоянного тока и преобразования измеренных значений в цифро-
вой код; катушки электрического сопротивления Р321, предназначенные для измерений по-
стоянного тока серии, и делители напряжения, предназначеные для измерений напряжения
постоянного тока корпуса электролизёров (нижний уровень ИС);
2) комплексные компоненты –
микроконтроллеры программируемые (ПЛК) Octagon
6050, входящие в состав блоков управления электролизерами (БУ) и контроллера тока и на-
пряжения серии (КТНС), предназначенные для сбора, обработки и
передачи информации о
параметрах технологического процесса электролиза алюминия на верхний уровень ИС, пере-
дачи параметров работы электролизеров для отображения на дисплеях БУ, формирования
сигналов управления исполнительными механизмами и электролизерами (средний уро-
вень ИС);
3) вычислительные компоненты – серверы реального времени и базы данных; автома-
тизированные рабочие места (АРМ) операторов корпуса, АРМ старших мастеров, АРМ тех-
нологов, предназначенные для представления информации обслуживающему и технологиче-
скому персоналу (верхний уровень ИС);
4) связующие компоненты – модули дискретного ввода-вывода UNIO48-5, маршрути-
заторы, концентраторы сети корпуса;
5) вспомогательные компоненты – технические устройства, обеспечивающие нор-
мальное функционирование ИС и не участвующие непосредственно в измерительных преоб-
разованиях (источники бесперебойного питания, блоки питания, пульт управления, системы
обогрева шкафов и т.д.).
Структурная схема ИС приведена на рисунке 1.
Лист № 2
всего листов 7
Рисунок 1 – Структурная схема ИС
Лист № 3
всего листов 7
ИС обеспечивает выполнение следующих основных функций:
1) измерение и отображение текущих значений технологических параметров, даты и
времени;
2) регистрация сообщений об ошибках, функционирование световой и звуковой сиг-
нализации;
3) хранение в базе данных сервера параметров анодных эффектов;
4) конфигурирование и настройка параметров ИС (изменение уставок технологиче-
ских параметров, установление запретов на управление электролизером и др.);
5) диагностика состояния технических и программных средств ИС.
Принцип работы группы измерительных каналов «рабочее напряжение электролизё-
ра» основан на измерении напряжения постоянного тока подаваемого на вход блока аналого-
вого сигнала ТС.016.015.000 и преобразовании измеренного значения в цифровой код ИП
73L-IV10, с дальнейшей передачи цифрового кода в ПЛК Octagon 6050 и по сети ArcNet че-
рез концентратор данных на сервер.
Принцип работы группы измерительных каналов «ток серии» основан на измерении
силы постоянного тока подаваемого на катушку электрического сопротивления Р321. Сила
постоянного тока, протекающего через катушку электрического сопротивления Р321 преобра-
зовывается в напряжение постоянного тока и пропорциональна силе постоянного тока, проте-
кающей в серии электролизёров с установленным коэффициентом. Падение напряжения по-
стоянного тока преобразуется ИП 73L-IV1 в цифровой код, затем передаётся в ПЛК Octagon
6050 и по сети ArcNet через концентратор данных на сервер.
Принцип работы группы измерительных каналов «напряжение корпуса» основан на
измерении напряжения постоянного тока подаваемого на вход делителя напряжения и преоб-
разовании измеренного значения в цифровой код через ИП 73L-IV10, с дальнейшей передачи в
ПЛК Octagon 6050 и по сети ArcNet через концентратор данных на сервер.
Сервер данных осуществляет приём и хранение базы данных с результатами измерений
и журналом сообщений. Сервер реального времени осуществляет синхронизацию времени.
Автоматизированные рабочие места реализуют пользовательский интерфейс для ра-
боты с данными и управления объектами автоматизации. Доступ к данным и средства управ-
ления предоставлены службами серверов системы ТРОЛЛЬ-5. Использование стандартной
технологии публикации серверов позволяет АРМ работать в любой операционной системе и
находиться в произвольном месте сети завода.
АРМ оператора корпуса, оснащенный звуковой платой SoundBlaster, осуществляет
контроль событий на электролизере и воспроизводит звуковые сообщения, автоматически вы-
даваемые в корпус электролизёров.
Технологическая сеть ArcNet объединяет БУ, КТНС и маршрутизатор. Связь серверов
и АРМ осуществляется по сети Ethernet.
Отображение результатов измерений осуществляется на автоматизированных рабо-
чих местах.
Программное обеспечение
Структура и функции программного обеспечения (ПО) ИС:
–
ПО «АРМ монитор», разработанное в среде
программирования С++, функциони-
рует в операционной системе Windows NT и осуществляет отображение измеренных значений
параметров технологического процесса, архивных данных, журнала сообщений, сигналов сиг-
нализации;
–
ПО «ТРОЛЛЬ-5», устноавленое на сервере, фукнкционирует в операционной сис-
теме Windows 2000 и осуществляет приём данных из ПЛК Octagon 6050, хранение архивных
данных и сообщений в системе управления базой данных (СУБД) MS SQL Server 2000;
–
встроенное ПО ПЛК Octagon 6050 (метрологически значимая часть ПО ИС), разра-
ботанное в в Borland С++, функционирует в операционной системе ROM DOS и осуществляет
автоматизированный сбор, обработку и передачу измерительной информации на сервер, диаг-
ностику оборудования, обеспечение работы предупредительной и аварийной сигнализации.
Лист № 4
всего листов 7
Идентификация метрологически значимой части ПО ИС осуществляется копировани-
ем из памяти ПЛК Octagon 6050 БУ для группы ИК «рабочее напряжение электролизёра»
файла «TROLL0.exe» и из памяти ПЛК Octagon 6050 КТНС для групп ИК «ток серии» и «на-
пряжения корпуса» файла
«CURRESENS.exe», а затем выполнением расчёта хэш-кода этих
файлов по алгоритму MD5. Идентификационные данные приведены в таблице 1.
Наименование
программного
обеспечения
TROLL0.exe
–
MD5
CURRE-
SENS.exe
-
1A1FE2D7FE8C572F
08F964EB52EF4BC7
МD5
Таблица 1
Идентифика-
ционное на-
именование
программного
обеспечения
Номер версии
(идентифи-
кационный номер)
программного
обеспечения
Алгоритм вычис-
ления цифрового
идентификатора
программного
обеспечения
ПО ПЛК
Octagon 6050 БУ
Цифровой иденти-
фикатор программ-
ного обеспечения
(контрольная сумма
исполняемого кода)
6220EF99D30783542
5B9867114FF4D6A
ПО ПЛК
Octagon 6050
КТНС
Метрологические характеристики ИС нормированы с учетом ПО ПЛК Octagon 6050.
Защита ПО ПЛК Octagon 6050 соответствует уровню «А» по классификации
МИ 3286-2010. Для защиты программного обеспечения
АРМ и серверов от
непреднамерен-
ных и преднамеренных изменений реализован алгоритм авторизации пользователей. Защита
ПО АРМ и сервера соответствует уровню «С» по классификации МИ 3286-2010.
Метрологические и технические характеристики
1) Метрологические характеристики групп ИК ИС приведены в таблице 2.
2) Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений времени ± 5 с.
3) Параметры электрического питания:
–
напряжение питания постоянного тока, Вот 12 до 42;
–
напряжение питания переменного тока, Вот 198 до 242;
–
частота, Гцот 49,6 до 50,4.
4) Условия эксплуатации:
а) измерительных и связующих компонентов ИС:
–
температура окружающего воздуха, °Сот 10 до 30;
–
относительная влажность окружающего воздуха при 25 °С, %от 40 до 80;
–
атмосферное давление, кПаот 90 до 110;
б) комплексных и вычислительных компонентов ИС:
–
температура окружающего воздуха, °Сот 15 до 25;
–
относительная влажность окружающего воздуха при 25 °С, %от 40 до 80;
–
атмосферное давление, кПаот 90 до 110.
5) Средний срок службы ИС, лет, не менее8.
Коли-
чество
ИК ИС
, шт.
Компоненты, входящие
в состав ИК ИС
404
от 0 до 10 В
γ= ± 1 %
Таблица 2
Номер Наименование
группыгруппы
ИК ИСИК ИС
Диапазон из-
мерений фи-
зической ве-
личины,
ед. измерений
12
3
4
Границы допускае-
мой приведённой
погрешности изме-
рений ИК ИС, в ра-
бочих условиях
6
Рабочее на-
1пряжение
электролизера
5
Блок аналогового сигнала
ТС.016.015.000
Измерительный преобразо-
ватель 73L-IV10
ПЛК Octagon 6050
Лист № 5
всего листов 7
2
Ток серии
γ= ± 3 %
3
Напряжение
корпуса
γ= ± 1 %
1
2
34
6
3от 0 до 5 А
5от 0 до 600 В
5
Катушки электрического со-
противления Р321
Измерительный преобразо-
ватель 73L-IV1
ПЛК Octagon 6050
Делитель напряжения
Измерительный преобразо-
ватель 73L-IV10
ПЛК Octagon 6050
Примечание – В таблице принято следующее обозначение: γ – приведённая погрешность, %
Знак утверждения типа
наносится в виде наклейки на титульный лист документа «Система измерительная автомати-
зированной системы управления технологическим процессом электролиза «ТРОЛЛЬ-5К»
ОАО «РУСАЛ Новокузнецк». Паспорт».
Комплектность средства измерений
В комплект ИС входят технические средства, специализированные программные
средства, а также документация, представленные в таблицах 3 – 5, соответственно.
Измерительные и комплексные компоненты ИС представлены в таблице 3, вычисли-
тельные и вспомогательные компоненты представлены в таблице 4, программное обеспечение
(включая программное обеспечение ПЛК Octagon 6050) – в таблице 4, техническая докумен-
тация – в таблице 5.
№
Наименование
ПО
1
209
2
1
3
1
4
3
5
6
Таблица 4
Количество,
шт.
IBM- совместимые микроконтроллеры про-
граммирумые Octagon 6050 с процессором
386SX/25 МГц
Сервер реального времени, построенный на
базе промышленного компьютера (Pentium,
500 кГц, RAM 256 Мб)
Сервер хранимых данных, построенный на
базе промышленного компьютера
(2XP – 500, 1Гб RAM, 50 Гб HDD)
Операционная система:
ROM DOS;
прикладное ПО
Операционная система:
Windows 2000 Server;
прикладное ПО «ТРОЛЛЬ-5»
Операционная система: Win-
dows 2000 Server;
СУБД MS SQL Server 2000;
прикладное ПО «ТРОЛЛЬ-5»
ПО «АРМ монитор»
Операционная система: Win-
dows 95/98, NT,2000,XP
Автоматизированные рабочие места
(Pentium, 300, 128 RAM, 1Гб HDD, звуковая
платаSoundBlaster, сетевая плата EtherNet,
монитор 17’’)
Маршрутизатор, построенный на базе ком-
плекса промышленных компьютеров (P - 300,
Операционная система: UNIX
Обозначение
Таблица 3
№Наименование
1Блок аналогового сигнала
2Измерительный преобразователь
3Микроконтроллер программирумый
4Катушки электрического сопротивления
5Измерительный преобразователь
6Делитель напряжения
ТС.016.015.000
73L-IV10
Octagon 6050
Р321
73L-IV1
–
Количест-
во,шт.
206
409
209
3
3
3
Лист № 6
всего листов 7
№
6
4
Таблица 4
НаименованиеПО
Количество,
шт.
128 RAM, 500 Мб HDD)
Источник бесперебойного питания–
SMART UPS 500
№
Наименование
1
1
2
1
3
1
4
1
Таблица 5
Количество,
шт.
Блок управления электролизёром ТРОЛЛЬ-5К1. Техническое описание и
инструкция по эксплуатации для оперативного и ремонтного персонала
№ 31-091/05. Система автоматизации процесса электролиза ТРОЛЛЬ -5.
Техническое описание
Система измерительная автоматизированной системы управления техно-
логическим процессом электролиза «ТРОЛЛЬ-5К» ОАО «РУСАЛ Ново-
кузнецк». Паспорт
МП 176-12 ГСИ. Система измерительная автоматизированной системы
управления технологическим процессом электролиза «ТРОЛЛЬ-5К»
ОАО «РУСАЛ Новокузнецк». Методика поверки
Поверка
осуществляется по документу МП 176-12 «ГСИ. Система измерительная автоматизированной
системы управления технологическим процессом электролиза «ТРОЛЛЬ-5К» ОАО
«РУСАЛ
Новокузнецк». Методика поверки», утвержденному руководителем ГЦИ СИ ФБУ «Томский
ЦСМ» 31 октября 2012 г.
Основные средства поверки:
–
калибратор программируемый П320;
–
калибратор тока программируемый П321.
Основные метрологические характеристики калибраторов приведены в таблице 6.
Наименование и тип
средства поверки
Таблица 6
Основные метрологические характеристики
диапазон измерений,погрешность, класс
номинальное значениеточности, цена деления
Калибратор программи- Воспроизведения напряжения
руемый П320постоянного тока в диапазонах:
от 0 до 10 В;Δ = ± (20∙U
показ.
+ 40) мкВ;
от 10 до 100 В;Δ = ± (40∙U
показ.
+ 500) мкВ;
от 100 до 1000 В Δ = ± (0,05∙U
показ.
+ 5) мВ
Калибратор тока про-Воспроизведение сигналов силы по-
граммируемый П321стоянного тока в диапазоне
от 0,01 мкА до 10 АΔ = ± (0,1∙I
показ.
+ 0,5) мА
Примечание – В таблице приняты следующие обозначения: КТ – класс точности;
Δ – абсолютная погрешность; δ – относительная погрешность; I
показ,
U
показ.
– показания силы
и напряжения постоянного тока соответственно
Сведения о методиках (методах) измерений
Описание метода измерений содержится в техническом описании и инструкции
по
эксплуатации для оперативного и ремонтного персонала «Блок управления электролизёром
ТРОЛЛЬ-5К1».
Лист № 7
всего листов 7
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к Системе изме-
рительной автоматизированной системы управления технологическим процессом элек-
тролиза «ТРОЛЛЬ-5К» ОАО «РУСАЛ Новокузнецк»
1 ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Ос-
новные положения.
2 ГОСТ Р 51841-2001 Программируемые контроллеры. Общие технические требова-
ния и методы испытаний.
3 ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие
технические условия.
4 ТИ 451.01.02-2010 Производство алюминия-сырца на электролизёрах с самообжи-
гающими анодами с верхним токоподводом.
5 Т-020-00-00-00 Система автоматизированного управления технологическим процес-
сом электролиза алюминия «ТРОЛЛЬ-5К1» ОАО «Новокузнецкий алюминиевый завод». Тех-
норабочий проект.
Рекомендации по областям применения в сфере государственного регулирования обес-
печения единства измерений
Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законо-
дательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации
опасного производственного объекта.
Изготовитель
Открытое акционерное общество «РУСАЛ Новокузнецкий Алюминиевый Завод»
(ОАО «РУСАЛ Новокузнецк»)
Россия, 654000, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, Ферросплавный проезд, 7.
Тел. (3843) 39-73-22, факс (3843) 37-48-29
Сайт:
Испытательный центр
Федеральное бюджетное учреждение «Государственный региональный центр стан-
дартизации, метрологии и испытаний в Томской области» (ФБУ «Томский ЦСМ»)
Юридический адрес 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:
Сайт:
Аттестат аккредитации государственного центра испытаний средств измерений
№30113-08 от 04.08.2011 г.
Заместитель
Руководителя Федерального
агентства по техническому
регулированию и метрологииФ.В. Булыгин
М.п.«
»
2012 г.
Готовы поверить данное средство измерений.
Поверка средств измерений.
