Untitled document
Приложение к свидетельству № 49362
об утверждении типа средств измерений
лист № 1
всего листов 9
ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
Система информационно-измерительная в составе автоматизированной
системы управления технологическим процессом рудоплавильной печи № 4
ОАО «Кузнецкие ферросплавы»
Назначение средства измерений
Система информационно-измерительная в составе автоматизированной системы
управления технологическим процессом рудоплавильной печи № 4 ОАО «Кузнецкие
ферросплавы»(ИИСАСУТП)предназначенадляизмеренияпараметров
технологического процесса плавления ферросплавов в рудоплавильной печи № 4 в цехе
№ 1 ОАО «Кузнецкие ферросплавы»:
- температура расплава в печи, поверхностей конструктивных частей печи,
входящего воздуха и отходящих из печи газов, масла трансформатора и воды в
гидравлических системах печи (гидроприжим, гидроперепуск, охлаждения и перемещения
электрода);
- расход воды и давление воды в гидравлических системах печи;
- длина перемещения мантеля электрода.
Описание средства измерений
ИИС АСУ ТП представляет собой многофункциональную многоуровневую
систему с централизованным управлением и распределенной функцией измерений.
Измерительные,комплексныеисвязующиекомпонентыобразуют44
измерительных канала, объединенных в систему с трехуровневой иерархической
структурой. Перечень измерительных каналов (ИК) и состав с указанием класса точности
(КТ), класса допуска (КД) или метрологических характеристик (МХ) первичных
преобразователей приведен в таблице 1.
Первый уровень ИИС АСУ ТП состоит из первичных измерительных
преобразователей, в том числе:
-
преобразователей температуры, основанных на различных физических принципах;
-
расходомеров;
-
датчиков давления;
-
преобразователей линейных перемещений.
Второй уровень состоит из контроллера программируемого логического PLC
Modicon (Гос. реестр СИ № 18649-09) с модулями ввода аналогового сигнала.
Третий уровень состоит из панели оператора Magelis, установленной на пульте
плавильщика, и автоматизированного рабочего места (АРМ) старшего мастера на базе
персонального компьютера, работающих под управлением операционной системы
Windows и системы визуализации Monitor Pro.
В качестве измерительных преобразователей в каналах измерения температуры, в
зависимостиотпараметровконтролируемогопроцесса,используются
термоэлектрические преобразователи, термопребразователи сопротивления, в том числе с
унифицированным токовым выходом, пирометры.
Принцип действия измерительных каналов температуры, в состав которых входят
термоэлектрические преобразователи, заключается в измерении термо-ЭДС модулями
ввода аналоговых сигналов 140 ATI0300. В модулях аналогового ввода происходит
преобразование сигнала напряжения термо-ЭДС в цифровой код, который в дальнейшем
передается по сети Modbus в контроллер Modicon Quantum. В контроллере происходит
математическая обработка полученных цифровых кодов – расчет значения температуры,
на основе характеристики преобразования термоэлектрического преобразователя. При
расчете температуры учитывается поправка на температуру холодного спая в месте
лист № 2
всего листов 9
подключения термопары к модулю ввода. Температура холодного спая измеряется
встроенным термометром модуля ввода.
Принцип действия измерительных каналов температуры, в состав которых входят
термопреобразователи сопротивления, заключается в измерении сопротивления модулями
ввода аналоговых сигналов 140 ARI03000. В модулях аналогового ввода происходит
преобразование значения сопротивления в цифровой код, который в дальнейшем
передается по сети Modbus в контроллер Modicon Quantum. В контроллере происходит
математическая обработка полученных цифровых кодов – расчет значения температуры,
наосновеноминальнойстатическойхарактеристикипреобразования
термопреобразователясопротивления.При расчететемпературы контроллером
учитывается сопротивление двухпроводной линии отмодулявводадо
термопреобразователя сопротивления.
Принципдействияизмерительныхканаловдавления,расхода,линейного
перемещения и температуры, в состав которых входят первичные преобразователя с
унифицированным токовым выходом или пирометры, заключается в измерении силы
постоянного тока модулем ввода аналоговых сигналов ACI03000 или ACI05100. В
модулях аналогового ввода происходит преобразование значения силы тока в диапазоне от
4 до 20 мА в цифровой код, который в дальнейшем передается по сети Modbus в
контроллер Modicon Quantum. В контроллере происходит математическая обработка
полученных цифровых кодов – расчет значения измеряемой величины, на основе
диапазонов измерения первичных преобразователей. В измерительных каналах линейного
перемещения(положение мантеляэлектрода)начальное значение положения
автоматически определяется контроллером, при достижении электродом нижнего
граничного положения, которое может изменяться после планово-профилактических работ
в рудоплавильной печи.
Результаты измерений отображаются на панели оператора на пульте плавильщика
и передаются по сети Ethernet на АРМ старшего мастера.
№
Таблица 1 – Перечень и состав измерительных каналов
Первичный преобразователь
ИК
Наименование ИК
Тип, КТ, КД, МХ№ ГР СИ
Модуль ввода
Модификация
Измеряемый
сигнал
Температура в
ТКХ-0292,
Термо-ЭДС с
140 ATI03000НСХ
ХК(L)
1
Температура в
ТКХ-0292,
Термо-ЭДС с
140 ATI03000НСХ
ХК(L)
1
Температура в
ТКХ-0292,
Термо-ЭДС с
140 ATI03000НСХ
ХК(L)
1
4
31930-07
Термо-ЭДС с
140 ATI0300НСХ
ХК(L)
1
Преобразователь
1 зоне спекания
термоэлектрический
31930-07
электрода № 1
КД 2
Преобразователь
2 зоне спекания
термоэлектрический
31930-07
электрода № 2
КД 2
Преобразователь
3 зоне спекания
термоэлектрический
31930-07
электрода № 3
КД 2
ТемператураПреобразователь
днища ванны печи термоэлектрический
под электродом № ТКХ-0292,
1 КД 2
Температура Преобразователь
днища ванны печи термоэлектрический
под электродом №ТКХ-0292,
2КД 2
531930-07
Термо-ЭДС с
140 ATI03000НСХ
ХК(L)
1
40163-08
№
Первичный преобразователь
ИК
Наименование ИК
Тип, КТ, КД, МХ№ ГР СИ
лист № 3
всего листов 9
Модуль ввода
Модификация
Измеряемый
сигнал
6
31930-07
Термо-ЭДС с
140 ATI03000НСХ
ХК(L)
1
Температура
ТКХ-0292,
Термо-ЭДС с
140 ATI03000НСХ
ХК(L)
1
ТемператураПреобразователь
днища ванны печи термоэлектрический
под электродом № ТКХ-0292,
3КД 2
Преобразователь
7днища ванны печи
термоэлектрический
31930-07
в центре
КД 2
Преобразователь
Температуратермоэлектрический
отходящих газовТХА-1192,
КД 2
831930-07
Термо-ЭДС с
140 ATI03000НСХ
ХА(К)
1
9масла
Термо-
Температ
у
ра
преобразователь
трансформатора
сопротивления ТСМ-
0193, КД В
140 AR
I
03010
Сопротивление с
НСХ 100М
2
10
18131-09
140 AR
I
03010
Сопротивление с
НСХ 100М
2
11
18131-09
140 AR
I
03010
Сопротивление с
НСХ 100М
2
12
18131-09
140 AR
I
03010
Сопротивление с
НСХ 100М
2
электрода № 1
преобразователь
140 AR
I
03010
Сопротивление с
НСХ 100М
2
электрода № 2
преобразователь
140 AR
I
03010
Сопротивление с
НСХ 100М
2
электрода № 3
преобразователь
140 AR
I
03010
Сопротивление с
НСХ 100М
2
140 AC
I
05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
ТемператураТермо-
воздуха на выходе преобразователь
электрокалорифер сопротивления ТС-
а № 11088, КД В
Температура Термо-
воздуха на выходепреобразователь
электрокалорифер сопротивления ТС-
а № 21088, КД В
Температура Термо-
воздуха на выходепреобразователь
электрокалорифер сопротивления ТС-
а № 31088, КД В
Температура на
Терм
о
-
13выходе
сильф
о
на
сопротивления ТСМ-
40163-08
9201, КД В
Температура на
Терм
о
-
14выходе
сильф
о
на
сопротивления ТСМ-
40163-08
9201, КД В
Температура на
Терм
о
-
15выходе
сильф
о
на
сопротивления ТСМ-
40163-08
9201, КД В
Термо-
Температура впреобразователь
16бакесопротивления40903-09
гидроприжима ТСМУ-Л-32321, КТ
0,5
Температура вТермо-
17бакепреобразователь40903-09
гидроперепуска сопротивления
140 AC
I
05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
18126-05
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
18126-05
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
18126-05
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
Расходомер Взлёт
ЭМ Профи, КТ 1
30333-10
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
Расходомер Взлёт
ЭМ Профи, КТ 1
30333-10
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
Расходомер Взлёт
ЭМ Профи, КТ 1
30333-10
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
Расходомер Взлёт
ЭМ Профи, КТ 1
30333-10
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
Ротаметр KROHNE
H250, КТ 2,5
19712-02
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
Ротаметр KROHNE
H250, КТ 2,5
19712-02
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
Ротаметр KROHNE
H250, КТ 2,5
19712-02
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
Датчик давления
Метран-55, КТ 1
18375-08
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
№
Первичный преобразователь
ИК
Наименование ИК
Тип, КТ, КД, МХ№ ГР СИ
лист № 4
всего листов 9
Модуль ввода
Модификация
Измеряемый
сигнал
ТСМУ-Л-32321, КТ
0,5
Температура
18подины под
электродом № 1
Температура
19подины под
электродом № 2
Температура
20подины под
электродом № 3
Пирометр Marathon
MM,
±(0,003·(273,15+T) +
1) ˚С
Пирометр Marathon
MM,
±(0,003·(273,15+T) +
1) ˚С
Пирометр Marathon
MM,
±(0,003·(273,15+T) +
1) ˚С
Расход воды в
системе
21 охлаждения
полукольцо
электрода № 1
Расход воды в
системе
22 охлаждения
полукольцо
электрода № 2
Расход воды в
системе
23 охлаждения
полукольцо
электрода № 3
Расход воды в
системе
24 охлаждения
центральная
труботечка
Расход воды на
25выходе сильфона
электрода № 1
Расход воды на
26выходе сильфона
электрода № 2
Расход воды на
27выходе сильфона
электрода № 3
Давление на
28выходе сильфона
электрода № 1
Датчик давления
Метран-55, КТ 1
18375-08
Датчик давления
Метран-55, КТ 1
18375-08
31
18375-08
140 ACI05100
32
Датчик давления
КРТ-5, КТ 1
18375-08
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
33
Датчик давления
Метран-55, КТ 1
18375-08
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
34
Датчик давления
Метран-55, КТ 1
18375-08
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
35
Датчик давления
Метран-55, КТ 1
18375-08
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
36
Датчик давления
КРТ-С, КТ 1
18375-08
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
37
Датчик давления
Метран-55, КТ 1
18375-08
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
38
Датчик давления
КРТ-С, КТ 1
18375-08
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
39
Датчик давления
Метран-55, КТ 1
18375-08
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
40
Датчик давления
КРТ-С, КТ 1
18375-08
140 ACI05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
41
18375-08
140 ACI05100
35277-07
140 ACI03000
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
35277-07
140 ACI03000
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
Первичный преобразователь
№
ИК
Наименование ИК
Тип, КТ, КД, МХ№ ГР СИ
лист № 5
всего листов 9
Модуль ввода
Модификация
Измеряемый
сигнал
140 AC
I
05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
Давление на
29выходе сильфона
электрода № 2
Давление на
30выходе сильфона
электрода № 3
140 AC
I
05100
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
Датчик давления
Метран-55, КТ 1
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
Давление на входе
гидроприжима
Давление в
системе
перемещения
электрода № 1
Давление в
системе
перемещения
электрода № 2
Давление в
системе
перемещения
электрода № 3
Давление в
верхнем кольце
электрода № 1
Давление в
нижнем кольце
электрода № 1
Давление в
верхнем кольце
электрода № 2
Давление в
нижнем кольце
электрода № 2
Давление в
верхнем кольце
электрода № 3
Давление в
нижнем кольце
электрода № 3
Давление на входе
гидроперепуска
Датчик давления
Метран-55, КТ 1
Токовый сигнал
4 – 20 мА
3
Преобразователь
Положениелинейных
42 мантеля электрода перемещений BTL-5-
№ 1E10-M1300-P-S32,
±1 см
ПоложениеПреобразователь
43 мантеля электродалинейных
№ 2перемещений BTL-5-
№
Первичный преобразователь
ИК
Наименование ИК
Тип, КТ, КД, МХ№ ГР СИ
лист № 6
всего листов 9
Модуль ввода
Модификация
Измеряемый
сигнал
E10-M1300-P-S32,
±1 см
Токовый сигнал
4 – 20 мА
Преобразователь
Положениелинейных
44 мантеля электрода перемещений BTL-5- 35277-07140 ACI03000
3
№ 3E10-M1300-P-S32,
±1 см
Примечания:
1. Номинальная статическая характеристика (НСХ) термоэлектрических преобразователей
по ГОСТ Р 8.585-2001.
2. НСХ термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-2009.
3. Унифицированный токовый сигнал по ГОСТ 26.011-80.
4. Все ИК объединены контроллером Modicon Quantum.
Программное обеспечение
Специальное программное обеспечение ИИС АСУТП представляет собой проект,
состоящий из набора секций с программным кодом и связей между ними. Метрологически
значимая часть программного обеспечения состоит из секции metrology, в которой
хранятся настройки ИИС АСУТП (алгоритмы преобразования аналоговых сигналов в
значения физической величины). Программирование контроллера осуществляется с
помощью среды программирования Concept Programming Unit версии не ниже 2.6 для
контроллеров Schneider Electric. При программировании контроллера, совместимость
нового проекта с ранее загруженным в контроллер, проверяется автоматически
резидентной системной утилитой. Загрузка нового проекта в контроллер возможна только
после снятия аппаратного ключа защиты memory protect. Изменение метрологически
значимой части программного обеспечения возможно только при санкционированном
доступе к памяти контроллера для изменения характеристики преобразования первичных
преобразователей.
Нормирование погрешностей измерительных каналов вполнено с учётом влияния
программного обеспечения.
Уровень защиты метрологически значимой части программного соответствует
уровню «С» по МИ 3286-2010
Идентификацияметрологически значимой части программного обеспечения
осуществляется копированием из памяти контроллера секции metrology во внешний файл,
а затем расчета его цифрового идентификатора по алгоритму MD5.
Наименование
программного
обеспечения
Номер версии
программного
обеспечения
Таблица 2 – Идентификационные данные метрологически значимой части программного
обеспечения
ИдентификационнЦифровойАлгоритм
ое наименование идентификатор вычисления
программногопрограммногоцифрового
обеспечения обеспечения идентификатора
Модуль метрологии metrology-Приведен вMD5
паспорте и в
свидетельстве
о поверке ИИС
АСУТП
лист № 7
всего листов 9
Метрологические и технические характеристики
Количество измерительных каналов.........................................................................................44
Диапазоны измерений и пределы допускаемой абсолютной (Δ), приведенной (γ) или
относительной (δ) погрешности для различных измерительных каналов указаны в
таблице 3.
10
ç÷
æö
Q
d = ±
1
+
%
ç÷
Q
Таблица 3 - Диапазоны измерений и пределы допускаемой погрешности ИК
№ ИКДиапазон измеренийДопускаемая погрешность
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7от минус 40 до плюс 300 ˚СΔ = ±4 ˚С
от 300 до 600 ˚СΔ = ±(0,0075·T+1) ˚С,
где T – измеренное значение
температуры, ˚С
8от минус 40 до плюс 300 ˚СΔ = ±5 ˚С
9, 10, 11, 12, 13, 14, от минус 50 до плюс 180 ˚СΔ = ±2 ˚С
15
16, 17от 0 до 100 ˚Сγ = ±1,5 %
18, 19, 20от 300 до 1400 ˚С Δ = ±(0,003·(T+273,15) + 12) ˚С,
где T – измеренное значение
температуры, ˚С
21, 22, 23, 24от 0,34 до 13,58 м
3
/ч
, где Q –
èø
измеренное значение расхода
25, 26, 27от 0,63 до 6,3 м
3
/ч
d = ±
æ
2,5
+
10
ö
%
, где Q –
èø
измеренное значение расхода
28, 29, 30от 0 до 2,5 Мпа (от 0 до 24,5 γ = ±2 %
кгс/см
2
)
31от 0 до 4 Мпа (от 0 до 39,2 γ = ±2 %
кгс/см
2
)
32, 33, 34, 35, 36, 37, от 0 до 25 Мпа (от 0 до 245 γ = ±2 %
38, 39, 40, 41кгс/см
2
)
42, 43, 44,от 0 до 130 смΔ = ±3 см
Рабочие условия применения технических средств:
температураокружающеговоздухапервичныхпреобразователей,(кроме
термоэлектрических преобразователей и
термопреобразователей сопротивления)
°
С...........................................................от 0 до плюс 40
температура окружающего воздуха модулей аналогового ввода,
°
С..........................от 20 до 35
напряжение сети питания, В .......................................................................................от 198 до 242.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист документа Н220.Р9ПС
«Системаинформационно-измерительнаявсоставеавтоматизированнойсистемы
управления технологическим процессом рудоплавильной печи № 4 ОАО «Кузнецкие
ферросплавы» Паспорт».
Комплектность средства измерений
Комплектность ИИС АСУТП представлена в таблице 4.
лист № 8
всего листов 9
Таблица 4 – Комплектность
НаименованиеТип, обозначениеКоличество
Измерительные компоненты в соответствии с таблицей 1
Modicon Quantum 1 шт.
Magelis 1 шт.
АРМ 1 шт.
Н220.Р9ПС 1 шт.
Контроллер программируемый
Панель оператора
Автоматизированное рабочее место
Система информационно-измерительная в
составе автоматизированной системы
управления технологическим процессом
рудоплавильной печи № 4 ОАО «Кузнецкие
ферросплавы». Паспорт
Система информационно-измерительная в
составе автоматизированной системы
управления технологическим процессом
рудоплавильной печи № 4 ОАО «Кузнецкие
ферросплавы». Методика поверки
Н220.Р9Д11 шт.
Поверка
Поверка осуществляется по документу Н220.Р9Д1 «Система информационно-
измерительная в составе автоматизированной системы управления технологическим
процессомрудоплавильнойпечи№4ОАО«Кузнецкиеферросплавы».
Методика поверки», утвержденному ФГУП «СНИИМ» в октябре 2012 г. Основное
поверочное оборудование – калибратор электрических сигналов СА 150. Диапазон
воспроизведения сигналов тепмоэлектрических преобразователей от 0 до 1372 °С;
погрешность±(0,02·10
-2
·T
к
+0,5) °С.Диапазонвоспроизведениясигналов
термопреобразователей сопротивления от минус 50 до 200 °С; погрешность ±(0,025·10
-2
·T
к
+0,3) °С. Диапазон воспроизведения силы постоянного тока от 4 до 20 мА;
погрешность ±(0,025·10
-2
·I
к
+0,003) мА.
Поверка преобразователей термоэлектрических осуществляется по ГОСТ 8.338-
2002 «Преобразователи термоэлектрические. Методика поверки».
Поверка тепрмопреобразователей сопротивления осуществляется по ГОСТ Р 8.624-
2006 «ГСИ. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Методика поверки»
Поверка термопреобразователей сопротивления с унифицированным токовым
сигналом ТСМУ-Лосуществляется разделом 3 «Методика поверки» руководства по
эксплуатации 2.821.129 РЭ, согласованного с ФБУ «Челябинский ЦСМ» в 2009 г.
Поверка пирометров Marathon MM осуществляется в соответствии с методикой
поверки «Термометры радиационные «Marathon». Методика поверки», утвержденной
ГЦИ СИ «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» 19.05.2005 г.
Поверка расходомеров Взлёт ЭМ Профи осуществляется в соответствии разделом
«Методика поверки» руководства по эксплуатации ШКСД.407112.000 РЭ, согласованным
ГЦИ СИ ВНИИР в июне 2005 г.
Поверка ротаметров KROHNE H250 осуществляется по ГОСТ 8.122-85 «ГСИ.
Ротаметры. Методика поверки».
Поверка датчиков давления Метран-55 осуществляется в соответствии с МИ 4212-
012-2001 «Датчики (измерительные преобразовательные) типа «Метран». Методика о
поверке».
лист № 9
всего листов 9
Поверка датчиков
давления КРТ-5 и КРТ-С осуществляется в соответствии
с МИ
1997-89 «Преобразователи давления измерительные. Методика поверки».
Сведения о методиках (методах) измерений
МетодикаизмеренийприведенавдокументеН220.Р9РЭ«Система
информационно-измерительная в составе автоматизированной системы управления
технологическим процессом рудоплавильной печи № 4 ОАО «Кузнецкие ферросплавы»
Руководство по эксплуатации».
Нормативныедокументы,устанавливающиетребованияксистеме
информационно-измерительной в составе автоматизированной системы управления
технологическимпроцессомрудоплавильнойпечи №4ОАО «Кузнецкие
ферросплавы»:
ГОСТ Р 8.596-2002 Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные
положения
ГОСТ 22261-94Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие
технические условия
Рекомендации по областям применения в сфере государственного регулирования
обеспечения единства измерений
установленных
безопасности к
Осуществление производственного контроля за соблюдением
законодательством Российской Федерации требований промышленной
эксплуатации опасного производственного объекта.
Изготовитель
Открытое акционерное общество «Кузнецкие ферросплавы».
Адрес: 654032, г. Новокузнецк, Обнорского, 170,
тел. (3843) 398-120, факс (3843) 373-918.
Испытательный центр
Федеральноегосударственноеунитарноепредприятие«Сибирский
государственныйорденаТрудовогоКрасногоЗнаменинаучно-исследовательский
институт метрологии» (ФГУП «СНИИМ»).
Аттестат аккредитации №30007-09.
Адрес: 630004, г. Новосибирск, проспект Димитрова, д. 4,
тел. (383)210-08-14, факс (383)210-13-60.
Заместитель
Руководителя Федерального
агентства по техническомуФ.В. Булыгин
регулированию и метрологии
М.п. «____»___________ 20___ г
Готовы поверить данное средство измерений.
Поверка средств измерений.