Приложение к свидетельству № 49596
об утверждении типа средств измерений
Лист № 1
Всего листов 9
ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
СистемаизмерительнаялитейноймашиныWagstaffОАО«РУСАЛ
Новокузнецк»
Назначение средства измерений
Система измерительная литейной машины Wagstaff ОАО «РУСАЛ Новокузнецк»
(далее – ИС) предназначена для измерений уровня (металла, воды), давления (воды, воздуха,
масла), объёмного расхода (воды), температуры (воды), скорости
(литья);
автоматического
контроля технологических параметров, их визуализации, регистрации и хранения,
диагностики состояния технологического оборудования ИС, формирования сигналов
предупредительной, аварийной и звуковой сигнализации.
Описание средства измерений
ИС является средством измерений единичного производства. Конструкция ИС
представляет собой трехуровневую систему, построенную по иерархическому принципу. В
состав ИС входят 9 измерительных каналов. Измерительные каналы (ИК) ИС состоят из
следующих компонентов (по ГОСТ Р 8.596):
1) измерительные компоненты – первичные измерительные преобразователи (ПИП),
имеющие нормированные метрологические характеристики (нижний уровень ИС);
2) комплексные компоненты – контроллер программируемый SIMATIC S7-300 и
устройства распределенного ввода-вывода SIMATIC ET200 (средний уровень ИС);
3) вычислительные компоненты – автоматизированное рабочее место (АРМ)
оператора и сервер (верхний уровень ИС).
Связующие компоненты – технические устройства и средства связи, используемые
для приема и передачи сигналов, несущих информацию об измеряемой величине от одного
компонента ИС к другому.
Структурная схема ИС приведена на рисунке 1.
ПринципдействияИСзаключаетсявследующем.ИСфункционируетв
автоматическом режиме. Первичные измерительные преобразователи выполняют измерение
физических величин и их преобразование в унифицированный сигнал постоянного тока (от 4
до 20 мА). Контроллер программируемый SIMATIC S7-300 (далее контроллер) измеряет
аналоговыеунифицированные выходныесигналыизмерительных преобразователей,
выполняет их аналого-цифровое преобразование, переводит цифровые коды в значения
технологических параметров, выполняет вычислительные и логические операции, проводит
диагностику оборудования, формирует сигналы предупредительнойиаварийной
сигнализации. Контроллер по цифровому каналу передает информацию на сервер. Сервер
выполняет архивирование информации, ее хранение и предоставляет данные на АРМ
оператора. АРМ оператора обеспечивает отображение параметров технологического
процесса, информации о состоянии оборудования ИС, настройку сигнализации, регуляторов.
ИС обеспечивает выполнение следующих основных функций:
1) измерение и отображение значений физических величин, характеризующих
технологический процесс;
2) автоматическая диагностика состояния технологического оборудования;
3) контроль протекания технологического процесса;
4) формирование и отображение сигналов предупредительной, аварийной и
звуковой сигнализации;
Лист № 2
Всего листов 9
Рисунок 1 – Структурная схема ИС
Лист № 3
Всего листов 9
5) формирование архивов тревог и событий;
6) выполнение функции защиты оборудования, программного обеспечения и данных
от несанкционированного доступа на физическом и программном уровне.
Программное обеспечение
Структура и функции программного обеспечения ИС:
–
программноеобеспечениеАРМоператорафункционируетвсистеме
HMI/SCADA-система Proficy iFix GE Fanuc и осуществляет отображение измеренных
значений параметров технологического процесса, архивных данных, журнала сообщений,
сигналов сигнализации, а также настройку сигнализации и регуляторов;
–
программное обеспечение (ПО) сервера фукнкционирует в системе HMI/SCADA-
система Proficy iFix GE Fanuc и осуществляет прием данных из контроллера, хранение
архивных данных и сообщений в СУБД MS SQL Server и СУБД Historian Wonderware;
–
встроенноеПОконтроллерапрограммируемогоSIMATICS7-300
(метрологически значимая часть ПО ИС) функционирует в системе программирования STEP 7
и осуществляет автоматизированный сбор, обработку и передачу измерительной
информации на сервер, диагностику оборудования, обеспечение работы предупредительной,
аварийной и звуковой сигнализации.
Идентификация метрологически значимой части ПО ИС (ПО контроллера)
выполняется с помощью программатора и USB/MPI адаптера по команде оператора, доступ
защищен паролем. Идентификационные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1
Наименова-
ние про-
граммного
обеспечения
Идентифика-
ционное
наименование
программного
обеспечения
Цифровой идентификатор
программного обеспечения
(контрольная сумма
исполняемого кода)
Номер
версии
(иденти-
фикационный
номер)
программного
обеспечения
Алгоритм
вычисления
цифрового
идентификато-
ра
программного
обеспечения
Проект в
системепроект: NKAZ-
программиров C12
ания STEP 7
Для файла конфигурации
проекта NKAZ-C12:
–subblk.dbtMD5
6A298B76927771A10CC8E09
58A130F
Метрологические характеристики ИС нормированы с учетом ПО контроллера. Защита
программного обеспечения контроллера программируемого SIMATIC S7-300
соответствует уровню «А» по классификации МИ 3286-2010. Для защиты программного
обеспечения АРМ оператора и сервера от непреднамеренных и преднамеренных изменений
реализован алгоритм авторизации пользователей. Защита ПО АРМ оператора и сервера
соответствует уровню «С» по классификации МИ 3286-2010.
Метрологические и технические характеристики
1 Метрологические характеристики и характеристики
погрешности измерительных
каналов ИС приведены в таблице 2.
2 Параметры электрической сети питания:
Лист № 4
Всего листов 9
–
напряжение питания переменного тока, В
–
частота, Гц
–
напряжение питания постоянного тока, В
от 198 до 242;
от 49,6 до 50,4;
от 21,6 до 26,4.
3 Параметры выходных сигналов с первичных измерительных преобразователей:
–
электрический ток, мАот 4 до 20.
4Параметры модулей ввода аналоговых сигналов:
а) контроллера:
–
модуль 6AG1 331-7KF02-2AB0от 4 до 20 мА;
–
модуль 6ES7 331-7KF02-2AB0от 4 до 20 мА;
б) устройства распределенного ввода-вывода ET200 (далее устройства):
–
модуль 6ES7 134-4GB01-0AB0от 4 до 20 мА.
5 Коммуникационные каналы и интерфейсы:
–
информационный обмен между измерительными (первичными измерительными
преобразователями)икомплекснымикомпонентамиосуществляетсяпокабелям
контрольным с медными жилами с ПВХ изоляцией. Параметры линий связи удовлетворяют
требованиям ГОСТ 18404.0 и ГОСТ 26411;
–
информационный обмен между компонентами среднего и верхнего уровней ИС
осуществляется посредством промышленной информационной сети PROFIBUS DP. Линии
связи построены на основе медного кабеля (экранированная витая пара SINEC L2).
от 20 до 70;
от 0 до 30;
от 0 до 40;
от 20 до 40;
от 10 до 45;
6 Условия эксплуатации:
6.1 измерительных и связующих компонентов ИС:
а) температура окружающего воздуха, °С:
1) лазерные датчики Selcom LMI
2) преобразователи давления измерительные S-10,
датчик давления DS
3) преобразователь расхода вихревой ЭМИС-ВИХРЬ 200,
счетчик-расходомер массовый Micro Motion
4) датчик температуры 248
5) преобразователь измерительный
давления и уровня Waterpilot
б) относительная влажность
окружающего воздуха при 25 °С, %
в) атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.)
от 40 до 98;
от 84 до 106,7
(от 630 до 800).
от 15 до 35;
6.2 комплексных компонентов, сервера ИС и АРМ оператора:
а) температура окружающего воздуха, °С
б) относительная влажность
окружающего воздуха при 25 °С, %
в) атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.)
Средний срок службы ИС, лет, не менее
от 40 до 80;
от 84 до 106,7
(от 630 до 800).
10.
Лист № 5
Всего листов 9
Диапазон
измерений
физической
величины, ед.
измерений
Номер в
Гос. реестре
СИ
Границы
допускаемой
основной
погрешности
ИК
Границы
допускаемой
погрешности
ИК в рабочих
условиях
Лазерный датчик Selcom LMI
не нормируется
не нормируется
*
1
Уровень
металла
литейного
стола
от 0 до 200 мм
γ=±0,5 %
Температурный
коэффициент
±0,005 % /К
15772-06
Δ=±3,0 мм
Δ=±3,0 мм
Лазерный датчик Selcom LMI
не нормируется
не нормируется
*
2
Уровень
металла
литейного
стола
от 0 до 200 мм
Модуль ввода аналоговых сигналов
6AG1 331-7KF02-2AB0
γ=±0,5 %
15772-06
Δ=±3,0 мм
Δ=±3,0 мм
γ=±0,5 %
γ
t
=±0,2 %/10К
24400-03
3
от 0 до 7,0
МПа
(от 0 до 70 bar)
Модуль ввода аналоговых сигналов
6AG1 331-7KF02-2AB0
γ=±0,5 %
Температурный
коэффициент
±0,005 % /К
15772-06
γ=±1,0 %
γ=±1,5 %
Датчик давления DS
γ=±0,5 %
γ
t
=±0,2 %/10К
44736-10
4
Давление
воздуха
на литейный
стол
от 0 до 0,4
МПа
(от 0 до 4 bar)
Модуль ввода аналоговых сигналов
6AG1 331-7KF02-2AB0
γ=±0,5 %
15772-06
γ=±1,0 %
γ=±1,5 %
δ=±2,0 %
не нормируется
42775-09
5
Объёмный
расход воды
на литейный
стол
от 0,3 до 240
м
3
/ч
γ=±0,4 %
Температурный
коэффициент
±0,005 % /К
22734-02
δ=±2,5 %
δ=±3,0 %
Таблица 2 – Метрологические характеристики и характеристики погрешностей измерительных каналов ИС
Средства измерений, входящие в состав ИК ИС
№Наименовани
ИК е ИК ИС
Пределы Пределы
допускаемой допускаемой
Наименование, тип СИ основнойдополнительной
погрешности погрешности
компонента ИКкомпонента ИК
Модуль ввода аналоговых сигналов
контроллера программируемого
SIMATIC S7-300 SM 331:
6AG1 331-7KF02-2AB0
(далее - Модуль ввода аналоговых
сигналов 6AG1 331-7KF02-2AB0)
Температурный
коэффициент
±0,005 % /К
Преобразователь давления
измерительный S-10
Давление
масла
на литейный
стол (сигнал
подачи
импульса
смазки)
Температурный
коэффициент
±0,005 % /К
Преобразователь расхода
ЭМИС-ВИХРЬ 200
Модуль ввода токовых сигналов
устройства распределенного ввода-
вывода SIMATIC ET 200
6ES7 134-4GB01-0AB0
(далее - Модуль ввода токовых сигналов
6AG1 331-7KF02-2AB0)
Лист № 6
Всего листов 9
Диапазон
измерений
физической
величины, ед.
измерений
Номер в
Гос. реестре
СИ
Границы
допускаемой
основной
погрешности
ИК
Границы
допускаемой
погрешности
ИК в рабочих
условиях
6
Температура
литейной
воды
от 0 до 50 °С
Модуль ввода токовых сигналов
6ES7 134-4GB01-0AB0
γ=±0,4 %
22734-02
Δ=±1,0 ºС
Δ=±1,0 ºС
γ=±0,2 %
не нормируется
17575-09
7
Уровень
воды
в кессоне
от 0 до 4000 мм
Модуль ввода аналоговых сигналов
6ES7 331-7KF02-2AB0
γ=±0,5 %
15772-06
γ=±0,6 %
γ=±0,6 %
δ=±0,25 %
не нормируется
30430-05
8
Скорость
литья
от 100 до 130
мм/мин
Модуль ввода токовых сигналов
6ES7 134-4GB01-0AB0
γ=±0,4 %
22734-02
δ=±0,4 %
δ=±0,6 %
γ=±0,5 %
γ
t
=±0,2 %/10К
24400-03
9
Давление
литейного
цилиндра
от 0 до 20,0
МПа
(от 0 до 200
bar)
Модуль ввода токовых сигналов
6ES7 134-4GB01-0AB0
γ=±0,4 %
22734-02
γ=±1,0 %
γ=±1,5 %
Продолжение таблицы 1
Средства измерений, входящие в состав ИК ИС
№Наименовани
ИК е ИК ИС
Пределы Пределы
допускаемой допускаемой
Наименование, тип СИ основнойдополнительной
погрешности погрешности
компонента ИКкомпонента ИК
Датчик температуры 248
Δ=±0,6 ºС
Δ=± 0,006 ºС
28033-05
Температурный
коэффициент
±0,005 % /К
Преобразователь измерительный
давления и уровня Waterpilot FMX 167
Температурный
коэффициент
±0,005 % /К
Счетчик-расходомер массовый
Micro Motion, мод. F
Температурный
коэффициент
±0,005 % /К
Преобразователь давления
измерительный S-10
Температурный
коэффициент
±0,005 % /К
Примечания
1) В таблице приняты следующие обозначения: Δ – абсолютная погрешность; δ – относительная погрешность; γ – приведенная погрешность, γ
t
– пределы
приведенной дополнительной погрешности от влияния температуры окружающего воздуха.
2) Допускается применение первичных измерительных преобразователей аналогичных типов, прошедших испытания в целях утверждения типа с аналогичными
техническими и метрологическими характеристиками.
3) * Испытано в составе ИК данной ИС
Лист № 7
Всего листов 9
Знак утверждения типа
наносится в виде наклейки на титульный лист документа
«Система измерительная
литейной машины Wagstaff ОАО «РУСАЛ Новокузнецк». Паспорт».
Комплектность средства измерений
В комплект ИС входят технические средства, специализированные программные
средства, а также документация, представленные в таблицах 2 – 4, соответственно.
Измерительные и комплексные компоненты ИС представлены в таблице 2,
вычислительные и вспомогательные компоненты представлены в таблице 3, программное
обеспечение (включая программное обеспечение контроллера программируемого) – в
таблице 3, техническая документация – в таблице 4.
№
Наименование
ПО
1
1
2
1
3
2
5
–
1
Таблица 3 – Вычислительные и вспомогательные компоненты ИС
Коли-
честв
о,
шт.
В состав АРМ оператора и сервера входят:
компьютер, минимальные требования:
процессор Pentium III; 2,7 ГГц; 2048 Мбайт
ОЗУ; 73,6 Гбайт HDD; CDROM; Ethernet;
монитор Alphavision modular display, mod.
SPJTH-3012113-7035, 12’’×27”, клавиатура
Panelmount (клавиатура с 114 клавишами с
мышью)
Операционная система:
Microsoft Windows 2000 Dell
Server PE2850.
Прикладное ПО: СУБД MS
SQL Server и СУБД Historian
Wonderware, HMI/SCADA-
система Proficy iFix GE Fanuc
Контроллер программируемый SIMATIC
S7-300
Trial v. 5.4,
фирмы SIEMENS
Устройство распредленного ввода-вывода
SIMATIC ET 200
STEP7 v. 5.4,
фирмы SIEMENS
4
Источник бесперебойного питания
–
2
Стабилизированный блок питания
модульного типа
Таблица 4 – Техническая документация на ИС
№
Наименование
1
1
2
1
3
1
Коли-
чество,
шт.
ТИ 451.02.07-2012. Производство цилиндрических слитков на литейной
машине Wagstaff и их последующая гомогенизация. Технологическая
инструкция
23584736.42 5220.430.ТЗ. Модернизация литейного отделения № 2
(Литейный комплекс для литья цилиндрических слитков) ОАО «НкАЗ».
Техническое задание
ПУ 451.02.07.01. Литейное производство. Производство цилиндрических
слитков и их последующая гомогенизация. План управления
Лист № 8
Всего листов 9
Продолжение таблицы 4
Поверка
осуществляется по документу МП 170-12 «ГСИ. Система измерительная литейной
машины Wagstaff ОАО «РУСАЛ Новокузнецк». Методика поверки», утвержденному
руководителем ГЦИ СИ ФБУ «Томский ЦСМ» 31 октября 2012 г.
Основные средства поверки:
–
средства измерений в соответствии с нормативной документацией по поверке
первичных измерительных преобразователей;
–
калибратор электрических сигналов ТС 305, воспроизведение сигналов силы
постоянного тока в диапазоне от 0 до 22 мА, Δ = ± (0,2·10
-3
·I
показ.
+ 2) мкА.
Сведения о методиках (методах) измерений
Метод измерений приведен в документе в «Система автоматического управления
процессом литья AutoCast. Руководство по эксплуатации».
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к системе
измерительной литейной машины Wagstaff ОАО «РУСАЛ Новокузнецк»
1 ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ Метрологическое обеспечение измерительных систем.
Основные положения.
2 ГОСТ Р 51841-2001 Программируемые контроллеры. Общие технические
требования и методы испытаний.
3 23584736.42 5220.430.ТЗ. Модернизация литейного отделения №2 (Литейный
комплекс для литья цилиндрических слитков) ОАО «НкАЗ». Техническое задание.
4 ТИ 451.02.07-2012. Производство цилиндрических слитков на литейной машине
Wagstaff и их последующая гомогенизация. Технологическая инструкция.
Рекомендации по областям применения в сфере государственного регулирования
обеспечения единства измерений
Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных
законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к
эксплуатации опасного производственного объекта.
№
Наименование
4
1
5
1
Коли-
чество,
шт.
Система измерительная литейной машины Wagstaff ОАО «РУСАЛ
Новокузнецк». Паспорт
МП 170-12 ГСИ. Система измерительная литейной машины Wagstaff ОАО
«РУСАЛ Новокузнецк». Методика поверки
Лист № 9
Всего листов 9
Изготовитель
Открытое акционерное общество «РУСАЛ Новокузнецкий Алюминиевый Завод»
(ОАО «РУСАЛ Новокузнецк»)
Почтовый адрес: Россия, 654000, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, Ферросплавный
проезд, 7.
Телефон: (3843) 39-73-22, факс: (3843) 37-48-29.
Испытательный центр
Федеральное бюджетное учреждение «Государственный региональный центр
стандартизации, метрологии и испытаний в Томской области» (ФБУ «Томский ЦСМ»)
Юридический адрес: Россия, 634012, Томская область, 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.«
»
2013 г.
Готовы поверить данное средство измерений.
Поверка средств измерений.
