МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
СОГЛАСОВАНО
Директор ФБУ «Томский ЦСМ»
_____________ М.М. Чухланцева
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по НРиИ
___________ В.А. Власов
ОТЧЕТ
о научно-исследовательской работе
«Способы нормирования метрологических характеристик измерительных
каналов измерительных систем АСУ ТП металлургических производств»
Шифр: х/д № 12-327/11
Научный руководитель работы
Директор ЦМ
_________ Л.А. Хустенко
«___» _________ 2011
Ответственный исполнитель
инженер-метролог ЦМ
_________ А.В. Лимарева
«___» _________ 2011
Томск 2011
СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
Руководитель работы
директор ЦМ
______________________ Л.А. Хустенко
Ответственный исполнитель
инженер метролог ЦМ
______________________ А.В. Лимарева
Инженер-метролог ЦМ
______________________ Т.В. Данилова
Нормоконтроль
______________________ А.В. Лимарева
2
РЕФЕРАТ
Отчет 46 с., 4 рисунка, 1 таблица, 6 источников, 2 приложения.
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ,
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ.
Объектом исследования являются способы нормирования метрологических
характеристик измерительных каналов измерительных систем АСУ ТП металлургических
производств.
Цель работы – оценка существующих способов нормирования метрологических
характеристик измерительных каналов измерительных систем; разработка способов
нормирования метрологических характеристик применительно к
АСУ ТП
металлургических производств; расчет метрологических характеристик измерительных
каналов ИС АСУ ТП металлургических производств.
При выполнении работ по утверждению типа ИС, функционирующих в составе
АСУ ТП ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат» исследования проводились
на базе Государственного центра испытаний средств измерений ФБУ «Томский ЦСМ» и
Центра метрологии ТПУ.
В ходе работы была проведена идентификация метрологических характеристик
компонентов ИК ИС, определены метрологические характеристики ИК ИС расчетным
способом.
3
СОДЕРЖАНИЕ
Введение …………………………………………………………………………………...
1 Особенности измерительных систем АСУ ТП ………………………………………..
1.1 Измерительные системы: особенности, классификация …………………………...
1.2 Особенности ИС АСУТП металлургических производств ………………………...
2 Особенности нормирования метрологических характеристик измерительных
каналов АСУ ТП …………………………………………………………………………..
2.1 Нормирование метрологических характеристик СИ ……………………………….
2.2 Особенности нормирования метрологических характеристик измерительных
каналов измерительных систем …………………………………………………………..
2.3 Способы нормирования метрологических характеристик измерительных
каналов АСУ ТП металлургических производств ……………………………………...
Заключение ………………………………………………………………………………...
Список использованных источников ……………………………………………………
Приложение А. Пример расчета МХ ИК ………………………………………………..
Приложение Б. Нормирование МХ ИК по измеряемой физической величине ……….
4
С.
6
7
7
7
12
12
16
18
23
24
25
31
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим процессом
АЦП – аналого-цифровой преобразователь
ВВ – влияющая величина
ИВК – измерительно-вычислительный комплекс
ИИС – информационно-измерительная система
ИК – измерительный канал
ИС – измерительная система
МО – метрологическое обеспечение
МХ – метрологические характеристики
НД – нормативная документация
НСХ – номинальная статическая характеристика
НП – нормирующий преобразователь
ПИП – первичный измерительный преобразователь
ПЛК – программируемый логический контроллер
ТЭДС – термоэлектродвижущая сила
УВХ – устройство выборки-хранения
ФВ – физическая величина
ЭВМ – электронно-вычислительная машина
5
ВВЕДЕНИЕ
Важное значение для экономики государства и граждан имеют обеспечение
безопасности производства и эксплуатации промышленной продукции и технических
сооружений, контроль качества продукции, учёт энергоресурсов и др. Все существующие
и строящиеся промышленные объекты в той или иной степени оснащаются средствами
автоматизации,
как
правило,
автоматизированными
системами
управления
технологическими процессами. Особо следует выделить системы контроля и технической
диагностики на промышленных предприятиях, эксплуатирующих сложные технические и
технологические
комплексы
(гидроэлектростанции,
предприятия
металлургии,
нефтехимии, атомной и тепловой энергетики и др.). Непонимание роли и возможностей
таких систем контроля и технической диагностики приводит к гибели людей, авариям,
катастрофам, большим финансовым потерям, загрязнению окружающей среды.
Решение проблем безопасности связано с непрерывным измерением многих
диагностических параметров, многомерной обработкой информации, оснащением
современными системами контроля, в том числе информационно-измерительными
системами.
Актуальными вопросами теоретической поддержки решения проблем МО ИИС
являются: регламентация МХ ИК, экспериментальное определение и контроль
метрологических характеристик, прогнозирование и определение характеристик
неопределенности измерений в соответствии с Руководством по выражению
неопределенности измерений, оценка характеристик точности программ обработки
данных.
Развитие измерительной техники, в частности ИИС, используемых в АСУ ТП,
усложнение измерительных задач и условий эксплуатации СИ, выдвигает новые
требования к описанию свойств СИ, прежде всего, предназначенных для системного
применения. Приборы, рассчитанные на применение в качестве самостоятельных СИ, для
которых назначение класса точности однозначно определяло комплекс нормированных
МХ, практически непригодны при синтезе ИК ИИС. Комплекс нормированных МХ
должен выбираться так, чтобы по некоторой совокупности СИ, средств вычислительной
техники и других устройств, образующих ИК, можно было определить МХ всего ИК.
Развитие теоретических, методологических и организационных положений МО
ИИС является в настоящее время динамично развивающейся областью как научной, так и
прикладной метрологии. Совершенствование научно-методического подхода к решению
основных проблем МО ИИС в современный период является актуальным.
В данной работе разработаны способы нормирования МХ ИС АСУ ТП
металлургических производств (на примере АСУ ТП ОАО «Новокузнецкий
металлургический комбинат»).
6
1 Особенности измерительных систем АСУ ТП
1.1 Измерительные системы: особенности, классификация
В соответствии с ГОСТ Р 8.596 [1] под измерительной системой понимается
совокупность измерительных, связующих, вычислительных компонентов, образующих
измерительные каналы, и вспомогательных
устройств
(компонентов ИС),
функционирующих как единое целое, предназначенной для:
– получения информации о состоянии объекта с помощью измерительных
преобразований в общем случае множества изменяющихся во времени и распределенных
в пространстве величин, характеризующих это состояние;
– обработки результатов измерений;
– регистрации и индикации результатов измерений и результатов их обработки;
– преобразования этих данных в выходные сигналы системы в разных целях.
Отличительной особенностью ИС является то, что они представляют собой
многофункциональные средства измерений многочисленных физических величин и
состоят из множества компонентов, работающих в различных условиях эксплуатации.
Актуальной является задача метрологического обеспечения ИС, входящих в АСУ
ТП (рисунок 1). В этих системах на функциональном уровне выделяют измерительные
каналы (ИК), представляющие собой совокупность измерительных, связующих,
вычислительных, комплексных и вспомогательных компонентов [1].
ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ (технологический процесс)
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Входное
воздействие
Измерительная
информация
Классификационная
информация
Управляющая
информация
Выходное
воздействие
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ
ПОДСИСТЕМА
КЛАССИФИКАЦИОННАЯ
ПОДСИСТЕМА
УПРАВЛЯЮЩАЯ
ПОДСИСТЕМА
ИСПОЛНИТЕЛЬНАЯ
ПОДСИСТЕМА
(СИ/сенсор)
(анализатор)
(синтезатор)
(активатор)
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СРЕДА (процессор)
БАЗА ДАННЫХ ОБ ОБЪЕКТЕ И СИСТЕМЕ
(априорная информация)
Измерительная
система
Измерительная информационная
система (ИИС)
Измерительная управляющая система
Система управления (АСУ ТП)
Рисунок 1 – Обобщенная структура ИИС и АСУ ТП
Классификация ИС и ИК более подробно рассмотрена в [2].
1.2 Особенности ИС АСУ ТП металлургических производств
Объекты управления в металлургии отличаются своей сложностью, нелинейностью
и нестационарностью, что затрудняет получение точных математических моделей
технологических процессов. В силу этого системы управления и автоматизированные
системы управления металлургическими процессами для своего эффективного
7
функционирования требуют периодического уточнения статических и динамических
характеристик объектов управления, а значит, и изменения управляющих воздействий в
соответствии с изменениями параметров объекта.
Чаще всего АСУ ТП имеют трехуровневую структуру. Пример структурной схемы
комплекса технических средств такой системы приведен на рисунке 2.
На верхнем уровне (вычислительные компоненты) с участием оперативного
персонала решаются задачи диспетчеризации процесса, оптимизации режимов, подсчета
технико-экономических показателей производства, визуализации и архивирования
процесса, диагностики и коррекции программного обеспечения системы. Верхний уровень
АСУ ТП реализуется на базе серверов, операторских (рабочих) и инженерных станций.
На среднем уровне (комплексные компоненты) – задачи автоматического
управления и регулирования, пуска и останова оборудования, логико-командного
управления, аварийных отключений и защит. Средний уровень реализуется на основе
ПЛК.
Нижний (полевой) уровень (измерительные компоненты) АСУ ТП обеспечивает
сбор данных о параметрах технологического процесса и состояния оборудования,
реализует управляющие воздействия. Основными техническими средствами нижнего
уровня являются датчики и исполнительные устройства, станции распределенного
ввода/вывода, пускатели, концевые выключатели, преобразователи частоты.
Рисунок 2 – Пример структурной схемы распределенной АСУ ТП
Уровень ввода/вывода (полевой уровень)
Упрощенная схема ввода/вывода с использованием станции распределенной
периферии приведена на рисунке 3. Полевая шина Profibus DP (Process field bus Distributed
Periphery) позволяет соединить до 125 устройств, до 32 на сегмент (ПЛК, станций
распределенной периферии, интеллектуальных датчиков и исполнительных устройств).
Станция распределенной периферии состоит из трех основных компонент:
8
базовой панели (Baseplate), на которую в специальные слоты устанавливают
модули ввода/вывода и интерфейсные модули, или специальной профильной рейки, на
которую крепятся модули;

модулей ввода/вывода (I/O Modules);

интерфейсных модулей (Interface modules), обеспечивающих обмен данными
с ПЛК через цифровую полевую шину.

Рисунок 3 – Схема ввода/вывода с использованием станции распределенной периферии
Количество слотов под установку модулей может быть различным (чаще всего от 2
до 16). Крайний левый слот обычно используется для установки интерфейсного модуля.
Блок питания может быть установлен на базовой панели или может быть использован
отдельный (внешний) блок. Внутри базовой панели проходят две шины: одна служит для
подачи питания на установленные модули, другая – для информационного обмена между
модулями.
Сигнальные модули (модули ввода/вывода)
Модули ввода/вывода бывают 4 типов:
1 Сигнальные модули аналогового ввода (AI, analogue input). Они принимают от
датчиков, подключенных к его входам, электрические сигналы унифицированного
диапазона, например:

(0-20) mA или (4-20) mA (токовый сигнал);

(0-10) V или (0-5) V (потенциальный сигнал);

сигналы от термопар (TC) измеряются миливольтами;

сигналы от термосопротивлений (RTD).
2 Сигнальные модули дискретного ввода (DI, discrete input). Принимают от
датчиков дискретный электрический сигнал, который может иметь только два значения:
или 0 или 24 V (в редких случаях 0 или 220 V).
9
3 Сигнальные модули дискретного вывода (DO, discrete output). В зависимости от
внутреннего логического состояния выхода («1» или «0») устанавливает на клеммах
дискретного выхода напряжение 24 V или 0 V соответственно. Есть вариант, когда модуль
в зависимости от логического состояния выхода просто замыкает или размыкает
внутренний контакт (модуль релейного типа).
4 Сигнальные модули аналогового вывода (АО, analogue output) используются для
подачи токового управляющего сигнала на исполнительные механизмы с аналоговым
управляющим сигналом.
В современных системах расположение модулей ввода/вывода на базовой плате
строго не регламентировано, и их можно устанавливать в произвольном порядке. Однако
один или несколько слотов, как правило, зарезервированы под установку
коммуникационного модуля. Иногда возможна установка сразу двух коммуникационных
модулей, работающих параллельно. Это делается для повышения отказоустойчивости
системы ввода/вывода.
Одним из жестких требований, предъявляемых к современным подсистемам
ввода/вывода, является возможность «горячей» замены модулей без отключения питания
(функция hot swap).
Коммуникационные модули обеспечивают обмен данными между ПЛК, станциями
распределенной периферии, интеллектуальными датчиками и исполнительными
устройствами. Модули поддерживают один из коммуникационных протоколов:
–
Profibus DP;
–
Profibus PA;
–
Modbus RTU;
–
HART;
–
CAN и др.
Обработка аналоговых сигналов в процессе ввода в контроллер
Для ввода аналогового сигнала в контроллер и его последующей обработки, он
должен быть оцифрован, т.е. преобразован в цифровой код. Процесс обработки сигнала от
аналогового датчика до использования в контроллере схематически показан на рисунке 4.
10
Рисунок 4 – Схема обработки аналогового сигнала при вводе в контроллер
Сигналы от датчиков доводятся до нормированного уровня ((4 – 20) mA, (0 – 10) V)
нормирующими преобразователями (НП) и проходят этап аналоговой фильтрации.
Аналоговые фильтры позволяют устранить высокочастотные шумы, которые могут быть
вызваны, например, электромагнитными помехами при передаче сигнала по кабелю.
Необходимо отметить, что сигнал должен быть отфильтрован от высокочастотных
шумов до цифровой обработки в контроллере. Это является необходимым условием
правильного выбора периода дискретизации при вводе сигнала. Дело в том, что для
адекватного восстановления исходного аналогового сигнала по дискретным данным,
частота дискретизации должна не менее чем в два раза превышать наивысшую частоту в
спектральном разложении вводимого сигнала (спектральный состав может быть получен в
результате разложения сигнала в ряд Фурье). При более низкой частоте дискретизации в
восстановленном сигнале появится ложная составляющая (так называемая псевдочастота),
которую невозможно детектировать и устранить на этапе цифровой обработки. Наличие
высокочастотного шума потребует очень высокой частоты дискретизации (частоты опроса
датчика), что будет неоправданно загружать контроллер.
Отфильтрованные сигналы от датчиков поступают на аналоговый мультиплексор,
основное назначение которого – последовательное подключение сигналов от N датчиков к
УВХ и аналого-цифровому преобразователю (АЦП) для дальнейшей обработки. Такая
схема позволяет существенно снизить общую стоимость системы ввода за счет
применения только одного УВХ и АЦП на все каналы аналогового ввода. УВХ
запоминает мгновенное значение сигнала в момент подключения датчика и удерживает
его постоянным на своем выходе на время преобразования в АЦП.
В контроллере введенный цифровой сигнал проверяется на физическую
достоверность и, при необходимости, проходит этап цифровой (программной) фильтрации
[3].
11
2
Особенности
нормирования
измерительных каналов АСУ ТП
метрологических
характеристик
2.1 Нормирование метрологических характеристик СИ
Под нормированием метрологических характеристик понимается установление
границ на допустимые отклонения реальных метрологических характеристик средств
измерений от их номинальных значений. Только посредством нормирования
метрологических характеристик можно добиться их взаимозаменяемости и обеспечить
единство измерений. Реальные значения метрологических характеристик определяют при
изготовлении средств измерений и затем проверяют периодически во время эксплуатации.
Если при этом хотя бы одна из метрологических характеристик выходит за установленные
границы, то такое средство измерений либо подвергают регулировке, либо изымают из
обращения.
MX отражают свойства СИ (ИК), оказывающие определяющее влияние на
результат и точность измерений.
Общие принципы нормирования, применяемые к ИС:
– возможность сравнения и выбора СИ,
– возможность определения неопределенности измеряемой величины с учетом
нормируемых MX практически реализуемыми методами,
– возможность определения оценки (мер) неопределенности результатов
измерений, проводимые с помощью данного СИ.
Особенности ИС обуславливают специфику регламентации их метрологических
свойств, и следует учитывать:
– особенности выпуска и комплектования систем;
– условия их эксплуатации с учетом пространственной распределенности
компонентов системы;
– использование в составе систем сложных вычислительных устройств.
Если ИС выпускается и комплектуется как единое целое, то в НД устанавливаются
MX ИК в целом, а также методы их контроля. Если ИС строится по агрегатному
принципу, то тогда регламентируются расчетные MX и методы расчета MX ИК систем по
MX входящих в их состав компонентов, либо нормируют индивидуальные
характеристики ИК систем и методы их экспериментального определения.
Если все компоненты ИС находятся в одинаковых внешних условиях, то функции
влияющих величин и дополнительные составляющие неопределенности, возникающие
под их воздействием, нормируются как для обычных СИ. Нормирование и определение
ВВ – исключительно сложная задача, для решения которой прибегают к планированию
эксперимента. Если функция влияния одной ВВ на MX зависит от других ВВ –
необходимо нормировать и определять многомерные функции влияния и проводить
многофакторный эксперимент.
При использовании аналоговых вычислительных устройств, их рассматривают как
обычный измерительный компонент системы и соответствующим образом нормируют его
MX. Если используют сложные вычислительные устройства (включая ЭВМ), то возникает
задача регламентации MX алгоритмов вычислений.
Основной структурной единицей ИС является ИК (последовательная цепь
измерительных компонентов, соединенная каналами связи).
Началом ИК является либо вход системы, либо выход промежуточного устройства,
от которого расходятся несколько таких последовательных цепей, концом ИК является
выход системы, либо вход системы разветвления.
Таким образом, чтобы достаточно полно описать метрологические свойства
системы, необходимо нормировать MX:
12
– ИК системы;
– измерительных компонентов системы;
– аналоговых вычислительных компонентов;
– алгоритмов вычисления, реализуемых цифровыми вычислительными
компонентами [4].
Основными нормируемыми МХ СИ, согласно нормативным документам, являются
характеристики, приведенные в таблице 1.
Таблица 1 – Перечень нормируемых МХ СИ
Обозначение НД
ГОСТ 8.009 ГСИ.
Нормирование и
использование
метрологических
характеристик средств
измерений
МИ 2439 ГСИ.
Метрологические
характеристики
измерительных систем.
Номенклатура.
Принципы
регламентации,
определения и контроля
Нормируемые МХ
1 характеристики, предназначенные для определения результатов измерений
(без введения поправки):
– функция преобразования измерительного преобразователя;
– значение однозначной или значения многозначной меры;
– цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры;
– вид выходного кода, число разрядов кода, цена единицы наименьшего
разряда кода средств измерений.
2 характеристики погрешностей средств измерений:
– характеристики систематической составляющей погрешности средств
измерений;
– характеристики случайной составляющей погрешности средств измерений;
– характеристика случайной составляющей погрешности от гистерезиса –
вариация выходного сигнала;
– значение погрешности;
– функции или плотности распределения вероятностей систематической и
случайной составляющих погрешности;
– математические определения статистических характеристик погрешности
средств измерений.
3 характеристики чувствительности средств измерений к влияющим
величинам:
– функции влияния;
– изменения значений метрологических характеристик средств измерений,
вызванные изменениями влияющих величин в установленных пределах.
4 динамические характеристики средств измерений:
– переходная характеристика;
– импульсная переходная характеристика;
– амплитудно-фазовая характеристика;
– амплитудно-частотная характеристика;
– совокупность амплитудно-фазовой и амплитудно-частотной характеристик;
– время реакции;
– коэффициент демпфирования;
– постоянная времени;
– значение амплитудно-частотной характеристики на резонансной частоте;
– значение резонансной собственной круговой частоты.
5 характеристики средств измерений, отражающие их способность влиять
на инструментальную составляющую погрешности измерений вследствие
взаимодействия средств измерений с любым из подключенных к их входу или
выходу компонентов;
6 неинформативные параметры выходного сигнала средства измерений.
Расчетный метод:
1 характеристики, предназначенные для определения результатов измерений
(без введения поправки):
– выходной код, число разрядов кода, номинальная цена единицы наименьшего
разряда кода измерительного канала измерительной системы;
– номинальная статическая характеристика преобразования измерительного
канала измерительной системы;
2 характеристики погрешностей средств измерений:
–
характеристики
систематической
составляющей
погрешности
измерительного канала измерительной системы;
– характеристики случайной составляющей погрешности измерительного
13
РМГ 62 ГСИ.
Обеспечение
эффективности
измерений при
управлении
технологическими
процессами. Оценивание
погрешности измерений
при ограниченной
исходной информации
ГОСТ Р 8.596 ГСИ.
Метрологическое
обеспечение
измерительных систем.
Основные положения
канала измерительной системы;
– характеристика погрешности измерительного канала измерительной системы;
– предел допускаемого значения вариации выходного сигнала или показаний
измерительного канала измерительной системы;
3 характеристики чувствительности средств измерений к влияющим
величинам:
– номинальная функции влияния и предел допускаемого отклонения от
номинальной функции или граничные функции влияния измерительного канала
измерительной системы;
– наибольшие допускаемые изменения метрологических характеристик
измерительного канала измерительной системы, вызванные отклонением
внешних влияющих величин и неинформативных параметров входного сигнала
от номинальных значений;
4 динамические характеристики измерительного канала ИС:
– передаточная функция;
– импульсная весовая функция;
– переходная характеристика;
– амплитудно-фазовая характеристика;
– время установления показаний или выходного сигнала измерительного
канала измерительной системы;
5 неинформативные параметры выходного сигнала измерительного канала
ИС;
6 характеристики линии связи, если она появляется как компонент ИС только
при монтаже на объекте.
Расчетно-экспериментальный метод:
1 градуировочная характеристика;
2 таблица поправок для измерительного канала ИС;
3 характеристики погрешности средств измерений:
–
характеристики
систематической
составляющей
погрешности
измерительного канала измерительной системы;
– характеристики случайной составляющей погрешности измерительного
канала измерительной системы;
– характеристики погрешности измерительного канала измерительной системы;
– вариация выходного сигнала измерительного канала измерительной системы;
4 динамические характеристики измерительного канала ИС;
5 неинформативные параметры выходного сигнала измерительного канала
ИС;
6 характеристики чувствительности измерительного канала ИС:
– функция влияния измерительного канала измерительной системы.
1 характеристики погрешностей средств измерений:
– значение погрешности (основной и дополнительной).
2 динамические характеристики средств измерений:
– амплитудно-частотные характеристики;
– интервал времени установления выходного сигнала.
1 характеристики, предназначенные для определения результатов измерений
(без введения поправки):
– функция преобразования измерительного преобразователя;
– значение однозначной или значения многозначной меры;
– цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры;
– вид выходного кода, число разрядов кода, цена единицы наименьшего
разряда кода средств измерений.
2 характеристики погрешностей средств измерений:
– характеристики систематической составляющей погрешности средств
измерений;
– характеристики случайной составляющей погрешности средств измерений;
– характеристика случайной составляющей погрешности от гистерезиса –
вариация выходного сигнала;
14
ГОСТ 8.508 ГСИ.
Метрологические
характеристики средств
измерений и точностные
характеристики средств
автоматизации ГСП.
Общие методы оценки и
контроля
ГОСТ 8.586.5 ГСИ.
Измерение расхода и
количества жидкостей и
газов с помощью
стандартных сужающих
устройств. Часть 5.
Методика выполнения
измерений
ГОСТ 22261 Средства
измерений
электрических и
магнитных величин.
Общие технические
условия
– значение погрешности;
– функции или плотности распределения вероятностей систематической и
случайной составляющих погрешности;
– математические определения статистических характеристик погрешности
средств измерений.
3 характеристики чувствительности средств измерений к влияющим
величинам:
– функции влияния;
– изменения значений метрологических характеристик средств измерений,
вызванные изменениями влияющих величин в установленных пределах.
4 динамические характеристики средств измерений:
– переходная характеристика;
– импульсная переходная характеристика;
– амплитудно-фазовая характеристика;
– амплитудно-частотная характеристика;
– совокупность амплитудно-фазовой и амплитудно-частотной характеристик;
– время реакции;
– коэффициент демпфирования;
– постоянная времени;
– значение амплитудно-частотной характеристики на резонансной частоте;
– значение резонансной собственной круговой частоты.
5 характеристики средств измерений, отражающие их способность влиять
на инструментальную составляющую погрешности измерений вследствие
взаимодействия средств измерений с любым из подключенных к их входу или
выходу компонентов;
6 неинформативные параметры выходного сигнала средства измерений.
1 характеристики погрешностей средств измерений:
– характеристики систематической составляющей погрешности средств
измерений;
– характеристики случайной составляющей погрешности;
– вариация;
– характеристика погрешности средств измерений.
2 характеристики чувствительности средств измерений к влияющим
величинам:
– функции влияния;
– наибольшие допускаемые изменения метрологических (точностных)
характеристик.
3 динамические характеристики средств измерений:
– импульсная характеристика;
– переходная характеристика;
– передаточная функция;
– комплексная частотная характеристика;
– амплитудно-частотная характеристика;
– фазо-частотная характеристика;
– время запаздывания результатов измерений;
– время установления выходного сигнала.
1 характеристики погрешностей средств измерений:
– значение погрешности (основной и дополнительной).
1 характеристики погрешностей средств измерений:
– значение погрешности (основной и дополнительной);
2 динамические характеристики:
– дифференциальное уравнение;
– импульсная характеристика;
– переходная характеристика;
– передаточная функция;
– совокупность амплитудных и фазо-частотных характеристик.
15
При анализе нормативных документов можно сделать вывод, что существуют
различные подходы в нормировании метрологических характеристик, необходима
разработка оптимальных способов регламентации и контроля метрологических
характеристик средств измерений.
2.2
Особенности
нормирования
метрологических
измерительных каналов измерительных систем
характеристик
Нормирование метрологических характеристик измерительных каналов относится
к одному из видов деятельности по метрологическому обеспечению измерительных
систем в соответствии с ГОСТ Р 8.596 [1]. Стандарт указывает также, что ИС являются
разновидностью средств измерений и на них распространяются все общие требования к
средствам измерений. Однако практика показывает, что МО ИС АСУ ТП имеет свою
специфику [5-6]. На этапе нормирования собственно решается проблема легализации ИС
как средства измерений.
Отметим особенности нормирования метрологических характеристик ИК АСУ ТП:
1)
Особенности развития самих систем контроля и технической диагностики, в
том числе:
а)
увеличение масштаба (многофункциональность) ИС:
измерение разнородных ФВ (электрические ФВ, теплотехнические, расход,
уровень, содержание веществ в газах и т.д.);
применение ИВК в составе ИС;
увеличение групп ИК (сформированных по виду, диапазону измеряемой ФВ,
по составу ИК);
распределенная многоуровневая структура;
модульность исполнения;
б)
возрастающая интеллектуализация систем и их компонентов за счёт широко
использования вычислительных подсистем и, соответственно, увеличение роли и
усложнение программного обеспечения в функционировании ИС;
в)
использование резервных подсистем и встроенных средств контроля и
самодиагностики «провоцируют» на поиск оптимальных способов регламентации МХ ИК
ИС.
2)
При нормировании МХ ИС рациональным является подход, при котором всё
многообразие измеряемых величин и соответствующих измерительных компонентов
разделено на группы. При построении структуры ИС для объединения в группы можно
использовать разные признаки: измеряемая физическая величина, ее диапазон, тип
измерительных компонентов, состав измерительного канала и т.д. Данный вопрос
решается в результате анализа специфических особенностей и назначения ИС. Для ИС,
предназначенной для контроля параметров сложного технологического объекта
(например, металлургического предприятия), оптимальным является группировка ИК по
виду и диапазону измеряемой физической величины.
3)
Трудности вызывает поиск и выбор оптимального способа регламентации
метрологических характеристик ИС. В соответствии с МИ 2439 «ГСИ. МХ ИС.
Номенклатура. Принципы регламентации, определения и контроля» для ИС
регламентируются МХ ИК в целом, МХ входящих в них компонентов (или их некоторой
совокупности – комплексных компонентов), в виде: нормируемых значений (норм),
экспериментально или (и) расчётно-определяемых значений. Актуальность проблемы
обусловлена особенностями создания и эксплуатации ИС, не позволяющими зачастую
осуществить комплектную поверку (калибровку) канала.
На практике, обычно, применяется метод двухкомпонентной декомпозиции ИС,
которая позволяет охватить ИК со структурой практически любой сложности за счёт
16
последовательного применения метода расчёта двухкомпонентного канала. Если канал
состоит из n (n>2) компонентов с известными МХ, то в принципе, можно рассчитать
результирующую МХ. Однако неизбежные допущения расчётного метода снижают
достоверность результатов расчёта.
4)
Обычно при проектировании ИС АСУ ТП выбираются ПИП с заведомо
широким диапазоном измеряемых величин, для которых нормированы границы
приведённой погрешности измерений. При оценивании же суммарной погрешности ИК
приходится делать выбор, – для каких значений из диапазона нормировать относительную
погрешность измерений, чтобы она не превышала разумную, была адекватна
измерительной задаче. В этом случае целесообразно выделить (назначить), так
называемый, рабочий диапазон (нормальный режим – нормально протекающий
технологический режим).
5)
Как правило, системы контроля и диагностики АСУ ТП содержат большое
количество ИК с труднодоступными ПИП (например, «вмурованные» в доменную печь
термопары). В этом случае, невозможно осуществить бездемонтажный контроль МХ
ПИП, а также поверку. Необходима разработка новых подходов к обеспечению
метрологической надёжности подобных СИ.
6)
ИК ИС АСУ ТП зачастую комплектуются средствами измерений
утверждённых типов, но при этом включают блоки от разных модификаций, хотя и
согласующиеся по техническим характеристикам. Трудность составляет поиск
достоверных данных о нормированных МХ таких блоков. Целесообразно пользоваться
базами данных Федерального информационного фонда в области обеспечения единства
измерений Росстандарта (госреестра СИ утверждённых типов).
Для решения проблем нормирования метрологических характеристик
измерительных каналов измерительных систем входящих в АСУ ТП необходимо
продолжить исследования в области:
разработки оптимальных способов регламентации и контроля МХ СИ,
работающих в широком диапазоне изменения влияющих величин;
обеспечения метрологической надёжности сложных технических систем
контроля и диагностики, входящих в АСУ ТП, в том числе относящихся к промышленно
опасным объектам.
2.3 Способы регламентации метрологических характеристик измерительных
каналов АСУ ТП металлургических производств
Согласно МИ 2439 существует два способа регламентации МХ измерительных
каналов:
1 Метрологические характеристики измерительных каналов измерительных
систем, нормируемые или определяемые расчетом.
2 Метрологические характеристики измерительных каналов измерительных
систем, определяемые экспериментально или расчетно-экспериментально.
Первый способ нормирования МХ ИК наиболее применим для измерительных
систем обладающими следующими признаками:
– ИС как единое законченное изделие комплектуется на заводе изготовителе;
– разнесенность измерительных компонентов, не препятствующая контролю и
определению МХ ИК ИС экспериментальным путем;
– состав измерительных компонентов остается неизменным в процессе
эксплуатации;
– ИС снабжена комплектом из небольшого числа сменных измерительных
компонентов, позволяющих изменять ее состав в зависимости от целей измерений;
– размещение измерительных компонентов на объекте, где установлена ИС, не
препятствует доступу к ее входу с целью контроля и определения ее MX;
17
– некоторые измерительные компоненты ИС размещены на перемещающемся
объекте и в процессе эксплуатации работают с различными экземплярами остальной части
ИС;
– ИС параллельной структуры или сканирующая ИС;
– ИС последовательно-параллельной структуры с малым числом параллельных
частей однотипных измерительных каналов, сходящихся к одной и той же точке ИС;
– ИС последовательно-параллельной структуры с большим числом параллельных
частей однотипных измерительных каналов, сходящихся к одной и той же точке ИС.
Второй способ нормирования МХ ИК наиболее применим для измерительных
систем обладающими следующими признаками:
– различные измерительные компоненты выпускаются различными заводамиизготовителями. ИС как единое законченное изделие комплектуется только при монтаже
на месте эксплуатации;
– разнесенность измерительных компонентов, затрудняющая контроль и
определение MX измерительных каналов ИС;
– ИС снабжена комплектом из большого числа сменных измерительных
компонентов, позволяющих изменять ее состав в зависимости от целей измерений;
– предусмотрено наращивание ИС в процессе эксплуатации;
– особенности размещения измерительных компонентов на объекте, где
установлена ИС, препятствуют доступу к ее входу с целью контроля и определения ее
MX.
Исследования в области нормирования метрологических характеристик
измерительных каналов АСУ ТП металлургических производств проводились на базе
Государственного центра испытаний средств измерений ФБУ «Томский ЦСМ» и Центра
метрологии ТПУ, метрологические характеристики ИК определялись для ИС входящих в
состав АСУ ТП ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат».
По перечисленным выше признакам метрологические характеристики исследуемых
систем определяли с помощью расчетного метода.
При нормировании МХ ИС рациональным является подход, при котором все
многообразие измеряемых величин и соответствующих измерительных компонентов
разделено на группы. Для ИС ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат»
оптимальной является группировка ИК по измеряемой физической величине (Приложение
Б).
Метрологические характеристики измерительных и комплексных компонентов ИС
принимались равными значениям, приведенным в эксплуатационной документации
(паспорт, формуляр, описание типа и др.) СИ при наличии на них свидетельств о поверке.
Для термопреобразователей сопротивления ТСП, ТСМ, ТСН классов допуска А, В,
С пределы допускаемого отклонения сопротивления от НСХ выбирались в соответствии с
ГОСТ 6651.
Для разных типов термопар в зависимости от диапазона рабочих температур
пределы допускаемых отклонений ТЭДС от НСХ преобразования, выраженные в
температурном эквиваленте, выбирались в соответствии с ГОСТ Р 8.585.
При расчете метрологических характеристик ИК ИС оценивались основная
погрешность ИК и погрешность ИК в рабочих условиях.
Для ИК расхода, в которых ПИП являются расходомеры, погрешность нормируют
в относительной форме. Погрешность ИК температуры нормируют в абсолютной форме.
Для ИК, в которых ПИП являются преобразователи давления, погрешность нормируют в
приведенной форме.
18
2.3.1 Определение основной погрешности измерительного канала ИС
1) Границы основной относительной погрешности ИК (кроме ИК температуры)
 ИК _ осн , % определяют (в соответствии с РМГ 62), исходя из состава ИК ИС по формуле
(1):
2
2
2
2
,
 ИК _ осн  K   ПИП
  ВП
  К2   алг
  ЛС
(1)
где K = 1,2;
–
относительная
погрешность
первичных
измерительных
 ПИП
преобразователей, %;
 ВП – относительная погрешность вторичного преобразователя, % (при наличии);
 К – относительная погрешность контроллера, %;
 алг – относительная погрешность алгоритма, % (при наличии);
 ЛС – относительная погрешность линии связи, %.
Примечания:
1) Относительная погрешность алгоритма является существенной только для ИК расхода,
определяемого методом переменного перепада давления.
2) Погрешность  ЛС определяется потерями в линиях связи. Между измерительными и
комплексными компонентами линии связи (ЛС) построены из кабелей контрольных и/или кабелей
управления. Параметры линий связи удовлетворяют требованиям ГОСТ 18404.0 и ГОСТ 26411. Длина
линий связи небольшая, входное сопротивление контроллера велико, поэтому потери в ЛС пренебрежимо
малы. Между комплексными и вычислительными компонентами построен цифровой канал связи.
Применены сетевые технологии Ethernet, ControlNet, Profibus DP. Передача данных по каналам связи
Ethernet, ControlNet, Profibus DP имеет класс достоверности I1 и относится к S1 классу организации
передачи (в соответствии с ГОСТ Р МЭК 870-5-1). Принимаем  ЛС  0 .
2) Границы основной абсолютной погрешности ИК температуры  ИК _ осн , °С,
определяют исходя из состава ИК ИС по формуле (2):
 ИК _ осн   ПИП   ВП   К ,
(2)
где K = 1,2;
 ПИП – абсолютная погрешность первичных измерительных преобразователей, °С;
 ВП – абсолютная погрешность вторичного преобразователя, °С (при наличии);
 К – абсолютная погрешность контроллера, °С.
Для расчета погрешности ИК по формуле (3) погрешность компонента ИК ИС
переводят в абсолютную форму ∆, ед. ФЗ, для случая ее представления в приведенной
форме по формуле (4):
 
XВ  XН
,
100
(3)
Для расчета погрешности ИК по формуле (4) погрешность компонента ИК ИС
переводят относительную форму δ, %, для случая ее представления в абсолютной или
приведенной формах по формуле (5):
19


X ном
 100   
XВ  XН
,
X ном
(4)
где  – пределы допускаемой абсолютной погрешности компонента ИК ИС;
 – пределы допускаемой приведенной погрешности, нормированной для разности
пределов измерений компонента ИК ИС;
XВ, XН – верхний и нижний пределы измерений компонента ИК ИС (в тех же
единицах, что и X ном );
Примечание – Если приведенная погрешность  нормирована для верхнего предела измерений, то
XН = 0.
X ном – номинальное значение измеряемого параметра ФВ, для которого
рассчитывается погрешность измерений.
a) В соответствии с ГОСТ 8.508 относительную погрешность вычисляют в точках
X номi , соответствующих 5, 25, 50, 75 и 95 % от диапазона измерений и выбирают
максимальное значение (i=1,…, 5).
б) Для модулей аналогового ввода контроллера, погрешность которых
нормирована в приведенной форме, необходимо определить значение тока,
электрического сопротивления, ТЭДС, соответствующего номинальному значению X номi .
Расчет значения тока Iномi, мА, соответствующего номинальному значению X номi ФВ,
проводят по формуле (5):
I ном 
Dсигнала  Х ном
 4,
DФВ
(5)
где Dсигнала – разница между верхним и нижним пределами диапазона входного
сигнала ((4-20) мА), мА;
X ном – номинальное значение ФВ, в единицах измерений ФВ;
DФВ – разница между верхним и нижним пределами диапазона измерений ФВ, в
единицах измерений ФВ.
Примечание – Если диапазон сигнала равен(4-20) мА, то к вычисленному по формуле (5) значению
Iном необходимо прибавить 4 мА.
в) Значение сопротивления на выходе термопреобразователей сопротивления
определяют по номинальной статической характеристике преобразования в соответствии
с ГОСТ 6651:
Rt  Wt  R0 ,
(6)
где Rt – сопротивление термопреобразователя сопротивления при температуре t,
Ом;
Wt – значение отношения сопротивлений при температуре t к сопротивлению при
0 °С.
Значения Wt выбирают из таблиц А.1 – А.5 приложения А ГОСТ 6651.
г) Значения ТЭДС термопар различных типов зависимости от температур их
рабочих концов при температуре свободных концов 0 °С выбирают в соответствии с
ГОСТ Р 8.585.
20
3) Границы основной приведенной
определяют следующим образом:
погрешности ИК давления
 ИК _ осн , %,
а) переводят погрешность компонентов ИК из приведенной формы в
относительную форму по формуле (5) в соответствии с ГОСТ 8.508 в точках X номi ,
соответствующих 5, 25, 50, 75 и 95 % от диапазона измерений;
б) относительную погрешность ИК вычисляют по формуле (1);
в) переводят значения погрешности ИК, соответствующие пяти точкам диапазона,
из относительной формы в приведенную по формуле (7):
i 
Из пяти полученных
погрешности ИК.
  X ном i
.
XВ  XН
выбирают
(7)
максимальное
значение
и
приписывают
4) Для ИК расхода, определяемого по методу переменного перепада давления,
границы основной приведенной погрешности ИК расхода  ИК _ осн , %, определяют
следующим образом:
а) относительную погрешность ИК вычисляют в пяти точках диапазона измерений
расхода по формуле (8):
2
2
 ИК _ оснi  K   ПО
  ЛС
,
(8)
где K = 1,2;
 ПО – относительная погрешность вычислений с помощью программного комплекса
«Расходомер ИСО» версии 1.8, аттестованного ФГУП «ВНИИР» (г. Казань), %.
Программный комплекс рассчитывает предельную относительную погрешность
измерений расхода, приведенного к стандартным условиям, с учетом погрешности
преобразователя давления, характеристик диафрагмы, погрешности контроллера.
б) переводят значения погрешности ИК, соответствующие пяти точкам диапазона,
из относительной формы в приведенную по формуле (7). Из пяти полученных выбирают
максимальное значение и приписывают погрешности ИК.
2.3.2 Определение границ погрешности ИК ИС в рабочих условиях
1) Относительную погрешность ИК расхода (при использовании в качестве ПИП
расходомеров) в рабочих условиях эксплуатации,  ИК _ р. у. , %, вычисляют по формуле (9):
n
l
2
2
2
2
 ИК _ р. у.  K   ПИП
  ВП
  К2   алг
  ЛС
    2ij ,
i 1 j 1
21
(9)
где  ij – дополнительная относительная погрешность i-го компонента ИК от j-й
влияющей величины, %;
n – число компонентов;
l – число влияющих величин.
2) Границы абсолютной погрешности ИК температуры в рабочих условиях
 ИК _ р. у. , %, определяют исходя из состава ИК ИС по формуле (10):
3
l
k 1
j
 ИК _ р. у.   ПИП   ВП   К    дkj ,
(10)
где  дkj – абсолютная дополнительная погрешность k-го компонента ИК от j-й влияющей
величины, С.
Перевод дополнительной погрешности в абсолютную форму осуществляют
аналогично разделу 2.3.1.
3) Границы приведенной погрешности ИК давления в рабочих условиях
 ИК _ р. у. , %, определяют по методике, приведенной в разделе 2.3.1 отчета с
использованием формулы (9).
4) Для ИК расхода, определяемого по методу переменного перепада давления,
границы приведенной погрешности ИК расхода в рабочих условиях  ИК _ р. у . , %,
вычисляют в пяти точках диапазона измерений расхода по формуле (11):
n
l
2
2
 ИК _ р. у.  K   ПО
  ЛС
   2kj .
(11)
k 1 j 1
Расчет выполняют по методике, приведенной в разделе 2.3.1 отчета.
Примеры расчета основной погрешности ИК приведены в Приложении А отчета.
22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Современные измерительные информационные технологии приобретают
дополнительные свойства благодаря использованию аппаратных и программных средств
искусственного интеллекта. Одной из важнейших задач развития измерительных
информационных технологий является расширение номенклатуры измеряемых величин,
обеспечение измерений в условиях воздействия «жестких» внешних факторов (высокая
температура, большое давление, ионизирующее излучение и т.д.).
Необходимость применения расчетных методов определения МХ систем по МХ
компонентов обусловлена агрегатным принципом их построения.
Поскольку расчетные методы предполагают идеализацию свойств системы и
требуют большего объема априорной информации, их использование должно быть
обосновано технико-экономическими причинами.
Методы распространяются на ИК, состоящие из последовательно включенных
линейных аналоговых компонентов, а так же на ИК, содержащие дискретные компоненты,
влиянием дискретности которых на неопределенность показаний ИК
можно
пренебречь.
В ходе выполнения работы была проведена оценка существующих способов
нормирования МХ ИК ИС и разработаны способы нормирования МХ ИК для ИС
входящих в АСУ ТП ОАО «Новокузнецкий металлургический комбинат» и проведен их
расчет.
23
Список использованных источников
1 ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем.
Основные положения. – Введ. 2002 – 09 – 30. – М.: Стандартинформ, 2006. – 11 с.
2 Данилов А. А. Метрологическое обеспечение измерительных систем: учеб.
пособие / А. А. Данилов. – Пенза: Профессионал, 2008. – 63 с.
3 Сайт для студентов технических специальностей. URL: http://www.teh-lib.ru. Дата
обращения: 06.07.2011.
4 Парахуда Р.Н., Литвинов Б.Я. Информационно измерительные системы:
Письменные лекции. – СПб.: СЗТУ, 2002. – 74 с.
5 Чухланцева М.М., Артюхина Л.В., Уварва В.А. Проблемы нормирования
технических характеристик в проектно-компонуемых измерительных системах. – Труды
26-й Международной научно-практической конференции. 20-22 ноября 2007 г. / Под ред.
А.Г. Лупея. – СПб.:Борей-Арт, 2007. – 437 с.: ил. – С.40-45.
6 МИ 2439-97 ГСИ. МХ ИС. Номенклатура. Принципы регламентации,
определения и контроля. – Введ. впервые. – М.: Стандартинформ, 1997 – 14 с.
24
Приложение А
(обязательное)
Пример расчета МХ ИК
ИК температуры
Диапазон измерений температуры: от минус 50 до 50 С
Состав ИК
1 Первичный
измерительный
преобразователь:
термопреобразователь
сопротивления
ТСМ 50М
Исходные данные
В соответствии с Описанием
типа ΔТСМ=±(0,25+0,0035·t)0С
2 Вторичный
измерительный
преобразователь:
преобразователь
измерительный
многофункциональный
dTRANS Т02
В соответствии с Описанием
типа СИ ΔdTRANS_R= ± 0,3 Ом
3 Программируемый
логический контроллер,
модуль аналогового
ввода SM331 6ES7 3317NF00-0AB0
В соответствии с Описанием
типа СИ = ± 0,05 %
Расчет
Границы основной абсолютной погрешности
ИК температуры определяют по формуле:
 ИК _ осн   TCM   dTRANS   K
Погрешность первичного измерительного
преобразователя:
 ТСМ = =±(0,25+0,0035·t)0С.
Погрешность вторичного преобразователя
dTRANS Т02 необходимо перевести в единицы
измерений температуры. Для этого определим
относительную погрешность измерений
сопротивления R по формуле,
R 
 dTRANS _ R
Х ном
 100 , %.
где за Хном принимают значение физической
величины, соответствующей 100% диапазона
измерений (Хном=Хв-Хн).
Определим значение сопротивления,
соответствующее нижней границе диапазона
измерений температуры (минус 50 С) по
формуле:
Rt  Wt  R0 .
Для термопреобразователя сопротивления типа
ТСМ с НСХ преобразования 50М по таблице 1
ГОСТ 6651 определяем сопротивление
термопреобразователя сопротивления при
температуре 0 °С:
R0 =50 Ом.
Значения отношения сопротивлений Wt при
температуре минус 50 °С и 500С к
сопротивлению при 0 °С определяют для
номинального значения отношения
сопротивлений W100 = 1,4280 (нормировано в
Описании типа ТСМ 50М) по таблице А.3
приложения А ГОСТ 6651:
W-50 °С = 0,7845;
W50 °С = 1,2139.
Тогда:
Rt ( 500 C )  0,7845  50  39,225 Ом.
Rt (500 C )  1,2139  50  60,955


R
0,3
100 =1,40 %.
60,695  39,225
Абсолютную погрешность вторичного
преобразователя dTRANS Т02 в единицах
измерений температуры определяют по
25
формуле:
 dTRANS   dTRANS _ T 
R
100
 (Tmax T min ) 
1,40
100  1,40 °С
100
Погрешность модуля аналогового ввода
контроллера SM331 6ES7 331-7NF00-0AB0
необходимо перевести в абсолютную форму
погрешности измерений температуры по
формуле:

0,05
K 
 Tmax  Tmin  
100  0,05 °С.
100
100
Вычисляют погрешность ИК температуры:
 ИК _ осн  0,25  0,0035  t  0,05  (0,3  0,0035  t )
С.
0
Погрешность ИК в рабочих условиях:
Для термопреобразователя сопротивлений ТСМ
50М, преобразователя измерительного
многофункционального dTRANS Т02
дополнительная погрешность не нормирована.
Для модуля SM331 6ES7 331-7NF00-0AB0
контроллера SIMATIC S7-300 нормированы
пределы погрешности в рабочих условиях (от 0
до 40 °С) γр.у. = ±0,3 %/0С.
Погрешность модуля аналогового ввода
контроллера SIMATIC S7-300 необходимо
перевести в абсолютную форму погрешности
измерений температуры по формуле:
K р . у . 

р.у.
100
0 ,3
(T
T
)
 100  0 ,3C
max
min
100
Вычисляют погрешность ИК температуры в
рабочих условиях:
 ИК _ р. у.  0,25  0,0035  t  0,3  (0,55  0,0035  t )C
ИК давления
Диапазон измерений давления: от 0,1 до 10 кгс/см2
1 Первичный
измерительный
преобразователь:
преобразователь
давления измерительный
серии 40 мод. 4385
2 Комплекс
измерительновычислительный и
управляющий на базе
PLC, модуль
аналогового ввода 1756IF6I
В соответствии с Описанием
типа СИ
ПДИ= 0,5 %
Погрешность преобразователя давления
измерительного серии 40 мод. 4385 необходимо
перевести в относительную форму по формуле:

В соответствии с Описанием
типа СИ
= ±0,1 %

X ном
 100   
XВ  XН
X ном
XН=0,1 кгс/см2.
XВ=10 кгс/см2.
Xном1=0,5 кгс/см2.
В соответствии с ГОСТ 8.508 относительную
погрешность вычисляют в точках Хном,
соответствующих 5, 25, 50, 75, и 95 % от
диапазона измерений
Вычисляем:
26
 ПДИ  0,5 
10  0,1
 9,9 %.
0,5
Результаты расчетов δПДИ приведены в таблице
А.1.
Таблица А.1
№
п/п
Хном, кгс/см2
δПДИ, %
1
0,5
9,9
2
2,5
1,98
3
5
0,99
4
7,5
0,99
5
9,5
0,521
Погрешность модуля аналогового ввода
комплекса измерительно-вычислительного и
управляющего на базе PLC необходимо
перевести в относительную форму по формуле:


X ном
 100   
XВ  XН
X ном
Расчет значения тока Iном, мА,
соответствующего номинальному значению
X ном , ФВ, проводят по формуле:
I ном 
Dсигнала  X ном
 4,
DФВ
где Dсигнала =16 мА;
Xном1=0,5 кгс/см2;
DФВ=9, 9 кгс/см2.
Тогда
I ном 
16  0,5
 4  4,8 мА.
9,9
Результаты расчетов Iном приведены в таблице
А.2.
Таблица А.2
Хном,
Iном,
№
п/п
кгс/см
мА
1
0,5
4,8
0,33
12
0,6
2
2,5
8
0,2
2,4
0,606
3
5
12
0,13
1,2
0,606
4
7,5
16
0,1
1,2
0,909
5
9,5
19,35
0,08
0,64
0,614
2
δк, %
δИК осн,
%
γИК осн,
%
Результат расчета 0,9 %.
Определяют погрешность модуля аналогового
ввода комплекса измерительно-
27
вычислительного и управляющего на базе PLC
в относительной форме
 K  0,1 
20  4
 0,2 %.
8
Вычисляют границы основной относительной
погрешности ИК давления,
 ИК _ осн :
 ИК _ осн1  1,2  (9,9) 2  (0,33) 2  12
%.
Результаты расчетов δИК осн приведены в таблице
А.2.
Переводят значение погрешности ИК из
относительной формы в приведенную
 ИКосн1 
12  0,5
 0,6%
10  0,1
γИК осн=0,9 %.
Погрешность ИК давления в рабочих
условиях:
Для преобразователя давления измерительного
серии 40 мод. 4385 нормированы:
– температурный коэффициент
±0,1 % / 10 °С;
– дополнительная погрешность, вызванная
изменением напряжения питания на каждые
10 В:
±0,1 % / 10 В.
Поскольку в ИС приняты меры для
стабилизации напряжения питания ПИП, то
дополнительную
погрешность,
вызванную
изменением напряжения питания не учитываем.
Рабочие условия эксплуатации преобразователя
давления измерительного серии 40 мод. 4385: от
минус 40 до 40 °С. Нормальные условия
эксплуатации:
(205) °С.
Максимальное
отклонение от нормальных условий 55 °С
(более 5 раз по 10 °С). Тогда дополнительная
погрешность
преобразователя
давления
измерительного серии 40 мод. 4385:
 д  0,1 6  0,6
%.
Дополнительную погрешность преобразователя
давления измерительного серии 40 мод. 4385
необходимо перевести в относительную форму
по формуле:

X  XН

 100    В
X ном
X ном
В соответствии с ГОСТ 8.508 относительную
погрешность вычисляют в точках Хном,
соответствующих 5, 25, 50, 75 и 95 % от
диапазона измерений.
XН=0,1 кгс/см2.
XВ=10 кгс/см2.
Xном=0,5 кгс/см2
28
Вычисляем:
 ПДИ _ д  0,6 
10  0,1
 11,88 %.
0,5
Результаты расчетов δПДИ приведены в таблице
А.3.
Таблица А.3
Хном,
№
п/п
Iном,
кгс/с
м2
мА
δПДИ,
%
δК, %
1
0,5
4,8
11,88
2
2,5
8
3
5
4
5
δИК
%
γИК
%
РУ,
РУ,
1,8
18,7
0,95
2,38
4,32
6,4
1,6
12
1,2
0,72
2,1
1,1
7,5
16
0,8
0,54
1,7
1,3
9,5
19,35
0,6
0,45
1,1
1,1
Для модуля аналогового ввода 1756-IF6I ИВК
нормированы пределы погрешности в рабочих
условиях (от 0 до 60 °С) γр.у. = ±0,54 %.
Дополнительную
погрешность
модуля
аналогового ввода 1756-IF6I ИВК необходимо
перевести в относительную форму по формуле:


X ном
 100   
XВ  XН
X ном
Расчет
значения
тока
Iном,
мА,
соответствующего номинальному значению
X ном , ФВ, проводят по формуле:
I ном 
Dсигнала  X ном
 4,
DФВ
где Dсигнала =16 мА;
Xном=0,5 кгс/см2;
DФВ=9,9 кгс/см2.
Тогда
I ном1 
16  0,5
 4  4,8 мА.
9,9
Результаты расчетов Iном приведены в таблице
А.3.
Определяют погрешность модуля аналогового
ввода 1756-IF6I ИВК в относительной форме
 K _ д1  0,54 
20  4
 1,8 %.
4,8
Результаты расчетов приведены в таблице А.3.
Вычисляют погрешность
рабочих условиях:
ИК
давления
 ИК _ р. у.  1,2  (9,9)2  (0,33)2  (11,88)2  (1,8)2  18,7 %
29
в
Результаты расчетов приведены в таблице А.3.
Переводят значение погрешности ИК
относительной формы в приведенную
формуле
 ИК _ р. у.1 
18,7  0,5
 0,95
10  0,1
Результат расчета 1,6.
γИК_р.у.=1,6 %.
30
из
по
Приложение Б
(обязательное)
Нормирование МХ ИК по измеряемой физической величине
СИ, входящие в состав ИК ИС
№
ИК
1
2
Наименование
ИК ИС
Температура 1
зона 1
Температура 1
зона 2
Диапазон
измерений
физической
величины,
ед.
измерений
(0–1000) °С
(0–1000) °С
Параметры
нормального
(технологическог
о) режима, ед.
измерений
(650 –780) °С
(650 -780) °С
Наименование, тип
СИ, зав. №
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-059
Преобразователь
температуры INOR
№ У70140
Модуль ввода
аналоговых сигналов
SM331 6ES7 3317NF00-0AB0
контроллера
программируемого
SIMATIC S7-300
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-060
Преобразователь
температуры INOR
№ У70141
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
№ в Гос.
реестре
СИ
Пределы
допускаемо
й основной
погрешност
и
Пределы
допускаемой
дополнительно
й погрешности
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
31
Основная погрешность
ИК
Погрешность ИК в раб.
условиях
Фактическ
ая
Пределы
допускаем
ой
погрешно
сти
Фактическ
ая
Пределы
допускаем
ой
погрешно
сти
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
3
4
5
6
Температура 1
зона 3
Температура 1
зона 4
Температура 1
зона 5
Температура 1
зона 6
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(700 -800) °С
(700 -800) °С
(800 -840) °С
(800 -840) °С
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-062
Преобразователь
температуры INOR
№ У70144
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-063
Преобразователь
температуры INOR
№ У70145
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-065
Преобразователь
температуры INOR
№ У70147
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-066
Преобразователь
температуры INOR
№ У70148
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
γ= ±0,2 %
-
*
32
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
7
8
9
10
Температура 1
зона 7
Температура 1
зона 8
Температура 1
зона 9
Температура 1
зона 10
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(820 -860) °С
(820 -860) °С
(830 -870) °С
(830 -870) °С
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-068
Преобразователь
температуры INOR
№ У70150
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-069
Преобразователь
температуры INOR
№ У70151
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-071
Преобразователь
температуры INOR
№ У70153
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-077
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
33
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
11
12
13
Температура 1
зона 11
Температура 1
зона 12
Температура 1
зона 13
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(830 -870) °С
(830 -870) °С
(830 -870) °С
Преобразователь
температуры INOR
№ У70156
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-074
Преобразователь
температуры INOR
№ У70159
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-083
Преобразователь
температуры INOR
№ У70162
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-085
Преобразователь
температуры INOR
№ У70165
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
34
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
14
15
16
17
Температура 1
зона 14
Температура 2
зоны 2
Температура 2
зоны 4
Температура 2
зоны 6
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(830 -870) °С
(650 -780) °С
(650 -780) °С
(650 -780) °С
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-061
Преобразователь
температуры INOR
№ У70167
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-064
Преобразователь
температуры INOR
№ У70142
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-067
Преобразователь
температуры INOR
№ У70146
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-070
Преобразователь
температуры INOR
№ У70149
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
γ= ±0,2 %
-
*
35
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
18
19
20
21
Температура 2
зоны 8
Температура 2
зоны 9
Температура 2
зоны 10
Температура 2
зоны 11
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(700 -800) °С
(700 -800) °С
(800 -840) °С
(820 -860) °С
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-072
Преобразователь
температуры INOR
№ У70152
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-075
Преобразователь
температуры INOR
№ У70154
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-078
Преобразователь
температуры INOR
№ У70157
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-071
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
36
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
22
23
24
Температура 2
зоны 12
Температура 2
зоны 13
Температура 2
зоны 14
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(820 -860) °С
(830 -870) °С
(830 -870) °С
Преобразователь
температуры INOR
№ У70160
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-084
Преобразователь
температуры INOR
№ У70163
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-086
Преобразователь
температуры INOR
№ У70166
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-073
Преобразователь
температуры INOR
№ У70168
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ± 0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ± 0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ± 0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ± 0,3 %
37
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
25
26
27
28
Температура 3
зоны 9
Температура 3
зоны 10
Температура 3
зоны 11
Температура 3
зоны 12
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(830 -870) °С
(830 -870) °С
(830 -870) °С
(830 -870) °С
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-076
Преобразователь
температуры INOR
№ У70155
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-079
Преобразователь
температуры INOR
№ У70158
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-082
Преобразователь
температуры INOR
№ У70161
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-077
Преобразователь
температуры INOR
№ У70164
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ± 0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ± 0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ± 0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
γ= ±0,2 %
-
*
38
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
∆=±18°С
∆=±18°С
∆=±20°С
∆=±20°С
29
30
31
Температура в
дымовом
борове 1
закалочной
печи
Температура в
дымовом
борове 2
закалочной
печи
Температура в
дымовом
борове 3
закалочной
печи
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
(0–1000) °С
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-088
Преобразователь
измерительный
многофункциональны
й dTRANS TO2
№ У70091
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-089
Преобразователь
измерительный
многофункциональны
й dTRANS TO2
№ У70092
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
термоэлектрический
ТХА-0192
№ 7-090
Преобразователь
измерительный
многофункциональны
й dTRANS TO2
№ У70093
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ± 0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
24930-03
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ± 0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
24930-03
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ± 0,3 %
13702-93
∆= ± 0,015|t|
t-измер.
темпер.
-
24930-03
39
γ= ±0,2 %
-
∆= ± 18 °С
∆= ± 18 °С
∆= ±21°С
∆= ±21°С
∆= ± 18 °С
∆= ± 18 °С
∆= ±21°С
∆= ±21°С
∆= ± 18 °С
∆= ± 18 °С
∆= ±21°С
∆= ±21°С
32
Температура
природного
газа
(-20–
100) °С
(-20–100) °С
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Термопреобразовател
ь сопротивления
Pt 100
№ 7-058
Преобразователь
температуры INOR
№ У70143
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Термометр
сопротивления ТСМ9201
№ 105
33
34
Температура
природного
газа до ГРУ
Температура
азота на
закалочную и
отпускные
печи
(-50–50) °С
(-50–50) °С
Преобразователь
измерительный
многофункциональны
й dTRANS TO2
№ У70121
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Термометр
сопротивления ТСМ9201
№ 7-002
(-50–50) °С
(-50–50) °С
Преобразователь
измерительный
многофункциональны
й dTRANS TO2
№ У70122
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ± 0,3 %
35649-07
Δ=
±(0,3+0,005|
t|)
-
*
γ= ±0,2 %
-
15772-02
γ = ± 0,05 %
γ = ±0,3 %
14216-97
Δ=
±(0,25+0,00
35|t|)
t-измер.
темпер.
-
24930-03
γ= ±0,1 %
-
15772-02
γ = ±0,05 %
γ = ±0,3 %
14216-97
Δ=
±(0,25+0,00
35|t|)
t-измер.
темпер.
-
γ= ±0,1 %
-
24930-03
40
∆= ± 1,1°С
∆= ± 1,1°С
∆= ±1,4°С
∆=±1,4°С
∆= ±1,9 °С
∆= ±1,9 °С
∆= ±2,2°С
∆= ±2,2°С
∆= ±1,9 °С
∆= ±1,9 °С
∆= ±2,2°С
∆= ±2,2°С
35
36
37
38
Температура
металла на
выдаче
Температура
рельса перед
закалочным
барабаном
Давление
природного
газа
Давление
азота на
закалочную и
отпускные
печи
(8001300) °С
(8001300) °С
(0-2000)
кгс/м2
(0 –
1,6) МПа
(800-1300) °С
(800-1300) °С
(0-2000) кгс/м
(0 – 1,6) МПа
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Термометр
радиационный
Marathon
модификация MR1S
№ 451F3
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Термометр
радиационный
Marathon
модификация MR1S
№ 5127D
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
давления
измерительный 2600Т
модификация 264HS
№ 6404024426
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
давления
измерительный 40,
мод. 4382 (Jumo
dTRANS p02 Delta)
№ У70043
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
15772-02
γ = ±0,05 %
γ = ±0,3 %
18126-00
γ= ±0,75%
-
15772-02
γ = ±0,05 %
γ = ±0,3 %
18126-00
γ= ±0,75%
-
15772-02
25931-03
γ = ±0,05 %
γ = ±0,3 %
γ=±0,075%
±0,013 % / 10
°С
15772-02
γ = ±0,05 %
20729-03
γ= ±0,5 %
15772-02
41
γ = ±0,05 %
∆=±4°С
∆=±4°С
∆=±6°С
∆=±6°С
∆=±4°С
∆=±4°С
∆=±6°С
∆=±6°С
δ= ±0,38%
δ= ±0,38%
δ= ±0,81%
δ= ±0,81%
δ= ±2,4%
δ= ±2,4%
δ= ±3%
δ= ±3%
γ = ±0,3 %
±0,1 % / 10 °С
±0,1 % / 10 В
γ = ±0,3 %
39
40
41
42
Давление
природного
газа до ГРУ
закалочной
печи
Давление
природного
газа после
ГРУ
закалочной
печи
Разрежение в
дымовом
борове 1
Разрежение в
дымовом
борове 2
(0–
1) МПа
(0 – 25) кПа
(- 0,2–
0,2) кПа
(- 0,2–
0,2) кПа
( 0 – 1) МПа
(0 – 25) кПа
(- 0,2–0,2) кПа
(- 0,2–0,2) кПа
Преобразователь
давления
измерительный 40,
мод. 4382 (Jumo
dTRANS p02 Delta)
№ У70040
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
давления
измерительный 40,
мод. 4382 (Jumo
dTRANS p02 Delta)
№ У70038
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
давления
измерительный 40,
мод. 4382
(Jumo dTRANS p02
Delta)
№ У70094
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
давления
измерительный 40,
мод. 4382
(Jumo dTRANS p02
Delta)
№ У70096
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
20729-03
γ= ±0,5%
15772-02
γ = ±0,05 %
20729-03
γ= ±0,5 %
15772-02
γ = ±0,05 %
20729-03
γ= ±0,1 %
15772-02
γ = ±0,05 %
20729-03
γ= ±0,1 %
15772-03
42
γ = ±0,05 %
±0,1 % / 10 °С
±0,1 % / 10 В
δ= ±2,4%
δ= ±2,4%
δ= ±3%
δ= ±3%
δ= ±2,4%
δ= ±2,4%
δ= ±3%
δ= ±3%
δ= ±2,4%
δ= ±2,4%
δ= ±3%
δ= ±3%
δ= ±2,4%
δ= ±2,4%
δ= ±3%
δ= ±3%
γ = ±0,3 %
±0,1 % / 10 °С
±0,1 % / 10 В
γ = ±0,3 %
±0,1 % / 10 °С
±0,1 % / 10 В
γ = ±0,3 %
±0,1 % / 10 °С
±0,1 % / 10 В
γ = ±0,3 %
43
44
45
46
Разрежение в
дымовом
борове 3
Давление
воздуха
Давление в
печи зона 1
Давление в
печи зона 2
(- 0,2–
0,2) кПа
(0 –
1500) кгс/м2
(минус 5 –
5) кгс/м2
(минус 5 –
5) кгс/м2
(- 0,2–0,2) кПа
(0 – 1500) кгс/м
(минус 5 –
5) кгс/м2
(минус 5 –
5) кгс/м2
2
Преобразователь
давления
измерительный 40,
мод. 4382
(Jumo dTRANS p02
Delta)
№ У70095
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
давления
измерительный 2600Т
модификация 265DS
№ 6404024425
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
давления
измерительный 2600Т
модификация 265DS
№ 6600003302
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Преобразователь
давления
измерительный 2600Т
модификация 265DS
№ 6600003303
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
20729-03
15772-03
25932-03
15772-03
25932-03
15772-03
25932-03
15772-03
43
γ= ±0,1 %
γ = ±0,05 %
γ= ±0,04 %
γ = ±0,05 %
γ= ±0,04 %
γ = ±0,05 %
γ= ±0,04 %
γ = ±0,05 %
±0,1 % / 10 °С
±0,1 % / 10 В
δ= ±2,4%
δ= ±2,4%
δ= ±3%
δ= ±3%
δ= ±0,23%
δ= ±0,23%
δ= ±0,76
δ= ±0,76
δ= ±0,21%
δ= ±0,21%
δ= ±0,43%
δ= ±0,43%
δ= ±0,21%
δ= ±0,21%
δ= ±0,43%
δ= ±0,43%
γ = ±0,3 %
±0,03 % / 20 °С
γ = ±0,3 %
±0,03 % / 20 °С
γ = ±0,3 %
±0,03 % / 20 °С
γ = ±0,3 %
47
48
49
50
Давление в
печи зона 3
Расход
природного
газа
Расход
природного
газа до ГРУ
закалочной
печи
Расход азота
на
(минус 5 –
5) кгс/м2
(0 –
7000) м3/ч
(0 –
6500) м3/ч
(0 –
640) м3/ч
(минус 5 –
5) кгс/м2
(0 – 7000) м3/ч
(0 – 6500) м3/ч
(0 – 640) м3/ч
Преобразователь
давления
измерительный 2600Т
модификация 265DS
№ 6600003304
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Диафрагма ДБС 0,25500
Преобразователь
давления
измерительный 2600Т
модификация 264DS
№ 6404024664
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Диафрагма ДКС 10150-А/Б-1
Преобразователь
давления
измерительный 40,
мод. 4382 (Jumo
dTRANS p02 Delta)
№ У70039
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Диафрагма ДКС 1050-А/Б-1
25932-03
γ= ±0,04 %
±0,03 % / 20 °С
15772-03
γ = ±0,05 %
γ = ±0,3 %
25931-03
γ= ±0,075 %
±0,013 % /10°С
15772-03
20729-03
15772-03
44
γ = ±0,05 %
γ= ±0,1 %
γ = ±0,05 %
δ= ±0,21%
δ= ±0,21%
δ= ±0,43%
δ= ±0,43%
δ= ±2,2%
δ= ±2,2%
δ= ±2,4%
δ= ±2,4%
δ= ±2,2%
δ= ±2,2%
δ= ±2,4%
δ= ±2,4%
δ= ±2,2%
δ= ±2,2%
δ= ±2,4%
δ= ±2,4%
γ = ±0,3 %
±0,1 % / 10 °С
±0,1 % / 10 В
γ = ±0,3 %
закалочную и
отпускные
печи
51
52
Содержание
кислорода в
азоте перед
закал.
машиной
Концентрация
CH4 в
помещении
ГРУ точка 1
Преобразователь
давления
измерительный 40,
мод. 4382 (Jumo
dTRANS p02 Delta)
№ У70042
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
Газоанализатор
АГ 0011
(0 – 10) %
γ= ±0,1 %
15772-03
γ = ±0,05 %
11961-98
γ= ±2 %
(0 – 10) %
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
( 0 – 50) %
20729-03
( 0 – 50) %
15772-03
Система
газоаналитическая
СКВА-01
№ 79
18168-00
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
15772-03
45
±0,1 % / 10 °С
±0,1 % / 10 В
γ = ±0,3 %
ДП от влияния
неизмеряемых
компонентов
1,0 доля от
основной ПГ
γ = ±0,05 %
γ = ±0,3 %
∆=±5 %НК
ПР
±0,3 % / 10 °С
Пределы
допуск. доп.
ПГ от
изменения отн.
влаж. воздуха
от норм.
значения
(60±5) % на
каждые ±10 %
отн. влажности
0,3 значения
осн. ПГ.
γ = ±0,05 %
γ = ±0,3 %
δ= ±10%
δ= ±10
δ= ±10%
δ= ±10%
δ= ±30%
δ= ±30%
δ= ±30%
δ= ±30%
53
Концентрация
CH4 в
помещении
ГРУ точка 2
(0 – 50) %
( 0 – 50) %
Система
газоаналитическая
СКВА-01
№ 754
18168-00
Модуль SM331
6ES7 331-7NF000AB0
15772-03
∆=±5 %НК
ПР
γ = ±0,05 %
±0,3 % / 10 °С
ДП от
изменения отн.
влаж. воздуха
от норм.
значения
(60±5) % на
каждые ±10 %
отн. влажности
0,3 значения
осн. ПГ.
δ= ±30%
δ= ±30%
δ= ±30%
δ= ±30%
γ = ±0,3 %
* Испытано в объеме испытаний данной ИС
Примечания
1) В таблице приняты следующие обозначения: Δ – абсолютная погрешность; δ – относительная погрешность; γ – приведенная погрешность; ΔР – перепад давления.
2) Границы погрешности в относительной форме нормированы для нижней границы диапазона «Параметры технологического режима» (если нижняя граница равна нулю, то
границы погрешности нормированы для значения физической величины в точке, соответствующей 25 % от диапазона)
3) При замене измерительных компонентов на однотипные, собственником ИС должен быть оформлен акт об изменениях, внесенных в ИС, являющийся неотъемлемой частью
описания типа ИС для Государственного реестра средств измерений.
4) При использовании для замены измерительных компонентов, не однотипных с заменяемыми, должны быть проведены испытания в целях утверждения типа тех ИК, в
которые внесены эти компоненты.
46
Скачать

2.3 Способы нормирования метрологических характеристик