Разработка и метрологическое обеспечение измерительного канала давления

 

Опишем математическую модель следующим образом:

1) Давление преобразуется в электрический  сигнал с помощью датчика давления  Сапфир-22М-ДИ модели 2170.

Уравнение преобразования для датчика давления:

где I - расчетное значение выходного сигнала, соответствующее измеряемому давлению или перепаду давлений Р, мА;

Imax ~ наибольшее значение выходного сигнала, мА;

I0 - наименьшее значение выходного сигнала, мА;

Р - значение измеряемого давления или перепада давления, МПа;

Рmax - верхний предел измерений избыточного давления, МПа.

 

2) Выходной сигнал с преобразователя  Сапфир-22М-ДИ подается на блок распределения токового сигнала БРТ:

где I' - унифицированный выходной сигнал постоянного тока, мА;

IН - нормированное значение входного сигнала постоянного тока, мА;

I0 -начальная отметка шкалы прибора, мА;

I - унифицированный входной сигнал постоянного тока, мА.

IК - конечная отметка шкалы прибора, мА.

 

3) Информация на выходе блока  подвергается математической обработке комплексом связи с объектом М-64. Ток на выходе из БРТ преобразуется в цифровой код:

где NX - значение результата измерений;

q - величина использования при измерении меры (ступень квантования);

I' - унфицированный согнал постоянного тока с БРТ, мА.

 

3.3 Описание основных элиментов измерительного канала давления и их метрологических характеристик

Блок распределения унифицированного токового сигнала БРТ

Блоки распределения токового сигнала предназначены для размножения унифицированных токовых сигналов, поступающих с первичных и нормирующих преобразователей между несколькими потребителями, это блоки БРТ-01, Б2РТ-01. Так же они служат для приема и распределения выходного сигнала и возможности контроля наличия входных и выходных сигналов, сигнализации о выходе из строя блока и т.д. В данном ИК используется функция аналого-цифрового преобразования.

Блоки являются комплектующими изделиями унифицированного комплекса технических устройств (УКТС), предназначенных для применения в АСУТП атомных и тепловых электрических станций (АЭС и ТЭС). Предназначены для непрерывной эксплуатации.

Таблица 4 - Технологические характеристики БРТ

Технические характеристики	Значение
Входное сопротивление блоков РТ не превышает: с выходными сигналами 0-5 мА с выходными сигналами 0 - 20мА	1,01 кОм  250 кОм
Амплитудное значение пульсации выходных сигналов, измеренное на максимальной нагрузке на каждом выходе блока не более	±5 мВ
Условия функционирования (нормальные): температура окружающего воздуха относительная влажность при t = 30°С атмосферное давление	+5-60°С  от 40 до 90% от 84 до 107 кПа

Таблица 5 - Метрологические характеристики БРТ

Метрологические характеристики	Значения
Предел допускаемой основной приведенной погрешности для БРТ не должен превышать	±0,2%
Дополнительная погрешность, вызванная воздействием помех нормального вида амплитудой 10В и частотой 50Гц не должна превышать	0,5 γ
Дополнительная погрешность, вызванная изменением температуры окружающего воздуха от плюс (20 ± 2)°С на каждые 10°С в диапазоне изменения температур от +5°С до +60°С, не должна превышать	0,5 γ
Дополнительная погрешность, вызванная воздействием помехи общего вида амплитудой 100В, не должна превышать		5 γ
Дополнительная погрешность, вызванная изменением напряжения питания на ±5% не должна превышать		± γ
Дополнительная погрешность при верхнем значении относительной влажности окружающего воздуха (90%) и температуры (30°С) не должна превышать		0,5 γ

К входу преобразователя подключаются выходные цепи первичных или нормирующих преобразователей с унифицированными токовыми выходами с диапазонами 0-5мА, 0-20мА.

Основная приведенная погрешность: ± 0,2%.

Зависимость между выходным сигналом и измеряемым параметром

(номинальная статическая характеристика) имеет вид:

I,мА	0	1	2	3	4	5
I',мА	0	1	2	3	4	5

I'  

 

5

4         

3         

2         

1         

                              1        2            3         4          5                I

 

Блок соответствует требованиям к электромагнитной совместимости по НП 306.5.02/3.035 -2000, группы исполнения П4.

Средний срок службы блоков не менее 10 лет. Техническое обслуживание 1 раз в год. Среднее время восстановления блоков не более 1 часа.

Параметр потока отказов блоков не превышает 4,0-10-6 1/ч, а составляющая вероятность Р(8000) = 0,97.

Средняя наработка до отказа 125 000 ч.

Комплекс связи с объектом М-64

Устройство логического управления второго уровня на базе МПК (М-64 - ЭВМ) выполняют функцию автоматизированного сбора и первичной обработки аналоговых и дискретных сигналов, выработки и выдачи управляющих воздействий в дискретной форме, обмена информацией с вычислительным комплексом. Кроме того устройства М-64 - ЭВМ применяются для функционально- группового управления технологическими процессами.

 

Таблица 6 - Технологические характеристики М-64

Технические характеристики	Значение
Нормальные климатические условия эксплуатации: температура окружающего воздуха относительная влажность воздуха атмосферное давление	20 ± 5°С 65 ± 15% от 84 до 107 кПа
М-64--ЭВМ устойчивы к воздействию: температуры окружающего воздуха относительная влажность воздуха вибрации частотой амплитудой	от +5 до + 40°С от 40 до 90% 2 5 Гц  0,1 мм
Длина линии связи аналоговых датчиков не более	500 м
Длина линии связи дискретных датчиков не более	1000 м
Разрядность АЦП	16 бит
Питание М-64 осуществляется от сети переменного тока частотой	50±1 Гц
Напряжением	220В ±10%
Входное сопротивление БГР в М-64	(600±6) Ом

 

Таблица 7 - Метрологические характеристики М-64

Метрологические характеристики		Значения
Предел допустимого значения основной приведенной погрешности при доверительной вероятности Р = 0,95 не превышает: - при вводе токовых  сигналов 0...5мА	0,6%
- дополнительная погрешность, вызванная  изменением температуры окружающей среды относительно (20 ±2)°С в диапазоне температур от +5 до +40°С от значения основной допустимой погрешности на каждые 10°С не превышает		0,5 γ
дополнительная погрешность, вызванная изменением относительной влажности окружающего воздуха в диапазоне от 40 до 90%, от значения основной допустимой погрешности не превышает - дополнительная погрешность, вызванная  вибрацией частотой 50 Гц и амплитудой 0,1 мм, не превышает дополнительная погрешность, вызванная воздействием помехи общего вида амплитудой 100В или нормального вида амплитудой 10В и частотой 50Гц, не превышает значения основной допустимой погрешности		0,5 γ    0,25 γ       γ
- погрешность программной линеаризации  характеристик датчиков термосопротивления  и термопар не превышает		0,1%
Время опроса одного канала без программной обработки не превышает		300нс

 

 

Зависимость между выходным сигналом и измеряемым параметром (номинальная статическая характеристика) имеет вид:

 

I',мА	0	1	2	3	4	5
Nx  х 103	0	13	26	39	52	65

   Nx х103

65

52        

39        

26        

 

13        

 

0           1          2            3          4            5                  I'

 

Комплекс вычислительный СМ-2М

Комплекс вычислительный на базе ЭВМ СМ-2М в управляющей вычислительной системе «КОМПЛЕКС ТИТАН-2» предназначен для:

• сбора и обработки аналоговых и дискретных параметров, поступающих от внешних систем (ФГУ, КСО, СВРК, А701-03);
• расчёта непосредственно измеряемых параметров;
• выявления отклонений аналоговых и дискретных параметров от нормы;
• идентификации аварий блока для запуска регистрации аварий;
• регистрации измеряемых, рассчитываемых и поступающих из других систем параметров;
• регистрации очерёдности срабатывания защит и блокировок, начальное состояние и изменение начального состояния механизмов, положение и изменение положения арматуры, действий оператора-технолога по управлению блоком;
• расчёта управления отдельными узлами энергоблока и выдачи управляющей информации оператору-технологу;
• управление нагрузкой энергоблока в системе оптимального распределения активных нагрузок.

Условия эксплуатации:

- температура окружающего воздуха - +15 - +25 0С;

- относительная влажность воздуха – 50-80%

- атмосферное давление – 84-107кПа.

Комплекс выдерживает вибрацию с частотой 25Гц и амплитудой не более 0,1 мм.

Напряжение питающей сети - 220±22 В.

Частота питающей сети – 50±1 Гц.

В соответствии с классификацией безопасности по ОПБ оборудование СМ-«М относятся к классу 3Н.

Технические параметры:

- объём оперативной памяти 256 кбайт;

- суммарная производительность  каналов прямого доступа в  память должна быть не менее:

а) в селекторном режиме:

- для однопроцессорного комплекса  – 680 тыс.слов/с;

- для двухпроцессорного комплекса  – 1360 тыс.слов/с;