Описание и работа ТМ 5122

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Руководство по эксплуатации содержит сведения о конструкции, принципе действия, характеристиках термометра многоканального ТМ 5122 (далее - ТМ) и указания, необходимые для правильной и безопасной эксплуатации термометра.

2. ОПИСАНИЕ И РАБОТА

2.1. Назначение изделий

2.1.1. ТМ предназначен для измерения и контроля температуры и других неэлектрических величин, преобразованных в электрические сигналы силы и напряжения постоянного тока.
ТМ используется в составе систем управления технологическими процессами в промышленности.
2.1.2. ТМ является многофункциональным микропроцессорным прибором и предназначен для функционирования как в автономном режиме, так и под управлением компьютерной программы через последовательный интерфейс.
Измерительные каналы ТМ предназначены для конфигурации с унифицированными входными электрическими сигналами в виде постоянного тока 0...5, 0...20 или 4...20 мА, с термопреобразователями сопротивления (ТС) и преобразователями термоэлектрическими (ТП), а также для измерения напряжения постоянного тока до 100 мВ.
Зависимость измеряемой величины от входного сигнала ТМ может быть линейная, с функцией усреднения (демпфирования), а для входного унифицированного сигнала также и с функцией извлечения квадратного корня.
ТМ осуществляет функцию сигнализации и автоматического регулирования контролируемых параметров.
Процедура изменения уставок защищена от несанкционированного доступа.
2.1.3. ТМ имеет четыре измерительных канала и восемь каналов управления (коммутации) электрическими цепями (реле).
ТМ имеет сигнализацию достижения заданных уставок.
Количество уставок в каждом канале - 2.
Исполнительные реле каналов сигнализации обеспечивают коммутацию:

переменного тока сетевой частоты:
- при напряжении 250 В до 5 А на активную нагрузку,
- при напряжении 250 В до 2 А на индуктивную нагрузку (cos φ > 0,4);
постоянного тока:
- при напряжении 250 В до 0,1 А на активную и индуктивную нагрузки,
- при напряжении 30 В до 2 А на активную и индуктивную нагрузки.

ТМ является щитовым - по конструктивному исполнению.
2.1.4. В соответствии с ГОСТ 14254-96 степень защиты от попадания внутрь ТМ твердых тел, пыли и воды:

передней панели IP54;
корпуса IP20.

2.1.5. В соответствии с ГОСТ 25804.1-83 ТМ:

по характеру применения относится к категории Б - аппаратура непрерывного применения;;
по числу уровней качества функционирования относится к виду I - номинальный уровень и отказ.

2.1.6. По устойчивости к климатическим воздействиям при эксплуатации ТМ соответствует группе исполнения С4 по ГОСТ 12997-84 при температуре окружающей среды от минус 30 до плюс 50 °С.
По устойчивости к механическим воздействиям при эксплуатации ТМ относится к группе исполнения М6 согласно ГОСТ 17516.1-90.
ТМ относится к I категории сейсмостойкости по НП-031-01 и к группе исполнения 3 по РД 25818-87.
ТМ является стойким, прочным и устойчивым к воздействию землетрясения с уровнем сейсмичности 8 баллов по шкале MSK-64 на уровне установки над нулевой отметкой до 40 м в соответствии с ГОСТ 25804.3-80.
По устойчивости к электромагнитным помехам ТМ согласно ГОСТ Р 50746-2000 соответствует:
• группе исполнения III и критерию качества функционирования А;
• группе исполнения IV и критерию качества функционирования В для всех видов помех, кроме микросекундных помех по цепям питания и цепям ввода-вывода.

2.2. Технические характеристики

2.2.1. Диапазоны измерений, входные параметры и пределы допускаемых основных приведенных погрешностей измеряемых величин относительно НСХ с учетом конфигураций измерительных каналов ТМ приведены в таблицах 2.1 и 2.2.
Основная приведенная погрешность по компьютерному каналу не превышает основную приведенную погрешность измеряемых величин.
2.2.2. Зона возврата по срабатыванию уставок программируется в пределах от 0 до 100% от диапазона измерений.
2.2.3. Время установления рабочего режима не более 30 мин.
2.2.4. Предел допускаемой дополнительной погрешности ТМ, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной (20±5) °С до любой температуры в пределах от минус 30 до плюс 50 °С на каждые 10 °С изменения температуры, не превышает 0,5 предела допускаемой основной погрешности.
2.2.5. Предел допускаемой дополнительной погрешности ТМ для конфигурации с ТП, вызванной изменением температуры их свободных концов в диапазоне от минус 30 до плюс 50 °С, не превышает предела допускаемой основной погрешности.
2.2.6. Предел допускаемой дополнительной погрешности ТМ, вызванной воздействием повышенной влажности (до 95 % при 35 °С), не превышает 0,5 предела допускаемой основной погрешности.
2.2.7. Предел допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением напряжения питания от номинального (220 В) в пределах (154...242) В, не превышает 0,5 предела допускаемой основной погрешности.

Таблица 2.1

Тип первичного преобразователя	W100	Диапазон измерений, °С	Входные параметры			Максимальный ток через измеряемое сопротивление, мА	Пределы допускаемой основной приведенной погрешности относительно НСХ, %
			по НСХ		Входное сопротив ление, кОм
			сопротивление, Ом	т.э.д.с., мВ
50М	1,4280	-50...+200	39,23...92,78	-	-	0,4	±(0,25+*)
100М			78,45...185,55
50М	1,4260		39,35...92,62
100М			78,69...185,23
50П	1,3910		40,00...88,53
100П			80,00...177,05
Pt100	1,3850		80,31...175,86
50П	1,3910	-50...+600	40,00...158,59
100П			80,00...317,17
Pt100	1,3850		80,31...313,71
ТЖК (J)	-	-50...+1100	-	-2,431...63,792	не менее 100	-	±(0,5+*)
ТХК (L)		-50...+600		-3,005...49,108
ТХА (K)		-50...+1300		-1,889...52,410
ТПП (S)		0...+1700		0...17,947
ТВР(А-1)		0...+2500		0...33,640

Таблица 2.2

Измеряемая величина	Диапазон измерений	Входные параметры		Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, %
		Сопротивление, МОм, не менее	Напряжение, мВ, не более
Напряжение, мВ	0..100	0,1	-	±(0,2+*)
	0...75
Ток, мА	0...20	-	110
	4...20
	0...5

* Одна единица последнего разряда, выраженная в процентах от диапазона измерений.
2.2.8. Предел допускаемой дополнительной погрешности ТМ, вызванной воздействием постоянных магнитных полей и (или) переменных полей сетевой частоты напряженностью до 300 А/м, не превышает 0,5 предела допускаемой основной погрешности.
2.2.9. Предел допускаемой дополнительной погрешности ТМ во время воздействия вибрации не превышает предела допускаемой основной погрешности.
2.2.10. Область задания уставок соответствует диапазону измерений.
2.2.11. Предел допускаемой основной погрешности срабатывания сигнализации не превышает последнего индицируемого разряда измеренного значения.
2.2.12. Питание ТМ осуществляется от сети переменного тока с частотой (50±1) Гц и напряжением (220-66) В.
2.2.13. Выходные характеристики встроенного источника напряжения для питания измерительного преобразователя:
- напряжение холостого хода (24±0,48) В;
- напряжение при токе нагрузки 22 мА не менее 18 В;
- ток короткого замыкания не более 50 мА.
2.2.14. Мощность, потребляемая ТМ от сети переменного тока при номинальном напряжении, не превышает 12 В-А.
2.2.15. Изоляция электрических цепей питания и электрических цепей сигнализации относительно корпуса в зависимости от условий испытаний выдерживает в течение 1 мин действие испытательного напряжения практически синусоидальной формы частотой от 45 до 65 Гц:
- 1500 В при температуре окружающего воздуха (20±5) °С и относительной влажности от 30 до 80 %;
- 900 В при относительной влажности (90 ±3) % и температуре окружающего воздуха (25 ± 3) °С.
2.2.16. Изоляция входных и интерфейсных электрических цепей относительно корпуса и между собой в зависимости от условий испытаний выдерживает в течение 1 мин действие испытательного напряжения практически синусоидальной формы частотой от 45 до 65 Гц:
- 500 В при температуре окружающего воздуха (20±5) °С и относительной влажности от 30 до 80 %;
- 300 В при относительной влажности (90 ±3) % и температуре окружающего воздуха (25 ± 3) °С.
2.2.17. Электрическое сопротивление изоляции токоведущих цепей ТМ относительно его корпуса и между собой не менее:
- 20 МОм при температуре окружающего воздуха (20 ± 5) °С и относительной влажности от 30 % до 80 %;
- 5 МОм при температуре окружающего воздуха (50±3) °С и относительной влажности от 30 % до 80 %;
- 1 МОм при относительной влажности (95 ± 3) % и температуре окружающего воздуха (35 ± 3) °С.
2.2.18. Габаритные размеры, мм, не более:
передняя панель - 96 х 96;
монтажная глубина - 180;
вырез в щите - 88 х 88.
2.2.19. Масса, кг, не более: 1,5.
2.2.20. ТМ устойчив и прочен к воздействию температуры окружающего воздуха от минус 30 до плюс 50 °С или от минус 50 до плюс 50 °С соответственно.
2.2.21. ТМ устойчив и прочен к воздействию влажности до 95 % при температуре +35 °С и до 98 % при температуре окружающего воздуха +35 °С соответственно.
2.2.22. ТМ обладает прочностью и устойчивостью к воздействию синусоидальной вибрации в диапазоне частот от 1 до 100 Гц при амплитуде виброускорения 20 м/с2.
2.2.23. ТМ не имеет конструктивных элементов и узлов с резонансными частотами от 5 до 25 Гц.
2.2.24. ТМ обладает прочностью и устойчивостью к воздействию механических ударов одиночного действия с пиковым ударным ускорением 30 м/с2, с предпочтительной длительностью действия ударного ускорения 10 мс (допускаемая длительность - от 2 до 20 мс) и количеством ударов в каждом направлении 20.
2.2.25. ТМ обладает прочностью к воздействию ударной тряски с числом ударов в минуту 80, средним квадратическим значением ускорения 98 м/с2 и продолжительностью воздействия 1 ч.
2.2.26. ТМ обладает прочностью при сейсмических воздействиях, эквивалентных воздействию вибрации с параметрами, указанными в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Частота, Г ц	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	8,0	10,0	15,0	20,0	30,0
Ускорение, м/с	2,4	6,0	11,6	20,4	19,2	17,2	15,2	12,4	8,0	7,6	5,6

2.2.27. Обеспечение электромагнитной совместимости и помехозащищенности
2.2.27.1. По устойчивости к электромагнитным помехам ТМ согласно ГОСТ Р 507462000 соответствует:
• группе исполнения III и критерию качества функционирования А;
• группе исполнения IV и критерию качества функционирования В для всех видов помех, кроме микросекундных помех по цепям питания и цепям ввода-вывода.
2.2.27.2. ТМ нормально функционирует и не создает помех в условиях совместной работы с аппаратурой систем элементов, для которых он предназначен, а также с аппаратурой другого назначения, которая может быть использована совместно с данными ТМ в типовой помеховой ситуации.

2.3 Устройство и работа

2.3.1. В состав ТМ входят:
- импульсный блок питания с линейными источниками;
- четыре гальванически развязанных модуля АЦП;
- микропроцессорный блок управления;
- модуль индикации с клавиатурой управления;
- восемь исполнительных реле;
- модуль клеммных колодок для внешних соединений;
- модуль интерфейса.
2.3.1.1. Импульсный блок питания преобразует сетевое напряжение 220 В частотой 50 Гц в постоянные стабилизированные напряжения +5 В, ± 8 В, +24 В для питания микропроцессора, интерфейса, четырех модулей АЦП и блока реле. Выключение питания не предусмотрено, так как ТМ предназначены для работы в непрерывном режиме.
2.3.1.2. Аналого-цифровой преобразователь преобразует входной аналоговый сигнал в код, поступающий в микропроцессорный блок управления.
2.3.1.3. Микропроцессорный блок управления выполняет следующие функции:
- рассчитывает текущее значение измеряемой величины (по данным опроса АЦП);
- управляет модулем индикации, т.е. выводит текущее значение измеряемой величины или значение уставки на индикатор;
- опрашивает клавиатуру;
- управляет модулем интерфейса.
2.3.1.4. В модуль индикации и клавиатуры входят:
- светодиодный четырехразрядный индикатор измеряемой величины или уставки;
- светодиодный одноразрядный индикатор номера канала;
- два одиночных индикатора сработавших уставок;
- один одиночный индикатор, детектирующий тренд;
- восемь одиночных индикаторов состояния реле;
- четыре одиночных индикатора режимов индикации;
- одиночный индикатор ввода пароля;
- одиночный индикатор редактирования уставок;
- кнопка изменения уставок;
- кнопка «>» выбора режима / изменения редактируемого разряда;
- кнопки «∧» и «∨» увеличения / уменьшения номера канала или изменения редактируемого разряда.
2.3.1.5. ТМ имеет по две независимые уставки на каждый измерительный канал, которые могут быть как верхними, так и нижними, и могут быть связаны с любым исполнительным реле.
Исполнительные реле управляются микропроцессором и работают в соответствии с внутренней таблицей связей реле и уставок каналов, которые редактируются пользователем.
2.3.1.6. Модуль интерфейса предназначен для связи ЭВМ и обеспечивает двусторонний обмен данными с внешними устройствами через комбинированные стандартные интерфейсы RS 232 или RS 485. Схемы подключения ТМ к компьютеру соответствуют приведенным в приложении Б.
2.3.2. Лицевая панель ТМ показана на рисунке 2.1

Рисунок 2.1

На лицевой панели ТМ расположены:
1 - одиночный индикатор ввода пароля;
2 - кнопка выбора режима индикации или выбора редактируемого разряда;
3 - четыре одиночных индикатора режимов индикации:
- режим индикации измеренного значения с автоматическим изменением канала;
- режим индикации измеренного значения с ручным выбором канала;
- режим индикации значения уставки 1 с ручным выбором канала;
- режим индикации значения уставки 2 с ручным выбором канала;
4 - одиночный индикатор редактирования уставок;
5 - кнопка изменения уставок;
6 - четырехразрядный индикатор измеряемой величины или значения уставки;
7 - кнопки увеличения / уменьшения номера канала или изменения редактируемого разряда;
8 - одноразрядный индикатор номера канала;
9 - два одиночных индикатора сработавших уставок и один одиночный индикатор превышения тренда (скорости изменения входного сигнала);
10 - восемь одиночных индикаторов состояния восьми реле.
Для изменения уставок необходимо нажать и удерживать кнопку изменения уставок (позиция 5, рисунка 2.1) в нажатом состоянии до высвечивания индикатора «ПАРОЛЬ», после чего необходимо с помощью клавиш «>», «∧» и «∨» ввести «пароль 1» или «пароль 2» (новый пароль устанавливается только с ЭВМ). Если пароль был введен с ошибкой, то ТМ переходит в режим индикации измерений (состояние ТМ после включения питания). Если «пароль 1» введен верно, высвечивается индикатор «УСТ» и ТМ переходит в режим редактирования уставок. Для выхода из этого режима нужно нажать скрытую кнопку (позиция 5, рисунка 2.1). Клавиша «>» используется для выбора редактируемого разряда уставки. Клавиши «∧» и «∨» используются для увеличения / уменьшения либо мигающего редактируемого разряда уставки, либо для изменения номера уставки / канала.
Если будет введен «пароль 2», то будет произведено выключение реле находящихся в зоне гистерезиса (зоне возврата). При этом на короткое время будет на индикаторе высвечено сообщение «CL», а затем прибор перейдет в режим измерений.
Задание конфигурации ТМ производится только с ЭВМ.
2.3.2.1. Основное табло (позиция 6, рисунка 2.1) предназначено для отображения числовых значений текущего измеряемого параметра, уставок, а также символьных сообщений о состоянии ТМ (сообщений об ошибках).
2.3.2.2. Дополнительное табло (позиция 8, рисунка 2.1) предназначено для отображения номера канала.
2.3.2.3. Индикатор «1» (позиция 10, рисунка 2.1) отображает состояние реле номер 1. Если реле номер 1 включено (замкнуты нормально-разомкнутые контакты), то индикатор «1» - высвечивается, если реле выключено (контакты реле размыкают канал), то индикатор «1» - не высвечивается. Аналогично работают индикаторы «2» - «8» и реле 2 - 8 соответственно.
2.3.2.4. Индикаторы «УСТ1», «УСТ2», «Т» (позиция 9, рисунка 2.1) включаются только при срабатывании уставки или тренда и включении хотя бы одного реле, связанного с ними.
2.3.3. На задней панели ТМ расположены:
- 4 ряда клеммных колодок К1 - К4 для подключения первичных преобразователей;
- 2 клеммные колодки для подключения внешних исполнительных устройств;
- 1 клеммная колодка для подключения сети;
- винт защитного заземления;
- разъем DB9F интерфейса RS 232/ RS 485.

2.4. Сообщения об ошибках

2.4.1. При возникновении в ТМ каких-либо сбоев или неполадок на основном табло высвечивается сообщение об ошибке. Возможные сообщения об ошибках:
«Err 0», «Err 1», «Err 4» - ошибка во внутренней памяти ТМ, причина устраняется только в заводских условиях.
«Err 2» - неправильно установлен сетевой номер или скорость обмена ТМ с ЭВМ.
«Err 5» - нет включенных каналов.
В случае возникновения какой-либо из вышеперечисленных ошибок, ТМ автоматически присваивается: Номер прибора - 0, Скорость обмена - 9600 бод. После устранения причин вызвавших ошибку значения этих параметров восстанавливаются.
«—OU—» - переполнение, сигнал на входе превышает верхнюю границу диапазона измерений.
«—AL—» - обрыв датчика.
«----» - число, которое невозможно вывести на 4-х разрядный индикатор. Рекомендуется уменьшить параметр «Количество знаков после запятой».
«-ALc» - ошибка измерения компенсатора при работе с термопарой.
«-AdC» - неисправность АЦП выбранного канала.

2.5. Маркировка и пломбирование

2.5.1. Маркировка соответствует ГОСТ 26828-86 Е, ГОСТ 9181-74 Е, ГОСТ Р 51330.099 и чертежу НКГЖ.405546.001-04СБ.
2.5.2. ТМ опломбирован представителем ОТК предприятия-изготовителя.

2.6. Упаковка

2.6.1. Упаковка производится в соответствии с ГОСТ 23170-78 Е, ГОСТ 9181-74 Е и чертежом НКГЖ.405546.001-04УЧ и обеспечивает полную сохраняемость ТМ.

< Назад

Содержание

Вперед >