Поверка измерительных каналов АСУТП температуры от термопар

[grivastov 26]

Ну что тут добавить - Александр Александрович совершенно прав и с точки зрения нашей законодательной метрологии, и с точки зрения элементарной логики. Удивительным образом дискуссия началась с термопар, а съехала совсем к другой теме. Тут продолжать или новую ветку делать? Или завершать? По теме ПО и испытаний СИ в целях утверждения типа уже целая куча веток была, даже живые есть, по-моему.

[libra 508]

Для таких серьёзных систем особо не зажимаются [во времени и деньгах], чтобы накопить патчи, которые предварительно долго и скрупулёзно отлаживают на копии верхнего уровня с имитаторами. По результатам, раз в год или в полгода - внесение изменений в описание типа/повторные испытания или поверка по программе первичной, это уж как испытатель документы написал.

Есть определенные сомнения в возможности подобного для масштабных систем.

WinCC ведь ставите на Windows? Установили обновление для Windows и вперед на переутверждение типа СИ? Вы же изменили ПО?

Изменено 28 Ноября 2014 пользователем libra

[libra 508]

Александр Александрович, Вы уже извините, но мне становится смешно. Программу контроллера ( правильнее сказать конфигурацию) пишет программист (системщик, инженер-электронник, слесарь КИПиа да-да смотрите ЕТКС)и никакого отношения это к утверждению типа не имеет. По вашей логике на каждый объект где установлен контроллер необходимо получать свое описание типа :)/> При добавлении патчей в ПО придётся снова утверждать тип СИ.

Об измерительных каналах не мне вам рассказывать. Нет в описания типа канала датчик Метран и S7-300. Значит их использовать для измерений в сфере госрегулирования нельзя. :)/>

При действующей в России нормативно-правовой базе однозначно нельзя.

Метран отвечает за преобразование давление-ток с нормированными МХ, S7-300 - за преобразование ток-код (или показание на экране монитора) с нормированными МХ. Кто отвечает за преобразование давление-код (или показание на экране монитора) с нормированными МХ? К кому претензии? К Метрану или к Сименсу? А на каком основании? И пр.

Если этот канал измерений давления применяется в СГРОЕИ, то должна быть методика измерений давления. Она аттестована? Нет. И т.д.

Это я еще про ПО не вспоминал. И не говорите, что за рубежом не так. Откройте Welmec 7.2, откройте Директиву 32-2014-EN. Всё это касается сферы Законодательной метрологии. Просто она у них гораздо Уже, чем у нас СГРОЕИ.

Откройте например описание типа 15773-11. Сертифицированы модули и программное обеспечение для конфигурации контроллеров Step7. Программное обеспечение отображения информации не включено. Как же так? Может Win CC имеет отдельный сертификат? Нет. Местные панели управления сертифицированы? Нет. Утвержденные методики измерения написаны для несертифицированного оборудования? Да. По косвенным признакам возможно убедится в аутентичности программного обеспечения методикам измерений? НЕТ.

Возьмем "более простую задачу". Например весы вагонные известного производителя. В описании типа указан свободно программируемый контроллер. Так вот для этого контроллера я знаю есть 4 модификации операционной системы. Для какой модификации выдано свидетельство об утверждении типа? Это мы еще не касаемся программы с алгоритмом обработки заложенной в контроллер.

[grivastov 26]

Для таких серьёзных систем особо не зажимаются [во времени и деньгах], чтобы накопить патчи, которые предварительно долго и скрупулёзно отлаживают на копии верхнего уровня с имитаторами. По результатам, раз в год или в полгода - внесение изменений в описание типа/повторные испытания или поверка по программе первичной, это уж как испытатель документы написал.

Есть определенные сомнения в возможности подобного для масштабных систем.

WinCC ведь ставите на Windows? Установили обновление для Windows и вперед на переутверждение типа СИ? Вы же изменили ПО?

Да, если тупо следовать некоторым !действующим! нормативным документам, можно дойти до маразма. Исследование ПО гораздо более затратная вещь, чем его создание. Вот и приходится крутиться, вспоминать, изучать пыльные анналы. Вы ведь наверняка знаете о процедуре программного разделения. В этом случае всё ПО расслаивается на метрологически значимую и незначимую часть. При этом "незначимый" не означает того, что вообще никакого влияния на метрологически значимую часть это ПО не может оказывать. Конечно, может. Просто по совокупности возможных бед степень контроля у этой части допускается другая, более слабая. К незначимой части относится программное окружение, в которое попадают большинство компонентов ОС. Вообще, в последней научно-технической периодике много чего написано по этому поводу.

[grivastov 26]

Дискуссия по данной теме вызывает чувство дежа-вю. До тех пор, пока к ПО будут относиться как к чему-то магическому, а не как к заурядной части прибора, будет хлеб у кучи бюрократов. Есть предложение уйти с этими проблемами в подполье, а то кто-нибудь в каком-нибудь Управлении задумается над тем, что в любой кабель для аналогового сигнала можно много чего незаметно встроить, и тогда Р 50.2.077 покажется последним носителем духа либеральности.

[libra 508]

Дискуссия по данной теме вызывает чувство дежа-вю. До тех пор, пока к ПО будут относиться как к чему-то магическому, а не как к заурядной части прибора, будет хлеб у кучи бюрократов. Есть предложение уйти с этими проблемами в подполье, а то кто-нибудь в каком-нибудь Управлении задумается над тем, что в любой кабель для аналогового сигнала можно много чего незаметно встроить, и тогда Р 50.2.077 покажется последним носителем духа либеральности.

Соглашусь

[Triac 8]

Дискуссия по данной теме вызывает чувство дежа-вю. До тех пор, пока к ПО будут относиться как к чему-то магическому, а не как к заурядной части прибора, будет хлеб у кучи бюрократов. Есть предложение уйти с этими проблемами в подполье, а то кто-нибудь в каком-нибудь Управлении задумается над тем, что в любой кабель для аналогового сигнала можно много чего незаметно встроить, и тогда Р 50.2.077 покажется последним носителем духа либеральности.

Кому это выгодно?

Все может быть шито белыми нитками, что в цифре, что в аналоге. Контрольные суммы - смешно -программист энтузиаст - второгодник сделает так, что суммы будут сличаться с описанием типа, делается это и на аппаратном и на программном уровне. Думаю, можно придумать что-то и с изменением информации в цифре при передаче по RS-485 и аналогам, была бы цель, грамотные разработчики и грамотно поставленная задача.

[workbob.com 3]

При измерении температуры используется термопара утвержденного типа и модуль контроллера S7-300 тоже утвержденного типа. В ответах по теме приводится способ, который используется у нас, а именно: входной модуль используется как АЦП, то есть выдает цифровое значение измеренного напряжения. Также при помощи другого канала и термометра сопротивления (также утвержденного типа) измеряется температура холодного спая. Температура холодного спая с термометра сопротивления переводится из град.С в мВ по ГОСТ ТХК(L). Далее от измеренного значения напряжения отнимается напряжение, соответствующее температуре холодного спая. Далее полученное значение вновь переводится из мВ в градусы Цельсия.

Вопрос состоит в том, каким именно образом рассчитать общую погрешность канала измерения? Необходимо ли включать в рассчет значения погрешности канала погрешность на определение температуры холодного спая, а именно погрешность модуля и термометра сопротивления при измерении температуры холодного спая? Каким именно образом учесть погрешность на перевод значений из мВ в градусы Цельсия и наоборот (погрешность на интерполяцию значений между целыми числами по НСХ ТХК)? Может какие еще погрешности будут при таком способе измерения температуры?

[Vadim_A 82]

При измерении температуры используется термопара утвержденного типа и модуль контроллера S7-300 тоже утвержденного типа. В ответах по теме приводится способ, который используется у нас, а именно: входной модуль используется как АЦП, то есть выдает цифровое значение измеренного напряжения. Также при помощи другого канала и термометра сопротивления (также утвержденного типа) измеряется температура холодного спая. Температура холодного спая с термометра сопротивления переводится из град.С в мВ по ГОСТ ТХК(L). Далее от измеренного значения напряжения отнимается напряжение, соответствующее температуре холодного спая. Далее полученное значение вновь переводится из мВ в градусы Цельсия.

Вопрос состоит в том, каким именно образом рассчитать общую погрешность канала измерения? Необходимо ли включать в рассчет значения погрешности канала погрешность на определение температуры холодного спая, а именно погрешность модуля и термометра сопротивления при измерении температуры холодного спая? Каким именно образом учесть погрешность на перевод значений из мВ в градусы Цельсия и наоборот (погрешность на интерполяцию значений между целыми числами по НСХ ТХК)? Может какие еще погрешности будут при таком способе измерения температуры?

Добрый день !

По нашему опыту, в прошлом, когда в контроллере, например, Modicon, не было термопары типа ХК (L), то тоже приходилось конфигурировать модули на измерение темоЭДС. Для компенсации ЭДС свободных концов к отдельному модулю подключали термосопротивление Pt100 или даже термопару ХА(К) (с которой проблем нет), которые размещали в шкафу рядом с клеммами, где заканчиваются компенсационные провода термопар. ТермоЭДС свободных концов рассчитывали из градусов в мВ ХК (L) по формуле, интерполирующей таблицы приведенной ЭДС, затем суммировали с измеренной термоЭДС рабочих концов и по другой формуле получали температуру.

Понятно, что это вынужденное решение менее точное (хотя при калибровке канала погрешность была менее +/- 1 С) и менее надёжное. К примеру, при обрыве провода термосопротивления, измеряющего температуру свободных концов, весь модуль может показывать "зашкал" и сработают все сигнализации и блокировки, какие есть.

В приборах и контроллерах Yokogawa, как правило, тоже нет ХК (L), только L по DIN 43710. И чтобы ИИС, например, типа Centum, работала с отечественными термопарами, её поставляют в комплекте с преобразователями утверждённого типа 4...20 мА (за рубежом их почему-то называют "барьеры низкого уровня") фирмы Pepperl+Fuchs, MTL и пр., подключаемыми к каналам ИИС 4...20 мА. Если необходимо поверять, можно поверять по отдельности преобразователи и каналы ИИС.

[libra 508]

 Понятно, что это вынужденное решение менее точное (хотя при калибровке канала погрешность была менее +/- 1 С) и менее надёжное. К примеру, при обрыве провода термосопротивления, измеряющего температуру свободных концов, весь модуль может показывать "зашкал" и сработают все сигнализации и блокировки, какие есть. <br />  В приборах и контроллерах Yokogawa, как правило, тоже нет ХК (L), только L по DIN 43710. И чтобы ИИС, например, типа Centum, работала с отечественными термопарами, её поставляют в комплекте с преобразователями утверждённого типа 4...20 мА (за рубежом их почему-то называют "барьеры низкого уровня") фирмы Pepperl+Fuchs, MTL и пр., подключаемыми к каналам ИИС 4...20 мА. Если необходимо поверять, можно поверять по отдельности преобразователи и каналы ИИС.<br />

Ну и я про то.

[grivastov 26]

При измерении температуры используется термопара утвержденного типа и модуль контроллера S7-300 тоже утвержденного типа. В ответах по теме приводится способ, который используется у нас, а именно: входной модуль используется как АЦП, то есть выдает цифровое значение измеренного напряжения. Также при помощи другого канала и термометра сопротивления (также утвержденного типа) измеряется температура холодного спая. Температура холодного спая с термометра сопротивления переводится из град.С в мВ по ГОСТ ТХК(L). Далее от измеренного значения напряжения отнимается напряжение, соответствующее температуре холодного спая. Далее полученное значение вновь переводится из мВ в градусы Цельсия.

Вопрос состоит в том, каким именно образом рассчитать общую погрешность канала измерения? Необходимо ли включать в рассчет значения погрешности канала погрешность на определение температуры холодного спая, а именно погрешность модуля и термометра сопротивления при измерении температуры холодного спая? Каким именно образом учесть погрешность на перевод значений из мВ в градусы Цельсия и наоборот (погрешность на интерполяцию значений между целыми числами по НСХ ТХК)? Может какие еще погрешности будут при таком способе измерения температуры?

1) ЭДС, соответствующую температуре холодного спая, надо не вычитать, а складывать с измеренным значением ЭДС.

2) Погрешность канала будет представлять собой сумму погрешности датчика (термоэлектрического преобразователя), АЦП, датчика температуры холодного спая (термометра сопротивления), модуля измерения температуры датчика холодного спая, погрешности интерполяции по таблице (оценивается численным экспериментом как разность полученного интерполяцией значения и значения, вычисленного по полиному ГОСТ Р 8.585, с мелким шагом), и погрешности, возникающей за счёт того, что место измерения температуры холодного спая и место его подключения находятся в разных местах (оценивается экспериментально). Вкрупную вроде всё.

[workbob.com 3]

Так все же хотелось бы узнать: существует ли на этот счет какой либо узаконенный способ расчета погрешностей? Может какая типовая методика есть?

[mitrix 1]

Так все же хотелось бы узнать: существует ли на этот счет какой либо узаконенный способ расчета погрешностей? Может какая типовая методика есть?

Думаю, коли вы пытаетесь совместить несовместимое, тоесть заставить работать модуль ввода аналогового сигнала с сигналом не предусмотренным в его характеристиках, то надо подойти к вопросу творчески и взяв за основу МИ 2539-99 попытаться написать методику калибровки для себя. Поверку данного контроллера вы выполнить не сможете (в описании типа к нему, данный модуль не может работать с такой термопарой). Еще вариант, перевести модуль аналогово ввода по данному входу в работу с входным сигналом в мВ и программно при помощи полиномов интерпритирующих обратную зависимость НСХ (см ГОСТ 8.585-2001) преобразовывать входной сигнал из термоЭДС в температуру. Потом, естественно, провести испытания с целью утверждения типа СИ вашей системы и получите методику поверки на вашу систему. При этом в МП на систему наверняка будет сказано, что на момент поверки системы, все ее компоненты (Термоэлектрический преобразователь и контроллер) должны иметь действующее свидетельство о поверке. Вобщем семь кругов ада.

Но я сюда заглянул собственно со своим вопросом:

Контроллер с модулем аналогово ввода (пусть будет модуль как у автора топика 331-7SF0x-xxxx (взято из описания типа)), модуль настроен на работу с термопарой тип К, при этом у нас есть отдельный канал измерения температуры холодного спая (внешний) с ТСМ 50М и для обеих каналов пределы допускаемых погрешностей нормированы в отдельности (для канала с термопарой К и для канала с термопреобразователем ТСМ 50М), получается по указанной методике поверки мы согласно п 6.5.2 (и далее п 6.4.2.2) вх сигналы задаем в мВ , а вот на выходе поверяемого ИК снимаем показания(наблюдаем отсчеты) тоже в мВ, но если модуль аналогово ввода мы сконфигурировали на работу с темопарой тип К, то через программатор мы видим выходные значения в градусах Цельсия, а никак не в мВ. Кто как преодалевает это несовмещение методики поверки с возможностями контроллера? Быть может надо полученные значения по НСХ термопары перевести в мВ ?