Контроллер микропроцессорный ГАММА-7М

1 Назначение

1.1 Контроллер микропроцессорный ГАММА–7М (далее «прибор»), в зависимости от исполнения, предназначен для:
– многоканального измерения уровня однофазных жидкостей совместно с датчиками уровня ультразвуковыми ДУУ2М (далее «ДУУ2М»);
– многоканального измерения уровней раздела сред многофазных жидкостей совместно с датчиками ДУУ2М;
– измерения давления внутри резервуаров совместно с датчиками ДУУ2М или датчиками избыточного давления ДИД1 и ДИД2 (далее «ДИД1» и «ДИД2»);
– измерения температуры контролируемых жидкостей совместно с датчиками ДУУ2М;
– многоканального измерения температуры контролируемых жидкостей совместно с датчиками температуры многоточечными ДТМ2 (далее «ДТМ2»);
– измерения различных технологических параметров (давление, температура и т.п.) при подключении датчиков сторонних производителей, имеющих стандартный выходной токовый сигнал;
– одновременного регулирования (позиционный или пропорциональный законы регулирования) по двум параметрам, измеряемым подключенными к прибору датчиками ДУУ2М, ДТМ2, ДИД1, ДИД2 или датчиками со стандартным токовым выходом; – управления дискретными исполнительными механизмами (задвижки, пускатели и т.п.);
– формирования стандартных токовых сигналов для выдачи на устройства регистрации (самописцы);
– осуществления цифрового обмена по последовательному интерфейсу с ЭВМ верхнего уровня;
– обеспечения взрывозащищенного электропитания подключенных датчиков (датчики, подключаемые к прибору, могут размещаться на объектах класса B–1 и B–1а по классификации главы 7.3 ПУЭ (шестое издание), где возможно образование смесей горючих газов и паров с воздухом категории IIB согласно ГОСТ Р 51330.11 температурного класса Т5 согласно ГОСТ Р 51330.0);
– построения информационноуправляющих комплексов при подключении к прибору контроллеров–сборщиков микропроцессорных КСМ2 и КСМ4.

1.2 Базовый блок прибора включает в свой состав блок питания БП6, модуль процессора МП5М и ячейку индикации ЯИ4.
Кроме того, базовый блок имеет два соединителя для наращивания функциональных возможностей прибора.
К первому соединителю подключается модуль интерфейса МИ/М, обеспечивающий связь прибора с ЭВМ верхнего уровня.
Второй соединитель позволяет установить один из трех следующих типов модулей расширения:
– модуль сопряжения с датчиками МСД;
– модуль токовых сигналов МТС1;
– модуль токовых сигналов МТС2.

Прибор, в зависимости от комплектации модулем интерфейса МИ/М, модулем расширения и установленной версией программного обеспечения (ПО), выпускается в различных исполнениях, представленных в таблице III.1.1.

Таблица III.1.1

1.3 Базовый блок прибора предназначен для подключения к нему двух датчиков (исполнения прибора от 0 до 7) или контроллеров КСМ (исполнения прибора 8 и 9), модуля интерфейса МИ/М, одного из модулей расширения и обеспечивает:
– искробезопасное питание датчиков;
– питание МИ/М и модуля расширения;
– обработку поступающих от датчиков (КСМ) сигналов и расчет измеряемых датчиками (КСМ) параметров; – обмен информацией и управление МИ/М и модулем расширения;
– формирование четырех изолированных дискретных сигналов типа «сухой контакт» для предупредительной или аварийной сигнализации (ключи);
– индикацию измеренных базовым блоком и модулем расширения параметров на встроенном жидкокристаллическом индикаторе (ЖКИ);
– ввод и просмотр настроек прибора.

1.4 Модуль интерфейса МИ/М (исполнения прибора 1, 3, 5, 7…9) предназначен для обеспечения связи прибора с ЭВМ верхнего уровня по одному из стандартных интерфейсов RS–232, или RS–422, или RS–485 в формате протокола Modbus RTU.

1.5 Модуль сопряжения с датчиками МСД предназначен для подключения к прибору шести датчиков (исполнения прибора 2 и 3) или шести КСМ (исполнение прибора 9) и, совместно с базовым блоком прибора, обеспечивает:
– искробезопасное питание датчиков;
– обработку поступающих от датчиков (КСМ) сигналов и расчет измеряемых датчиками (КСМ) параметров.

1.6 Модуль токовых сигналов МТС1 (исполнения прибора 4 и 5) предназначен для формирования стандартных токовых сигналов и, совместно с базовым блоком прибора, обеспечивает:
– формирование четырех стандартных программируемых токовых сигналов 0…5 мА, 0…20 мА или 4…20 мА (два выхода гальванически изолированные от общей шины и два выхода неизолированные с программируемыми привязками) для работы с самописцами, электропневмопреобразователями или другими исполнительными устройствами;
– управление поддержанием измеряемого параметра на заданной величине или в определенных границах с помощью исполнительных устройств с токовым входом (только для изолированных выходов, два независимых канала с программируемыми привязками, позиционный или пропорциональный законы регулирования);
– считывание четырех дискретных сигналов типа «сухой контакт», поступающих от сигнализаторов.

1.7 Модуль токовых сигналов МТС2 (исполнения прибора 6 и 7) предназначен для подключения двух датчиков, имеющих стандартный токовый выход, а также формирования стандартных токовых сигналов и, совместно с базовым блоком прибора, обеспечивает:
– искробезопасное питание и одновременное измерение двух токовых сигналов взрывобезопасных датчиков, имеющих стандартный токовый выход 4…20 мА, по двухпроводной схеме включения;
– либо питание и одновременное измерение двух токовых сигналов датчиков обычного исполнения, имеющих стандартный токовый выход 4…20 мА, по двухпроводной схеме включения;
– либо одновременное измерение двух токовых сигналов датчиков обычного исполнения, имеющих стандартный токовый выход 0…5 мА или 0…20 мА;
– формирование четырех стандартных программируемых токовых сигналов 0…5 мА, 0…20 мА или 4…20 мА (два выхода гальванически изолированные от общей шины и два выхода неизолированные с программируемыми привязками) для работы с самописцами, электропневмопреобразователями или другими исполнительными устройствами;
– управление поддержанием измеряемого параметра на заданной величине или в определенных границах с помощью исполнительных устройств с токовым входом (только для изолированных выходов, два независимых канала с программируемыми привязками, позиционный или пропорциональный законы регулирования);
– считывание четырех дискретных сигналов типа «сухой контакт», поступающих от сигнализаторов.

1.8 Условия эксплуатации и степень защиты прибора

1.8.1 Номинальные значения климатических факторов – согласно ГОСТ 15150 для вида климатического исполнения УХЛ4, тип атмосферы II (промышленная).

1.8.2 Степень защиты оболочки прибора IP50 по ГОСТ 14254 (защита от пыли).

1.8.3 Прибор совместно с МИ/М и модулем расширения соответствует требованиям ГОСТ Р 51330.10, имеет для выходных цепей вид взрывозащиты «Искробезопасная цепь», уровень взрывозащиты «Взрывобезопасный» для взрывоопасных смесей группы IIB по ГОСТ Р 51330.11, маркировку взрывозащиты «[Ехib]IIB» и может применяться вне взрывоопасных зон помещений и наружной установки согласно требованиям главы 7.3 ПУЭ (шестое изда ние) и других нормативно–технических документов, регламентирующих применение оборудования во взрывоопасных зонах.

2 Технические данные

2.1 Метрологические характеристики измеряемых параметров определяются датчиками (КСМ), подключенными к прибору.

2.2 ЖКИ со светодиодной подсветкой имеет две строки по 20 знакомест (матрица 5х7 точек, размер символа 6,0х9,66 мм) и обеспечивает вывод алфавитно–цифровой информации.

2.3 Прибор имеет четыре единичных светодиодных индикатора, индицирующих текущее состояние ключей, и пьезоэлектрический звонок для сигнализации различных ситуаций, возникающих в процессе его работы.

2.4 Для программирования прибора пользователю предоставляется 16–кнопочная клавиатура.

2.5 Характеристики базового блока прибора:
– тактовая частота модуля процессора МП5М – 24 МГц;
– объем ОЗУ – 8 Кбайт;
– объем энергонезависимой памяти программ и данных – 128 Кбайт;
– энергонезависимые часы реального времени;
– число подключаемых датчиков или КСМ – два;
– соединитель для подключения модуля интерфейса МИ/М;
– соединитель для подключения модуля расширения (МСД, МТС1 или МТС2).

2.6 Питание датчиков осуществляется искробезопасным постоянным напряжением с параметрами U_О ≤12 B, I_О ≤ 80 мА. Связь с датчиками (КСМ) осуществляется с помощью экранированного четырехпроводного кабеля. Нормальное функционирование обеспечивается при длине соединительного кабеля между базовым блоком и датчиками (КСМ) не более 1,5 км. Разрешается применение экранированных контрольных кабелей со следующими параметрами: R_КАБ ≤100 Ом, С_КАБ ≤ 0,1 мкФ, L_КАБ ≤ 2 мГн. 

2.7 Предельные параметры ключей прибора на активной нагрузке:
– коммутируемое напряжение постоянного или переменного тока не более 250 В;
– допустимый ток коммутации ключа не более 1 А;
– сопротивление ключа в замкнутом состоянии не более 1,2 Ом.

2.8 Характеристики модуля интерфейса МИ/М:
– изолированный интерфейс RS–232/RS–422/RS–485 (выбор типа интерфейса осуществляется пользователем);
– скорость передачи до 19200 бит/с;
– программируемый контроль четности;
– логический протокол – Modbus RTU.

2.9 Характеристики модуля сопряжения с датчиками МСД

2.9.1 Число подключаемых датчиков или КСМ – шесть.

2.9.2 Питание датчиков осуществляется искробезопасным постоянным напряжением с параметрами U_О ≤12 B, I_О ≤ 80 мА. Связь модуля с датчиками (КСМ) осуществляется с помощью экранированного четырехпроводного кабеля. Нормальное функционирование модуля обеспечивается при длине соединительного кабеля между модулем и датчиками (КСМ) не более 1,5 км. Разрешается применение экранированных контрольных кабелей со следующими параметрами: R_КАБ ≤100 Ом, С_КАБ ≤ 0,1 мкФ, L_КАБ ≤ 2 мГн.

2.10 Характеристики модуля токовых сигналов МТС1

2.10.1 Приведенная основная погрешность выходных токовых сигналов для изолированных выходов – не более ± 0,2 %, для неизолированных выходов – не более ± 3 %.

2.10.2 Выходные токовые сигналы 0…5 мА обеспечиваются модулем на нагрузке не более 2 кОм, а 0…20 мА и 4…20 мА – на нагрузке не более 300 Ом.

2.10.3 Дискретные входы модуля предназначены для обслуживания сигналов типа «сухой контакт» и имеют входное сопротивление не менее 10 кОм. Минимальная длительность обнаруживаемого сигнала составляет 1 мс.

2.11 Характеристики модуля токовых сигналов МТС2

2.11.1 Число изолированных токовых входов – два.

2.11.2 При подключении взрывозащищенных датчиков с выходным токовым сигналом 4…20 мА по двухпроводной схеме модуль обеспечивает для каждого датчика искробезопасное изолированное питание с параметрами U_О ≤ 24 B, I_О ≤ 40 мА. Одновременное подключение взрывозащищенного датчика и датчика обычного исполнения не допускается.

2.11.3 Приведенная основная погрешность преобразования входного токового сигнала
– ± 0,2 %.

2.11.4 Приведенная основная погрешность выходных токовых сигналов для изолированных выходов – не более ± 0,2 %, для неизолированных выходов – не более ± 3 %.

2.11.5 Выходные токовые сигналы 0…5 мА обеспечиваются модулем на нагрузке не более 2 кОм, а 0…20 мА и 4…20 мА – на нагрузке не более 300 Ом.

2.11.6 Дискретные входы модуля предназначены для обслуживания сигналов типа «сухой контакт» и имеют входное сопротивление не менее 10 кОм. Минимальная длительность обнаруживаемого сигнала составляет 1 мс.

2.12 Электрические параметры и характеристики

2.12.1 Питание прибора осуществляется от сети переменного тока напряжением от 180 до 242 В, частотой (50 ± 1) Гц.

2.12.2 Мощность, потребляемая прибором от сети, не превышает 25 В·А.

2.12.3 По степени защиты от поражения электрическим током прибор относится к классу защиты I в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0.

2.12.4 Электрическая изоляция между цепью питания и металлическими частями прибора выдерживает без пробоя и поверхностного перекрытия испытательное напряжение ~1500 В, 50 Гц в нормальных условиях применения.

2.12.5 Все программируемые параметры и константы запоминаются в энергонезависимой памяти прибора и сохраняются при отключении питания. Часы реального времени, имеющиеся в приборе, также энергонезависимы.

2.12.6 Время установления рабочего режима:
– после кратковременного отключения питания – не более 30 с;
– после длительного отключения питания – на более трех минут.

2.12.7 Прибор предназначен для непрерывной работы.

2.13 Надежность

2.13.1 Средняя наработка на отказ прибора с учетом технического обслуживания составляет 40000 ч.

2.13.2 Срок службы прибора составляет 12 лет.

3 Общее устройство и принцип работы прибора

3.1 Контроллер микропроцессорный ГАММА7М состоит из базового блока и, в зависимости от исполнения, модуля интерфейса МИ/М и модуля расширения (МСД, МТС1 или МТС2).

Базовый блок включает в свой состав блок питания БП6, ячейку индикации ЯИ4, модуль процессора МП5М и корпус.

Блок питания вырабатывает напряжения, необходимые для работы остальных узлов прибора, и содержит узлы сопряжения с датчиками или КСМ, которые могут подключаться к базовому блоку.

Ячейка индикации самостоятельно опрашивает клавиатуру, выдавая в модуль процес сора информацию о нажатии той или иной клавиши. По командам МП5М ЯИ4 обеспечивает выдачу на ЖКИ значений контролируемых параметров и служебных сообщений.

Кроме того, на ячейке индикации расположены светодиоды, индицирующие текущее состояние ключей прибора, и пьезоэлектрический звонок для формирования звуковых сообщений, а также разъемы, с помощью которых коммутируются остальные блоки прибора.

Модуль процессора является центральным узлом прибора. В его задачи входит диагностика и управление работой ячейки индикации, диагностика, программирование и управление работой модуля интерфейса и модуля расширения, управление ключами, хранение настроечной информации при отключении питания прибора, а также связь с датчиками (КСМ), подключаемыми к базовому блоку.

Модуль интерфейса МИ/М и модуль расширения предназначены для наращивания функциональных возможностей прибора.

Модуль интерфейса МИ/М осуществляет связь прибора с ЭВМ верхнего уровня по одному из стандартных интерфейсов в формате протокола Modbus, что позволяет интегрировать прибор в состав АСУ ТП.

Модуль сопряжения с датчиками МСД предназначен для подключения к прибору еще шести датчиков или КСМ.

Модули токовых сигналов МТС1 и МТС2 позволяют выполнять прибором функции регулятора (МТС1 для датчиков типа ДУУ2М, ДТМ2 или ДИД1, МТС2 для датчиков типа ДУУ2М, ДТМ2, ДИД1, ДИД2 и датчиков со стандартным выходным токовым сигналом).

3.2 Прибор выполнен в металлическом корпусе. Внутри корпуса закреплена ячейка индикации, выполняющая одновременно функции кроссплаты. Блок питания БП6, модуль процессора МП5М и один из модулей расширения (МСД, МТС1 или МТС2) вставляются по направляющим с задней стороны прибора во врубные разъемы ячейки индикации. Данные узлы представляют собой печатные платы, имеющие с одной стороны разъем связи с ячейкой индикации, а с другой стороны разъемы связи с внешними устройствами (датчиками, самописцами и т.п.). Этой же стороной плата крепится к металлической панели, обеспечивающей фиксацию узла в корпусе прибора и предохраняющей прибор от проникновения посторонних предметов.

Модуль интерфейса МИ/М, при его наличии в составе прибора, устанавливается в разъемы, имеющиеся на модуле процессора МП5М, и фиксируется с помощью пластмассовых защелок.

Передняя часть прибора закрыта панелью с декоративным шильдиком. Панель имеет пазы для ЖКИ и клавиатуры, а также резьбовые отверстия с невыпадающими винтами, предназначенными для установки прибора на щит потребителя.

Сетевой выключатель, кабель питания и клемма защитного заземления прибора расположены сзади на панели блока питания БП6.

4 Комплектность поставки

4.1 В комплект поставки прибора исполнения 0 входят:
– контроллер микропроцессорный ГАММА–7М УНКР.466514.010            – 1 шт.;
– паспорт УНКР.466514.010 ПС                                                                 – 1 шт.;
– руководство по эксплуатации УНКР.466514.010 РЭ                             – 1 шт.;
– руководство оператора УНКР.466514.010 РО                                       – 1 шт.;
– жгут УНКР.685622.008 (для подключения датчиков к прибору)          – 1 шт.;
– розетка кабельная DB–15F с кожухом
(для подключения устройств сигнализации к прибору)                           – 1 шт.;
– тара транспортная УНКР.321312.017                                                    – 1 шт.

4.2 В комплект поставки прибора исполнения 1 дополнительно к исполнению 0 входят:
– руководство программиста УНКР.466514.010 РП                                  – 1 шт.;
– розетка кабельная DB–9F с кожухом
(для подключения ЭВМ верхнего уровня к МИ/М)                                    – 1 шт.

4.3 В комплект поставки прибора исполнения 2 дополнительно к исполнению 0 входит:
– жгут УНКР.685622.007(для подключения датчиков к модулю МСД)    – 1 шт.

4.4 В комплект поставки прибора исполнения 3 дополнительно к исполнению 0 входят:
– руководство программиста УНКР.466514.010 РП                                  – 1 шт.;
– жгут УНКР.685622.007 (для подключения датчиков к модулю МСД)   – 1 шт.;
– розетка кабельная DB–9F с кожухом
(для подключения ЭВМ верхнего уровня к МИ/М)                                     – 1 шт.

4.5 В комплект поставки прибора исполнения 4 дополнительно к исполнению 0 входят:
– методика поверки УНКР.466514.010 МП                                              – 1 шт.;
– вилка кабельная DB–15M с кожухом (для подключения
к МТС1 устройств с токовыми входами и дискретных сигналов)             – 1 шт.

4.6 В комплект поставки прибора исполнения 5 дополнительно к исполнению 0 входят:
– методика поверки УНКР.466514.010 МП                                              – 1 шт.;
– руководство программиста УНКР.466514.010 РП                                 – 1 шт.;
– вилка кабельная DB–15M с кожухом (для подключения
к МТС1 устройств с токовыми входами и дискретных сигналов)             – 1 шт.;
– розетка кабельная DB–9F с кожухом
(для подключения ЭВМ верхнего уровня к МИ/М)                                   – 1 шт.

4.7 В комплект поставки прибора исполнения 6 дополнительно к исполнению 0 входят:
– методика поверки УНКР.466514.010 МП                                             – 1 шт.;
– вилка кабельная DB–9M с кожухом
(для подключения к МТС2 датчиков с токовыми выходами)                  – 1 шт.;
– вилка кабельная DB–15M с кожухом (для подключения
к МТС2 устройств с токовыми входами и дискретных сигналов)            – 1 шт.

4.8 В комплект поставки прибора исполнения 7 дополнительно к исполнению 0 входят:
– методика поверки УНКР.466514.010 МП                                              – 1 шт.;
– руководство программиста УНКР.466514.010 РП                                 – 1 шт.;
– вилка кабельная DB–9M с кожухом
(для подключения к МТС2 датчиков с токовыми выходами)                   – 1 шт.;
– вилка кабельная DB–15M с кожухом (для подключения
к МТС2 устройств с токовыми входами и дискретных сигналов)             – 1 шт.;
– розетка кабельная DB–9F с кожухом
(для подключения ЭВМ верхнего уровня к МИ/М)                                   – 1 шт.

4.9 В комплект поставки прибора исполнения 8 дополнительно к исполнению 0 входят:
– руководство программиста УНКР.466514.010 РП                                 – 1 шт.;
– розетка кабельная DB–9F с кожухом
(для подключения ЭВМ верхнего уровня к МИ/М)                                   – 1 шт.

4.10 В комплект поставки прибора исполнения 9 дополнительно к исполнению 0 входят:
– руководство программиста УНКР.466514.010 РП                                 – 1 шт.;
– жгут УНКР.685622.007(для подключения КСМ к модулю МСД)            – 1 шт.;
– розетка кабельная DB–9F с кожухом
(для подключения ЭВМ верхнего уровня к МИ/М)                                    – 1 шт.

Примечания

1 Для исполнений прибора от 0 до 7 поставляется руководство оператора УНКР.466514.010–2ХХ РО, для исполнений прибора 8 и 9 поставляется руководство оператора УНКР.466514.010–3ХХ РО, где ХХ – номер текущей версии ПО прибора.

2 Для исполнений прибора 1, 3, 5, 7 поставляется руководство программиста УНКР.466514.010–2ХХ РП, для исполнений прибора 8 и 9 поставляется руководство программи ста УНКР.466514.010–3ХХ РП, где ХХ – номер текущей версии ПО прибора.

5 Габаритные размеры и масса

5.1 Габаритные размеры прибора приведены на рисунке III.1.1.

5.2 Масса прибора не более 3,5 кг.

6 Установка прибора

6.1 Прибор устанавливается в помещении с искусственным освещением для обеспечения возможности круглосуточной работы. Установка прибора производится на щит потребителя. В месте установки прибора необходимо наличие розетки для подключения прибора к сети питания и заземляющего контура.

6.2 Сведения по установке даны в руководстве по эксплуатации УНКР.466514.010 РЭ.

6.3 Схема подключения к базовому блоку прибора датчиков ДУУ2М, ДТМ2 или ДИД1 и устройств сигнализации дана на рисунке III.1.2. Схемы подключения всех датчиков и устройств к базовому блоку прибора, а также к модулю сопряжения МСД, модулям токовых сигналов МТС1 и МТС2 даны в руководстве по эксплуатации УНКР.466514.010 РЭ.

7 Дополнительная информация

7.1 Подробно сведения по техническим характеристикам, принципу действия, подготовке к работе и порядке работы с прибором даны в руководстве по эксплуатации УНКР.466514.010 РЭ.

7.2 Руководство по эксплуатации в электронном виде размещено на прилагаемом к настоящему каталогу СD-диске.

Рисунок III.1.1 Внешний вид и габаритные размеры прибора (на примере исполнения 7)

Рисунок III.1.2 Схема подключения к базовому блоку прибора датчиков ДУУ2М, ДТМ2 или ДИД1 и устройств сигнализации