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Les lignes directrices s'appliquent aux canaux de mesure des systèmes de mesure de l'information - IR IMS, et établissent des exigences relatives aux méthodes et moyens d'étalonnage ; déterminer l'organisation, la procédure de réalisation et d'enregistrement des résultats d'étalonnage ; réglementent les algorithmes de détermination des caractéristiques métrologiques (MX) des IC lors de l'étalonnage et sont destinés aux services métrologiques des entreprises énergétiques accréditées pour le droit d'effectuer des travaux d'étalonnage des IC IMS.
- Remplace RD 34.11.205-88
Exclu du Registre de la documentation scientifique et technique opérant dans l'industrie de l'énergie électrique par arrêté du NP « INVEL » n° 101/1 du 31 décembre 2009. STO 70238424.27.100.037-2009 Les systèmes d'instrumentation et d'automatisation thermique pour centrales thermiques sont en forcer. Organisation de l'exploitation et de la maintenance. Normes et exigences. et STO 70238424.27.100.038-2009 Systèmes de contrôle de processus automatisés (APCS) pour les centrales thermiques. Organisation de l'exploitation et de la maintenance. Normes et exigences.
1. Dispositions générales
2. Opérations de calibrage
3. Outils d'étalonnage
4. Exigences de sécurité
5. Exigences relatives aux conditions d'étalonnage
6. Préparation à l'étalonnage
7. Effectuer l'étalonnage
7.1. Inspection visuelle
7.4. Traitement des résultats de la recherche expérimentale
8. Enregistrement des résultats d'étalonnage
Annexe 1. Obligatoire. Liste de la documentation technique requise pour l'étalonnage IR
Annexe 4. Informations. Exemples de schémas structurels de réalisation d'expériences lors de l'étalonnage de l'IR
Liste de la littérature utilisée
Ce document se trouve dans :
Organisations :
| 10.06.1998 | Approuvé | RAO UES de Russie | |
|---|---|---|---|
| Publié | SPO-ORGRES | 2000 | |
| Conçu par | Société JSC ORGRES |
Directives procédurales - Canaux de mesure des systèmes de mesure - Organisation et procédure d'étalonnage
- GOST 12.2.007.0-75Système de normes de sécurité au travail. Produits électriques. Exigences générales de sécurité
- PR 50.2.016-94Système étatique pour assurer l'uniformité des mesures. Exigences pour les travaux d'étalonnage
- GOST 12.2.007.14-75Câbles et raccords de câbles. Exigences de sécurité
- GOST 12.2.007.6-75Système de normes de sécurité au travail. Appareils de commutation basse tension. Exigences de sécurité
- AR 34.03.201-97Règles de sécurité pour le fonctionnement des équipements thermomécaniques des centrales électriques et des réseaux de chaleur
- Loi fédérale 102-FZ
- GOST 8.438-81Système étatique pour assurer l'uniformité des mesures. Systèmes d'information et de mesure. Vérification. Dispositions générales
- RD 50-660-88Instructions. Système étatique pour assurer l'uniformité des mesures. Documents sur les méthodes de vérification des instruments de mesure. Remplacé par RMG 51-2002.
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RD 153-34.0-11.205-98
INSTRUCTIONS METHODOLOGIQUES.
CANAUX DE MESURE D'INFORMATION ET SYSTÈMES DE MESURE.
ORGANISATION ET PROCÉDURE DE CALIBRAGE
Date d'introduction 2000-11-01
DÉVELOPPÉ par la Société par Actions Ouverte "Société d'implantation, d'amélioration technologique et d'exploitation des centrales et réseaux électriques ORGRES"
PERFORMERS A.G. Azhikin, S.A. Sporykhin, V.I. Ossipova
APPROUVÉ par le Département de la stratégie de développement et de la politique scientifique et technique du RAO "UES de Russie" 06.10.98
Premier chef adjoint A.P. Bersenev
Ces lignes directrices s'appliquent aux canaux de mesure des systèmes de mesure de l'information - IR IIS (ci-après - IR), établissent des exigences relatives aux méthodes et moyens d'étalonnage ; déterminer l'organisation, la procédure de réalisation et d'enregistrement des résultats d'étalonnage ; réglementent les algorithmes de détermination des caractéristiques métrologiques (MX) des IC lors de l'étalonnage et sont destinés aux services métrologiques des entreprises énergétiques accréditées pour le droit d'effectuer des travaux d'étalonnage des IC IMS.
Les lignes directrices ont été élaborées conformément à la loi de la Fédération de Russie « sur la garantie de l'uniformité des mesures », GOST 8.438-81, PR 50.2.016-94 et RD 50-660-88.
Conformément à ces lignes directrices, des lignes directrices pour l’étalonnage de la CI pour des types spécifiques d’IMS doivent être élaborées.
Avec la publication de ces instructions méthodologiques, "Méthodologie. Canaux de mesure des systèmes de mesure de l'information. Organisation et procédure de vérification : RD 34.11.205-88" (M. : SPO Soyuztekhenergo, 1988).
1. DISPOSITIONS GÉNÉRALES
1.1. Le but de l'étalonnage est de déterminer et de confirmer les valeurs réelles de MX et (ou) l'aptitude à l'utilisation de l'IR, qui ne sont pas soumises au contrôle et à la surveillance métrologiques de l'État.
1.2. L'étalonnage IR doit être effectué sous forme d'ensemble complet (méthode complète).
Si l’étalonnage ne peut être effectué par la méthode complète, il est alors effectué élément par élément (méthode élément par élément).
Les éléments d'IC IMS sont compris comme des instruments de mesure individuels (IM) ou des combinaisons d'instruments de mesure et d'autres moyens techniques, y compris des lignes de communication, utilisés dans IC IMS.
Lors de l'étalonnage par la méthode élément par élément, le transducteur de mesure primaire (PMT) (ou PMT et MT) et le trajet électrique de l'IR (ET IR) sont calibrés séparément. L’étalonnage de l’ET IR est effectué conformément à la méthodologie décrite dans ces directives.
1.3. Tous les IR sont soumis à un étalonnage à des intervalles spécifiés dans le certificat de certification métrologique (MA).
1.4. La liste des CI soumis à étalonnage est établie par le service métrologique de l'entreprise énergétique et approuvée par l'ingénieur en chef.
1.5. Canaux de mesure de l'IMS, soumis au contrôle et à la surveillance métrologiques de l'État, conformément à l'art. 13 de la loi de la Fédération de Russie « Sur la garantie de l'uniformité des mesures » doit être soumise à une vérification périodique.
La liste des CI soumis à vérification est établie par le service métrologique de l'entreprise énergétique et envoyée à l'organisme territorial de la norme d'État de Russie.
La vérification IK est effectuée selon la méthode approuvée par le Service métrologique de l'État ou selon la méthode décrite dans les présentes directives et convenue avec l'organisme territorial de la norme d'État de Russie.
Les intervalles d'intervérification sont fixés par l'organisme territorial du Service métrologique de l'État. L'ajustement des intervalles de vérification est effectué par le Service métrologique de l'État en accord avec le service métrologique de l'entreprise énergétique.
2. OPÉRATIONS DE CALIBRAGE
Lors de l'étalonnage, les opérations suivantes doivent être effectuées :
vérifier la disponibilité de la documentation technique pour l'IMS et les instruments de mesure des agrégats (ASI) inclus dans l'IC (Annexe 1) ;
inspection externe (section 7.1 des présentes lignes directrices) ;
vérifier le fonctionnement du CI (section 7.2) ;
détermination des caractéristiques métrologiques (section 7.3) ;
traiter les résultats des études expérimentales (section 7.4) ;
enregistrement des résultats d’étalonnage (section 8 des présentes lignes directrices).
3. OUTILS DE CALIBRAGE
3.1. Les outils d'étalonnage (étalons) doivent assurer la reproduction et (ou) le stockage des unités d'une grandeur physique avec la plus grande précision afin de transférer sa valeur IR à partir des étalons d'État correspondants, et également disposer d'une marque d'étalonnage (vérification) ou d'un étalonnage (vérification) valide ) certificat.
3.2. Lors de l'étalonnage à l'aide de la méthode complète, les instruments de mesure spécifiés dans la documentation normative et technique (NTD) pour la vérification ou l'étalonnage des PIP doivent être utilisés comme étalons.
3.3. Lors de l'étalonnage élément par élément, les éléments MX de l'IR sont soumis à un contrôle, par conséquent, les SI doivent être utilisés comme étalons conformément à la documentation normative et technique pour la vérification ou l'étalonnage du premier SI dans le cadre de l'ET IR.
3.4. Il est permis d'utiliser des normes intégrées et des sources de signaux incluses dans l'IIS, ainsi que de remplacer les normes utilisées par d'autres, si leurs caractéristiques techniques et métrologiques ne sont pas pires que les caractéristiques des normes selon les paragraphes. 3.2 et 3.3.
3.5. La surveillance des conditions externes doit être effectuée par des instruments de mesure dont la valeur absolue de l'erreur n'est pas supérieure à 0,1 changement de la valeur de la grandeur d'influence externe, à laquelle des erreurs supplémentaires surviennent dans les instruments de mesure automatisés inclus dans l'instrument de mesure. .
3.6. L'annexe 2 contient une liste d'étalons et d'instruments de mesure auxiliaires pouvant être utilisés lors de l'étalonnage.
4. EXIGENCES DE SÉCURITÉ
4.1. Lors de l'étalonnage de l'IR, il est nécessaire de respecter les mesures de sécurité prévues par GOST 12.2.007.0-75, GOST 12.2.007.6-75, GOST 12.2.007.14-75, Règles de sécurité et règles de sécurité et d'assainissement industriel, établies par le instructions des entreprises énergétiques, NTD pour les normes et ASI.
4.2. Les personnes ayant une formation professionnelle et le droit d'effectuer des travaux d'étalonnage sont autorisées à effectuer l'étalonnage.
5. EXIGENCES RELATIVES AUX CONDITIONS D'ÉTALONNAGE
5.1. Lors de l'étalonnage, les conditions externes sont surveillées, dont les valeurs des paramètres doivent correspondre aux conditions dans lesquelles les MX IR ont été normalisés.
5.2. Si les conditions de fonctionnement de l'instrument de mesure ne sont pas conformes aux exigences de la documentation technique, l'étalonnage n'est pas effectué jusqu'à ce que les raisons qui ont provoqué l'écart des conditions de fonctionnement par rapport à celles requises soient identifiées et éliminées.
5.3. Les conditions d'utilisation des étalons utilisés pour l'étalonnage doivent être conformes aux exigences de la documentation normative et technique les concernant et être telles que l'erreur supplémentaire totale résultant de l'influence de grandeurs d'influence externes ne dépasse pas 0,5 de l'erreur principale de l'étalon.
6. PRÉPARATION AU CALIBRAGE
6.1. Avant l'étalonnage, vous devez :
prendre des mesures organisationnelles pour obtenir l'autorisation de travailler ;
préparer et vérifier un ensemble de documentation technique pour les IIS et ASI qui font partie de l'IC, selon la liste donnée en annexe 1 ;
briefing du personnel impliqué dans l'étalonnage ;
préparer des tableaux d'étalonnage des convertisseurs thermoélectriques et des convertisseurs thermiques à résistance, des tableaux des valeurs calculées des pertes de charge pour le débit et le niveau IR (un exemple de tableau est donné en annexe 3) ;
préparer et installer des étalons et des instruments de mesure auxiliaires pour le réglage du signal d'entrée et la surveillance des grandeurs d'influence ;
établir une communication (par radio ou par téléphone) à partir du moyen de réglage du signal d'entrée vers le moyen de présentation de l'information.
7. CALIBRAGE
7.1. Inspection visuelle
7.1.1. Lors d'une inspection externe de l'IR, il est nécessaire de vérifier :
Complétude du CI ;
l'état de fonctionnement des joints ASI ;
l'exactitude et la qualité du blindage et de l'installation des lignes de communication ;
absence de dommages mécaniques et de défauts de l'ASI inclus dans le CI, pouvant affecter leurs performances ;
effectuer la mise à la terre de l'ASI inclus dans le CI, conformément aux exigences des instructions d'utilisation ou des descriptions techniques d'un ASI spécifique ;
présence de marquages de lignes de communication.
7.1.2. Si l'IR ne répond pas aux exigences ci-dessus, l'étalonnage n'est effectué que lorsque les défauts identifiés sont éliminés.
7.2. Vérification du fonctionnement de l'IR (test)
Le fonctionnement du CI dans les conditions de fonctionnement est vérifié par l'affichage des valeurs de la valeur mesurée du paramètre technologique sur les moyens de présentation de l'information. Si la valeur du paramètre mesuré correspond au mode de fonctionnement de l'équipement, alors on considère que l'IR fonctionne normalement.
7.3. Détermination des caractéristiques métrologiques
7.3.1. Détermination du nombre de points étudiés en fonction de la plage de mesure IR
Les points à l'étude sont établis conformément au programme MA IC IIS à hauteur d'au moins 5.
Les points étudiés sont répartis uniformément sur toute la plage de mesure IR, un point correspondant à 0% et l'autre à 100% de la plage.
S'il est impossible d'examiner les points 0% et 100%, alors ils sont remplacés par des points auxquels les valeurs réelles du paramètre mesuré sont déterminées par les formules :
|
X u0 = X 0 + |Δ je| + |Δ h |; |
|
|
X u100 = X 100 - |Δ je| - |Δ h |, |
Où X u0 et X u100 - valeurs réelles du paramètre mesuré aux points étudiés situés à proximité des limites inférieure et supérieure de la plage de mesure IR ;
X 0 et X 100 - limites inférieure et supérieure de la plage de mesure IR ;
Δ je et Δ h - les limites inférieure et supérieure de l'intervalle de confiance de l'erreur de mesure IR spécifiée dans le certificat MA IR IIS.
7.3.2. Réalisation d'études expérimentales
7.3.2.1. Avec la méthode complète, le travail expérimental consiste à déterminer les valeurs du signal de sortie IR en chaque point étudié dans la plage de mesure IR et à surveiller les conditions de fonctionnement de l'IR.
Le schéma expérimental est présenté en annexe 4 (Fig. A4.1).
7.3.2.2. Avec la méthode élément par élément, le travail expérimental consiste à déterminer :
valeurs maximales de l'erreur absolue du PIP (ou PIP et PI) aux points étudiés selon le protocole d'étalonnage, et la condition suivante doit être remplie :
Δ PIPmax ≤ Δ PIPd ;
Δ IPmax ≤ Δ IPd,
où Δ PIPd est la valeur maximale admissible de l'erreur PIP spécifiée dans la documentation technique ;
Δ IPd - valeur maximale admissible de l'erreur IP spécifiée dans la documentation technique,
valeurs du signal de sortie de l'IR ET aux points étudiés et contrôle de ses conditions de fonctionnement, ainsi que les valeurs des grandeurs d'influence externes pour le PIP (ou PIP et PI). Le schéma fonctionnel de l’expérience est présenté sur la Fig. P4.2.
7.3.2.3. Trois observations sont réalisées à chaque point d'étude.
7.3.2.4. L'enregistrement des résultats d'observation est effectué à des intervalles de temps égaux ou supérieurs au cycle d'enquête PIP.
7.3.2.5. Les résultats des études expérimentales sont consignés dans le tableau. Protocoles 1 et 2 (Annexes 5 et 6).
7.3.2.6. Les normes sont connectées conformément à la documentation technique sur l'ASI.
7.3.2.7. Après le travail expérimental, le circuit de travail du CI est restauré et son fonctionnement est vérifié (voir section 7.2).
7.4. Traitement des résultats de la recherche expérimentale
7.4.1. Le traitement des résultats des études expérimentales consiste à déterminer l'erreur IR.
7.4.2. Les résultats des études expérimentales sont traités à l'aide d'un algorithme.
7.4.2.1. L'erreur IR pour chaque i-ème observation au j-ème point étudié est déterminée :
avec la méthode complète selon la formule
où est la valeur moyenne de l'erreur IR pour trois observations ;
et est la valeur moyenne de l'erreur IR basée sur les deux valeurs les plus grandes et les deux valeurs les plus petites ;
Δ jimin et Δ jimax sont respectivement les valeurs d'erreur minimale et maximale au j-ème point étudié.
7.4.3. Conclusion sur l'adéquation de l'IR.
7.4.3.1. La conclusion est faite selon l'algorithme présenté dans la Fig. 1.
Riz. 1. Schéma fonctionnel de l'algorithme permettant de déterminer l'adéquation du CI à l'utilisation
7.4.3.2. Le canal de mesure est considéré comme approprié pour une utilisation sur la base des résultats d'étalonnage si :
les conditions de fonctionnement du CI correspondent aux conditions précisées dans le certificat d'AMM ;
en tous points de la plage de mesure IR, les valeurs d'erreur calculées à l'aide de l'une des formules (3), (4) ou (5) satisfont à l'inégalité
et une des inégalités :
|
Δ je < Δ (2)+ < Δ h |
|
|
Δ je < Δ (2)- < Δ h |
8. ENREGISTREMENT DES RÉSULTATS DE CALIBRAGE
Sur la base des résultats d'étalonnage, un certificat d'étalonnage de l'IC IIS est délivré sous la forme donnée en annexe 7.
Sur la base des résultats de la vérification, un certificat de vérification de l'IC IIS est délivré sous la forme indiquée à l'annexe 8.
Annexe 1
Obligatoire
LISTE DE LA DOCUMENTATION TECHNIQUE FOURNIE LORS DU CALIBRAGE IR
1. Description technique de l'IIS.
2. Instructions d'utilisation de l'IIS.
3. Lignes directrices pour le calibrage d'IR IIS.
4. Méthodes d'étalonnage ou de vérification.
5. Certificat et protocole du dernier étalonnage IR.
6. Certificat de MA IC IIS.
7. Liste et valeurs des éléments MX de l'IIS, description technique sur l'ASI, journal sur l'étalonnage de l'ASI.
8. Programme MA IC IIS.
Annexe 2
NORMES ET SI AUXILIAIRES UTILISÉS
LORS DU CALIBRAGE
|
Nom |
Plage de mesure |
Erreur de base, % |
But |
|
|
1. Presse à huile |
Limite de mesure supérieure 6 kgf/cm 2 (0,6 MPa) |
Réglage du signal d'entrée pour la méthode complète d'étalonnage de la pression IR |
||
|
2. Exemple de manomètre |
Contrôle du signal d'entrée avec la méthode complète d'étalonnage de la pression IR |
|||
|
3. Manomètre de déformation modèle |
Limite de mesure supérieure 1 kgf/cm 2 (0,1 MPa) |
|||
|
4. Sélecteur de pression |
Air 250 |
Limite de mesure supérieure 250 kgf/cm 2 (25 MPa) |
Réglage du signal d'entrée pour la méthode d'étalonnage complète pour la pression IR, la différence de pression |
|
|
5. Manomètre et vacuomètre |
Limite de mesure supérieure 2,5 kgf/cm 2 (0,25 MPa) |
Réglage du signal d'entrée pour la méthode complète d'étalonnage sous vide IR |
||
|
6. Magasin de résistance |
(0,01 ÷ 111111,1) Ohms |
Réglage du signal d'entrée pour la méthode élément par élément d'étalonnage de la température IR |
||
|
7. Potentiomètre CC |
||||
|
8. Magasin d'inductance mutuelle |
(5·10 -4 ÷ 11,111)mH |
Réglage du signal d'entrée pour la méthode d'étalonnage élément par élément de la pression IR, du débit et du niveau |
||
|
9. Source des signaux électriques |
||||
|
10. Voltampèremètre numérique |
Surveillance de la valeur du signal d'entrée à l'aide de la méthode élément par élément d'étalonnage de la pression, du débit et du niveau IR |
|||
|
11. Thermomètre de laboratoire |
Valeur de division 1 °C |
Mesure de la température ambiante |
||
|
12. Baromètre |
(80 ÷ 106) 1000Pa |
Mesure de la pression barométrique |
||
|
13. Psychromètre d'août |
Valeur de division 0,5 °C |
Mesure de l'humidité ambiante |
||
|
14. Ampère-voltmètre |
Mesure de la tension d'alimentation |
|||
|
15. Fréquencemètre |
(10 ÷ 1000)Hz |
±(1,5·10 -7 Hz + 1 unité de comptage) |
Mesure de fréquence |
|
|
16. Appareil de mesure des vibrations |
(12 ÷ 200) Hz |
Mesure des vibrations |
Annexe 3
EXEMPLE DE TABLE DE CALIBRAGE POUR UN CANAL DE MESURE
TEMPÉRATURES UTILISANT LE THERMOÉLECTRIQUE
CONVERTISSEUR TYPE TXA AVEC PLAGE DE MESURE DE 0 À 150 °C
|
Points d'interêts |
Valeur du signal d'entrée, mV |
|||||||||||||||
|
Température des extrémités libres, °C |
||||||||||||||||
Annexe 4
Information
EXEMPLES DE SCHÉMAS STRUCTURELS DE CONDUITE EXPÉRIMENTALE
LORS DU CALIBRAGE IR
Riz. P4.1. Schéma fonctionnel de l'expérience lors de l'étalonnage de l'IR en utilisant la méthode complète :
PIP - transducteur de mesure primaire (capteur) ; IP - transducteur de mesure ;
ADC - convertisseur analogique-numérique ; K - interrupteur ; USVK - appareil de communication avec informatique
complexe; SPI - moyens de présentation d'informations ; VK - complexe informatique ;
PU - dispositif d'impression ; E - moyen d'étalonnage standard ; InK - complexe d'informations
Riz. P4.2. Schéma fonctionnel de l'expérience lors du calibrage de l'IR par la méthode élément par élément :
a - le signal de référence est fourni à l'entrée de l'IP ; b - un signal échantillon est fourni à l'entrée de l'UKNP ;
Royaume-Uni - appareil de commutation ;
UKNP - dispositif de commutation, de normalisation et de conversion ;
c, d- ligne de communication entre PIP et ET IR ; 1
- état de fonctionnement de l'IR ; 2
- étalonnage
Pour d'autres désignations, voir Fig. P4.1.
Annexe 5
PROTOCOLE
CALIBRAGES IR PAR MÉTHODE COMPLÈTE
Tableau 1
|
Paramètre mesuré |
Plage de mesure |
Conditions d'étalonnage |
Valeur du signal d'entrée en |
Signature, numéro |
|||||||||
|
% de la plage de mesure |
unités de quantité mesurée X gi |
||||||||||||
PROTOCOLE
CALIBRAGES IR PAR MÉTHODE ÉLÉMENT
Tableau 1
|
Paramètre mesuré |
Plage de mesure |
Élément IR |
Erreur IR |
Conclusion sur les résultats de l'étalonnage |
Spécialiste en étalonnage (nom complet) |
Signature, numéro |
||||||||||||
|
PIP (ou PIP et IP) |
||||||||||||||||||
|
Nom |
conditions d'utilisation |
Erreur de mesure |
Nom |
Conditions d'étalonnage |
Valeur du signal d'entrée en unités de grandeur mesurée Xgi |
Valeur du signal de sortie (erreur de mesure) en unités de quantité mesurée |
||||||||||||
|
principal Δ jo |
Δ gj supplémentaire |
|||||||||||||||||
|
________________________________________________ nom du service métrologique de l'entreprise énergétique CERTIFICAT Type IIS, entreprise exploitant IIS _______________________________________________________________ nom du CI (groupe de CI similaires) Valeurs réelles des caractéristiques métrologiques de l'IR _____________________ ___________________________________________________________________________ Conditions d'étalonnage ____________________________________________________________ Conclusion sur l'adéquation du CI _________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ Protocole n° _________ du _____________ 20____ |
Annexe 8
|
__________________________________________________________ nom de l'organisme du Service Métrologique de l'État CERTIFICAT Valable jusque "___" _________ G. Canal de mesure ________________________________________________________________________ nom du CI, type d'IIS, entreprise exploitant IIS composé de ___________________________________________________________________ ASI, leurs numéros de série vérifié et, sur la base des résultats de la vérification périodique (protocole n° ___ du _______), jugé apte à l'utilisation. Empreinte d'une marque de vérification ou d'un sceau
|
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Vérification des canaux des systèmes de mesure
Récemment, les problèmes liés à la vérification en général et à la vérification des canaux des systèmes de mesure en particulier sont devenus de plus en plus clairement visibles. Laissant de côté les problèmes généraux, attardons-nous sur les questions liées à la vérification des canaux des systèmes de mesure.Plusieurs de ces questions peuvent être identifiées.
1. Faut-il clarifier la notion de « vérification » par rapport aux canaux des systèmes de mesure ?
2. Les procédures de vérification actuellement utilisées pour évaluer l'erreur principale des canaux des systèmes de mesure sont-elles suffisamment complètes ?
3. Comment les résultats de la vérification des canaux des systèmes de mesure doivent-ils être documentés ?
4. Comment assurer la reconnaissance mutuelle des résultats de la vérification des canaux des systèmes de mesure dans le pays et à l'étranger ?
Je voudrais immédiatement faire une réserve que dans le cadre de ce rapport, le point de vue personnel de l'auteur est présenté, basé sur son expérience dans la résolution de problèmes similaires, et, fondamentalement, cette expérience a été réduite à résoudre des problèmes d'organisation générale. de vérification, et non des méthodes de vérification de systèmes spécifiques individuels. Naturellement, cette expérience ne peut être considérée comme exhaustive et les conclusions obtenues ne peuvent être considérées comme incontestables.
Commençons par un certain nombre de citations de GOST R 8.596. Tout d’abord, définissons : qu’est-ce qu’un système de mesure ? « Un système de mesure est un ensemble de composants de mesure, de connexion, de calcul formant des canaux de mesure, et de dispositifs auxiliaires (composants du système de mesure), fonctionnant comme un tout, destinés à :
– obtenir des informations sur l'état d'un objet à l'aide de transformations de mesure dans le cas général d'un ensemble de grandeurs variant dans le temps et réparties dans l'espace qui caractérisent cet état ;
– traitement mécanique des résultats de mesure ;
– l'enregistrement et l'indication des résultats de mesure et des résultats de leur traitement mécanique ;
– convertir ces données en signaux de sortie du système à diverses fins.
– Les canaux de mesure IS-1 sont en règle générale soumis à une vérification complète au cours de laquelle les caractéristiques métrologiques des canaux de mesure IS dans leur ensemble (de l'entrée à la sortie du canal) sont surveillées ;
– Les canaux de mesure IS-2, en règle générale, sont soumis à une vérification composant par élément (élément par élément) : transducteurs de mesure primaires (capteurs) démontés - dans des conditions de laboratoire ; la partie secondaire - un composant complexe, comprenant des lignes de communication - sur le site d'installation du CI tout en contrôlant simultanément tous les facteurs d'influence agissant sur les composants individuels. Si des étalons portables spécialisés ou des laboratoires de référence mobiles sont disponibles et que les entrées IS-2 sont accessibles, une vérification complète des canaux de mesure IS-2 sur le site d'installation est préférable.
Dans ce cas, les canaux IS-1 et IS-2 signifient ce qui suit :
« IS-1 – produits fabriqués par le fabricant en tant que produits complets (à l'exception, dans certains cas, des lignes de communication et des ordinateurs électroniques), pour l'installation desquels sur le site d'exploitation les instructions données dans la documentation opérationnelle, qui normalise les normes métrologiques. les caractéristiques des voies de mesure du système sont suffisantes ;
Les IS-2 sont conçus pour des objets spécifiques (groupes d'objets standards) à partir de composants IC, produits, en règle générale, par divers fabricants et acceptés comme produits finis directement sur le site d'exploitation. L'installation de ces CI sur le site d'exploitation est effectuée conformément à la documentation de conception du CI et à la documentation opérationnelle de ses composants, qui normalisent respectivement les caractéristiques métrologiques des canaux de mesure du CI et de ses composants.
Considérons l'exemple le plus simple : un compteur de chaleur. Il répond pleinement à la définition d’un système de mesure. Cependant, pour sa vérification, GOST R 51649 recommande différentes approches de vérification : élément par élément et canal par canal. Il est recommandé d'utiliser la méthode élément par élément lorsque les composants du compteur de chaleur sont approuvés en tant que types d'instruments de mesure, ainsi que lorsqu'il existe une connexion d'informations standard entre les pièces et une méthode dûment approuvée pour calculer l'erreur de le compteur de chaleur en fonction des erreurs de ses composants.
La méthode canal par canal est utilisée lorsque des normes d'erreur de canal ont été établies et qu'il existe une méthode de calcul de l'erreur d'un compteur de chaleur basée sur les erreurs de ses canaux de mesure, approuvée de la manière prescrite.
Il est intéressant de noter que dans le même GOST R 8.596, un canal de mesure est compris comme « une partie structurellement ou fonctionnellement distinguable d'un CI qui remplit une fonction complète depuis la perception de la quantité mesurée jusqu'à la réception du résultat de ses mesures. , exprimé sous la forme d'un nombre ou d'un code correspondant, ou jusqu'à la réception d'un signal analogique dont l'un des paramètres est fonction de la grandeur mesurée.
Note . Les canaux de mesure IC peuvent être simples ou complexes. Dans un canal de mesure simple, la méthode de mesure directe est mise en œuvre par transformations de mesure successives. Une voie de mesure complexe dans la partie primaire est une combinaison de plusieurs voies de mesure simples dont les signaux en sortie sont utilisés pour obtenir le résultat de mesures indirectes, cumulées ou conjointes ou pour obtenir un signal proportionnel à celui-ci dans la partie secondaire de le canal de mesure complexe IC.
Il s'ensuit que le compteur de chaleur doit être considéré comme un canal de mesure complexe, mais constitué d'un certain nombre de canaux simples. Il semble que nous soyons quelque peu confus. Même avec un exemple aussi simple, il s'avère qu'un même instrument de mesure peut être considéré à la fois comme un système et comme un canal.
Mais revenons à la vérification. Par définition, le compteur de chaleur doit être classé IS-1 et, par conséquent, il doit être vérifié de manière exhaustive, mais il n'existe actuellement aucune méthode de ce type. Si une méthode de vérification élément par élément ou canal par canal est utilisée, ce qui dans ce cas n'a pas d'importance significative, alors, dans un certain nombre de cas, la vérification périodique est réduite à une inspection externe. Lors d'un contrôle externe, les opérations suivantes sont effectuées :
– évaluation de la conformité du compteur de chaleur avec le passeport ;
– vérifier la disponibilité de certificats de vérification non expirés (ou d'autres documents confirmant le passage d'une vérification primaire ou périodique) du compteur de chaleur et de chacun de ses composants ;
– contrôler la présence et l’intégrité des sceaux du fabricant, ainsi que des sceaux et cachets requis pour les instruments de comptabilité commerciale ;
– vérifier l’absence de dommages mécaniques affectant les performances des composants du compteur de chaleur et des connexions électriques entre eux.
La liste des opérations donnée ci-dessus est essentiellement une citation textuelle de la méthodologie de l'un des compteurs de chaleur.
Il s'avère que lors de la vérification périodique, aucun travail n'est effectué pour évaluer les caractéristiques métrologiques du compteur de chaleur. Ce travail est effectué lors de la vérification de ses composants. La vérification dégénère alors en une procédure purement administrative. Cela conduit à deux questions à la fois :
1. Peut-être pouvons-nous définir la vérification comme une évaluation de la conformité des instruments de mesure aux exigences techniques et administratives établies ? Dans ce cas, les caractéristiques métrologiques, qui font partie des caractéristiques techniques, peuvent être établies lors du processus d'étalonnage.
2. L'ensemble des procédures effectuées lors de la vérification périodique est-il suffisant pour garantir que l'erreur principale du compteur de chaleur dans son ensemble ne dépassera pas les limites normalisées ? Sans développer davantage ce sujet, on peut noter que l'ensemble de procédures répertorié n'inclut pas la vérification de l'exactitude des connexions. Et cela peut avoir un impact très significatif sur l’erreur totale.
Il serait possible de constater d'autres sources d'erreurs, qui ne sont souvent pas prises en compte dans la description des méthodes de vérification des systèmes de mesure. Notons seulement la possibilité pour le logiciel d'influencer la fiabilité des résultats obtenus. Malgré le fait qu'une attention considérable soit accordée à cette question à l'étranger. En Russie, les travaux dans ce sens ne font que commencer. Les problématiques liées à l'influence des interfaces, tant numériques qu'analogiques, sur la fiabilité des résultats de mesure obtenus sont très mal reflétées dans la documentation méthodologique et réglementaire.
Et aussi sur les problèmes de reconnaissance mutuelle des résultats de vérification et d'étalonnage non seulement au sein de la CEI, qui pourraient également devenir un problème important dans un avenir proche, mais aussi dans les pays dits étrangers.
Dans la pratique métrologique russe, plusieurs concepts connexes sont utilisés et concernent les dispositifs techniques utilisés dans le domaine de la métrologie :
Un échantillon étalon est un dispositif technique sous la forme d'une substance (matériau) qui établit, reproduit, stocke des unités de quantités caractérisant la composition ou les propriétés de cette substance (matériau) afin de transférer leur taille aux instruments de mesure ;
Instrument de mesure – un instrument technique destiné aux mesures, ayant des caractéristiques métrologiques normalisées, reproduisant et (ou) stockant une unité de quantité dont la taille est prise inchangée (dans la limite de l'erreur établie) sur un intervalle de temps connu ;
Un dispositif de contrôle est un dispositif technique qui reproduit et (ou) stocke une valeur d'une taille donnée, destinée à déterminer l'état de l'objet contrôlé et présentant des caractéristiques d'erreur standardisées ;
L'équipement de test est un moyen technique destiné à reproduire et maintenir les conditions de test.
Si l'un des appareils techniques répertoriés est utilisé dans des domaines couverts par la métrologie légale, par exemple la sécurité, la santé, le commerce, l'écologie, etc., doit-il être soumis à des exigences d'essai et d'approbation de type ou cela s'applique-t-il uniquement aux instruments de mesure dans des conditions strictes ? compréhension de ce terme ? En Allemagne, par exemple, cette distinction n'est pas si stricte et dans notre pays, dans la pratique, une part importante du registre national des instruments de mesure est constituée d'appareils de contrôle et d'équipements de test.
Si un instrument de mesure est constitué d'unités distinctes qui peuvent être utilisées soit de manière autonome, soit dans le cadre d'appareils de mesure complexes ou de canaux de systèmes de mesure, chacune de ces unités doit-elle être testée et homologuée séparément ? Si tel est le cas, un canal d'un système de mesure, qui comprend des blocs similaires qui n'ont pas été homologués individuellement, peut-il être agréé en tant que type distinct d'instrument de mesure ?
Un certain nombre de documents internationaux sur la métrologie indiquent la possibilité de refuser les essais et l'approbation de type des instruments de mesure si leur conformité aux exigences existantes peut être confirmée sur la base de la documentation technique soumise et si les caractéristiques métrologiques sont évaluées lors de la vérification primitive ou de l'étalonnage. Faut-il préciser quels groupes spécifiques d’instruments de mesure sont couverts par cette disposition ?
Si un instrument de mesure est fabriqué ou importé en un seul ou en petit nombre d'exemplaires, est-il nécessaire d'effectuer des travaux d'approbation de type ou est-il suffisant d'effectuer une vérification primitive (certification métrologique) d'échantillons spécifiques ?
Si les caractéristiques métrologiques d'un instrument de mesure dépendent de manière significative des conditions et de la qualité d'installation et de réglage de l'instrument de mesure, ce qui est le cas lors de la création de systèmes de mesure de type IS-2, l'homologation de type a-t-elle un sens dans ce cas ?
La confirmation de la conformité d'un échantillon individuel d'un instrument de mesure au type approuvé peut être mise en œuvre sous forme de vérification ou d'étalonnage. Dans ce cas, une distinction est faite entre la vérification primaire et la vérification ultérieure.
La différence entre la vérification et l'étalonnage réside, d'une part, dans le fait que lors de l'étalonnage, les valeurs réelles des caractéristiques métrologiques des instruments de mesure sont établies et que lors de la vérification, seule leur conformité aux exigences établies est déterminée. En revanche, ces deux procédures diffèrent par leur statut. La vérification est effectuée dans les domaines de mesures soumis à la réglementation de l'État. L’étalonnage peut être effectué dans ces domaines et au-delà. Essentiellement, l'étalonnage, dans la plupart des cas, fait partie intégrante de la vérification.
Si les instruments de mesure n'ont pas été testés aux fins de l'homologation de type, le contenu de la vérification primitive est considérablement élargi. Dans ce cas, il est nécessaire de confirmer que l'instrument de mesure est conforme à toutes les exigences de métrologie légale pour de tels instruments de mesure. Ainsi, outre certains tests (contrôles), les données du fabricant, sa déclaration de conformité et, dans certains cas, son système d'assurance qualité doivent également être utilisés. Un simple suivi des caractéristiques techniques ne suffit pas dans ce cas.
Dans le premier comme dans le deuxième cas, la vérification primitive peut être sélective.
Ainsi, il est nécessaire, dans un premier temps, de déterminer les exigences relatives aux différents types d'instruments de mesure. Les recommandations OIML, les normes CEI et ISO ainsi que les annexes de la directive européenne 2004/22/CE peuvent servir de base. L’élaboration de tels documents n’est pas encore attendue.
Deuxièmement. En présence des documents spécifiés définissant les exigences convenues pour les instruments de mesure, il est possible de poser la question de l'utilisation des certificats OIML comme document confirmant la conformité à un certain type, mais jusqu'à présent, cette approche n'est pas soutenue même au niveau régional. organismes métrologiques.
Troisième. Si des instruments de mesure du même type sont produits par différents fabricants ou sont disponibles dans différentes modifications, il est alors nécessaire de confirmer qu'ils correspondent tous au type approuvé.
Quatrièmement, il est nécessaire de garantir une évaluation correcte que chaque instrument de mesure individuel correspond au type approuvé. Ceux. il doit être correctement vérifié ou calibré.
La tâche de vérification primaire (étalonnage) est la nécessité de prouver avec une fiabilité acceptable que chaque instance d'un instrument de mesure en production et pour les systèmes de mesure en cours d'installation et de mise en service, répond aux exigences de caractéristiques techniques établies dans la description de type.
Cette confirmation peut être utilisée :
– contrôle individuel de chaque unité d'instruments de mesure ;
– contrôle statistique (échantillonnage) d'échantillons indépendants ;
– contrôle statistique (échantillonnage) d'échantillons successifs ;
– contrôle statistique du processus technologique à l'aide de cartes de contrôle ;
– utilisation du système d’assurance qualité du fabricant.
De plus, pour les systèmes de mesure, seules la première et la dernière approche sont réalisables.
La vérification ou l'étalonnage des instruments de mesure peut être effectué dans le pays qui produit les instruments de mesure, ainsi que dans le pays importateur. Souvent, l'étalonnage doit être effectué sur site après l'installation des instruments de mesure. Les méthodes de vérification (étalonnage) pour répondre aux exigences générales relatives à la nomenclature des caractéristiques évaluées des instruments de mesure et à la fiabilité des résultats obtenus peuvent varier, en tenant compte des capacités technologiques des différents pays. Cela crée des difficultés supplémentaires pour la reconnaissance mutuelle des résultats de vérification et d’étalonnage.
Ces problèmes empêchent une solution rapide à la question de la reconnaissance mutuelle. Il peut être utile d'envisager d'élaborer un document qui définirait les critères permettant de choisir une manière rationnelle d'effectuer la vérification primitive (étalonnage) dans chaque situation spécifique.
Ce document peut également définir les conditions nécessaires à la conclusion d'accords de reconnaissance mutuelle de la conformité des instruments de mesure aux exigences convenues pour ceux-ci entre les autorités nationales de métrologie légale de différents pays.
Littérature
1. GOST R 8.596-2002. GSI. Support métrologique des systèmes de mesure. Dispositions de base
2. GOST R 51649-2000 Compteurs de chaleur pour les systèmes de chauffage de l'eau. Conditions techniques générales
Loukachov Yuri Evgenievich – chef du département de la FSUE « VNIIMS », Ph.D., professeur agrégé
Russie, 119361, Moscou, Ozernaya, 46
Le matériel est consacré à un aspect important du support métrologique pour les systèmes d'automatisation prêts à l'emploi - l'étalonnage des canaux de mesure (MC) des systèmes de contrôle de processus automatisés, à savoir : le problème de l'augmentation de l'efficacité du travail d'étalonnage et de la réduction de leur intensité de travail en raison d'un méthode d'étalonnage plus efficace.
Les systèmes de contrôle de processus automatisés (APCS) modernes créés aujourd'hui pour les grandes installations thermiques se caractérisent par une complexité et un degré de responsabilité élevés. Les systèmes logiciels et matériels (STC), qui constituent la base du système de contrôle de processus automatisé, doivent non seulement assurer la mise en œuvre de toutes les fonctions nécessaires aujourd'hui à la surveillance, à la mesure et à la régulation des paramètres technologiques, mais également être pratiques et technologiquement avancés en fonctionnement et entretien. L'un des types importants de support pour les systèmes automatisés prêts à l'emploi est le support métrologique.
Ce n'est un secret pour personne que les questions métrologiques sont les plus « malades » et les plus « mal aimées » tant par de nombreux fournisseurs de systèmes matériels que par les services opérationnels. Souvent, les questions de métrologie sont complètement ignorées, notamment en relation avec l'introduction de systèmes de contrôle à microprocesseur. Certes, cette méthode de solution nécessite une certaine loyauté de la part des organismes de normalisation et de métrologie. Sinon, les problèmes rencontrés dans la résolution des problèmes métrologiques peuvent entraîner de graves problèmes et des pertes de production et économiques importantes.
Grâce à l'expérience de la mise en œuvre de systèmes de contrôle de processus automatisés et de leur support, la société « » a développé une approche intégrée pour créer des systèmes modernes dans les installations de production d'énergie. En collaboration avec des organisations de conception et de technologie de premier plan, l'entreprise réalise tous les travaux de recherche et d'ingénierie nécessaires. Une attention particulière est accordée au support métrologique des systèmes de contrôle automatisés fournis.
Les travaux métrologiques nécessaires sont effectués à chaque étape du cycle de vie du système de contrôle de processus automatisé. Au stade des spécifications techniques, les exigences relatives au support métrologique du système développé sont formées, au stade du projet technique, des listes de canaux de mesure (MC) sont élaborées, les exigences relatives à la précision des mesures sont déterminées, les instruments de mesure sont sélectionnés pour la formation de MC, fournissant la précision requise, et des normes de travail sont également sélectionnées, à l'aide desquelles peuvent confirmer la précision de mesure spécifiée. Au stade de la préparation de la documentation de travail, une coordination avec le client est effectuée sur l'utilisation de méthodes de vérification (étalonnage) des canaux de mesure approuvées par la norme d'État de la Fédération de Russie.
Au stade de la mise en service du système automatisé de contrôle des procédés, un ensemble de travaux métrologiques est réalisé conformément aux documents réglementaires.
Au stade de la mise en service, l'installation et le réglage des canaux de mesure du système sont effectués ; au stade des tests préliminaires, l'organisme de mise en service, en collaboration avec le personnel de l'organisme exploitant, accepte le CI de la mise en service à l'exploitation d'essai afin de vérifier la conformité du CI et préparation à la mise en service. Tous les canaux de mesure du système sont soumis à une vérification initiale ou à un étalonnage.
Au stade des tests de réception, des tests peuvent être effectués à des fins de « certification de conformité » du CI, ou des tests à des fins d'approbation de type. Et enfin, en exploitation industrielle, une vérification ou un étalonnage périodique des canaux de mesure du système de contrôle de processus automatisé est effectué.
Ils constituent la base des systèmes automatisés de contrôle des processus en cours de création, sont développés conformément aux documents réglementaires de la Fédération de Russie et appartiennent aux produits du système d'instrumentation d'État. PTK «Tornado» est inscrit au registre national et dispose d'un certificat d'approbation du type d'instruments de mesure.
Les méthodes de vérification (étalonnage) des canaux de mesure des systèmes de contrôle de processus automatisés et des modules de mesure qui font partie du complexe logiciel et matériel, développés par le service métrologique de l'entreprise, ont été approuvées par l'Institut panrusse de recherche en métrologie et normalisation ( VNIIMS).
En plus des documents et du matériel nécessaires, l'entreprise propose à ses clients le logiciel spécialisé « Metrologist's Workstation » (développement propre de l'entreprise), qui fait partie intégrante du logiciel et du logiciel Tornado et permet l'étalonnage des canaux de mesure du contrôle de processus automatisé. système en mode automatisé.
Les méthodes développées pour calibrer les canaux de mesure des systèmes de contrôle de processus automatisés sont fournies avec des logiciels et du matériel spécialisés. À notre avis, cette méthode est l'une des plus optimales pour résoudre les problèmes métrologiques lors de la mise en œuvre de systèmes de contrôle de processus automatisés. Cependant, aujourd'hui, les spécialistes de l'entreprise travaillent sur le problème de la réduction des coûts de main-d'œuvre pour l'étalonnage des circuits intégrés fournis aux clients de systèmes de contrôle de processus automatisés. Selon la méthode actuellement existante, au moins deux personnes sont impliquées dans le processus d'étalonnage des canaux du système de contrôle automatisé des processus de l'installation. L'un d'eux est situé sur le lieu de travail fixe d'un ingénieur en systèmes de contrôle de processus automatisés ou d'un métrologue et travaille avec le programme « Metrologist's Workstation ». Le second doit être situé au niveau des boîtes de jonction afin d'utiliser le générateur de signal de référence pour fournir un signal de référence au point où le transducteur primaire (capteur) est connecté. Les deux calibrateurs doivent être équipés de radios pour coordonner leurs actions. Une fois les données initiales sur le canal saisies, le nombre de sections de la plage de mesure dans lesquelles les valeurs mesurées seront collectées est spécifié, le programme détermine la valeur du signal de référence et demande à quel moment ce signal peut être appliqué à l'entrée IR. Le calibrateur travaillant sur ordinateur doit transmettre cette information à son collègue présent sur place (Fig. 1).
Riz. 1. L'une des méthodes existantes pour calibrer les systèmes de contrôle de processus automatisés IR
Ainsi, la méthodologie existante met en œuvre la méthode d'étalonnage (vérification) traditionnelle (à l'aide d'outils VT et de logiciels spécialisés), qui présente un certain nombre d'inconvénients :
Coûts de temps importants (l'étalonnage de chaque canal nécessite 10 à 15 minutes, sans compter le temps consacré à la connexion du générateur de signal de référence) ;
La nécessité d'avoir deux personnes pour participer au processus d'étalonnage ;
Possibilité d'informations erronées ;
Contrôle manuel du contrôleur ;
Les informations sont transmises par radio.
L'inconvénient de l'interface utilisateur d'un poste de travail de métrologue stationnaire est la nécessité de saisir manuellement les paramètres du processus lors de la vérification de chaque canal (classe de précision du canal, sections de plage de mesure, unités de mesure, etc.).
L'inconvénient fondamental de la technique d'étalonnage IR existante est que le calibrateur travaillant sur site est constamment occupé pendant le processus d'étalonnage et ne peut pas être distrait par le travail de préparation du canal suivant au moment de l'étalonnage du canal actuel. Autrement dit, selon la méthodologie existante, le calibrateur fonctionne de manière strictement séquentielle - préparation du canal pour l'étalonnage (5-10 min), étalonnage (10-15 min), restauration du canal (5-10 min). Au total, l'ensemble du processus prend en moyenne 30 minutes par canal. Ainsi, 10 à 15 canaux peuvent être calibrés en une seule équipe. Si l'on prend en compte que tout ce travail est effectué par du personnel de jour et que le volume d'IR à calibrer sur une centrale de 200 MW est d'environ 2000, alors le calibrage de tous les IR prendra de 6 à 9 mois ! Bien sûr, si tout est fait honnêtement.
Par conséquent, s'il existe des lacunes et qu'il est possible de ne pas le faire, alors dans la grande majorité des cas, personne n'est impliqué dans la métrologie en tant que telle - ni le fournisseur de systèmes de contrôle de processus, ni les services opérationnels.
Comme déjà mentionné, le progiciel Tornado comprend une solution complète aux problèmes métrologiques, mais, malheureusement, la complexité de ce travail reste élevée. Et les spécialistes de l’entreprise ont compris par leur propre expérience qu’il était nécessaire de changer radicalement la situation et de réduire l’intensité du travail d’étalonnage.
Pour créer une méthode d'étalonnage plus efficace qui ne présente pas les inconvénients du système précédent et peut augmenter considérablement l'efficacité du travail d'un calibrateur grâce à une plus grande automatisation du processus de collecte des informations de mesure et de traitement des résultats, les spécialistes de l'entreprise ont dû effectuer une nombre de travaux théoriques et de recherche :
Développement d'une nouvelle méthode d'étalonnage ;
Analyse du matériel requis et sélection des équipements ;
Développement d'une architecture optimale pour un nouveau système d'étalonnage ;
Calcul et création d'un modèle de test d'un poste de travail mobile pour un métrologue ;
Développement d'une interface opérateur pour postes de travail mobiles et fixes;
Développement de nouveaux protocoles de communication.
Après avoir réalisé les travaux, les spécialistes de l’entreprise ont eu l’idée d’utiliser les technologies de communication sans fil pour organiser les travaux d’étalonnage.
Développement d'une nouvelle méthode d'étalonnage
La méthode développée implique l'exécution séquentielle des opérations suivantes :
Déconnecter le capteur et connecter le générateur de signal de référence à l'entrée du canal de mesure ;
Sélection d’une voie par son code ou son nom sur le poste mobile du métrologue. Dans ce cas, une requête est envoyée du poste de travail mobile au poste de travail fixe, où toutes les informations nécessaires sur ce canal sont sélectionnées dans la base de données ou dans la liste des CI : plage de mesure, classe de précision du canal, informations sur le capteur, mesure module et autres informations nécessaires à l'organisation de l'étalonnage du processus et à inclure dans le certificat ;
Lancement d'une procédure automatique de collecte des valeurs mesurées et de traitement statistique de l'échantillon ;
Surveillance du processus d'étalonnage, visualisation des résultats.
Pendant l'exécution automatique du processus d'étalonnage, le calibrateur a la possibilité de surveiller sur le poste de travail mobile la valeur mesurée actuelle, l'écart de cette valeur par rapport à la valeur de référence et la commutation des valeurs générées. Il est également possible de consulter le protocole d'étalonnage et le certificat du canal.
Sélection d'équipement
Les spécialistes de l'entreprise ont étudié les spécificités du processus d'étalonnage IR dans les grandes installations industrielles et ont formulé des critères fondamentaux pour déterminer la composition des moyens techniques du nouveau système :
Portée de communication et caractéristiques de vitesse. Lors du choix des communications sans fil, les critères importants sont la portée de communication et les caractéristiques de vitesse. Ce critère est directement lié aux caractéristiques de conception d'une installation industrielle, à savoir : la géométrie des locaux, la présence de structures métalliques et la présence d'interférences.
Des tests à grande échelle du nouveau système ont été effectués au CHPP-5 de Novossibirsk ;
Compatibilité des interfaces physiques. Veuillez noter que tous les appareils doivent être compatibles entre eux au niveau des interfaces physiques, et également être pris en charge au niveau du système d'exploitation (OS) ;
Poids et dimensions des composants utilisés. Tous les appareils inclus dans un poste de travail mobile doivent répondre aux exigences de mobilité et de facilité d'utilisation. Autrement dit, avoir un poids et des dimensions minimes pour le mouvement sans entrave d'un spécialiste de l'étalonnage autour de l'installation avec un poste de travail mobile ;
Alimentation électrique optimale. Faible consommation d'énergie, mobilité, possibilité d'utiliser une source d'alimentation autonome commune ;
Mise en œuvre rentable. L'exigence concerne le coût acceptable et la faisabilité de la mise en œuvre sur site, sous réserve de tous les critères ci-dessus.
Développement d'architecture système
Riz. 2. Structure générale du système d'étalonnage IR ACS
La structure d'un système distribué d'étalonnage des canaux de mesure a été déterminée en tenant compte des spécificités de l'étalonnage des canaux de mesure dans les grandes installations industrielles. Le système est basé sur l'idée d'utiliser des technologies de communication sans fil, un ordinateur mobile et un générateur de signaux de référence contrôlés depuis celui-ci. Un modem radio est connecté à l'ordinateur du poste de travail fixe (Fig. 2), les modifications nécessaires sont apportées au programme du poste de travail fixe pour le faire fonctionner en mode télécommande du poste de travail mobile.
Le poste de travail mobile d'un métrologue comprend :
1_ordinateur personnel de poche (PDA), qui remplit deux fonctions :
Interface distante avec le poste de travail fixe du métrologue ;
Transfert des tâches reçues d'un poste de travail fixe d'un métrologue vers un maître programmable.
2_Contrôleur programmable, à l'aide duquel un signal d'étalonnage est généré à l'entrée du canal.
3_Bloc pour assurer une communication sans fil entre un PDA et un poste de travail fixe.
4_Moyens qui alimentent le modem radio et le générateur de signaux analogiques.
Création d'une maquette de test d'un poste de travail mobile pour un métrologue
Après avoir testé et analysé les caractéristiques comparatives d'un certain nombre d'ordinateurs portables industriels et d'ordinateurs personnels de poche, il a été décidé d'utiliser un PDA comme ordinateur pour le modèle de test du poste de travail.
Un modem radio alimenté par une batterie de 12 V a été utilisé comme unité pour assurer une communication sans fil entre un PDA et un poste de travail fixe dans un modèle test de poste de travail de métrologue mobile.
Contrairement aux appareils WI-FI fonctionnant à des fréquences de 2 400 à 2 483,5 MHz, le modem radio fonctionne à une fréquence de 433,92 MHz et convient parfaitement aux installations industrielles telles que les centrales thermiques.
Riz. Connexion du contrôleur au PDA
Les ondes radio d'une fréquence de 433 MHz se courbent mieux autour des structures métalliques de tailles typiques (pour une entreprise industrielle). Dans un environnement d'atelier, les structures métalliques sont partiellement pliées par les ondes radio et l'onde heurte partiellement les obstacles en raison des réflexions.
L'atténuation spatiale des ondes radio aux basses fréquences est moindre. Le modem radio utilisé est spécialement adapté pour fonctionner dans des conditions d'interférences pulsées, car il utilise un codage entrelacé concaténé, qui corrige efficacement les erreurs lors de la transmission des données.
En tant que maître programmable, à l'aide duquel un signal de référence est généré à l'entrée du canal, on a utilisé un calibrateur-mètre programmable de signaux unifiés IKSU 2000. L'avantage de ce maître est sa classe de haute précision, qui lui permet d'être utilisé non seulement pour calibrer l'IR, mais aussi les modules de mesure PTC, dont la classe de précision est nettement plus élevée.
L'émetteur est léger et de petite taille. Il est possible de programmer le calibrateur via l'interface RS232. Le calibrateur peut être alimenté par une batterie 12V ; cela permet d'utiliser une seule source pour alimenter le calibrateur et le modem radio.
Le calibrateur IKSU 2000 est connecté au PDA via un câble.
L'utilisation du périphérique IR-RS232 (port infrarouge - RS232), comme l'un des composants d'un poste de travail mobile, a été déterminée en fonction de la nécessité de contrôler deux appareils avec un PDA. Cela a permis de l'utiliser comme canal de communication IR-RS232 transparent et d'alimenter l'appareil connecté via l'interface RS232.
Le modem radio se connecte au PDA via le port IR-RS232.
Ainsi, tous les composants du poste de travail mobile sont placés librement dans un volume de 350x250x100 mm et ont un poids total ne dépassant pas 2,5 kg.
Résultats des travaux effectués
À la suite des travaux effectués, un modèle de test d'un système de travail (comprenant un poste de travail mobile et un programme pour un poste de travail fixe) a été créé pour calibrer des canaux de mesure de différents types. Toutes les modifications nécessaires ont été apportées au logiciel du poste de travail fixe pour fonctionner en mode télécommande.
Un certain nombre de tests effectués au CHPP-5 de Novosibirskenergo OJSC ont montré que :
Lors du processus d’étalonnage, lors de l’utilisation du nouveau système d’étalonnage distribué pour les canaux de mesure, la participation d’une seule personne équipée d’un poste de travail de métrologue mobile est suffisante. Tout contrôle du contrôleur incombe entièrement au programme du poste de travail fixe, ce qui élimine les erreurs liées à l'installation de l'appareil. Les instructions sont envoyées via une communication sans fil à un programme installé sur un poste de travail mobile, qui contrôle le calibrateur. L'ensemble du processus est contrôlé depuis un poste de travail mobile, également via une connexion sans fil ;
Les fonctions du calibrateur - coordinateur du poste de travail mobile comprennent : le démarrage du processus et la sélection du code canal (l'initialisation nécessaire est effectuée sur le poste de travail fixe) ; surveillance visuelle de la progression du processus via l'interface logicielle du poste de travail mobile, qui affiche l'étape actuelle d'étalonnage, les valeurs des erreurs de mesure actuelles et les valeurs définies sur le point de consigne. Le calibrateur a la capacité d'arrêter le processus d'étalonnage à tout moment ou de démarrer la procédure depuis le tout début ;
Recherche du site
Vérification et étalonnage des systèmes de mesure
Conformément à GOST R 8.596-2002, ils sont soumis à vérification Canaux de mesure IC,qui font l'objet d'un certificat d'approbation de type, soumis à demande ou appliqués dans les domaines du contrôle et de la surveillance métrologiques de l'État :
1) IS-1 - initialement lors de la sortie de production ou de réparation, lors de l'importation et périodiquement pendant le fonctionnement. La nécessité d'une vérification initiale des canaux de mesure IS-1 après leur installation dans l'installation est déterminée lorsque le type IS-1 est approuvé ;
2) IS-2 - principalement lors de la mise en service permanent après l'installation sur site ou après la réparation (remplacement) des composants IS-2 qui affectent l'erreur des canaux de mesure, et périodiquement pendant le fonctionnement.
1) En règle générale, les canaux de mesure IS-1 sont soumis à une vérification complète, au cours de laquelle les caractéristiques métrologiques des canaux de mesure IS dans leur ensemble (de l'entrée à la sortie du canal) sont surveillées ;
2) En règle générale, les canaux de mesure IS-2 sont soumis à une vérification composant par élément (élément par élément) : transducteurs de mesure primaires (capteurs) démontés - dans des conditions de laboratoire ; la partie secondaire - un composant complexe, comprenant des lignes de communication - sur le site d'installation du CI tout en contrôlant simultanément tous les facteurs d'influence agissant sur les composants individuels. Si des étalons portables spécialisés ou des laboratoires de référence mobiles sont disponibles et que les entrées IS-2 sont accessibles, une vérification complète des canaux de mesure IS-2 sur le site d'installation est préférable. Si nécessaire, les valeurs admissibles des caractéristiques métrologiques des canaux de mesure du CI ou des composants complexes vérifiés sur le site d'installation sont déterminées par calcul en utilisant les caractéristiques métrologiques normalisées des composants de mesure pour les conditions régnant au moment de la vérification et différentes des conditions normales.
Dans lequel la source d'information est identifiée, le type, le numéro de série et l'emplacement d'installation du PIP sont utilisés. Afin de vérifier la légitimité des instruments de mesure utilisés, les dates de la prochaine vérification du compteur de chaleur et de ses composants de mesure, ainsi que le début et la fin de la mise en service de l'unité de comptage, sont saisies dans la base de données du système. Pour être utilisée comme critère de fiabilité des résultats de mesure, la base de données du système stocke les valeurs acceptables pour les limites supérieures et inférieures des plages de mesure de pression, de débit et de température, ainsi que les différences de débit et de température pour chaque type de composant de mesure et chaque canalisation. sur lequel ce composant est installé. En général, le système utilise 52 paramètres différents, notamment pour valider les résultats de mesure de la quantité de chaleur et des paramètres du liquide de refroidissement.
La mise en œuvre de méthodes de contrôle basées sur la vérification des fonctions d'authentification, d'adaptabilité et de sécurité intégrées dans la méthodologie de vérification a permis de réduire le temps de vérification du système, qui comprend actuellement environ 7 000 voies de mesure, de plusieurs mois à plusieurs jours avec un délai correspondant réduction du coût de la vérification.
Approches d'authentification, d'adaptabilité et de sécurité de la partie informationnelle des grands systèmes de comptabilité énergétique
les ressources discutées ci-dessus sont proposées sous la forme d'exigences pour le support métrologique de l'AIIS KUTE dans un but similaire et sont incluses en annexe dans la norme nationale approuvée pour une utilisation volontaire, développée par l'institution budgétaire fédérale « Centre de Tomsk pour les matériaux et les mathématiques » ( date d'introduction : 1er mars 2013)
Littérature
1. MI 3000-2006. GSI. Systèmes automatisés d'information et de mesure pour le comptage commercial de l'énergie électrique. Procédure de vérification standard.
3. GOST R 8.596-2002. GSI. Support métrologique des systèmes de mesure. Dispositions de base.
4. GOST R 8.778-2011. GSI. Instruments de mesure de l'énergie thermique pour les systèmes de chauffage de l'eau. Accompagnement métrologique.
Date d'acceptation : 30/08/2012
Étalonnage des canaux de mesure des systèmes de mesure après leur étalonnage
A. A. DANILOV, Y. V. KUCHERENKO
Institution budgétaire fédérale « Penza CSM », Penza, Russie, e-mail : [email protégé]
Les questions de détermination des paramètres de la fonction de conversion des canaux de mesure des systèmes de mesure, d'introduction de corrections correctives et d'évaluation ultérieure de leurs caractéristiques métrologiques sont abordées.
Mots clés : systèmes et voies de mesure, caractéristiques métrologiques, fonction de conversion.
Les problèmes de détermination des paramètres de fonction de transformation des canaux de mesure dans les systèmes de mesure, d'insertion de corrections et d'évaluation ultérieure de leurs caractéristiques métrologiques sont considérés.
Mots clés : systèmes et voies de mesure, caractéristiques métrologiques, fonction de transformation.
Lors des contrôles périodiques de l'état du support métrologique (MS) des instruments de mesure en fonctionnement (MI), afin d'augmenter leur précision, la fonction de conversion SI est calibrée avec l'introduction ultérieure de modifications correctives. Dans les cas où l'étalonnage des instruments de mesure (Fig. 1) est l'une des étapes de leur étalonnage (ou vérification, qui est essentiellement le même étalonnage, mais avec l'adoption d'une conclusion sur la conformité des caractéristiques métrologiques (MC) aux normes établies normes), il faut prendre en compte certaines caractéristiques de MO SI. Sur
riz. Sur la figure 1, un fond sombre met en évidence la chaîne de procédures effectuées séquentiellement, qui seront discutées ci-dessous.
On sait qu'il est conseillé d'effectuer l'étalonnage et l'étalonnage des instruments de mesure en utilisant différentes (au moins deux) copies d'étalons de travail (WE). A titre d'exemple des relativement rares instruments de mesure pour lesquels une procédure similaire est mise en œuvre, nous pouvons citer les balances électroniques, dont la livraison comprend un poids d'étalonnage. Dans ce cas, le MX de la balance est déterminé à l'aide de poids d'un autre ensemble.
Comparaison de MX avec les normes établies (vérification)
Considérant que, parallèlement à l'utilisation de différentes copies de l'étalon, plusieurs options d'utilisation de la même copie du RE peuvent être recommandées à la fois pour l'étalonnage et l'étalonnage du SI. Malheureusement, dans la pratique, cette méthode de validation croisée n'est généralement pas utilisée, ce qui réduit la fiabilité de l'étalonnage et de la vérification des instruments de mesure. Le fait est que la même copie du manuel, utilisée à la fois pour l'étalonnage et l'étalonnage,
peut donner des résultats trop optimistes pour le MX du SI calibré si une estimation d'erreur ponctuelle plutôt qu'une estimation d'intervalle est utilisée. C'est pourquoi il ne faut pas oublier que le MX SI pour lequel le calage est effectué doit comprendre les estimations suivantes :
erreur systématique non exclue (NSE);
écart type de l'erreur aléatoire ;
variantes.
Dans le même temps, l'évaluation du NSP SI devrait bien entendu également inclure l'erreur du même nom (qui est parfois oubliée).
Si l'étalonnage et l'étalonnage des canaux de mesure (MC) des systèmes de mesure sont censés être effectués dans un ensemble complet, ils seront très probablement effectués dans les conditions de fonctionnement en vigueur au moment de l'expérience. Il convient de noter que la question de la réalisation d'un étalonnage complet de l'IR n'a pas été résolue méthodiquement. La question demeure : comment étendre les estimations MX obtenues pour les conditions de fonctionnement actuelles du CI à des conditions arbitraires ? De plus, pour un étalonnage complet, il est conseillé d'utiliser des calibrateurs multifonctionnels, qui doivent être de petite taille, légers, mobiles, avec peu de temps consacré à la préparation du travail, conservant leurs propriétés dans une large gamme de conditions de fonctionnement. C'est souvent la dernière exigence des normes qui est décisive et qui ne permet pas l'utilisation de calibrateurs dans les conditions de fonctionnement des systèmes de mesure IR.
À cet égard, l'étalonnage complet doit être remplacé par un étalonnage élément par élément : le transducteur de mesure primaire (PMT) est éteint et la partie restante du CI, qui représente généralement un composant complexe (CC) avec le la ligne de communication est calibrée.
Lors de l’étalonnage de l’IR élément par élément, une attention particulière doit être accordée à l’emplacement de l’ER. D'une part, sa localisation sur le lieu de fonctionnement du PIP (Fig. 2, a) ne permet pas de réduire les exigences en matière d'équipements électroniques en termes de préservation des propriétés mécaniques dans les conditions de fonctionnement du PIP, et dans certains cas, résolvant les problèmes de sécurité intrinsèque et de protection contre les explosions. En revanche, la localisation du RE sur le lieu d'exploitation du CC (Fig. 2, b) entraîne une violation de la symétrie de la ligne de communication (ce qui était le cas lorsque le PIP était connecté), et, par conséquent, à une augmentation de la composante d’erreur due à l’impact des interférences longitudinales et transversales sur la ligne de communication. Une troisième option est également possible (Fig. 2, c), qui consiste à tester élément par élément les lignes PIP, CC et de communication à l'aide d'outils de test de lignes de communication (CPLS).
Procédures MO pour les instruments opératoires
Diplôme Non
Détermination MX (étalonnage) Non Oui Non
Riz. 1. Procédures MO pour les instruments opérationnels
Il convient de noter que la question du calibrage de l'IR après calibrage de ses composants n'a pas non plus été résolue méthodiquement. Il existe ici trois options : graduation et étalonnage complets ; calibrage et calibrage de chaque composant IR, puis calcul de leur MC ;
imitation d'une graduation et d'un calibrage complets. La première option est rarement mise en œuvre dans la pratique, considérons donc les deuxième et troisième options et commençons par l’obtention du diplôme. Nous considérerons l'étalonnage de chaque composant du CI (deuxième option) en supposant qu'un CI simple est constitué de PIP et CC connectés en série, qui ont des fonctions de conversion linéaire (TF) nominales :
où Unom, ^ X Y azhom, °zhom - les valeurs nominales des grandeurs de sortie et les valeurs des grandeurs d'entrée, ainsi que le coefficient
Riz. 2. Méthodes de test expérimental de composants complexes (CC) et de lignes de communication lors de l'étalonnage élément par élément des systèmes de mesure IR : PIP - transducteur de mesure primaire ; RE - norme de travail ; SPLS - outils de vérification de ligne
Les facteurs du FP linéaire nominal sont respectivement PIP et CC.
Supposons également que, afin d'obtenir des corrections, des études expérimentales indépendantes de PIP et CC aient été réalisées en plusieurs points de la plage de mesure, puis que le FP de chacun d'eux ait été approché, par exemple, par un polynôme de la seconde degré
y = a0 + a1x + a2x2 ; z = bo + biy + b2y2,
où a, b[ sont les coefficients des polynômes.
Supposons que l'étalonnage soit terminé et que l'expression de r, après y avoir substitué l'expression de y, prenne la forme
r = b0 + b1(a0 + a1x + a2x2) + b2(a0 + a1x + a2x2)2. En conséquence, après transformations, nous obtenons
g = c0 + c1x + c2x2 + c3x3 + c4x4,
où c0 = b0 + b1a0 + b2 a2 ; c0 = b1a1 + 2b2a0a1 ; c2 = a2 + 2b2a0a2 + + b2 une 1 ; C3 = 2b2a1a2 ; C4 = b2 a2.
Soit le FP IR nominal ayant la forme
g = c + c x nom 0nom 1nom "
alors l'expression pour calculer la correction doit être
V = r - *.„..
indications correspondant à chacun des points IR contrôlés, qui servent à l'étalonnage. Bien entendu, une simulation complète d'un étalonnage IR complet n'est pas possible, car les études expérimentales du PIP sont généralement réalisées dans des conditions de fonctionnement normales, qui peuvent différer considérablement des conditions réelles, ce qui réduit la fiabilité de l'étalonnage.
Supposons que l'étalonnage IR ait été effectué. Ensuite, il existe quatre options possibles pour évaluer leurs caractéristiques mécaniques : sur la base des résultats de l'étalonnage ou de l'étalonnage ultérieur - complet, élément par élément ou complet simulé.
Bien entendu, la première option, malgré sa large diffusion, est moins fiable, car lors de l'évaluation des systèmes de mesure MC IR, il est nécessaire de prendre en compte deux fois la valeur non réactive de l'étalon - lors de la détermination des limites de confiance des résultats de mesure et la correction. Comme indiqué ci-dessus, l'option d'étalonnage complet avec la participation d'un deuxième exemplaire de l'étalon est rarement utilisée dans la pratique, bien qu'elle soit plus fiable que la première option. Par conséquent, vous devez utiliser un étalonnage élément par élément ou une simulation informatique