(от+схемы+или+устройства)

устройство зарядное (в электротехнике)
Устройство для зарядки электрических аккумуляторов и батарей конденсаторов.
[РД 01.120.00-КТН-228-06]

Зарядные устройства аккумуляторов

Емкость и время работы аккумуляторных батарей очень сильно зависят от типа и качества зарядных устройств, применяемых для их заряда, которые обеспечивают определенный метод заряда и выбор режима разряда. Выбор хорошего зарядного устройства для пользователя аккумуляторов часто является вопросом второстепенной важности, особенно при использовании аккумуляторов в бытовой электронной технике. Однако это очень существенный вопрос, и решать его нужно сразу, чтобы впоследствии не удивляться, почему так быстро приходится менять аккумуляторы или почему они не держат заряд. В большинстве случаев деньги, вложенные в покупку хорошего зарядного устройства, оправдывают себя в результате эффективной работы и длительного срока службы аккумуляторов.

Построение схемы простейшего зарядного устройства зависит от принципов заряда, которых, в общем, два: ограничение тока заряда и ограничение напряжения заряда. Принцип заряда с ограничением тока заряда используется при заряде никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов, а принцип с ограничением напряжения заряда - при заряде свинцово-кислотных, литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов.

Весьма быстрое развитие электроники, совершенствование её элементной базы привели к созданию специализированных микросхем зарядных устройств, способные автоматически обеспечить заряд аккумулятора по заданному алгоритму и предназначенные для заряда аккумуляторов любого типа. Кроме того, отдельные типы микросхем помимо заряда обеспечивают измерение емкости аккумулятора или аккумуляторной батареи и степени разряда.

Современные микросхемы зарядных устройств способны очень четкое прекращать процесса заряда практически по всем возможным характеристикам заряда: по скорости повышения температуры ΔТ/Δt, по пиковому напряжению на аккумуляторной батарее, по кратковременному понижению напряжения ΔU/Δt, по максимальной температуре, по сигналу таймера. Отдельные микросхемы обеспечивают контроль температуры окружающей среды и в зависимости от этого корректируют режим заряда и разряда. Например, такая коррекция происходит пошагово при изменении температуры на каждые 10 °С в пределах от -35 до +85 °С. На практике любая из этих схем, взятая за основу, обрастает дополнительными элементами, добавляющими зарядному устройству новые возможности, улучшая его характеристики.

Зарядные устройства аккумуляторов, обеспечивающие постоянный ток ( гальваностатический режим заряда)
Большая часть зарядных устройств обеспечивает заряд только постоянным током и потому пригодны лишь для заряда щелочных герметичных аккумуляторов (никель-металлгидридных и никель-кадмиевых). Простейшие бытовые зарядные устройства, осуществляющие заряд постоянным током, применяются для заряда от 1 до 4 аккумуляторов. Они различаются в основном конструкцией, а не принципиальной электрической схемой. Чаще всего такие зарядные устройства питаются через трансформатор от сети 220В и обеспечивают выпрямленный ток с невысоким уровнем его стабилизации. Ток практически всегда не регулируется, а время заряда определяется самим пользователем.

Универсальность бытовых зарядных устройств, как правило, означает возможность установки в них аккумуляторов разных габаритов и обеспечение постоянного тока порядка 0,1С, по отношению к емкости, которую производитель зарядного устройства считает типичной для аккумуляторов такого типоразмера. Поэтому следует быть внимательным при установке в них аккумуляторов и правильно определять время заряда. За последние 5-7 лет быстрый прогресс промышленности привел к выпуску щелочных аккумуляторов одинаковых габаритов, но отличающихся по емкости в 3 раза. Стремление использовать простые универсальные зарядные устройства для заряда аккумуляторов все большей емкости может привести к очень продолжительному и, главное, малоэффективному заряду токами существенно меньше стандартного значения. Главным достоинством таких зарядных устройств является их низкая цена.

Более дорогие зарядные устройства обеспечивают несколько режимов: доразряд (если он необходим), заряд и режим подзаряда. Доразряд щелочных аккумуляторов (до 1 В/ак) производится с целью снятия остаточной емкости. Однако следует учитывать, что в таких зарядных устройствах аккумуляторы, устанавливаемые в пружинные контакты, могут быть соединены последовательно, а контроль разряда выполняется по предельному разрядному напряжению U=(n х 1,0)В, где n - количество аккумуляторов в цепочке. Но после длительной эксплуатации аккумуляторы могут очень сильно различаться по емкости, и контроль по среднему напряжению для всей цепочки может привести к переразряду или переполюсованию наиболее слабых и их порче.

Прекращение заряда или переключение в режим подзаряда (малым током для компенсации саморазряда) производится в таких зарядных устройствах автоматически в соответствии с некоторыми из тех параметров контроля, которые описаны в другой статье. При использовании таких зарядных устройств следует помнить, что не рекомендуется часто и надолго оставлять аккумуляторы в режиме компенсационного подзаряда, так как это укорачивает срок их службы.

Некоторые зарядные устройства конструктивно оформлены так, что обеспечивают заряд как 1-4 отдельных аккумуляторов, так и 9 В батареи типоразмера 6E22 (E-BLOCK). Некоторые зарядные устройства имеют индивидуальный контроль процесса заряда (детекция -ΔU) в каждом канале, что дает возможность заряжать одновременно аккумуляторы разных типоразмеров.

Следует заметить, что в том случае, когда пользователь может позволить себе длительный заряд никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумуляторов стандартным током 0,1 С в течение 16 ч, можно использовать простейшие зарядные устройства с контролем процесса по времени. При этом, если нет уверенности в полном исчерпании емкости, следует очередной заряд сократить по времени: лучше некоторый недозаряд аккумуляторов, чем значительный перезаряд, который может привести к их деградации и преждевременном выходе из строя. Но вообще большая часть современных цилиндрических аккумуляторов может перенести случайный довольно значительный перезаряд без повреждения и последствий, хотя емкость их при последующем разряде и не повысится.

Если же нужно максимально сократить время переподготовки аккумуляторов после исчерпания емкости, следует использовать зарядные устройства для быстрого заряда, но с высоким уровнем контроля процесса. При выборе зарядного устройства с разными параметрами контроля процесса следует учитывать, что контроль его по абсолютной величине конечного напряжения ненадежен, а из двух наиболее часто рекомендуемых производителями аккумуляторов параметров (-ΔU и ΔT/Δt) первый реализован уже во многих современных зарядных устройствах, второй - для обычных зарядных устройств редок, прежде всего из-за того, что требует наличия термодатчика, а его устанавливают только в батареях, но возможна установка термодатчика в место контакта аккумулятора с зарядным устройством. Не следует увлекаться и чересчур быстрым зарядом аккумуляторов (некоторые компании предлагают заряд за 15-30 мин). При плохом аппаратурном обеспечении даже надежного способа контроля заряда, столь быстрый заряд значительно сократит срок службы аккумулятора.

Зарядные устройства аккумуляторов, обеспечивающие режим постоянного напряжения ( потенциостатический режим заряда) и комбинированный заряд
Зарядные устройства для свинцово-кислотных, литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторных батарей должны осуществлять стабилизацию тока на первой стадии заряда и стабилизацию напряжения питания на второй. Кроме того, должен быть обеспечен контроль конца заряда, который в общем случае может выполняться либо по времени, либо по снижению тока до заданной минимальной величины.

Зарядных устройств с такой стратегией заряда на рынке много меньше, чем зарядных устройств, реализующих режим постоянного тока (имеются ввиду зарядные устройства для непосредственного заряда аккумуляторов и батарей, а не блоки питания для сотовых телефонов, ноутбуков и т.п.).

О зарядных устройствах никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторах
Для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторных батарей существует три типа зарядных устройств. К ним относятся:

1. Зарядные устройства нормального (медленного) заряда
2. Зарядные устройства быстрого заряда
3. Зарядные устройства скоростного заряда

1. Зарядные устройства нормального (медленного) заряда.
Зарядные устройства этого типа, иногда называют ночными. Ток нормального заряда составляет 0,1С. Время заряда - 14...16 ч. При таком малом токе заряда трудно определить время окончания заряда. Поэтому обычно индикатор готовности батареи в зарядных устройствах для нормального заряда отсутствует. Они самые дешевые и предназначены только для зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов. Для зарядки как никель-кадмиевых так и никель-металлгидридных аккумуляторов используются другие, более совершенные зарядные устройства. Если зарядный ток установлен правильно, полностью заряженная батарея становится чуть теплой на ощупь. В таком случае нет надобности немедленно отключать ее от зарядного устройства. В нем она может оставаться более чем на один день. Но все же ее отсоединение сразу после окончания заряда - лучший вариант. При применении таких зарядных устройствах проблемы возникают, если они используются для зарядки батарей малой емкости, в то время как рассчитаны для работы с более мощными батареями. В таком случае аккумуляторная батарея станет нагреваться уже по достижении 70% своей емкости. Поскольку возможность понизить ток заряда или прекратить его процесс вообще отсутствует, то во второй половине цикла заряда начнется процесс теплового разрушения аккумуляторов. Единственно возможный способ сохранить аккумуляторы, это отключить их, как только они станут горячими. В случае, если для зарядки мощной аккумуляторной батареи используется недостаточно мощное зарядное устройство, батарея в процессе заряда будет оставаться холодной и никогда не будет заряжена до конца. Тогда она потеряет часть своей емкости.

2. Зарядные устройства быстрого заряда.
Они позиционируются как зарядные устройства среднего класса как по скорости заряда, так и по цене. Заряд аккумуляторов в них происходит в течение 3...6 часов током около 0,ЗС. В качестве необходимого элемента эти зарядные устройства имеют схему контроля достижения аккумуляторами определенного напряжения в конце заряда и их отключения в этот момент. Такие зарядные устройства обеспечивают лучшее по сравнению с устройствами медленного заряда обслуживание аккумуляторов. В настоящее время они уступили свое место зарядным устройствам скоростного заряда.

3. Зарядные устройства скоростного заряда.
Такие зарядные устройства имеют несколько преимуществ перед зарядными устройствами других типов. Главное из них - меньшее время заряда. Хотя из-за большей мощности источника напряжения и необходимости использования специальных узлов контроля и управления такие зарядные устройства имеют наиболее высокие цены. Время заряда в зарядных устройствах такого типа зависит от тока заряда, степени разряда аккумуляторов, их емкости и типа. При токе заряда 1С разряженная никель-кадмиевая батарея заряжается в среднем менее чем за один час. Если же аккумуляторная батарея полностью заряжена, некоторые зарядные устройства переходят в режим подзарядки пониженным током заряда и с отключением по сигналу таймера.

Современные устройства скоростного заряда обычно используются для зарядки как никель-кадмиевых, так и никель-металлгидридных аккумуляторных батарей. Поскольку этот процесс происходит при повышенном токе заряда и за ним необходим контроль, крайне важно, чтобы в конкретном зарядном устройстве заряжались только те аккумуляторы, которые рекомендованы для скоростного заряда производителем. Некоторые батареи маркируют электрически на заводах-изготовителях с той целью, чтобы зарядное устройство могло распознать их тип и основные электрические характеристики. После этого зарядное устройство автоматически установит величину тока и задаст алгоритм процесса заряда, соответствующие установленным в него аккумуляторам.

Еще раз подчеркнем, что свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторные батареи имеют алгоритмы заряда, не совместимые с алгоритмом заряда никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов.

[ http://www.powerinfo.ru/charge.php]

Тематики

• источники и системы электропитания

EN

• charger

источник электропитания радиоэлектронной аппаратуры
источник электропитания РЭА
Нерекомендуемый термин - источник питания
Устройство силовой электроники, входящее в состав радиоэлектронной аппаратуры и преобразующее входную электроэнергию для согласования ее параметров с входными параметрами составных частей радиоэлектронной аппаратуры.
[< size="2"> ГОСТ Р 52907-2008]

источник питания
Часть устройства, обеспечивающая электропитание остальных модулей устройства. 
[ http://www.lexikon.ru/dict/net/index.html]

EN

power supply
An electronic module that converts power from some power source to a form which is needed by the equipment to which power is being supplied.
[Comprehensive dictionary of electrical engineering / editor-in-chief Phillip A. Laplante.-- 2nd ed.]

Рис. ABB
Структурная схема источника электропитания

The input side and the output side are electrically isolated against each other

Вход и выход гальванически развязаны

Терминология относящая к входу

Primary side

Первичная сторона

Input voltage

Входное напряжение

Primary grounding

Current consumption

Потребляемый ток

Inrush current

Пусковой ток

Input fuse

Предохранитель входной цепи

Frequency

Частота

Power failure buffering

Power factor correction (PFC)

Коррекция коэффициента мощности

Терминология относящая к выходу

Secondary side

Вторичная сторона

Output voltage

Выходное напряжение

Secondary grounding

Short-circuit current

То короткого замыкания

Residual ripple

Output characteristics

Выходные характеристики

Output current

Выходной ток

Различают первичные и вторичные источники питания.
К первичным относят преобразователи различных видов энергии в электрическую, например:
- аккумулятор (преобразует химическую энергию.
Вторичные источники не генерируют электроэнергию, а служат лишь для её преобразования с целью обеспечения требуемых параметров (напряжения, тока, пульсаций напряжения и т. п.)

Задачи вторичного источника питания

• Обеспечение передачи мощности — источник питания должен обеспечивать передачу заданной мощности с наименьшими потерями и соблюдением заданных характеристик на выходе без вреда для себя. Обычно мощность источника питания берут с некоторым запасом.
• Преобразование формы напряжения — преобразование переменного напряжения в постоянное, и наоборот, а также преобразование частоты, формирование импульсов напряжения и т. д. Чаще всего необходимо преобразование переменного напряжения промышленной частоты в постоянное.
• Преобразование величины напряжения — как повышение, так и понижение. Нередко необходим набор из нескольких напряжений различной величины для питания различных цепей.
• Стабилизация — напряжение, ток и другие параметры на выходе источника питания должны лежать в определённых пределах, в зависимости от его назначения при влиянии большого количества дестабилизирующих факторов: изменения напряжения на входе, тока нагрузки и т. д. Чаще всего необходима стабилизация напряжения на нагрузке, однако иногда (например для зарядки аккумуляторов) необходима стабилизация тока.
• Защита — напряжение или ток нагрузки в случае неисправности (например, короткого замыкания) каких-либо цепей может превысить допустимые пределы и вывести электроприбор или сам источник питания из строя. Также во многих случаях требуется защита от прохождения тока по неправильному пути: например прохождения тока через землю при прикосновении человека или постороннего предмета к токоведущим частям.
• Гальваническая развязка цепей — одна из мер защиты от протекания тока по неверному пути.
• Регулировка — в процессе эксплуатации может потребоваться изменение каких-либо параметров для обеспечения правильной работы электроприбора.
• Управление — может включать регулировку, включение/отключение каких-либо цепей или источника питания в целом. Может быть как непосредственным (с помощью органов управления на корпусе устройства), так и дистанционным, а также программным (обеспечение включения/выключения, регулировка в заданное время или с наступлением каких-либо событий).
• Контроль — отображение параметров на входе и на выходе источника питания, включения/выключения цепей, срабатывания защит. Также может быть непосредственным или дистанционным.

Трансформаторный (сетевой) источник питания

Чаще всего состоит из следующих частей:

• Сетевого трансформатора, преобразующего величину напряжения, а также осуществляющего гальваническую развязку;
• Выпрямителя, преобразующего переменное напряжение в пульсирующее;
• Фильтра для снижения уровня пульсаций;
• Стабилизатора напряжения для приведения выходного напряжения в соответствие с номиналом, также выполняющего функцию сглаживания пульсаций за счёт их «срезания».

В сетевых источниках питания применяются чаще всего линейные стабилизаторы напряжения, а в некоторых случаях и вовсе отказываются от стабилизации. 
Достоинства такой схемы:

• Простота построения и обслуживания
• Надёжность
• Низкий уровень радиопомех.

Недостатки:

• Большой вес и габариты, особенно при большой мощности: по большей части за счёт габаритов трансформатора и сглаживающего фильтра
• Металлоёмкость
• Применение линейных стабилизаторов напряжения вводит компромисс между стабильностью выходного напряжения и КПД: чем больше диапазон изменения напряжения, тем больше потери мощности.
• При отсутствии стабилизатора на выход источника питания проникают пульсации с частотой 100Гц.

В целом ничто не мешает применить в трансформаторном источнике питания импульсный стабилизатор напряжения, однако большее распространение получила схема с полностью импульсным преобразованием напряжения.

Импульсный источник питания
Широко распространённая схема импульсного источника питания состоит из следующих частей:

• Входного фильтра, призванного предотвращать распространение импульсных помех в питающей сети
• Входного выпрямителя, преобразующего переменное напряжение в пульсирующее
• Фильтра, сглаживающего пульсации выпрямленного напряжения
• Прерывателя (обычно мощного транзистора, работающего в ключевом режиме)
• Цепей управления прерывателем (генератора импульсов, широтно-импульсного модулятора)
• Импульсного трансформатора, который служит накопителем энергии импульсного преобразователя, формирования нескольких номиналов напряжения, а также для гальванической развязки цепей (входных от выходных, а также, при необходимости, выходных друг от друга)
• Выходного выпрямителя
• Выходных фильтров, сглаживающих высокочастотные пульсации и импульсные помехи.

Достоинства такого блока питания:

• Можно достичь высокого коэффициента стабилизации
• Высокий КПД. Основные потери приходятся на переходные процессы, которые длятся значительно меньшее время, чем устойчивое состояние.
• Малые габариты и масса, обусловленные как меньшим выделением тепла на регулирующем элементе, так и меньшими габаритами трансформатора, благодаря тому, что последний работает на более высокой частоте.
• Меньшая металлоёмкость, благодаря чему мощные импульсные источники питания стоят дешевле трансформаторных, несмотря на бо́льшую сложность
• Возможность включения в сети широкого диапазона напряжений и частот, или даже постоянного тока. Благодаря этому возможна унификация техники, производимой для различных стран мира, а значит и её удешевление при массовом производстве.

Однако имеют такие источники питания и недостатки, ограничивающие их применение:

• Импульсные помехи. В связи с этим часто недопустимо применение импульсных источников питания для некоторых видов аппаратуры.
• Невысокий cosφ, что требует включения компенсаторов коэффициента мощности.
• Работа большей части схемы без гальванической развязки, что затрудняет обслуживание и ремонт.
• Во многих импульсных источниках питания входной фильтр помех часто соединён с корпусом, а значит такие устройства требуют заземления.

[Википедия]
 

Недопустимые, нерекомендуемые

• источник питания

Тематики

• источники и системы электропитания

Обобщающие термины

• устройство силовой электроники

Синонимы

• блок электропитания
• источник электропитания
• источник электропитания РЭА

EN

• electric power supply
• feed source
• feeding unit
• power box
• power device
• power module
• power pack
• power source
• power supply
• power supply device
• power supply unit
• power unit
• PSU
• source of power
• supply
• supply apparatus
• supply equipment
• supply unit

3.28 максимальный уровень: Максимально допустимый уровень наполнения резервуара жидкостью при его эксплуатации, установленный технической документацией на резервуар».

Раздел 4. Наименование изложить в новой редакции: «4 Методы поверки».

Пункт 4.1 после слова «методом» изложить в новой редакции:

«Допускаются:

- комбинация геометрического и объемного методов поверки, например, определение вместимости «мертвой» полости или вместимости резервуара в пределах высоты неровностей днища объемным методом при применении геометрического метода поверки;

- комбинация динамического объемного и статического объемного методов поверки».

Пункты 5.1.1 (таблица 1, головка), 5.1.2. Заменить значение: 50000 на 100000.

Подраздел 5.2. Наименование. Заменить слово: «основных» на «рабочих эталонов».

Подпункты 5.2.1.1, 5.2.1.2, 5.2.1.10, 5.2.2.5 изложить в новой редакции:

«5.2.1.1 Рулетки измерительные 2-го класса точности с верхними пределами измерений 10, 20, 30 и 50 м по ГОСТ 7502.

5.2.1.2 Рулетки измерительные с грузом 2-го класса точности с верхними пределами измерений 10, 20 и 30 м по ГОСТ 7502.

5.2.1.10 Штангенциркуль с диапазонами измерений: от 0 до 125 мм; от 0 до 150 мм; от 150 до 500 мм; от 500 до 1600 мм (черт. 3) по ГОСТ 166.

5.2.2.5 Рулетки измерительные с грузом 2-го класса точности с пределами измерений 10, 20 и 30 м по ГОСТ 7502».

Подраздел 5.2 дополнить подпунктами - 5.2.1.19, 5.2.2.9:

«5.2.1.19 Анализатор течеискатель АНТ-3.

5.2.2.9 Анализатор течеискатель АНТ-3».

Пункт 5.2.4. Заменить слова: «Основные средства поверки резервуаров» на «Применяемые рабочие эталоны и средства поверки».

Пункт 5.2.5 дополнить словами: «по взрывозащищенности - ГОСТ 12.1.011».

Подпункт 5.3.1.4 изложить в новой редакции:

«5.3.1.4 Резервуар при первичной поверке должен быть порожним. При периодической и внеочередной поверках в резервуаре может находиться жидкость до произвольного уровня, а в резервуаре с плавающим покрытием - до минимально допустимого уровня, установленного в технологической карте резервуара.

Плавающая крыша должна быть освобождена от посторонних предметов (от воды и других предметов, не относящихся к плавающей крыше)».

Подпункт 5.3.1.5 до слов «В этом случае» изложить в новой редакции:

«При наличии жидкости в резервуаре для нефтепродукта при его поверке (периодической или внеочередной) допускается использовать результаты измерений вместимости «мертвой» полости, полученные ранее, и вносить их в таблицу Б.9 приложения Б, если изменение базовой высоты резервуара по сравнению с результатами ее измерений в предыдущей поверке составляет не более 0,1 %, а изменения степени наклона и угла направления наклона резервуара составляют не более 1 %»;

подпункт дополнить примечанием:

«Примечание - Вместимость «мертвой» полости резервуара для нефти и нефтепродуктов, образующих парафинистые отложения, при проведении периодической и внеочередной поверок допускается принимать равной ее вместимости, полученной при первичной поверке резервуара или полученной при периодической поверке резервуара после его зачистки».

Подпункт 5.3.2.1. Примечание после слов «до плюс 2 °С - при применении дизельного топлива» дополнить словами: «и воды;».

Пункт 5.3.3 исключить.

Пункт 6.1 после слов «(государственной) метрологической службы» дополнить знаком сноски:¹⁾; дополнить сноской:

«¹⁾ На территории Российской Федерации орган государственной метрологической службы проходит аккредитацию на право проведения поверки резервуаров».

Пункт 6.2 изложить в новой редакции:

«6.2 Поверки резервуара проводят:

- первичную - после завершения строительства резервуара или капитального ремонта и его гидравлических испытаний - перед вводом его в эксплуатацию;

- периодическую - по истечении срока межповерочного интервала;

- внеочередную - в случаях изменения базовой высоты резервуара более чем на 0,1 % по 9.1.10.3; при внесении в резервуар конструктивных изменений, влияющих на его вместимость, и после очередного полного технического диагностирования».

Пункт 7.1. Заменить слова: «в установленном порядке» на «и промышленной безопасности в установленном порядке²⁾».

Пункт 7.1, подпункт 7.1.1 дополнить сноской - ²⁾:

«²⁾ На территории Российской Федерации действует Постановление Росгортехнадзора № 21 от 30.04.2002».

Пункт 7.1 дополнить подпунктом - 7.1.1:

«7.1.1 Измерения величин при поверке резервуара проводит группа лиц, включающая поверителя организации, указанной в 6.1, и не менее двух специалистов, прошедших курсы повышения квалификации, и других лиц (при необходимости), аттестованных по промышленной безопасности в установленном порядке²⁾».

Пункт 7.3 дополнить подпунктом - 7.3.3:

«7.3.3 Лица, выполняющие измерения, должны быть в строительной каске по ГОСТ 12.4.087».

Пункт 7.6. Заменить слова: «или уровень» на «и уровень».

Пункт 7.8 дополнить словами: «и должен быть в строительной каске по ГОСТ 12.4.087».

Пункт 7.9 изложить в новой редакции:

«7.9 Средства поверки по 5.2.1.4, 5.2.1.17, 5.2.1.19 при поверке резервуара геометрическим методом, средства поверки по 5.2.2.1, 5.2.2.2, 5.2.2.8, 5.2.2.9, 5.2.5 при поверке объемным методом должны быть во взрывозащищенном исполнении для групп взрывоопасных смесей категории II В-ТЗ по ГОСТ 12.1.011 и предназначены для эксплуатации на открытом воздухе».

Пункт 7.10 после слова «резервуара» дополнить словами: «в рабочей зоне»;

заменить слова: «на высоте 2000 мм» на «(на высоте 2000 мм)».

Подпункт 8.2.8 исключить.

Подпункт 9.1.1.1 изложить в новой редакции:

«9.1.1.1 Длину окружности L_н измеряют на отметке высоты:

- равной ³/₄ высоты первого пояса, если высота пояса находится в пределах от 1500 до 2250 мм;

- равной ⁸/₁₅ высоты первого пояса, если высота пояса составляет 3000 мм.

При наличии деталей, мешающих измерениям, допускается уменьшать высоту на величину до 300 мм от отметки ³/₄ или ⁸/₁₅ высоты первого пояса».

Подпункт 9.1.1.7 после слов «динамометра усилием» изложить в новой редакции:

«(100 ± 10) Н - для рулеток длиной 10 м и более;

(10 ± 1) Н - для рулеток длиной 1 - 5 м.

Для рулеток с желобчатой лентой - без натяжения».

Подпункт 9.1.1.13. Формула (3). Знаменатель. Заменить знак: «-» на «+».

Подпункт 9.1.1.17. Последний абзац изложить в новой редакции:

«Значение поправок (суммарных при наличии двух и более) на обход в миллиметрах вносят в протокол, форма которого приведена в приложении Б».

Подпункт 9.1.2.2 изложить в новой редакции:

«9.1.2.2 Окружность первого пояса резервуара, измеренную по 9.1.1, разбивают на равные части (откладывают дугу постоянной длины и наносят вертикальные отметки на стенке первого пояса), начиная с образующей резервуара, находящейся в плоскости А (рисунок А.10а), проходящей через точку измерений уровня жидкости и базовой высоты резервуара на направляющей планке измерительного люка и продольную ось резервуара, с соблюдением следующих условий:

- число разбивок должно быть четным;

- число разбивок в зависимости от вместимости резервуара выбирают по таблице 3.

Таблица 3

Все отметки разбивок пронумеровывают по часовой стрелке в соответствии с рисунком А.10».

Подпункт 9.1.2.5. Второй абзац. Заменить слова: «или ниже ребра» на «и ниже ребра».

Пункт 9.1.3 изложить в новой редакции:

«9.1.3 Определение степени наклона и угла направления наклона резервуара

9.1.3.1 Степень наклона h и угол направления наклона j резервуара определяют по результатам измерений угла и направления наклона контура днища резервуара снаружи (или изнутри) с применением нивелира с рейкой.

9.1.3.2 Степень наклона и угол направления наклона резервуара определяют в два этапа:

- на первом этапе устанавливают номера двух противоположных отметок разбивки (образующих резервуара), через которые проходит приближенное направление наклона резервуара;

- на втором этапе определяют степень наклона и угол уточненного направления наклона резервуара.

9.1.3.3 Приближенное направление наклона резервуара определяют в следующей последовательности:

а) проводят разбивку длины окружности первого пояса по 9.1.2.2;

б) освобождают утор окраек днища (далее - утор днища) резервуара от грунта;

в) устанавливают нивелир напротив первой отметки разбивки на расстоянии 5 - 10 м от резервуара и приводят его в горизонтальное положение;

г) устанавливают рейку вертикально в точке на уторе днища, находящейся напротив первой отметки разбивки, отсчитывают показание шкалы рейки l₁ с погрешностью до 1 мм;

д) последовательно устанавливая рейку по часовой стрелке в точках на уторе днища, находящихся напротив отметок разбивки 2, 3,..., v, отсчитывают показания шкалы рейки l₂, l₃,..., l_vс погрешностью до 1 мм;

е) для снятия показаний рейки в оставшихся точках отметок разбивки нивелир устанавливают на расстоянии 5 - 10 м от резервуара напротив отметки разбивки (v +1) и, устанавливая рейку вторично в точке отметки разбивки v, вторично снимают показание рейки l¢_v. При этом показание рейки в точке, находящейся напротив отметки разбивки v (крайней) до перенесения нивелира на другое место l_v, должно совпадать с показанием рейки в этой же точке разбивки v после перенесения нивелира на другое место, то есть l¢_v с погрешностью до 1 мм. Выполнение этого условия обеспечивается регулированием высоты нивелира после перенесения его на другое место.

В случае невозможности выполнения вышеуказанного условия регулированием высоты нивелира на показание рейки в точках, находящихся напротив отметок разбивки (v + 1), (v + 2),..., s, вводят поправку, например на показание рейки в точке, находящейся напротив отметки разбивки (v + 1), l¢_v+1 по формуле

l_v+1 = l¢_v+1 + Dl,                                                        (3a)

где l¢_v+1 - показание рейки после перенесения нивелира на другое место, мм;

Dl - поправка, мм. Ее значение определяют по формуле

Dl = l_v - l¢_v,                                                          (3б)

где l_v - показание рейки, находящейся напротив отметки v до перенесения нивелира на другое место, мм;

l¢_v - показание рейки, находящейся напротив отметки v после перенесения нивелира на другое место, мм;

ж) выполняя аналогичные операции по перечислению е), отсчитывают показания рейки до отметки разбивки т (т - число отметок разбивки длины окружности первого пояса резервуара).

Показания шкалы рейки l_k вносят в протокол, форма которого приведена в приложении Б (таблица Б.14).

Определяют значение разности показаний шкалы рейки в точках утора днища, находящихся напротив двух противоположных отметок разбивки Dl_k, мм (см. таблицу Б.14):

- при числе отметок k от 1 до  по формуле

Dl¢_k = l_k - l_(m/2+k);                                                              (3в)

- при числе отметок от  до т по формуле

Dl²_k = l_k - l_(k-m/2),                                                              (3г)

где l_k - показание шкалы рейки в точке, находящейся напротив k-й отметки, мм;

l_(m/2+k), l_(k-m/2) - показания шкалы рейки в точках, находящейся напротив отметок разбивки (т/2 + k) и (k - т/2), мм;

k - номер отметки разбивки. Его значения выбирают из ряда: 1, 2, 3, 4,..., т;

т - число отметок разбивки длины окружности первого пояса резервуара.

Строят график (рисунок А.10) функции Dl_k, рассчитываемой по формулам (3в) и (3г). Если кривая, соединяющая точки графика Dl_k относительно абсциссы, имеет вид синусоиды с периодом, равным отрезку 1 - т (кривая С на рисунке А.10), то резервуар стоит наклонно, если нет (кривая В) - резервуар стоит не наклонно.

По максимальному значению разности (Dl_k)_max, определенному по формуле (3в) или (3г), устанавливают приближенное направление наклона резервуара (рисунок А.10б).

Приближенное значение угла направления наклона резервуара j_п определяют по формуле

                                                               (3д)

где N - число разбивок, отсчитываемое от первой отметки разбивки до приближенного направления наклона резервуара, равное k - 1.

9.1.3.4 Степень наклона и уточненный угол направления наклона резервуара определяют в следующей последовательности:

а) проводят дополнительное разбивание длины дуги противоположных разбивок (рисунок А.10б), например находящихся справа от отметок разбивки 6 и 18 (разбивки N₅ и N₁₇) и слева от отметок разбивки 6 и 18 (разбивки N₆ и N₁₈) от приближенного направления наклона контура днища, определенного по 9.1.3.3;

б) длину дуги дополнительного разбивания DL, мм, соответствующую 1°, вычисляют по формуле

где L_н - длина наружной окружности первого пояса резервуара, мм;

в) дугу длиной, вычисленной по формуле (3е), откладывают справа и слева (наносят вертикальные отметки на стенке первого пояса), начиная с образующих (отметок разбивки), по которым проходит приближенное направление наклона резервуара. Отметки отложенных дополнительных дуг (разбивок) нумеруют арабскими цифрами справа и слева от приближенного направления наклона резервуара;

г) выполняя операции, указанные в перечислениях в) и г) 9.1.3.3, отсчитывают показания шкалы рейки в точках дополнительного разбивания дуг основных разбивок, находящихся слева l_л и справа l_п от приближенного направления наклона резервуара, с погрешностью до 1 мм.

Результаты показаний шкалы l_л, l_п вносят в протокол, форма которого приведена в приложении Б».

Подпункт 9.1.6.1 изложить в новой редакции:

«9.1.6.1. Высоту поясов h_н измеряют с наружной стороны резервуара вдоль образующей резервуара, находящейся в плоскости А (рисунок А.10а) по 9.1.2.2, при помощи измерительной рулетки с грузом и упорного угольника».

Подпункт 9.1.7.1 после слов «от днища резервуара» изложить в новой редакции: «и от стенки первого пояса резервуара l_д угла j₁ между плоскостью А и плоскостью С (рисунок А.10а). Значение угла j₁ определяют методом разбивания длины окружности первого пояса с погрешностью ± 1° в следующей последовательности:

- длину окружности первого пояса изнутри резервуара разбивают на восемь частей, начиная с плоскости А (рисунок А.10а), по часовой стрелке;

- на днище резервуара через его центр и точки разбивки проводят восемь радиусов;

- устанавливают номер сектора, в пределах которого находится плоскость С (рисунок А.10а);

- в пределах вышеустановленного сектора на стенке резервуара до плоскости С откладывают (размечают) n₀-ное число дополнительных хорд длиной S₀, соответствующей 1°, вычисляемой по формуле

- значение угла j₁ определяют по формуле

j₁ = 45N₀ + п₀,

где N - число больших разбиваний;

п₀ - число отложений хорды S₀ до плоскости С.

Результаты измерений величин N₀, n₀, j₁ вносят в протокол, форма которого приведена в приложении Б».

Подпункт 9.1.6.5 дополнить абзацем:

«Толщину слоя внутреннего антикоррозионного покрытия d_с.п измеряют при помощи ультразвукового толщиномера с погрешностью до 0,1 мм».

Подпункт 9.1.6.6 перед словом «вносят» дополнить обозначением: d_с.п.

Пункт 9.1.8. Наименование дополнить словами: «и параметров местных неровностей (хлопунов)».

Подпункт 9.1.8.1 изложить в новой редакции:

«9.1.8.1 Если резервуар имеет несколько приемно-раздаточных патрубков, то высоту «мертвой» полости, соответствующую j-му приемно-раздаточному патрубку (h_м.п)_j, измеряют рулеткой по стенке резервуара от днища резервуара до нижней точки j-го приемно-раздаточного патрубка. Нумерацию высот «мертвой» полости проводят, начиная с плоскости А (рисунок А.10а).

Если резервуар имеет приемно-раздаточные устройства, например, устройства ПРУ-Д, то измеряют рулеткой (рисунок А.17а):

- высоту по стенке резервуара от контура днища до места установки j-го приемно-раздаточного устройства h_yj;

- расстояние от нижнего образующего j-го приемно-раздаточного устройства до его нижнего или верхнего среза h_cj;

- длину j-го приемно-раздаточного устройства (расстояние от центра среза устройства до стенки резервуара) l_cj.

Результаты измерений величин (h_м.п)_j, h_yj, h_cj, l_cj в миллиметрах вносят в протокол, форма которого приведена в приложении Б».

Подпункт 9.1.8.2. Второй абзац. Заменить слова: «с восемью радиусами» на «с 24 радиусами», «восьми радиусов» на «24 радиусов», «8 равных частей» на «24 равных части»;

заменить значение: 0 - 8 на 0 - 24;

третий абзац изложить в новой редакции:

«- при отсутствии центральной трубы нивелир устанавливают в центре днища резервуара и измеряют расстояние по вертикали от неровностей днища до визирной линии (до центра окуляра) нивелира (b₀) при помощи измерительной рулетки с грузом или рейкой. При наличии центральной трубы нивелир устанавливают последовательно в двух противоположных точках, не лежащих на отмеченных радиусах и отстоящих от стенки резервуара не более 1000 мм».

Пункт 9.1.8 дополнить подпунктами - 9.1.8.4 - 9.1.8.7:

«9.1.8.4 Угол j₂ между плоскостью А (рисунок А.10а) и плоскостью В, проходящую через продольные оси приемно-раздаточного патрубка и резервуара, определяют с погрешностью не более ± 1°, используя данные разбивки длины окружности первого пояса по 9.1.2.2 в следующей последовательности:

- устанавливают число полных разбивок N¢₀, находящихся до плоскости В (рисунок А.10а);

- по длине дуги разбивки, в пределах которой проходит плоскость В, размечают до образующей приемно-раздаточного патрубка n¢₀-ное число дополнительных дуг длиной DL, соответствующей 1°. Длину дуги DL, мм, вычисляют по формуле

- значение угла j₂ определяют по формуле

где m - число разбивок длины окружности первого пояса резервуара;

r_п.р - радиус приемно-раздаточного патрубка, мм.

9.1.8.5 Результаты измерений величины j₂ вносят в протокол, форма которого приведена в приложении Б.

9.1.8.6 В случае определения вместимости «мертвой» полости объемным статическим методом в соответствии с 9.2.2 результаты измерений оформляют протоколом поверки для «мертвой» полости по форме, приведенной в приложении В (заполняют таблицы В.4, В.6, В.8).

9.1.8.7 Площадь хлопуна s_x, м², определяют по результатам измерений длины и ширины хлопуна.

Длину l_х и ширину b_х хлопуна измеряют измерительной рулеткой. Показания рулетки отсчитывают с точностью до 1 мм.

Высоту хлопуна h_x измеряют штангенциркулем или измерительной линейкой. Показания штангенциркуля или линейки отсчитывают с точностью до 1 мм.

Результаты измерений величин l_x, b_х, h_x вносят в протокол, форма которого приведена в приложении Б».

Подпункт 9.1.9.1 изложить в новой редакции:

«9.1.9.1 Измеряют расстояние по горизонтали между линейкой, установленной вертикально по первой внешней образующей резервуара (рисунок А.10), и внешней образующей измерительного люка l₁ (рисунок А.16) при помощи измерительной рулетки с погрешностью ± 5 мм».

Подпункт 9.1.10.1. Второй абзац изложить в новой редакции:

«При наличии жидкости в резервуарах с плавающим покрытием уровень ее должен быть не ниже уровня, установленного технологической картой на резервуар»;

дополнить абзацем:

«Базовую высоту резервуара с плавающей крышей измеряют через измерительный люк, установленный на направляющей стойке плавающей крыши или на трубе для радарного уровнемера (рисунок А.2а)».

Подпункт 9.1.10.3 изложить в новой редакции:

«9.1.10.3 Базовую высоту измеряют ежегодно. Ежегодные измерения базовой высоты резервуара проводит комиссия, назначенная приказом руководителя предприятия - владельца резервуара, в состав которой должен быть включен специалист, прошедший курсы повышения квалификации по поверке и калибровке резервуаров.

При ежегодных измерениях базовой высоты резервуара без плавающего покрытия резервуар может быть наполнен до произвольного уровня, резервуар с плавающим покрытием - до минимально допустимого уровня.

Результат измерений базовой высоты резервуара не должен отличаться от ее значения, указанного в протоколе поверки резервуара, более чем на 0,1 %.

Если это условие не выполняется, то проводят повторное измерение базовой высоты при уровне наполнения резервуара, отличающимся от его уровня наполнения, указанного в протоколе поверки резервуара, не более чем на 500 мм.

Результаты измерений базовой высоты оформляют актом, форма которого приведена в приложении Л.

При изменении базовой высоты по сравнению с ее значением, установленным при поверке резервуара, более чем на 0,1 % устанавливают причину и устраняют ее. При отсутствии возможности устранения причины проводят внеочередную поверку резервуара.

Примечание - В Российской Федерации специалисты проходят курсы повышения квалификации в соответствии с 7.1».

Подпункт 9.1.11.1 перед словом «берут» дополнить словами: «а также верхнее положение плавающего покрытия h¢_п».

Подпункт 9.1.11.2 изложить в новой редакции:

«9.1.11.2 Высоту нижнего положения плавающего покрытия h_п измеряют рулеткой от точки касания днища грузом рулетки до нижнего края образующей плавающего покрытия. Показания рулетки отсчитывают с точностью до 1 мм. Измерения проводят не менее двух раз. Расхождение между результатами двух измерений должно быть не более 2 мм».

Подпункт 9.1.11.3 после слов «и результаты измерений» дополнить обозначением: h¢_п.

Подраздел 9.1 дополнить пунктами - 9.1.12, 9.1.13:

«9.1.12 Определение длины внутренней окружности вышестоящего пояса резервуара с плавающей крышей

9.1.12.1 При отсутствии возможности применения приспособления, показанного на рисунке А.6, длину внутренней окружности вышестоящего пояса определяют:

второго пояса (при высоте поясов от 2250 до 3000 мм) или третьего (при высоте поясов 1500 мм) - методом отложения хорд по внутренней стенке пояса;

вышестоящих поясов, начиная с третьего (при высоте поясов от 2250 до 3000 мм) или, начиная с четвертого (при высоте поясов от 1500 мм), - по результатам измерений радиальных отклонений образующих резервуара, проведенных изнутри резервуара.

9.1.12.2 Хорды откладывают на уровнях, отсчитываемых от верхней плоскости плавающей крыши:

1600 мм - при высоте поясов от 2250 до 3000 мм;

1200 мм - при высоте поясов 1500 мм.

9.1.12.3 Перед откладыванием хорд на уровне 1600 мм или на уровне 1200 мм, указанных в 9.1.12.2, при помощи рулетки с грузом через каждые 1000 мм наносят горизонтальные отметки длиной 10 - 20 мм по стенке поясов.

9.1.12.4 Отметки, нанесенные по стенкам поясов на уровнях, указанных в 9.1.12.2, соединяют между собой, применяя гибкую стальную ленту (рулетку). При этом линии горизонтальных окружностей проводят толщиной не более 5 мм.

9.1.12.5 Вычисляют длину хорды S₁ по формуле

S₁ = D₁sin(a₁/2),                                                      (3ж)

где D₁ - внутренний диаметр первого пояса резервуара, вычисляемый по формуле

D₁ = L_вн/p,                                                             (3и)

где L_вн - внутренняя длина окружности первого пояса, вычисляемая по формуле (Г.2);

a₁ - центральный угол, соответствующий длине хорды S₁ вычисляемый по формуле

a₁ = 360/m₁,                                                         (3к)

где т₁ - число отложений хорд по линиям горизонтальных окружностей. Число т₁ в зависимости от номинальной вместимости резервуара принимают по таблице 4.

Таблица 4

9.1.12.6 Хорду S₁, длина которой вычислена по формуле (3ж), откладывают по линии горизонтальной окружности, проведенной на высоте 1600 мм и на высоте 1200 мм, указанных в 9.1.12.2, при помощи штангенциркуля (ГОСТ 166, черт. 3) с диапазоном измерений от 500 до 1600 мм.

9.1.12.7 После отложений хорд по 9.1.12.6 измеряют длину остаточной хорды S_o^п при помощи штангенциркуля с диапазоном измерений 0 - 150 мм с погрешностью не более 0,1 мм. Обозначение «п» соответствует термину: «покрытие».

9.1.12.8 Значения величин S₁ и S₀^п вносят в протокол, форма которого приведена в приложении Б.

9.1.12.9 Длины внутренних окружностей поясов, находящихся выше поясов, указанных в 9.1.12.1, определяют по результатам измерений радиальных отклонений образующих резервуара от вертикали изнутри резервуара с применением измерительной каретки (далее - каретки) в следующей последовательности:

а) длину окружности первого пояса, измеренную по 9.1.1, разбивают на равные части по 9.1.2.2 (наносят вертикальные отметки на уровне 1600 мм или на уровне 1200 мм в соответствии с 9.1.12.3), начиная с плоскости А (рисунок А.10а);

б) штангу 12 с блоком 11 (рисунок А.2а), при помощи которого каретка перемещается по внутренней поверхности резервуара, устанавливают у края площадки обслуживания 13;

в) линейку 6 устанавливают на высоте 400 мм по перечислению а) 9.1.12.9 от верхней плоскости плавающей крыши при помощи магнитного держателя 7 перпендикулярно к стенке резервуара, поочередно для каждой отметки разбивки;

г) для перехода от одной отметки разбивки к другой каретку опускают, а штангу со всей оснасткой передвигают по кольцевой площадке обслуживания резервуара. Расстояние от стенки резервуара до нити отвеса а отсчитывают по линейке 6;

д) измерения вдоль каждой образующей резервуара начинают с отметки разбивки под номером один первого пояса. На каждом следующем поясе измерения проводят в трех сечениях: среднем, находящемся в середине пояса, нижнем и верхнем, расположенных на расстоянии 50 - 100 мм от горизонтального сварочного шва. На верхнем поясе - в двух сечениях: нижнем и среднем. Отсчеты по линейке снимают с погрешностью в пределах ± 1 мм в момент, когда каретка установлена в намеченной точке при неподвижном отвесе;

е) в начальный момент каретку для всех образующих резервуара останавливают на линии горизонтальной окружности на уровне 1600 мм или на уровне 1200 мм.

Результаты измерений расстояния а в миллиметрах вносят в протокол, форма которого приведена в приложении Б.

9.1.13 Высота газового пространства в плавающей крыше

9.1.13.1 Высоту газового пространства h_г^п (3.25) измеряют при помощи измерительной рулетки с грузом или линейкой не менее двух раз. Расхождение между результатами двух измерений не должно превышать 1 мм.

9.1.13.2 Результаты измерений h_г^п вносят в протокол, форма которого приведена в приложении Б».

Пункт 9.2.1 дополнить перечислением - е):

«е) угла j₂ в соответствии с 9.1.8.4».

Подпункт 9.2.1.2. Заменить номер подпункта: 9.2.1.2 на 9.2.1.1;

перед словом «вносят» дополнить обозначением: j₂.

Пункт 9.2.2. Наименование дополнить словами: «или в пределах высоты неровностей днища».

Подпункт 9.2.2.1 после слов «В пределах «мертвой» полости» дополнить словами: «(рисунок А.17) и в пределах неровностей днища (рисунок А.18), если неровности днища выходят за пределы «мертвой» полости;

заменить слова: «не более чем на 30 мм» на «в пределах от 10 до 100 мм».

Подпункт 9.2.2.2. Перечисление д). Заменить слова: «значения 30 мм» на «значения в пределах от 10 до 100 мм».

Пункт 9.2.3 после слов «выше «мертвой» полости» дополнить словами: «или выше высоты неровностей днища».

Подпункт 9.2.3.1 после слов «высоте «мертвой» полости» дополнить словами: «(высоте неровностей днища)».

Подпункт 9.2.3.2 после слов «в пределах «мертвой» полости» дополнить словами: «(до высоты неровностей днища)».

Подпункт 9.2.3.3. Исключить слова: «в соответствии с 9.2.2.2, 9.2.2.3».

Пункт 9.2.3 дополнить подпунктом - 9.2.3.6:

«9.2.3.6 При достижении уровня поверочной жидкости, соответствующего полной вместимости резервуара, измеряют базовую высоту резервуара Н_б в соответствии с 9.1.10. Значение базовой высоты не должно отличаться от значения, измеренного по 9.2.1, более чем на 0,1 %».

Подпункт 9.2.5.1. Последний абзац. Заменить значение: ± 0,1 °С на ± 0,2 °С.

Пункт 9.2.6, подпункты 9.2.6.1, 9.2.6.2 исключить.

Подпункт 10.3.1.1. Заменить слова: «максимального уровня H_max» на «предельного уровня Н_пр»;

формулу (4) изложить в новой редакции:

     (4)»;

экспликацию после абзаца «f_л - высота точки касания днища грузом рулетки;» дополнить абзацем:

«L_вн - длина внутренней окружности 1-го пояса, вычисляемая по формуле (Г.2)».

Подпункт 10.3.1.2. Формулы (5) - (8) изложить в новой редакции:

                                                       (5)

                                               (6)

 на участке от Н_м.п до Н_п,                    (7)

где DV²_в.д - объем внутренних деталей, включая объемы опор плавающего покрытия, на участке от Н_м.п до Н_п;

 - на участке от Н_м.п до Н_п.         (8)»;

последний абзац, формулы (9), (10) и экспликации исключить.

Подпункт 10.3.1.5 и формулы (11) - (15) исключить.

Подпункт 10.3.2.1 изложить в новой редакции:

«10.3.2.1 Градуировочную таблицу составляют, суммируя последовательно, начиная с исходного уровня (уровня, соответствующего высоте «мертвой» полости Н_м.п), вместимости резервуара, приходящиеся на 1 см высоты наполнения, в соответствии с формулой

                                        (16)

где V_м.п - вместимость «мертвой» полости, вычисляемая по формуле (Е.12) при изменении k от 0 до v, или по формуле, приведенной в Е.13;

V_k, V_k-1 - дозовые вместимости резервуара при наливе в него k и (k - 1) доз, соответствующие уровням Н_k, H_(k-1), вычисляемые по формуле (Е.12) при изменении k от v + 1 до значения k, соответствующего полной вместимости резервуара, или по формулам (Е.13), (Е.14) приложения Е и т.д.

Вместимость «мертвой» полости резервуара вычисляют по формуле

где V₀ - объем жидкости до точки касания днища грузом рулетки».

Пункт 11.1. Второй абзац исключить.

Пункт 11.2. Перечисление д) дополнить словами: «(только в случае проведения расчетов вручную)».

Пункт 11.3. Первый абзац после слов «в приложении В» изложить в новой редакции: «Форма акта измерений базовой высоты резервуара, составленного при ежегодных ее измерениях, приведена в приложении Л»;

последний абзац изложить в новой редакции:

«Протокол поверки подписывают поверитель и лица, принявшие участие в проведении измерений параметров резервуара»;

дополнить абзацем:

«Титульный лист и последнюю страницу градуировочной таблицы подписывает поверитель. Подписи поверителя заверяют оттисками поверительного клейма, печати (штампа). Документы, указанные в 11.2, пронумеровывают сквозной нумерацией, прошнуровывают, концы шнурка приклеивают к последнему листу и на месте наклейки наносят оттиск поверительного клейма, печати (штампа)».

Пункт 11.4 изложить в новой редакции:

«11.4 Градуировочные таблицы на резервуары утверждает руководитель организации национальной (государственной) метрологической службы или руководитель метрологической службы юридического лица, аккредитованный на право проведения поверки».

Раздел 11 дополнить пунктом - 11.6 и сноской:

«11.6 Если при поверке резервуара получены отрицательные результаты даже по одному из приведенных ниже параметров:

- значение вместимости «мертвой» полости имеет знак минус;

- размеры хлопунов не соответствуют требованиям правил безопасности¹⁾;

- значение степени наклона резервуара более 0,02, если это значение подтверждено результатами измерений отклонения окраек контура днища резервуара от горизонтали, выполненных по методике диагностирования резервуара, то резервуар считается непригодным к эксплуатации и выдают «Извещение о непригодности»;

«¹⁾ На территории Российской Федерации действует Постановление Росгортехнадзора № 76 от 09.06.2003 об утверждении Правил устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов».

Приложение А дополнить рисунками - А.2а, А.10а (после рисунка А.10), А.10б, А.10в, А.11а, А.17а;

рисунки А.10, А.14, А.15, А.16 изложить в новой редакции:

1 - неровности днища; 2 - плавающая крыша; 3, 15 - измерительный люк; 4, 23 - опоры плавающей крыши; 5 - груз отвеса; 6 - линейка;

Рисунок А.2а - Схема измерений радиальных отклонений образующих резервуара с плавающей крышей

1 - контур днища резервуара; 2 - измерительный люк; Dl_k - функция, вычисляемая по формулам (3в) и (3г);

Рисунок А.10 - График функции Dl_k и схема направления наклона резервуара

1 - стенка резервуара; 2 - приемно-раздаточный патрубок; 3 - измерительный люк; 4 - внутренняя деталь;

Рисунок А.10а - Схема измерений координат внутренней детали

1 - дополнительные отметки справа; 2 - уточненное направление наклона контура днища;

 j = j_п - п₂ = 255 - 3 = 252°

Рисунок А.10б - Схема определения угла направления наклона днища

l¢_n, l²_n - максимальное и минимальное показания рейки по уточненному направлению наклона контура днища;

Рисунок А.10в - Схема наклоненного резервуара

1 - плавающая крыша с опорами; 2 - груз отвеса; 3 - линейка; 4 - нить отвеса; 5 - верхняя площадка обслуживания;

Рисунок А.11а - Схема измерений степени и угла направления наклона резервуара с плавающей крышей

1 - 24 - радиусы; 25 - приемно-раздаточный патрубок; 26 - рейка; 27 - горизонт нивелира; 28 - нивелир;

Рисунок А.14 - Нивелирование днища резервуара при отсутствии центральной трубы

1 - 24 - радиусы; 25 - приемно-раздаточный патрубок; 26 - рейка; 27 - рейка в точке касания днища грузом рулетки;

Рисунок А.15 - Нивелирование днища резервуара при наличии центральной трубы

1 - кровля резервуара; 2 - измерительный люк; 3 - направляющая планка; 4 - точка измерений уровня жидкости или

Рисунок А.16 - Схема размещения измерительного люка

1, 3 - приемно-раздаточные устройства; 2 - стенка резервуара; 4 - неровности днища; 5 - контур днища;

Рисунок А.17а - Схема размещения приемно-раздаточных устройств

Приложение Б. Таблицу Б.1 изложить в новой редакции:

Таблица Б.1 - Общие данные

таблицу Б.4 изложить в новой редакции:

Таблица Б.4 - Радиальные отклонения образующих резервуара от вертикали

дополнить таблицей - Б.4.1:

Таблица Б.4.1 - Длины хорд

В миллиметрах

Таблица Б.5. Наименование изложить в новой редакции:

«Таблица Б.5 - Параметры поверочной и хранимой жидкостей (нефти и нефтепродуктов)»;

дополнить таблицей - Б.5.1:

Таблица Б.5.1 - Радиальные отклонения образующих первого (второго или третьего для резервуаров с плавающей крышей) и последнего n-го поясов от вертикали

В миллиметрах

таблицу Б.6 дополнить графой - 7:

таблицы Б.7, Б.8, Б.9 изложить в новой редакции:

Таблица Б.7 - Внутренние детали цилиндрической формы

Таблица Б.8 - Внутренние детали прочей формы

Таблица Б.9 - Параметры «мертвой» полости с приемно-раздаточным патрубком (ПРП)

дополнить таблицами - Б.9.1, Б.9.2:

Таблица Б.9.1 - Параметры «мертвой» полости с приемно-раздаточным устройством (ПРУ)

Таблица Б.9.2 - Параметры местных неровностей (хлопунов)

Таблица Б.10. Графа 1. Заменить значение: 8 на 24;

дополнить примечанием - 3:

«3 При отсутствии центральной трубы вносят (графа 3) значение b₀»;

таблицы Б.13, Б.14 изложить в новой редакции:

Таблица Б.13 - Базовая высота резервуара

В миллиметрах

Таблица Б.14 - Степень наклона и угол приближенного направления наклона резервуара

дополнить таблицей - Б.14.1:

Таблица Б.14.1 - Степень наклона и угол уточненного направления наклона резервуара

таблицу Б.15 изложить в новой редакции:

Таблица Б.15 - Плавающее покрытие

дополнить таблицей - Б.16:

Таблица Б.16 - Высота газового пространства в плавающей крыше

В миллиметрах

Приложение В. Таблицы В.3, В.5 изложить в новой редакции:

Таблица В.3 - Величины, измеряемые в «мертвой» полости

Таблица В.5 - Степень наклона и угол приближенного направления наклона резервуара

дополнить таблицей - В.5.1

Таблица В.5.1 - Степень наклона и угол уточненного направления наклона резервуара

таблицу В.6 изложить в новой редакции:

Таблица В.6 - Текущие значения параметров поверочной жидкости

дополнить таблицей - В.9.1:

Таблица В.9.1 - Параметры счетчика жидкости со сдвигом дозирования и проскоком

Приложение Г. Пункт Г.1.2. Формулу (Г.2) изложить в новой редакции:

«L_вн = L_н - 2p(d₁ + d_с.к + d_с.п),                                             (Г.2)»;

экспликацию дополнить абзацем:

«d_с.п - толщина слоя антикоррозийного покрытия».

Пункт Г.1.3 дополнить подпунктами - Г.1.3.1 - Г.1.3.4:

«Г.1.3.1 За значение длины внутренней окружности второго пояса

резервуара с плавающей крышей (L^*_вн.ц)₂^п при высоте поясов, равной 1500 мм, принимают значение длины внутренней окружности первого пояса (L^*_вн.ц)₁^п, определяемое по формуле

(L_вн.ц)₁^f = L_н - 2p(d₁ + d_с.к + d_с.п).                                   (Г.2а)

Г.1.3.2 Длину внутренней окружности второго пояса резервуара с плавающей крышей при высоте поясов от 2250 до 3000 мм (L^**_вн.ц)₂^п или длину внутренней окружности третьего пояса при высоте поясов 1500 мм (L^*_вн.ц)₃^п определяют методом последовательных приближений, используя результаты отложений хорды S₁ на уровне 1600 мм или на уровне 1200 мм по 9.1.12.2 настоящего стандарта в следующей последовательности:

а) в качестве первого приближения внутреннего диаметра пояса принимают значение внутреннего диаметра первого пояса, определенного по формуле (3и);

б) вычисляют центральный угол a_х1, соответствующий остаточной хорде S₀^п (например для второго пояса), по формуле

где S₀^п - длина остаточной хорды, измеренной по 9.1.12.7;

D₂₁ - внутренний диаметр второго пояса в первом приближении, значение которого принимают равным значению внутреннего диаметра первого пояса, определенного по формуле (3и);

в) вычисляют разность углов b_х1 по формуле

b_х1 = a₁т₁ + a_х1 - 360°,

где a₁ - центральный угол, вычисленный по формуле (3к) при числе отложений хорды т₁ и принимаемый за значение первого приближения центрального угла;

г) вычисляют центральный угол a₂ во втором приближении по формуле

                                                     (Г.2б)

Если b_х1 < 0, то в формуле (Г.2б) принимают знак «+», если b_х1 > 0 - знак «-»;

д) вычисляют внутренний диаметр второго пояса D₂₂ во втором приближении по формуле

где S₁ - хорда, длину которой вычисляют по формуле (3ж);

е) проверяют выполнение условия

Если это условие не выполняется, то определяют значение внутреннего диаметра второго пояса D₃₂ в третьем приближении, вычисляя последовательно параметры по формулам:

b_х2 = a₂т₁ + a_х2 - 360°,

Проверяют выполнение условия

Если это условие не выполняется, то делают следующие приближения до выполнения условия

Выполняя аналогичные операции, указанные в перечислениях а) - е), определяют внутренний диаметр третьего пояса резервуара.

Г.1.3.3 Длины внутренних окружностей второго (L^*_вн.ц)₂^п и третьего (L^**_вн.ц)₃^п поясов резервуара с плавающей крышей вычисляют по формулам:

где D₂, D₃ - внутренние диаметры второго и третьего поясов, определенные методом последовательного приближения по Г.1.3.2.

Г.1.3.4 Длины внутренних окружностей вышестоящих поясов резервуара с плавающей крышей  вычисляют по формуле

                              (Г.10а)

где  - длина внутренней окружности первого пояса, вычисляемая по формуле (Г.2а);

DR_cpi - средние радиальные отклонения образующих резервуара, вычисляемые по формуле (Г.9);

i - номер пояса, выбираемый для резервуаров:

- при высоте поясов от 2250 до 3000 мм из ряда: 2, 3,..., n;

- при высоте поясов 1500 мм из ряда: 3, 4,..., n;

n - число поясов резервуара».

Подпункт Г.2.1.2, пункт Г.2.2. Формулу (Г.9) изложить в новой редакции:

«DR_cpi = а_ср.i - а_ср1                                                            (Г.9)»;

формула (Г.10). Заменить обозначение: DR_c.pi на DR_cpi.

Пункт Г.2.5. Формулу (Г.12) изложить в новой редакции:

«h_i = h_нi - S_ih_нхi + S_i+1h_нx(i+1),                                          (Г.12)»;

экспликацию дополнить абзацами:

«S_i, S_i+1 - величины, имеющие абсолютное значение, равное 1, и в зависимости от схемы нахлеста поясов в соответствии с таблицей Б.6 (графа 6) принимают знак «+» или «-»;

h_нx(i+1) - нахлеста (i + 1)-го вышестоящего пояса».

Пункт Г.3. Наименование изложить в новой редакции:

Источник: 1:

руководство по эксплуатации
РЭ
—
[Интент]

руководство по технической эксплуатации
—
[Л.Г.Суменко. Англо-русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.]

Руководство по эксплуатации (РЭ) по ГОСТ 2.601-95

РЭ, как правило, состоит из введения и следующих частей:

• описание и работа;
• использование по назначению;
• техническое обслуживание;
• текущий ремонт;
• хранение;
• транспортирование;
• утилизация.

Введение излагают без заголовка. Оно содержит:

• назначение и состав РЭ;
• требуемый уровень специальной подготовки обслуживающего персонала;
• распространение РЭ на модификации изделия;
• другие сведения (при необходимости).

Для изделий, которые при определенных условиях могут представлять опасность для жизни и здоровья человека, во введении должна быть приведена информация о видах опасных воздействий
Часть «Описание и работа» состоит из разделов:

• описание и работа изделия;
• описание и работа составных частей изделия.

Раздел «Описание и работа изделия» содержит:

• назначение изделия;
• характеристики (свойства);
• состав изделия;
• устройство и работа;
• средства измерения, инструмент и принадлежности;
• маркировка и пломбирование;
• упаковка.

Подраздел «Назначение изделия» содержит наименование изделия, его обозначение, назначение, область применения, параметры, размеры, характеризующие условия эксплуатации.

Подраздел «Технические характеристики» содержит технические данные, основные параметры и характеристики (свойства), необходимые для изучения и правильной технической эксплуатации изделия. При изложении сведений о контролируемых (измеряемых) параметрах необходимо указывать: наименование параметра; номинальное значение, допуск (доверительный интервал); применяемое средство измерения

Подраздел «Состав изделия» содержит наименования, обозначения и места расположения основных составных частей изделия и установленных для изделия комплектов ЗИП. Здесь же указывают общие отличия в конструкции различных модификаций изделий от базового изделия и друг от друга и особенности их комплектации. Допускается приводить схему деления изделия на составные части

Подраздел «Устройство и работа» содержит общие сведения о принципе действия, устройстве и режимах работы изделия в целом, взаимодействии составных частей изделия. Здесь же указывают, при необходимости, взаимодействие данного изделия с другими изделиями

Подраздел «Средства измерения, инструмент и принадлежности» содержит назначение, перечень, места расположения и краткие основные технические (в том числе метрологические) характеристики, а также устройство и принцип действия специальных средств измерения, испытательного и другого оборудования, инструмента и принадлежностей, которые необходимы для контроля, регулирования (настройки), выполнения работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту изделия и его составных частей

Подраздел «Маркировка и пломбирование» содержит сведения для всего изделия в целом о маркировании и пломбировании изделия, тары и упаковочных материалов

Подраздел «Упаковка» содержит для всего изделия в целом описание конструкции и порядка использования тары, упаковочных материалов и т. п., порядок пломбирования и распломбирования

Раздел «Описание и работа составных частей изделия» содержит общие сведения о составных частях изделия и состоит из подразделов:

• общие сведения;
• описание;
• работа;
• маркировка и пломбирование;
• упаковка.

Подраздел «Общие сведения» содержит в общем виде назначение и описание составных частей изделия, из каких основных составных частей более мелкого уровня деления состоит описываемая составная часть изделия, где они расположены, какие выполняют функции, их взаимосвязь и др.

Подраздел «Работа» содержит описание работы составных частей изделия

Содержание подразделов «Маркировка и пломбирование» и «Упаковка» составных частей изделия аналогично содержанию подразделов для изделия в целом

Часть «Использование по назначению» состоит из разделов:

• эксплуатационные ограничения;
• подготовка изделия к использованию;
• использование изделия;
• действия в экстремальных условиях;
• особенности использования доработанного изделия.

Раздел «Эксплуатационные ограничения» содержит те технические характеристики изделия, несоблюдение которых недопустимо по условиям безопасности и которые могут привести к выходу изделия из строя. Эти характеристики, с указанием их количественных значений, рекомендуется излагать в виде таблиц в порядке, соответствующем последовательности этапа использования изделия по назначению.

Все ограничения, помещаемые в данном разделе, должны обеспечивать возможность их контроля обслуживающим персоналом

Раздел «Подготовка изделия к использованию» содержит указания по проверке и приведению изделия к использованию по назначению.

Раздел, как правило, содержит подразделы:

• меры безопасности при подготовке изделия;
• правила и порядок заправки изделия топливом, маслами, смазками, газами, жидкостями и другими материалами (далее - ГСМ) с указанием их количества и марки, а также условия и порядок заправки дублирующими (резервными) ГСМ и, при необходимости, зарубежными ГСМ;
• объем и последовательность внешнего осмотра изделия;
• правила и порядок осмотра рабочих мест;
• правила и порядок осмотра и проверки готовности изделия к использованию;
• описание положений органов управления и настройки после подготовки изделия к работе и перед включением;
• указания об ориентировании изделия (с приложением схем при необходимости);
• особенности подготовки изделия к использованию из различных степеней готовности;
• при необходимости, указания о взаимосвязи (соединении) данного изделия с другими изделиями;
• указания по включению и опробованию работы изделия с описанием операций по проверке изделия в работе, в том числе с помощью средств измерения, входящих в состав изделия (приводятся значения показаний средств измерений, соответствующие установленным режимам работы, и допустимые отклонения от этих значений);
• перечень возможных неисправностей изделия в процессе его подготовки и рекомендации по действиям при их возникновении.

Раздел «Использование изделия» содержит, как правило, подразделы:

• порядок действия обслуживающего персонала при выполнении задач применения изделия;
• порядок контроля работоспособности изделия в целом с описанием методик выполнения измерений, регулирования (настройки), наладки изделия, а также схем соединения изделия со средствами измерений и вспомогательными устройствами, используемых для измерений;
• перечень возможных неисправностей в процессе использования изделия по назначению и рекомендации по действиям при их возникновении;
• перечень режимов работы изделия, а также характеристики основных режимов работы;
• порядок и правила перевода изделия с одного режима работы на другой с указанием необходимого для этого времени;
• порядок приведения изделия в исходное положение;
• порядок выключения изделия, содержание и последовательность осмотра изделия после окончания работы;
• порядок замены, пополнения и контроля качества (при необходимости) ГСМ;
• меры безопасности при использовании изделия по назначению. При этом должны быть отражены требования, обеспечивающие безопасность обслуживающего персонала, техники и экологическая безопасность проводимых работ.

Раздел «Действия в экстремальных условиях» содержит случаи отказа изделия в экстремальных условиях и условия, которые могут привести к аварийной ситуации. Раздел содержит, как правило, действия в следующих случаях:

• при пожаре на изделии на различных этапах использования изделия;
• при отказах систем изделия, способных привести к возникновению опасных аварийных ситуаций;
• при попадании в аварийные условия эксплуатации;
• при экстренной эвакуации обслуживающего персонала.

Раздел «Особенности использования доработанного изделия» содержит:

• основные конструктивные отличия данного изделия от базового изделия и обусловленные ими изменения в эксплуатационных ограничениях и рекомендациях по эксплуатации;
• особенности выполнения операций на всех этапах подготовки и использования по назначению модифицированного изделия.

Допускается эти особенности приводить в тексте РЭ, не выделяя в отдельный раздел

Часть «Техническое обслуживание» содержит сведения по техническому обслуживанию (ТО) изделия и его составных частей и состоит из разделов:

• техническое обслуживание изделия;
• техническое обслуживание составных частей изделия. Изделие и его составные части, на которых проводят работы по техническому обслуживанию (далее - объекты ТО), виды и объемы работ и периодичность их выполнения зависят от уровня надежности объектов ТО при условии оптимальных сроков проведения ТО и расходов материальных средств и трудовых ресурсов на ТО.

Раздел «Техническое обслуживание изделия» состоит из подразделов:

• общие указания;
• меры безопасности;
• порядок технического обслуживания изделия;
• проверка работоспособности изделия;
• техническое освидетельствование;
• консервация (расконсервация, переконсервация).

Подраздел «Общие указания» содержит:

• характеристику принятой системы ТО: виды, объемы и периодичность ТО, особенности организации ТО изделия и его составных частей в зависимости от этапов его эксплуатации (использование по назначению, хранение, транспортирование и т. д.) и условий эксплуатации (климатические, временные и т. д.), указания по организации ТО;
• требования к составу и квалификации обслуживающего персонала;
• требования к изделию, направляемому на ТО;
• перечень основных и дублирующих (резервных) ГСМ и, при необходимости, зарубежных эквивалентов для них, применяемых в изделии.

Перечень ГСМ, применяемых в изделии, рекомендуется излагать в виде таблицы 3.

Таблицу 3 заполняют на основании химитологической карты по ГОСТ 25549.

Графа «Норма расхода ГСМ» заполняется в случае необходимости определения расхода ГСМ на расчетный период времени или наработки.

Графа «Периодичность способов смены (пополнения) ГСМ» заполняется в случае наличия в РЭ схемы заправки ГСМ. При необходимости допускается указывать дублирующие, резервные ГСМ, а также зарубежные ГСМ-аналоги [из п. 5.1.5.1.1 ГОСТ 2.601-95]

Подраздел «Меры безопасности» содержит правила, которые необходимо соблюдать в соответствии с особенностями конструкции изделия и его эксплуатации, действующими положениями нормативных документов, а также перечень обязательных требований по техническому обслуживанию и (или) ремонту, невыполнение которых может привести к опасным последствиям для жизни, здоровья человека или окружающей среды. Здесь же излагают правила пожарной безопасности, взрывобезопасности и т. п. [из п. 5.1.5.1.2 ГОСТ 2.601-95]

Подраздел «Порядок технического обслуживания изделия» содержит характеристику каждого вида ТО изделия и его составных частей, в том числе замена смазки, заправка специальными жидкостями, кислородом и др., дренаж трубопроводов и агрегатов и т. д. в зависимости от особенностей и условий эксплуатации, периодичность видов ТО, в том числе и при хранении, сведения по всем видам ТО, принятым для эксплуатируемого изделия.

Содержание подраздела рекомендуется излагать в виде таблицы 4.

Таблица 4 - Порядок технического обслуживания

В графе «Пункт РЭ» указывают порядковый номер пункта (работы), под ним номер раздела, подраздела, пункта РЭ.

В графе «Наименование объекта ТО и работа» приводят наименование объекта ТО и перечень работ, проводимых при ТО.

В графе «Виды ТО» приводят условное обозначение вида ТО или периода выполнения видов ТО, а также условное обозначение выполняемой («+») или невыполняемой («-») работы. Графа может состоять из одной или нескольких колонок

Подраздел «Проверка работоспособности изделия» содержит последовательность выполнения работ по проверке работоспособности изделия.

Содержание подраздела рекомендуется излагать в виде таблицы 5.

Таблица 5 - Проверка работоспособности

В графе «Наименование работы» приводят наименование выполняемой работы в последовательности их выполнения.

В графе «Кто выполняет» указывают в сокращенном виде, кто выполняет работу, например М - механик, О - оператор и т. д.

В графе «Средства измерений, вспомогательные технические устройства и материалы» указывают измерительные и вспомогательные устройства, а также материалы, не входящие в изделие, но которые необходимо использовать.

В графе «Контрольные значения параметров» указывают значения, в пределах которых должны находиться параметры, контролируемые при проверке исправности изделия, и значения параметров, при которых изделие отправляют в ремонт. При изложении сведений о контролируемых (измеряемых) параметрах необходимо указывать: наименование параметра; номинальное значение; допуск (доверительный интервал); применяемое средство измерения.

В подразделе также приводят указания о порядке проведения пред ремонтной дефектации изделия с целью оценки его технического состояния и определения необходимости отправки изделия в капитальный (средний) ремонт

Подраздел «Техническое освидетельствование» содержит порядок и периодичность освидетельствования изделия (и) или его составных частей органами инспекции и надзора, а также указывают, в каком месте формуляра или паспорта приведен перечень поверяемых средств измерения, освидетельствованных сосудов, работающих под высоким давлением, грузоподъемных средств, входящих в изделие и его комплекты. Здесь же указывают требования по подготовке средств измерений к поверке и методики поверки встроенных средств измерений без демонтажа их с изделия

Подраздел «Консервация (расконсервация, переконсервация)» содержит сведения о средствах и методах наружной и внутренней консервации, расконсервации, переконсервации (далее - консервации) изделия в целом, периодичности консервации при хранении, порядок приведения изделия в состояние готовности к использованию по назначению из состояния консервации, перечень используемых инструментов, приспособлений и материалов [из п. 5.1.5.1.6 ГОСТ 2.601-95]

Раздел «Техническое обслуживание составных частей изделия», как правило, содержит подразделы:

• обслуживание;
• демонтаж и монтаж;
• регулирование и испытание;
• осмотр и проверка;
• очистка и окраска;
• консервация.

Подраздел «Обслуживание» содержит правила и порядок замены и заправки изделия ГСМ с указанием их количества и марки по соответствующему нормативному документу, а также условия и порядок заправки дублирующими (резервными) ГСМ и, при необходимости, зарубежными ГСМ

Подраздел «Демонтаж и монтаж» содержит порядок работ по демонтажу и монтажу, перечень приспособлений и инструментов, необходимых для отсоединения, снятия, обратной установки и присоединения сборочных единиц (деталей), меры предосторожности, перечень регулировочных работ после монтажа. Указание «Установку проводить в обратной последовательности» приводить не разрешается

Подраздел «Регулирование и испытание» содержит порядок работ, необходимых для регулирования (настройки) составной части изделия для получения требуемых технических характеристик и параметров

Подраздел «Осмотр и проверка» содержит порядок работ, необходимых для осуществления доступа к осматриваемой части изделия; виды и методы ее осмотра и проверки; порядок работ, необходимых для проведения технического освидетельствования составных частей изделия органами инспекции и надзора, а также оценки технического состояния составных частей изделия при определении необходимости отправки их в ремонт

Подраздел «Очистка и окраска» содержит порядок работ по очистке и подкраске составных частей изделия, условий их выполнения и перечень используемых инструментов, приспособлений и материалов

Подраздел «Консервация» содержит требования, аналогичные изложенным в 5.1.5.1.6

Часть «Текущий ремонт» содержит сведения, необходимые для организации и проведения текущего ремонта изделия и его составных частей в условиях эксплуатации, состоит из разделов:

• текущий ремонт изделия;
• текущий ремонт составных частей изделия.

Раздел «Текущий ремонт изделия» содержит подразделы:

• общие указания;
• меры безопасности.

Подраздел «Общие указания» содержит требования по проведению ремонта, методы ремонта, требования к квалификации персонала, описание и характеристики диагностических возможностей систем встроенного контроля, а также перечень составных частей изделия, текущий ремонт которых может быть осуществлен только в условиях ремонтных органов и описание и характеристики диагностических возможностей внешних средств диагностирования. При необходимости приводят схемы поиска последствий отказов и повреждений

Подраздел «Меры безопасности» содержит правила предосторожности, которые в соответствии с действующими нормативами должны быть соблюдены при проведении работ

Раздел «Текущий ремонт составных частей изделия» содержит указания по поиску и устранению последствий отказов и повреждений и применительно к каждой составной части изделия, текущий ремонт которых возможен при эксплуатации, состоит из подразделов:

• поиск последствий отказов и повреждений;
• устранение последствий отказов и повреждений.

Подраздел «Поиск последствий отказов и повреждений» содержит указания по последовательности и объему работ, необходимых для отыскания последствий отказов и повреждений

Подраздел «Устранение последствий отказов и повреждений» содержит указания о методах устранения последствий отказов и повреждений, а также перечень необходимых для этого средств измерения, инструмента и приспособлений. Подраздел рекомендуется оформлять в виде карты (см. приложение А).

Раздел «Текущий ремонт составных частей изделия» допускается на подразделы не разделять, а сведения излагать в виде таблицы 6.

В графе «Описание последствий отказов и повреждений» приводят описание последствий отказов и повреждений, записанных в порядке вероятности их появления, и, при необходимости, указывают внешние проявления и другие дополнительные признаки последствий отказов и повреждений.

В графе «Возможные причины» указывают, какая из составных частей изделия может отказать и быть повреждена и возможные причины отказов и повреждений. Причины отказов и повреждений перечисляют в порядке вероятности появления.

В графе «Указания по установлению последствий отказов и повреждений сборочной единицы (детали)» приводят последовательность действий и другие указания, необходимые для установления (отыскания) последствий отказов и повреждений сборочной единицы (детали).

В графе «Указания по устранению последствий отказов и повреждений» перечисляют указания по устранению последствий отказов и повреждений или приводят ссылки на другие документы, по которым проводят работы по их устранению.

При необходимости перечень наиболее вероятных последствий отказов и повреждений может быть выделен в самостоятельную таблицу

Часть «Хранение» содержит:

• правила постановки изделия на хранение и снятия его с хранения;
• перечень составных частей изделия с ограниченными сроками хранения;
• перечень работ, правила их проведения, меры безопасности при подготовке изделия к хранению, при кратковременном и длительном хранении изделия, при снятии изделия с хранения;
• условия хранения изделия (вид хранилищ, температура, влажность, освещенность и т. п.) для определенных сроков хранения;
• способы утилизации (если изделие представляет опасность для жизни, здоровья людей или окружающей среды после окончания срока эксплуатации;
• предельные сроки хранения в различных климатических условиях.

Часть «Транспортирование» содержит:

требования к транспортированию изделия и условиям, при которых оно должно осуществляться;
порядок подготовки изделия для транспортирования различными видами транспорта;
способы крепления изделия для транспортирования его различными видами транспорта с приведением необходимых схем крепления;
порядок погрузки и выгрузки изделия и меры предосторожности.

Одновременно в разделе приводят транспортные характеристики изделия (масса, габаритные размеры, положение центра тяжести и т. п.), а также схему изделия применительно к расположению его на транспортном средстве с указанием основных размеров изделия. При необходимости указывают сведения по буксированию изделия и эвакуации

Часть «Утилизация» содержит:

• меры безопасности;
• сведения и проводимые мероприятия по подготовке и отправке изделия на утилизацию;
• перечень утилизируемых составных частей (расчетный);
• перечень утилизируемых составных частей, выявляемых по результатам текущего ремонта, технического обслуживания и хранения (при необходимости);
• методы утилизации, если изделие представляет опасность для жизни, здоровья людей и окружающей среды после окончания срока службы (эксплуатации).

Тематики

• проектирование, документация

EN

• application guide
• engineering instruction
• guide to operations
• handling manual
• instruction book
• maintenance guide
• maintenance manual
• operating guide
• operating instructions manual
• operating manual
• operations manual
• operator's manual
• operators manual
• performance manual
• service instruction
• service manual
• user handbook
• user manual
• working instruction

человеко-машинный интерфейс (ЧМИ)
Технические средства, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование.
Примечание
Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства, дисплеи.
[ ГОСТ Р МЭК 60447-2000]

человекомашинный интерфейс (ЧМИ)
Технические средства контроля и управления, являющиеся частью оборудования, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием и дающие возможность оператору управлять оборудованием и контролировать его функционирование (ГОСТ Р МЭК 60447).
Примечание
Такие средства могут включать приводимые в действие вручную органы управления, контрольные устройства и дисплеи.
[ ГОСТ Р МЭК 60073-2000]

человеко-машинный интерфейс
Средства обеспечения двусторонней связи "оператор - технологическое оборудование" (АСУ ТП). Название класса средств, в который входят подклассы:
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) - Операторское управление и сбор данных от технологического оборудования.
DCS (Distributed Control Systems) - Распределенная система управления технологическим оборудованием.
[ http://www.morepc.ru/dict/]

Параллельные тексты EN-RU

MotorSys™ iPMCC solutions can integrate a dedicated human-machine interface (HMI) or communicate via a personal computer directly on the motor starters.
[Schneider Electric]

Интеллектуальный центр распределения электроэнергии и управления электродвигателями MotorSys™ может иметь в своем составе специальный человеко-машинный интерфейс (ЧМИ). В качестве альтернативы используется обмен данным между персональным компьютером и пускателями.
[Перевод Интент]

HMI на базе операторских станций

Самое, пожалуй, главное в системе управления - это организация взаимодействия между человеком и программно-аппаратным комплексом. Обеспечение такого взаимодействия и есть задача человеко-машинного интерфейса (HMI, human machine interface).

На мой взгляд, в аббревиатуре “АСУ ТП” ключевым является слово “автоматизированная”, что подразумевает непосредственное участие человека в процессе реализации системой определенных задач. Очевидно, что чем лучше организован HMI, тем эффективнее человек сможет решать поставленные задачи.

Как же организован HMI в современных АСУ ТП?
Существует, как минимум, два подхода реализации функционала HMI:

1. На базе специализированных рабочих станций оператора, устанавливаемых в центральной диспетчерской;
2. На базе панелей локального управления, устанавливаемых непосредственно в цеху по близости с контролируемым технологическим объектам.

Иногда эти два варианта комбинируют, чтобы достичь наибольшей гибкости управления. В данной статье речь пойдет о первом варианте организации операторского уровня.

Аппаратно рабочая станция оператора (OS, operator station) представляет собой ни что иное как персональный компьютер. Как правило, станция снабжается несколькими широкоэкранными мониторами, функциональной клавиатурой и необходимыми сетевыми адаптерами для подключения к сетям верхнего уровня (например, на базе Industrial Ethernet). Станция оператора несколько отличается от привычных для нас офисных компьютеров, прежде всего, своим исполнением и эксплуатационными характеристиками (а также ценой 4000 - 10 000 долларов).
На рисунке 1 изображена рабочая станция оператора системы SIMATIC PCS7 производства Siemens, обладающая следующими техническими характеристиками:

Процессор: Intel Pentium 4, 3.4 ГГц;
Память: DDR2 SDRAM до 4 ГБ;
Материнская плата: ChipSet Intel 945G;
Жесткий диск: SATA-RAID 1/2 x 120 ГБ;
Слоты: 4 x PCI, 2 x PCI E x 1, 1 x PCI E x 16;
Степень защиты: IP 31;
Температура при эксплуатации: 5 – 45 C;
Влажность: 5 – 95 % (без образования конденсата);
Операционная система: Windows XP Professional/2003 Server.

Рис. 1. Пример промышленной рабочей станции оператора.

Системный блок может быть как настольного исполнения ( desktop), так и для монтажа в 19” стойку ( rack-mounted). Чаще применяется второй вариант: системный блок монтируется в запираемую стойку для лучшей защищенности и предотвращения несанкционированного доступа.

Какое программное обеспечение используется?
На станции оператора устанавливается программный пакет визуализации технологического процесса (часто называемый SCADA). Большинство пакетов визуализации работают под управлением операционных систем семейства Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server), что, на мой взгляд, является большим минусом.
Программное обеспечение визуализации призвано выполнять следующие задачи:

1. Отображение технологической информации в удобной для человека графической форме (как правило, в виде интерактивных мнемосхем) – Process Visualization;
2. Отображение аварийных сигнализаций технологического процесса – Alarm Visualization;
3. Архивирование технологических данных (сбор истории процесса) – Historical Archiving;
4. Предоставление оператору возможности манипулировать (управлять) объектами управления – Operator Control.
5. Контроль доступа и протоколирование действий оператора – Access Control and Operator’s Actions Archiving.
6. Автоматизированное составление отчетов за произвольный интервал времени (посменные отчеты, еженедельные, ежемесячные и т.д.) – Automated Reporting.

Как правило, SCADA состоит из двух частей:

1. Среды разработки, где инженер рисует и программирует технологические мнемосхемы;
2. Среды исполнения, необходимой для выполнения сконфигурированных мнемосхем в режиме runtime. Фактически это режим повседневной эксплуатации.

Существует две схемы подключения операторских станций к системе управления, а точнее уровню управления. В рамках первой схемы каждая операторская станция подключается к контроллерам уровня управления напрямую или с помощью промежуточного коммутатора (см. рисунок 2). Подключенная таким образом операторская станция работает независимо от других станций сети, и поэтому часто называется одиночной (пусть Вас не смущает такое название, на самом деле таких станций в сети может быть несколько).

Рис. 2. Схема подключения одиночных операторских станций к уровню управления.

Есть и другой вариант. Часто операторские станции подключают к серверу или резервированной паре серверов, а серверы в свою очередь подключаются к промышленным контроллерам. Таким образом, сервер, являясь неким буфером, постоянно считывает данные с контроллера и предоставляет их по запросу рабочим станциям. Станции, подключенные по такой схеме, часто называют клиентами (см. рисунок 3).

Рис. 3. Клиент-серверная архитектура операторского уровня.

Рис. 4. Схема взаимодействия программных модулей при использовании одиночных станций.

 

Рис. 5. Схема взаимодействия программных модулей при использовании клиент-серверной архитектуры.
Как выглядит SCADA?
Разберем простой пример. На рисунке 6 приведена абстрактная схема технологического процесса, хотя полноценным процессом это назвать трудно.

Рис. 6. Пример операторской мнемосхемы.
На рисунке 6 изображен очень упрощенный вариант операторской мнемосхемы для управления тех. процессом. Как видно, резервуар (емкость) наполняется водой. Задача системы - нагреть эту воду до определенной температуры. Для нагрева воды используется газовая горелка. Интенсивность горения регулируется клапаном подачи газа. Также должен быть насос для закачки воды в резервуар и клапан для спуска воды.

На мнемосхеме отображаются основные технологические параметры, такие как: температура воды; уровень воды в резервуаре; работа насосов; состояние клапанов и т.д. Эти данные обновляются на экране с заданной частотой. Если какой-либо параметр достигает аварийного значения, соответствующее поле начинает мигать, привлекая внимание оператора.

Сигналы ввода/вывода и исполнительные механизмы отображаются на мнемосхемах в виде интерактивных графических символов (иконок). Каждому типу сигналов и исполнительных механизмов присваивается свой символ: для дискретного сигнала это может быть переключатель, кнопка или лампочка; для аналогового – ползунок, диаграмма или текстовое поле; для двигателей и насосов – более сложные фейсплейты ( faceplates). Каждый символ, как правило, представляет собой отдельный ActiveX компонент. Вообще технология ActiveX широко используется в SCADA-пакетах, так как позволяет разработчику подгружать дополнительные символы, не входящие в стандартную библиотеку, а также разрабатывать свои собственные графические элементы, используя высокоуровневые языки программирования.

Допустим, оператор хочет включить насос. Для этого он щелкает по его иконке и вызывает панель управления ( faceplate). На этой панели он может выполнить определенные манипуляции: включить или выключить насос, подтвердить аварийную сигнализацию, перевести его в режим “техобслуживания” и т.д. (см. рисунок 7).  

Рис. 7. Пример фейсплейта для управления насосом.

  Оператор также может посмотреть график изменения интересующего его технологического параметра, например, за прошедшую неделю. Для этого ему надо вызвать тренд ( trend) и выбрать соответствующий параметр для отображения. Пример тренда реального времени показан на рисунке 8.
 

Рис. 8. Пример отображения двух параметров на тренде реального времени.
Для более детального обзора сообщений и аварийных сигнализаций оператор может воспользоваться специальной панелью ( alarm panel), пример которой изображен на рисунке 9. Это отсортированный список сигнализаций (alarms), представленный в удобной для восприятия форме. Оператор может подтвердить ту или иную аварийную сигнализацию, применить фильтр или просто ее скрыть.

Рис. 9. Панель сообщений и аварийных сигнализаций.
Говоря о SCADA, инженеры часто оперируют таким важным понятием как “тэг” ( tag). Тэг является по существу некой переменной программы визуализации и может быть использован как для локального хранения данных внутри программы, так и в качестве ссылки на внешний параметр процесса. Тэги могут быть разных типов, начиная от обычных числовых данных и кончая структурой с множеством полей. Например, один визуализируемый параметр ввода/вывода – это тэг, или функциональный блок PID-регулятора, выполняемый внутри контроллера, - это тоже тэг. Ниже представлена сильно упрощенная структура тэга, соответствующего простому PID-регулятору:

Tag Name = “MyPID”;
Tag Type = PID;

Fields (список параметров):

MyPID.OP
MyPID.SP
MyPID.PV
MyPID.PR
MyPID.TI
MyPID.DI
MyPID.Mode
MyPID.RemoteSP
MyPID.Alarms и т.д.

В комплексной прикладной программе может быть несколько тысяч тэгов. Производители SCADA-пакетов это знают и поэтому применяют политику лицензирования на основе количества используемых тэгов. Каждая купленная лицензия жестко ограничивает суммарное количество тэгов, которые можно использовать в программе. Очевидно, чем больше тегов поддерживает лицензия, тем дороже она стоит; так, например, лицензия на 60 000 тэгов может обойтись в 5000 тыс. долларов или даже дороже. В дополнение к этому многие производители SCADA формируют весьма существенную разницу в цене между “голой” средой исполнения и полноценной средой разработки; естественно, последняя с таким же количеством тэгов будет стоить заметно дороже.

Сегодня на рынке представлено большое количество различных SCADA-пакетов, наиболее популярные из которых представлены ниже:

1.    Wonderware Intouch;
2.    Simatic WinCC;
3.    Iconics Genesis32;
4.    Citect;
5.    Adastra Trace Mode

Лидирующие позиции занимают Wonderware Intouch (производства Invensys) и Simatic WinCC (разработки Siemens) с суммарным количеством инсталляций более 80 тыс. в мире. Пакет визуализации технологического процесса может поставляться как в составе комплексной системы управления, так и в виде отдельного программного продукта. В последнем случае SCADA комплектуется набором драйверов ввода/вывода для коммуникации с контроллерами различных производителей.   [ http://kazanets.narod.ru/HMI_PART1.htm]

Тематики

• автоматизация, основные понятия
• автоматизированные системы

Синонимы

• ЧМИ

EN

• CHI
• computer human interface
• HMI
• human interface
• human interface device
• human-computer interface
• human-machine interface
• man-machine communication
• man-machine interface
• MMI
• operator-machine communication

Русско-английский словарь нормативно-технической терминологии > человеко-машинный интерфейс

технология коммутации
-
[Интент]

Современные технологии коммутации
[ http://www.xnets.ru/plugins/content/content.php?content.84]

Статья подготовлена на основании материалов опубликованных в журналах "LAN", "Сети и системы связи", в книге В.Олифер и Н.Олифер "Новые технологии и оборудование IP-сетей", на сайтах www.citforum.ru и опубликована в журнале "Компьютерные решения" NN4-6 за 2000 год.

• Введение
• Коммутация первого уровня.
• Коммутация второго уровня.
• Коммутация третьего уровня.
• Коммутация четвертого уровня.
• Критерии выбора оборудования, физическая и логическая структура сети
• Качество обслуживания (QoS) и принципы задания приоритетов
• Заключение

Введение

На сегодня практически все организации, имеющие локальные сети, остановили свой выбор на сетях типа Ethernet. Данный выбор оправдан тем, что начало внедрения такой сети сопряжено с низкой стоимостью и простотой реализации, а развитие - с хорошей масштабируемостью и экономичностью.

Бросив взгляд назад - увидим, что развитие активного оборудования сетей шло в соответствии с требованиями к полосе пропускания и надежности. Требования, предъявляемые к большей надежности, привели к отказу от применения в качестве среды передачи коаксиального кабеля и перевода сетей на витую пару. В результате такого перехода отказ работы соединения между одной из рабочих станций и концентратором перестал сказываться на работе других рабочих станций сети. Но увеличения производительности данный переход не принес, так как концентраторы используют разделяемую (на всех пользователей в сегменте) полосу пропускания. По сути, изменилась только физическая топология сети - с общей шины на звезду, а логическая топология по-прежнему осталась - общей шиной.

Дальнейшее развитие сетей шло по нескольким путям:

• увеличение скорости,
• внедрение сегментирования на основе коммутации,
• объединение сетей при помощи маршрутизации.

Увеличение скорости при прежней логической топологии - общая шина, привело к незначительному росту производительности в случае большого числа портов.

Большую эффективность в работе сети принесло сегментирование сетей с использованием технология коммутации пакетов. Коммутация наиболее действенна в следующих вариантах:

Вариант 1, именуемый связью "многие со многими" – это одноранговые сети, когда одновременно существуют потоки данных между парами рабочих станций. При этом предпочтительнее иметь коммутатор, у которого все порты имеют одинаковую скорость, (см. Рисунок 1).

Вариант 2, именуемый связью "один со многими" – это сети клиент-сервер, когда все рабочие станции работают с файлами или базой данных сервера. В данном случае предпочтительнее иметь коммутатор, у которого порты для подключения рабочих станций имеют одинаковую небольшую скорость, а порт, к которому подключается сервер, имеет большую скорость,(см. Рисунок 2).

Когда компании начали связывать разрозненные системы друг с другом, маршрутизация обеспечивала максимально возможную целостность и надежность передачи трафика из одной сети в другую. Но с ростом размера и сложности сети, а также в связи со все более широким применением коммутаторов в локальных сетях, базовые маршрутизаторы (зачастую они получали все данные, посылаемые коммутаторами) стали с трудом справляться со своими задачами.

Проблемы с трафиком, связанные с маршрутизацией, проявляются наиболее остро в средних и крупных компаниях, а также в деятельности операторов Internet, так как они вынуждены иметь дело с большими объемами IP-трафика, причем этот трафик должен передаваться своевременно и эффективно.

С подключением настольных систем непосредственно к коммутаторам на 10/100 Мбит/с между ними и магистралью оказывается все меньше промежуточных устройств. Чем выше скорость подключения настольных систем, тем более скоростной должна быть магистраль. Кроме того, на каждом уровне устройства должны справляться с приходящим трафиком, иначе возникновения заторов не избежать.

Рассмотрению технологий коммутации и посвящена данная статья.

Коммутация первого уровня

Термин "коммутация первого уровня" в современной технической литературе практически не описывается. Для начала дадим определение, с какими характеристиками имеет дело физический или первый уровень модели OSI:

физический уровень определяет электротехнические, механические, процедурные и функциональные характеристики активации, поддержания и дезактивации физического канала между конечными системами. Спецификации физического уровня определяют такие характеристики, как уровни напряжений, синхронизацию изменения напряжений, скорость передачи физической информации, максимальные расстояния передачи информации, физические соединители и другие аналогичные характеристики.

Смысл коммутации на первом уровне модели OSI означает физическое (по названию уровня) соединение. Из примеров коммутации первого уровня можно привести релейные коммутаторы некоторых старых телефонных и селекторных систем. В более новых телефонных системах коммутация первого уровня применяется совместно с различными способами сигнализации вызовов и усиления сигналов. В сетях передачи данных данная технология применяется в полностью оптических коммутаторах.

Коммутация второго уровня

Рассматривая свойства второго уровня модели OSI и его классическое определение, увидим, что данному уровню принадлежит основная доля коммутирующих свойств.

Определение. Канальный уровень (формально называемый информационно-канальным уровнем) обеспечивает надежный транзит данных через физический канал. Канальный уровень решает вопросы физической адресации (в противоположность сетевой или логической адресации), топологии сети, линейной дисциплины (каким образом конечной системе использовать сетевой канал), уведомления о неисправностях, упорядоченной доставки блоков данных и управления потоком информации.

На самом деле, определяемая канальным уровнем модели OSI функциональность служит платформой для некоторых из сегодняшних наиболее эффективных технологий. Большое значение функциональности второго уровня подчеркивает тот факт, что производители оборудования продолжают вкладывать значительные средства в разработку устройств с такими функциями.

С технологической точки зрения, коммутатор локальных сетей представляет собой устройство, основное назначение которого - максимальное ускорение передачи данных за счет параллельно существующих потоков между узлами сети. В этом - его главное отличие от других традиционных устройств локальных сетей – концентраторов (Hub), предоставляющих всем потокам данных сети всего один канал передачи данных.

Коммутатор позволяет передавать параллельно несколько потоков данных c максимально возможной для каждого потока скоростью. Эта скорость ограничена физической спецификацией протокола, которую также часто называют "скоростью провода". Это возможно благодаря наличию в коммутаторе большого числа центров обработки и продвижения кадров и шин передачи данных.

Коммутаторы локальных сетей в своем основном варианте, ставшем классическим уже с начала 90-х годов, работают на втором уровне модели OSI, применяя свою высокопроизводительную параллельную архитектуру для продвижения кадров канальных протоколов. Другими словами, ими выполняются алгоритмы работы моста, описанные в стандартах IEEE 802.1D и 802.1H. Также они имеют и много других дополнительных функций, часть которых вошла в новую редакцию стандарта 802.1D-1998, а часть остается пока не стандартизованной.

Коммутаторы ЛВС отличаются большим разнообразием возможностей и, следовательно, цен - стоимость 1 порта колеблется в диапазоне от 50 до 1000 долларов. Одной из причин столь больших различий является то, что они предназначены для решения различных классов задач. Коммутаторы высокого класса должны обеспечивать высокую производительность и плотность портов, а также поддерживать широкий спектр функций управления. Простые и дешевые коммутаторы имеют обычно небольшое число портов и не способны поддерживать функции управления. Одним из основных различий является используемая в коммутаторе архитектура. Поскольку большинство современных коммутаторов работают на основе патентованных контроллеров ASIC, устройство этих микросхем и их интеграция с остальными модулями коммутатора (включая буферы ввода-вывода) играет важнейшую роль. Контроллеры ASIC для коммутаторов ЛВС делятся на 2 класса - большие ASIC, способные обслуживать множество коммутируемых портов (один контроллер на устройство) и небольшие ASIC, обслуживающие по несколько портов и объединяемые в матрицы коммутации.

Существует 3 варианта архитектуры коммутаторов:
 

• переключение (cross-bar) с буферизацией на входе,
• самомаршрутизация (self-route) с разделяемой памятью
• высокоскоростная шина.

На рисунке 3 показана блок-схема коммутатора с архитектурой, используемой для поочередного соединения пар портов. В любой момент такой коммутатор может обеспечить организацию только одного соединения (пара портов). При невысоком уровне трафика не требуется хранение данных в памяти перед отправкой в порт назначения - такой вариант называется коммутацией на лету cut-through. Однако, коммутаторы cross-bar требуют буферизации на входе от каждого порта, поскольку в случае использования единственно возможного соединения коммутатор блокируется (рисунок 4). Несмотря на малую стоимость и высокую скорость продвижения на рынок, коммутаторы класса cross-bar слишком примитивны для эффективной трансляции между низкоскоростными интерфейсами Ethernet или token ring и высокоскоростными портами ATM и FDDI.

Коммутаторы с разделяемой памятью имеют общий входной буфер для всех портов, используемый как внутренняя магистраль устройства (backplane). Буферизагия данных перед их рассылкой (store-and-forward - сохранить и переслать) приводит к возникновению задержки. Однако, коммутаторы с разделяемой памятью, как показано на рисунке 5 не требуют организации специальной внутренней магистрали для передачи данных между портами, что обеспечивает им более низкую цену по сравнению с коммутаторами на базе высокоскоростной внутренней шины.

На рисунке 6 показана блок-схема коммутатора с высокоскоростной шиной, связывающей контроллеры ASIC. После того, как данные преобразуются в приемлемый для передачи по шине формат, они помещаются на шину и далее передаются в порт назначения. Поскольку шина может обеспечивать одновременную (паралельную) передачу потока данных от всех портов, такие коммутаторы часто называют "неблокируемыми" (non-blocking) - они не создают пробок на пути передачи данных.

Применение аналогичной параллельной архитектуры для продвижения пакетов сетевых протоколов привело к появлению коммутаторов третьего уровня модели OSI.

Коммутация третьего уровня

В продолжении темы о технологиях коммутации рассмотренных в предыдущем номера повторим, что применение параллельной архитектуры для продвижения пакетов сетевых протоколов привело к появлению коммутаторов третьего уровня. Это позволило существенно, в 10-100 раз повысить скорость маршрутизации по сравнению с традиционными маршрутизаторами, в которых один центральный универсальный процессор выполняет программное обеспечение маршрутизации.

По определению Сетевой уровень (третий) - это комплексный уровень, который обеспечивает возможность соединения и выбор маршрута между двумя конечными системами, подключенными к разным "подсетям", которые могут находиться в разных географических пунктах. В данном случае "подсеть" это, по сути, независимый сетевой кабель (иногда называемый сегментом).

Коммутация на третьем уровне - это аппаратная маршрутизация. Традиционные маршрутизаторы реализуют свои функции с помощью программно-управляемых процессоров, что будем называть программной маршрутизацией. Традиционные маршрутизаторы обычно продвигают пакеты со скоростью около 500000 пакетов в секунду. Коммутаторы третьего уровня сегодня работают со скоростью до 50 миллионов пакетов в секунду. Возможно и дальнейшее ее повышение, так как каждый интерфейсный модуль, как и в коммутаторе второго уровня, оснащен собственным процессором продвижения пакетов на основе ASIC. Так что наращивание количества модулей ведет к наращиванию производительности маршрутизации. Использование высокоскоростной технологии больших заказных интегральных схем (ASIC) является главной характеристикой, отличающей коммутаторы третьего уровня от традиционных маршрутизаторов. Коммутаторы 3-го уровня делятся на две категории: пакетные (Packet-by-Packet Layer 3 Switches, PPL3) и сквозные (Cut-Through Layer 3 Switches, CTL3). PPL3 - означает просто быструю маршрутизацию (Рисунок_7). CTL3 – маршрутизацию первого пакета и коммутацию всех остальных (Рисунок 8).

У коммутатора третьего уровня, кроме реализации функций маршрутизации в специализированных интегральных схемах, имеется несколько особенностей, отличающих их от традиционных маршрутизаторов. Эти особенности отражают ориентацию коммутаторов 3-го уровня на работу, в основном, в локальных сетях, а также последствия совмещения в одном устройстве коммутации на 2-м и 3-м уровнях:
 

• поддержка интерфейсов и протоколов, применяемых в локальных сетях,
• усеченные функции маршрутизации,
• обязательная поддержка механизма виртуальных сетей,
• тесная интеграция функций коммутации и маршрутизации, наличие удобных для администратора операций по заданию маршрутизации между виртуальными сетями.

Наиболее "коммутаторная" версия высокоскоростной маршрутизации выглядит следующим образом (рисунок 9). Пусть коммутатор третьего уровня построен так, что в нем имеется информация о соответствии сетевых адресов (например, IP-адресов) адресам физического уровня (например, MAC-адресам) Все эти МАС-адреса обычным образом отображены в коммутационной таблице, независимо от того, принадлежат ли они данной сети или другим сетям.

Первый коммутатор, на который поступает пакет, частично выполняет функции маршрутизатора, а именно, функции фильтрации, обеспечивающие безопасность. Он решает, пропускать или нет данный пакет в другую сеть Если пакет пропускать нужно, то коммутатор по IP-адресу назначения определяет МАС-адрес узла назначения и формирует новый заголовок второго уровня с найденным МАС-адресом. Затем выполняется обычная процедура коммутации по данному МАС-адресу с просмотром адресной таблицы коммутатора. Все последующие коммутаторы, построенные по этому же принципу, обрабатывают данный кадр как обычные коммутаторы второго уровня, не привлекая функций маршрутизации, что значительно ускоряет его обработку. Однако функции маршрутизации не являются для них избыточными, поскольку и на эти коммутаторы могут поступать первичные пакеты (непосредственно от рабочих станций), для которых необходимо выполнять фильтрацию и подстановку МАС-адресов.

Это описание носит схематический характер и не раскрывает способов решения возникающих при этом многочисленных проблем, например, проблемы построения таблицы соответствия IP-адресов и МАС-адресов

Примерами коммутаторов третьего уровня, работающих по этой схеме, являются коммутаторы SmartSwitch компании Cabletron. Компания Cabletron реализовала в них свой протокол ускоренной маршрутизации SecureFast Virtual Network, SFVN.

Для организации непосредственного взаимодействия рабочих станций без промежуточного маршрутизатора необходимо сконфигурировать каждую из них так, чтобы она считала собственный интерфейс маршрутизатором по умолчанию. При такой конфигурации станция пытается самостоятельно отправить любой пакет конечному узлу, даже если этот узел находится в другой сети. Так как в общем случае (см. рисунок 10) станции неизвестен МАС-адрес узла назначения, то она генерирует соответствующий ARP-запрос, который перехватывает коммутатор, поддерживающий протокол SFVN. В сети предполагается наличие сервера SFVN Server, являющегося полноценным маршрутизатором и поддерживающего общую ARP-таблицу всех узлов SFVN-сети. Сервер возвращает коммутатору МАС-адрес узла назначения, а коммутатор, в свою очередь, передает его исходной станции. Одновременно сервер SFVN передает коммутаторам сети инструкции о разрешении прохождения пакета с МАС-адресом узла назначения через границы виртуальных сетей. Затем исходная станция передает пакет в кадре, содержащем МАС-адрес узла назначения. Этот кадр проходит через коммутаторы, не вызывая обращения к их блокам маршрутизации. Отличие протокола SFVN компании Cabletron от - описанной выше общей схемы в том, что для нахождения МАС-адреса по IP-адресу в сети используется выделенный сервер.

Протокол Fast IP компании 3Com является еще одним примером реализации подхода с отображением IP-адреса на МАС-адрес. В этом протоколе основными действующими лицами являются сетевые адаптеры (что не удивительно, так как компания 3Com является признанным лидером в производстве сетевых адаптеров Ethernet) С одной стороны, такой подход требует изменения программного обеспечения драйверов сетевых адаптеров, и это минус Но зато не требуется изменять все остальное сетевое оборудование.

При необходимости передать пакет узлу назначения другой сети, исходный узел в соответствии с технологией Fast IP должен передать запрос по протоколу NHRP (Next Hop Routing Protocol) маршрутизатору сети. Маршрутизатор переправляет этот запрос узлу назначения, как обычный пакет Узел назначения, который также поддерживает Fast IP и NHRP, получив запрос, отвечает кадром, отсылаемым уже не маршрутизатору, а непосредственно узлу-источнику (по его МАС-адресу, содержащемуся в NHRP-запросе). После этого обмен идет на канальном уровне на основе известных МАС-адресов. Таким образом, снова маршрутизировался только первый пакет потока (как на рисунке 9 кратковременный поток), а все остальные коммутировались (как на рисунке 9 долговременный поток).

Еще один тип коммутаторов третьего уровня — это коммутаторы, работающие с протоколами локальных сетей типа Ethernet и FDDI. Эти коммутаторы выполняют функции маршрутизации не так, как классические маршрутизаторы. Они маршрутизируют не отдельные пакеты, а потоки пакетов.

Поток — это последовательность пакетов, имеющих некоторые общие свойства. По меньшей мере, у них должны совпадать адрес отправителя и адрес получателя, и тогда их можно отправлять по одному и тому же маршруту. Если классический способ маршрутизации использовать только для первого пакета потока, а все остальные обрабатывать на основании опыта первого (или нескольких первых) пакетов, то можно значительно ускорить маршрутизацию всего потока.

Рассмотрим этот подход на примере технологии NetFlow компании Cisco, реализованной в ее маршрутизаторах и коммутаторах. Для каждого пакета, поступающего на порт маршрутизатора, вычисляется хэш-функция от IP-адресов источника, назначения, портов UDP или TCP и поля TOS, характеризующего требуемое качество обслуживания. Во всех маршрутизаторах, поддерживающих данную технологию, через которые проходит данный пакет, в кэш-памяти портов запоминается соответствие значения хэш-функции и адресной информации, необходимой для быстрой передачи пакета следующему маршрутизатору. Таким образом, образуется квазивиртуальный канал (см. Рисунок 11), который позволяет быстро передавать по сети маршрутизаторов все последующие пакеты этого потока. При этом ускорение достигается за счет упрощения процедуры обработки пакета маршрутизатором - не просматриваются таблицы маршрутизации, не выполняются ARP-запросы.

Этот прием может использоваться в маршрутизаторах, вообще не поддерживающих коммутацию, а может быть перенесен в коммутаторы. В этом случае такие коммутаторы тоже называют коммутаторами третьего уровня. Примеров маршрутизаторов, использующих данный подход, являются маршрутизаторы Cisco 7500, а коммутаторов третьего уровня — коммутаторы Catalyst 5000 и 5500. Коммутаторы Catalyst выполняют усеченные функции описанной схемы, они не могут обрабатывать первые пакеты потоков и создавать новые записи о хэш-функциях и адресной информации потоков. Они просто получают данную информацию от маршрутизаторов 7500 и обрабатывают пакеты уже распознанных маршрутизаторами потоков.

Выше был рассмотрен способ ускоренной маршрутизации, основанный на концепции потока. Его сущность заключается в создании квазивиртуальных каналов в сетях, которые не поддерживают виртуальные каналы в обычном понимании этого термина, то есть сетях Ethernet, FDDI, Token Ring и т п. Следует отличать этот способ от способа ускоренной работы маршрутизаторов в сетях, поддерживающих технологию виртуальных каналов — АТМ, frame relay, X 25. В таких сетях создание виртуального канала является штатным режимом работы сетевых устройств. Виртуальные каналы создаются между двумя конечными точками, причем для потоков данных, требующих разного качества обслуживания (например, для данных разных приложений) может создаваться отдельный виртуальный канал. Хотя время создания виртуального канала существенно превышает время маршрутизации одного пакета, выигрыш достигается за счет последующей быстрой передачи потока данных по виртуальному каналу. Но в таких сетях возникает другая проблема — неэффективная передача коротких потоков, то есть потоков, состоящих из небольшого количества пакетов (классический пример — пакеты протокола DNS).

Накладные расходы, связанные с созданием виртуального канала, приходящиеся на один пакет, снижаются при передаче объемных потоков данных. Однако они становятся неприемлемо высокими при передаче коротких потоков. Для того чтобы эффективно передавать короткие потоки, предлагается следующий вариант, при передаче нескольких первых пакетов выполняется обычная маршрутизация. Затем, после того как распознается устойчивый поток, для него строится виртуальный канал, и дальнейшая передача данных происходит с высокой скоростью по этому виртуальному каналу. Таким образом, для коротких потоков виртуальный канал вообще не создается, что и повышает эффективность передачи.

По такой схеме работает ставшая уже классической технология IP Switching компании Ipsilon. Для того чтобы сети коммутаторов АТМ передавали бы пакеты коротких потоков без установления виртуального канала, компания Ipsilon предложила встроить во все коммутаторы АТМ блоки IP-маршрутизации (рисунок 12), строящие обычные таблицы маршрутизации по обычным протоколам RIP и OSPF.

Компания Cisco Systems выдвинула в качестве альтернативы технологии IP Switching свою собственную технологию Tag Switching, но она не стала стандартной. В настоящее время IETF работает над стандартным протоколом обмена метками MPLS (Multi-Protocol Label Switching), который обобщает предложение компаний Ipsilon и Cisco, а также вносит некоторые новые детали и механизмы. Этот протокол ориентирован на поддержку качества обслуживания для виртуальных каналов, образованных метками.

Коммутация четвертого уровня

Свойства четвертого или транспортного уровня модели OSI следующие: транспортный уровень обеспечивает услуги по транспортировке данных. В частности, заботой транспортного уровня является решение таких вопросов, как выполнение надежной транспортировки данных через объединенную сеть. Предоставляя надежные услуги, транспортный уровень обеспечивает механизмы для установки, поддержания и упорядоченного завершения действия виртуальных каналов, систем обнаружения и устранения неисправностей транспортировки и управления информационным потоком (с целью предотвращения переполнения данными из другой системы).

Некоторые производители заявляют, что их системы могут работать на втором, третьем и даже четвертом уровнях. Однако рассмотрение описания стека TCP/IP (рисунок 1), а также структуры пакетов IP и TCP (рисунки 2, 3), показывает, что коммутация четвертого уровня является фикцией, так как все относящиеся к коммутации функции осуществляются на уровне не выше третьего. А именно, термин коммутация четвертого уровня с точки зрения описания стека TCP/IP противоречий не имеет, за исключением того, что при коммутации должны указываться адреса компьютера (маршрутизатора) источника и компьютера (маршрутизатора) получателя. Пакеты TCP имеют поля локальный порт отправителя и локальный порт получателя (рисунок 3), несущие смысл точек входа в приложение (в программу), например Telnet с одной стороны, и точки входа (в данном контексте инкапсуляции) в уровень IP. Кроме того, в стеке TCP/IP именно уровень TCP занимается формированием пакетов из потока данных идущих от приложения. Пакеты IP (рисунок 2) имеют поля адреса компьютера (маршрутизатора) источника и компьютера (маршрутизатора) получателя и следовательно могут наряду с MAC адресами использоваться для коммутации. Тем не менее, название прижилось, к тому же практика показывает, что способность системы анализировать информацию прикладного уровня может оказаться полезной — в частности для управления трафиком. Таким образом, термин "зависимый от приложения" более точно отражает функции так называемых коммутаторов четвертого уровня.

Тематики

• сети вычислительные

EN

• switching technology

GOOSE-сообщение
-
[Интент]

широковещательное объектно-ориентированное сообщение о событии на подстанции
Широковещательный высокоскоростной внеочередной отчет, содержащий статус каждого из входов, устройств пуска, элементов выхода и реле, реальных и виртуальных.
Примечание. Этот отчет выдается многократно последовательно, как правило, сразу после первого отчета с интервалами 2, 4, 8,…, 60000 мс. Значение задержки первого повторения является конфигурируемым. Такой отчет обеспечивает выдачу высокоскоростных сигналов отключения с высокой вероятностью доставки.
[ ГОСТ Р 54325-2011 (IEC/TS 61850-2:2003)]

общие объектно-ориентированные события на подстанции
-
[ ГОСТ Р МЭК 61850-7-2-2009]

GOOSE
Generic Object Oriented Substation Event (стандарт МЭК 61850-8-1)
Протокол передачи данных о событиях на подстанции.
Один из трех протоколов передачи данных, предлагаемых к использованию в МЭК 61850.
Фактически данный протокол служит для замены медных кабельных связей, предназначенных для передачи дискретных сигналов между устройствами.
[ Цифровые подстанции. Проблемы внедрения устройств РЗА]

EN

generic object oriented substation event
on the occurrence of any change of state, an IED will multicast a high speed, binary object, Generic Object Oriented Substation Event (GOOSE) report by exception, typically containing the double command state of each of its status inputs, starters, output elements and relays, actual and virtual.

This report is re-issued sequentially, typically after the first report, again at intervals of 2, 4, 8…60000 ms. (The first repetition delay value is an open value it may be either shorter or longer).

A GOOSE report enables high speed trip signals to be issued with a high probability of delivery
[IEC 61850-2, ed. 1.0 (2003-08)]

До недавнего времени для передачи дискретных сигналов между терминалами релейной защиты и автоматики (РЗА) использовались дискретные входы и выходные реле. Передача сигнала при этом осуществляется подачей оперативного напряжения посредством замыкания выходного реле одного терминала на дискретный вход другого терминала (далее такой способ передачи будем называть традиционным).
Такой способ передачи информации имеет следующие недостатки:

• необходимо большое количество контрольных кабелей, проложенных между шкафами РЗА,
• терминалы РЗА должны иметь большое количество дискретных входов и выходных реле,
• количество передаваемых сигналов ограничивается определенным количеством дискретных входов и выходных реле,
• отсутствие контроля связи между терминалами РЗА,
• возможность ложного срабатывания дискретного входа при замыкании на землю в цепи передачи сигнала.

Информационные технологии уже давно предоставляли возможность для передачи информации между микропроцессорными терминалами по цифровой сети. Разработанный недавно стандарт МЭК 61850 предоставил такую возможность для передачи сигналов между терминалами РЗА.
Стандарт МЭК 61850 использует для передачи данных сеть Ethernet. Внутри стандарта МЭК 61850 предусмотрен такой механизм, как GOOSE-сообщения, которые и используются для передачи сообщений между терминалами РЗА.
Принцип передачи GOOSE-сообщений показан на рис. 1.

Устройство-отправитель передает по сети Ethernet информацию в широковещательном диапазоне.
В сообщении присутствует адрес отправителя и адреса, по которым осуществляется его передача, а также значение сигнала (например «0» или «1»).
Устройство-получатель получит сообщение, а все остальные устройства его проигнорируют.
Поскольку передача GOOSE-сообщений осуществляется в широковещательном диапазоне, т.е. нескольким адресатам, подтверждение факта получения адресатами сообщения отсутствует. По этой причине передача GOOSE-сообщений в установившемся режиме производится с определенной периодичностью.
При наступлении нового события в системе (например, КЗ и, как следствие, пуска измерительных органов защиты) начинается спонтанная передача сообщения через увеличивающиеся интервалы времени (например, 1 мс, 2 мс, 4 мс и т.д.). Интервалы времени между передаваемыми сообщениями увеличиваются, пока не будет достигнуто предельное значение, определяемое пользователем (например, 50 мс). Далее, до момента наступления нового события в системе, передача будет осуществляется именно с таким периодом. Указанное проиллюстрировано на рис. 2.

Технология повторной передачи не только гарантирует получение адресатом сообщения, но также обеспечивает контроль исправности линии связи и устройств – любые неисправности будут обнаружены по истечении максимального периода передачи GOOSE-сообщений (с точки зрения эксплуатации практически мгновенно). В случае передачи сигналов традиционным образом неисправность выявляется либо в процессе плановой проверки устройств, либо в случае неправильной работы системы РЗА.

Еще одной особенностью передачи GOOSE-сообщений является использование функций установки приоритетности передачи телеграмм (priority tagging) стандарта Ethernet IEEE 802.3u, которые не используются в других протоколах, в том числе уровня TCP/IP. То есть GOOSE-сообщения идут в обход «нормальных» телеграмм с более высоким приоритетом (см. рис. 3).

Однако стандарт МЭК 61850 декларирует передачу не только дискретной информации между терминалами РЗА, но и аналоговой. Это означает, что в будущем будет иметься возможность передачи аналоговой информации от ТТ и ТН по цифровым каналам связи. На данный момент готовых решений по передаче аналоговой информации для целей РЗА (в рамках стандарта МЭК 61850) ни один из производителей не предоставляет.
Для того чтобы использовать GOOSE-сообщения для передачи дискретных сигналов между терминалами РЗА необходима достаточная надежность и быстродействие передачи GOOSE-сообщений. Надежность передачи GOOSE-сообщений обеспечивается следующим:

• Протокол МЭК 61850 использует Ethernet-сеть, за счет этого выход из строя верхнего уровня АСУ ТП и любого из устройств РЗА не отражается на передаче GOOSE-сообщений оставшихся в работе устройств,
• Терминалы РЗА имеют два независимых Ethernet-порта, при выходе одного из них из строя второй его полностью заменяет,
• Сетевые коммутаторы, к которым подключаются устройства РЗА, соединяются в два независимых «кольца»,
• Разные порты одного терминала РЗА подключаются к разным сетевым коммутаторам, подключенным к разным «кольцам»,
• Каждый сетевой коммутатор имеет дублированное питание от разных источников,
• Во всех устройствах РЗА осуществляется постоянный контроль возможности прохождения каждого сигнала. Это позволяет автоматически определить не только отказы цифровой связи, но и ошибки параметрирования терминалов.

На рис. 4 изображен пример структурной схемы сети Ethernet (100 Мбит/c) подстанции. Отказ в передаче GOOSE-сообщения от одного устройства защиты другому возможен в результате совпадения как минимум двух событий. Например, одновременный отказ двух коммутаторов, к которым подключено одно устройство или одновременный отказ обоих портов одного устройства. Могут быть и более сложные отказы, связанные с одновременным наложением большего количества событий. Таким образом, единичные отказы оборудования не могут привести к отказу передачи GOOSEсообщений. Дополнительно увеличивает надежность то обстоятельство, что даже в случае отказа в передаче GOOSE-сообщения, устройство, принимающее сигнал, выдаст сигнал неисправности, и персонал примет необходимые меры для ее устранения.

Быстродействие.
В соответствии с требованиями стандарта МЭК 61850 передача GOOSE-сообщений должна осуществляться со временем не более 4 мс (для сообщений, требующих быстрой передачи, например, для передачи сигналов срабатывания защит, пусков АПВ и УРОВ и т.п.). Вообще говоря, время передачи зависит от топологии сети, количества устройств в ней, загрузки сети и загрузки вычислительных ресурсов терминалов РЗА, версии операционной системы терминала, коммуникационного модуля, типа центрального процессора терминала, количества коммутаторов и некоторых других аспектов. Поэтому время передачи GOOSE-сообщений должно быть подтверждено опытом эксплуатации.
Используя для передачи дискретных сигналов GOOSE-сообщения необходимо обращать внимание на то обстоятельство, что при использовании аппаратуры некоторых производителей, в случае отказа линии связи, значение передаваемого сигнала может оставаться таким, каким оно было получено в момент приема последнего сообщения.
Однако при отказе связи бывают случаи, когда сигнал должен принимать определенное значение. Например, значение сигнала блокировки МТЗ ввода 6–10 кВ в логике ЛЗШ при отказе связи целесообразно установить в значение «1», чтобы при КЗ на отходящем присоединении не произошло ложного отключения ввода. Так, к примеру, при проектировании терминалов фирмы Siemens изменить значение сигнала при отказе связи возможно с помощью свободно-программируемой CFCлогики (см. рис. 5).

К CFC-блоку SI_GET_STATUS подводится принимаемый сигнал, на выходе блока мы можем получить значение сигнала «Value» и его статус «NV». Если в течение определенного времени не поступит сообщение со значением сигнала, статус сигнала «NV» примет значение «1». Далее статус сигнала и значение сигнала подводятся к элементу «ИЛИ», на выходе которого будет получено значение сигнала при исправности линии связи или «1» при нарушении исправности линии связи. Изменив логику, можно установить значение сигнала равным «0» при обрыве связи.
Использование GOOSE-сообщений предъявляет специальные требования к наладке и эксплуатации устройств РЗА. Во многом процесс наладки становится проще, однако при выводе устройства из работы необходимо следить не только за выводом традиционных цепей, но и не забывать отключать передачу GOOSE-сообщений.
При изменении параметрирования одного устройства РЗА необходимо производить загрузку файла параметров во все устройства, с которыми оно было связано.
В нашей стране имеется опыт внедрения и эксплуатации систем РЗА с передачей дискретных сигналов с использованием GOOSE-сообщений. На первых объектах GOOSE-сообщения использовались ограниченно (ПС 500 кВ «Алюминиевая»).
На ПС 500 кВ «Воронежская» GOOSEсообщения использовались для передачи сигналов пуска УРОВ, пуска АПВ, запрета АПВ, действия УРОВ на отключение смежного элемента, положения коммутационных аппаратов, наличия/отсутствия напряжения, сигналы ЛЗШ, АВР и т.п. Кроме того, на ОРУ 500 кВ и 110 кВ ПС «Воронежская» были установлены полевые терминалы, в которые собиралась информация с коммутационного оборудования и другая дискретная информация с ОРУ (рис. 6). Далее информация с помощью GOOSE-сообщений передавалась в терминалы РЗА, установленные в ОПУ подстанции (рис. 7, 8).
GOOSE-сообщения также были использованы при проектировании уже введенных в эксплуатацию ПС 500 кВ «Бескудниково», ПС 750 кВ «Белый Раст», ПС 330кВ «Княжегубская», ПС 220 кВ «Образцово», ПС 330 кВ «Ржевская». Эта технология применяется и при проектировании строящихся и модернизируемых подстанций ПС 500 кВ «Чагино», ПС 330кВ «Восточная», ПС 330 кВ «Южная», ПС 330 кВ «Центральная», ПС
330 кВ «Завод Ильич» и многих других.
Основные преимущества использования GOOSE-сообщений:

• позволяет снизить количество кабелей вторичной коммутации на ПС;
• обеспечивает лучшую помехозащищенность канала связи;
• позволяет снизить время монтажных и пусконаладочных работ;
• исключает проблему излишнего срабатывания дискретных входов терминалов из-за замыканий на землю в цепях оперативного постоянного тока;
• убирает зависимость количества передаваемых сигналов от количества дискретных входов и выходных реле терминалов;
• обеспечивает возможность реконструкции и изменения связей между устройствами РЗА без прокладки дополнительных кабельных связей и повторного монтажа в шкафах;
• позволяет использовать МП терминалы РЗА с меньшим количеством входов и выходов (уменьшение габаритов и стоимости устройства);
• позволяет контролировать возможность прохождения сигнала (увеличивается надежность).

Безусловно, для окончательных выводов должен появиться достаточный опыт эксплуатации. В настоящее время большинство производителей устройств РЗА заявили о возможности использования GOOSEсообщений. Стандарт МЭК 61850 определяет передачу GOOSE-сообщений между терминалами разных производителей. Использование GOOSE-сообщений для передачи дискретных сигналов – это качественный скачок в развитии систем РЗА. С развитием стандарта МЭК 61850, переходом на Ethernet 1 Гбит/сек, с появлением новых цифровых ТТ и ТН, новых выключателей с возможностью подключения их блока управления к шине процесса МЭК 61850, эффективность использования GOOSE-сообщений намного увеличится. Облик будущих подстанций представляется с минимальным количеством контрольных кабелей, с передачей всех сообщений между устройствами РЗА, ТТ, ТН, коммутационными аппаратами через цифровую сеть. Устройства РЗА будут иметь минимальное количество выходных реле и дискретных входов

[ http://romvchvlcomm.pbworks.com/f/goosepaper1.pdf]

В стандарте определены два способа передачи данных напрямую между устройствами: GOOSE и GSSE. Это тоже пример наличия двух способов для реализации одной функции. GOOSE - более новый способ передачи сообщений, разработан специально для МЭК 61850. Способ передачи сообщений GSSE ранее присутствовал в стандарте UCA 2.0, являющимся одним из предшественников МЭК 61850. По сравнению с GSSE, GOOSE имеет более простой формат (Ethernet против стека OSI протоколов) и возможность передачи различных типов данных. Вероятно, способ GSSE включили в МЭК 61850 для того, чтобы производители, имеющие в своих устройствах протокол UCA 2.0, могли сразу декларировать соответствие МЭК 61850. В настоящее время все производители используют только GOOSE для передачи сообщений между устройствами.
Для выбора списка передаваемых данных в GOOSE, как и в отчѐтах, используются наборы данных. Однако тут требования уже другие. Время обработки GOOSE-сообщений должно быть минимальным, поэтому логично передавать наиболее простые типы данных. Обычно передаѐтся само значение сигнала и в некоторых случаях добавляется поле качества. Метка времени обычно включается в набор данных.
...
В устройствах серии БЭ2704 в передаваемых GOOSE-сообщениях содержатся данные типа boolean. Приниматься могут данные типа boolean, dbpos, integer.
Устоявшаяся тенденция существует только для передачи дискретной информации. Аналоговые данные пока передают немногие производители, и поэтому устоявшаяся тенденция в передаче аналоговой информации в данный момент отсутствует.
[ Источник]


 

Тематики

• релейная защита

Синонимы

• GOOSE-сообщение
• общие объектно-ориентированные события на подстанции

EN

• generic object oriented substation event
• GOOSE

В третьей области показатель степени равен 8 - 10, а влажность отпускаемого пара более 0,2 %. В этой области процесс носит кризисный характер и действительный уровень воды в барабане приближается к пароотборным трубам.

Точка перехода из 2-й области в 3-ю называется критической и работа сепарационных устройств в этой области недопустима. Работа котла в 3-й области сильно зависит от нагрузки, при этом влажность отпускаемого пара составляет 0,2 - 1,0 % и более. Ленточные солемеры показывают резкое увеличение солесодержания пара (броски).

С паровой нагрузкой котла D связаны следующие характеристики сепарационных устройств:

массовая нагрузка зеркала испарения

осевая подъемная скорость пара

удельная паровая безразмерная нагрузка k [9[

где F_з.и. - площадь зеркала испарения (или площадь пароприемного потолка).

Следующий параметр, который существенно влияет на величину влажности пара, а значит и на величину критических нагрузок, это высота активного сепарационного объема. Связь между влажностью пара, паропроизводительностью и высотой парового объема h_п можно представить следующей формулой [5]

(4)

где М- размерный коэффициент, определяемый физическими свойствами воды и пара.

Как видно из этой формулы, существует обратно пропорциональная зависимость между влажностью пара и высотой парового объема. Экспериментально было показано, что при увеличении высоты парового объема более 1000 мм, влажность пара уже практически мало зависит от дальнейшего ее увеличения [4] - [7].

На работу сепарационных устройств котлов существенное влияние оказывает солесодержание котловой воды (S_KB). Проявляется это следующим образом. При работе котла при постоянной паропроизводительности при увеличении солесодержания котловой воды происходит очень плавное увеличение солесодержания пара, при достижении определенного значения солесодержания котловой воды происходит резкое увеличение влажности пара котла (солесодержания), регистрирующие солемеры отмечают резкое увеличение солесодержания пара (бросок). Объяснить это можно следующим образом: по мере увеличения концентрации веществ в котловой воде и прежде всего коллоидных частиц оксидов железа, шлама и др. веществ, поверхностный слой приобретает структурную вязкость. Длительность существования паровых пузырей до их разрушения увеличивается (набухание), пленки паровых пузырей успевают утониться и при разрыве их образуется большое количество мелких капель (трудно сепарируемых), вода приобретает способность к вспениванию. Значение солесодержания котловой воды, при котором происходит резкое увеличение влажности пара, называется критическим (). Величина критического солесодержания зависит от давления пара в котле, конструкции сепарационных устройств, солевого состава воды («букета»), паровой нагрузки сепарационных устройств и т.д. Наиболее точно критическое солесодержание котловой воды можно определить только на основании теплохимических испытаний конкретного котла. Ориентировочно для котлов низкого давления величина критического солесодержания составляет около 3000 мг/кг, для котлов среднего давления - 1300 - 1500 мг/кг, а для котлов высокого давления - 300 - 500 мг/кг.

Одним из вариантов приспособления работы котлов на воде закритического солесодержания при умеренных значениях непрерывной продувки является применение ступенчатого испарения котловой воды. Его сущность состоит в том, что водяной объем барабана и парообразующие циркуляционные контуры разбиваются на два или три независимых отсека с подачей всей питательной воды только в 1-й отсек и отводом воды в продувку из последнего отсека. При такой схеме питания резко возрастает «внутренняя» продувка первого (чистого) отсека, которая будет равна (n_п + Р) % (при выполнении котла, например по двухступенчатой схеме испарения), а увеличение продувки будет составлять в  раза, по сравнению с котлом без ступенчатого испарения. В связи с этим концентрация солей в котловой воде 1-й ступени резко уменьшается и соответственно улучшается качество пара. Для 2-й ступени испарения концентрация солей продувочной воды будет практически такой же, как и у котла без ступенчатого испарения (при одинаковых значениях непрерывных продувок Р = const для обеих схем). Если принять, что коэффициенты выноса (или влажность пара) до и после перевода котла на ступенчатое испарение были одинаковыми, то качество пара (солесодержание) котла при переводе на ступенчатое испарение будет выше, чем у котла с одноступенчатой схемой испарения. Если же качество пара (солесодержание) котла со ступенчатым испарением принять одинаковым, как и у котла без ступеней испарения, то тогда котел со ступенчатым испарением будет работать с меньшей величиной непрерывной продувки (чем котел без ступеней испарения). В отечественном котлостроении в качестве сепараторов пара последних ступеней испарения применяют, как правило, выносные циклоны. Выносные циклоны - это устройства, которые лучше всего приспособлены для работы на воде повышенного солесодержания. (За счет развития соответствующей паровой высоты и использования центробежных сил для подавления вспенивания).

В котлах высокого давления наряду с капельным уносом имеет место значительный избирательный унос различных солей и прежде всего кремнекислоты (SiO₂), за счет непосредственного физико-химического растворения солей в паре. Избирательный вынос кремнекислоты (при рН = 9,0 - 12,0) для котлов с давлением 115 кгс/см² составляет 2,0 - 1,0 %, а для котлов с давлением 155 кгс/см² - 4,0 - 2,5 % [9].

Для снижения кремнесодержания в паре котлов высокого давления в сепарационной схеме предусматривается паропромывочное устройство. Наличие этого устройства приводит к некоторым особенностям работы всей сепарационной схемы котлов высокого давления, по сравнению с котлами среднего давления.

В котлах высокого давления эффективность паропромывочного устройства характеризуется коэффициентом промывки

                                                          (5)

где SiO_2н.п. - кремнесодержание пара на выходе из барабана;

SiO_2н.п. - кремнесодержание питательной воды.

Коэффициент уноса с паропромывочного устройства К_промопределяется по формуле

                                                          (6)

где SiO_2пром - кремнесодержание воды на паропромывочном устройстве.

Для котлов высокого давления по данным испытаний К_пром составляет 8 - 10 %.

Кремнесодержание промывочной воды определяется по формуле

                                                (7)

где SiO_2сл - кремнесодержание воды на сливе с паропромывочного устройства.

Степень очистки пара на паропромывочном устройстве определяется по формуле

                                                            (8)

где SiO_{2н.п.(до)} - кремнесодержание насыщенного пара до паропромывочного устройства.

Кремнесодержание пара до паропромывочного устройства определяется из следующей формулы

SiO_{2н.п.(до)} = К · SiO_2к.в,                                                    (9)

где SiO_2к.в. - кремнесодержание котловой воды;

К - коэффициент уноса кремниевой кислоты из котловой воды в пар до промывки.

Из приведенных формул следует, что кремнесодержание пара после промывки (пар котла SiO_2н.п.) зависит как от кремнесодержания питательной воды, так и от кремнесодержания пара до промывки.

В конечном итоге чем ниже будет кремнесодержание промывочной воды (SiO_2пром), тем чище будет пар котла. Концентрация кремнекислоты в промывочном слое зависит, как от качества питательной воды, так и от количества кремнекислоты, поступающей из парового объема до промывки. При неналаженной работе сепарационных устройств до промывки, наряду с избирательным уносом [формула (9)] возможен вынос значительного количества капель котловой воды, где кремнесодержание в 5 - 8 раз выше, чем в питательной воде. Попадание капель котловой воды на промывку (капельный унос) приводит к увеличению кремнесодержания промывочной воды и, как следует из формулы (6), приводит к увеличению кремнесодержания пара котла.

Качество пара котла зависит от следующих основных факторов:

Источник: СО 34.26.729: Рекомендации по наладке внутрикотловых сепарационных устройств барабанных котлов

программируемый логический контроллер
ПЛК
-
[Интент]

контроллер
Управляющее устройство, осуществляющее автоматическое управление посредством программной реализации алгоритмов управления.
[Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 107. Теория управления.
 Академия наук СССР. Комитет научно-технической терминологии. 1984 г.]

EN

storage-programmable logic controller
computer-aided control equipment or system whose logic sequence can be varied via a directly or remote-control connected programming device, for example a control panel, a host computer or a portable terminal
[IEV ref 351-32-34]

FR

automate programmable à mémoire
équipement ou système de commande assisté par ordinateur dont la séquence logique peut être modifiée directement ou par l'intermédiaire d'un dispositif de programmation relié à une télécommande, par exemple un panneau de commande, un ordinateur hôte ou un terminal de données portatif
[IEV ref 351-32-34]

• нано- ПЛК (менее 16 каналов);
• микро-ПЛК (более 16, до 100 каналов);
• средние (более 100, до 500 каналов);
• большие (более 500 каналов).

• моноблочными - в которых устройство ввода-вывода не может быть удалено из контроллера или заменено на другое. Конструктивно контроллер представляет собой единое целое с устройствами ввода-вывода (например, одноплатный контроллер). Моноблочный контроллер может иметь, например, 16 каналов дискретного ввода и 8 каналов релейного вывода;
• модульные - состоящие из общей корзины (шасси), в которой располагаются модуль центрального процессора и сменные модули ввода-вывода. Состав модулей выбирается пользователем в зависимости от решаемой задачи. Типовое количество слотов для сменных модулей - от 8 до 32;
• распределенные (с удаленными модулями ввода-вывода) - в которых модули ввода-вывода выполнены в отдельных корпусах, соединяются с модулем контроллера по сети (обычно на основе интерфейса RS-485) и могут быть расположены на расстоянии до 1,2 км от процессорного модуля.

• панельные (для монтажа на панель или дверцу шкафа);
• для монтажа на DIN-рейку внутри шкафа;
• для крепления на стене;
• стоечные - для монтажа в стойке;
• бескорпусные (обычно одноплатные) для применения в специализированных конструктивах производителей оборудования (OEM - "Original Equipment Manufact urer").

• универсальные общепромышленные;
• для управления роботами;
• для управления позиционированием и перемещением;
• коммуникационные;
• ПИД-контроллеры;
• специализированные.

• программируемые с лицевой панели контроллера;
• программируемые переносным программатором;
• программируемые с помощью дисплея, мыши и клавиатуры;
• программируемые с помощью персонального компьютера.

• на классических алгоритмических языках (C, С#, Visual Basic);
• на языках МЭК 61131-3.

• уменьшение габаритов;
• расширение функциональных возможностей;
• увеличение количества поддерживаемых интерфейсов и сетей;
• использование идеологии "открытых систем";
• использование языков программирования стандарта МЭК 61131-3;
• снижение цены.

Рис.1. Контроллер РСУ с коммуникациями Profibus и Ethernet.
 

Иногда на базовую панель, помимо указанных выше, допускается устанавливать модули ввода/вывода полевых сигналов, которые образуют так называемый локальный ввод/вывод. Однако для большинства РСУ (DCS) характерно использование именно распределенного (удаленного) ввода/вывода.

Отличительной особенностью контроллеров, применяемых в DCS, является возможность их резервирования. Резервирование нужно для повышения отказоустойчивости системы и заключается, как правило, в дублировании аппаратных модулей системы.

 

Рис. 2. Резервированный контроллер с коммуникациями Profibus и Ethernet.
 

Резервируемые модули работают параллельно и выполняют одни и те же функции. При этом один модуль находится в активном состоянии, а другой, являясь резервом, – в режиме “standby”. В случае отказа активного модуля, система автоматически переключается на резерв (это называется “горячий резерв”).

Обратите внимание, контроллеры связаны шиной синхронизации, по которой они мониторят состояние друг друга. Это решение позволяет разнести резервированные модули на значительное расстояние друг от друга (например, расположить их в разных шкафах или даже аппаратных).

Допустим, в данный момент активен левый контроллер, правый – находится в резерве. При этом, даже находясь в резерве, правый контроллер располагает всеми процессными данными и выполняет те же самые математические операции, что и левый. Контроллеры синхронизированы. Предположим, случается отказ левого контроллера, а именно модуля CPU. Управление автоматически передается резервному контроллеру, и теперь он становится главным. Здесь очень большое значение имеют время, которое система тратит на переключение на резерв (обычно меньше 0.5 с) и отсутствие возмущений (удара). Теперь система работает на резерве. Как только инженер заменит отказавший модуль CPU на исправный, система автоматически передаст ему управление и возвратится в исходное состояние.

На рис. 3 изображен резервированный контроллер S7-400H производства Siemens. Данный контроллер входит в состав РСУ Simatic PCS7.

 

 

Рис. 3. Резервированный контроллер S7-400H. Несколько другое техническое решение показано на примере резервированного контроллера FCP270 производства Foxboro (рис. 4). Данный контроллер входит в состав системы управления Foxboro IA Series.  

Рис. 4. Резервированный контроллер FCP270.
На базовой панели инсталлировано два процессорных модуля, работающих как резервированная пара, и коммуникационный модуль для сопряжения с оптическими сетями стандарта Ethernet. Взаимодействие между модулями происходит по внутренней шине (тоже резервированной), спрятанной непосредственно в базовую панель (ее не видно на рисунке).

На рисунке ниже показан контроллер AC800M производства ABB (часть РСУ Extended Automation System 800xA).  

Рис. 5. Контроллер AC800M.
 

Это не резервированный вариант. Контроллер состоит из двух коммуникационных модулей, одного СPU и одного локального модуля ввода/вывода. Кроме этого, к контроллеру можно подключить до 64 внешних модулей ввода/вывода.

При построении РСУ важно выбрать контроллер, удовлетворяющий всем техническим условиям и требованиям конкретного производства. Подбирая оптимальную конфигурацию, инженеры оперируют определенными техническими характеристиками промышленных контроллеров. Наиболее значимые перечислены ниже:

1.    Возможность полного резервирования. Для задач, где отказоустойчивость критична (химия, нефтехимия, металлургия и т.д.), применение резервированных конфигураций вполне оправдано, тогда как для других менее ответственных производств резервирование зачастую оказывается избыточным решением.

2.    Количество и тип поддерживаемых коммуникационных интерфейсов. Это определяет гибкость и масштабируемость системы управления в целом. Современные контроллеры способны поддерживать до 10 стандартов передачи данных одновременно, что во многом определяет их универсальность.

3.    Быстродействие. Измеряется, как правило, в количестве выполняемых в секунду элементарных операций (до 200 млн.). Иногда быстродействие измеряется количеством обрабатываемых за секунду функциональных блоков (что такое функциональный блок – будет рассказано в следующей статье). Быстродействие зависит от типа центрального процессора (популярные производители - Intel, AMD, Motorola, Texas Instruments и т.д.)

4.    Объем оперативной памяти. Во время работы контроллера в его оперативную память загружены запрограммированные пользователем алгоритмы автоматизированного управления, операционная система, библиотечные модули и т.д. Очевидно, чем больше оперативной памяти, тем сложнее и объемнее алгоритмы контроллер может выполнять, тем больше простора для творчества у программиста. Варьируется от 256 килобайт до 32 мегабайт.

5.    Надежность. Наработка на отказ до 10-12 лет.

6. Наличие специализированных средств разработки и поддержка различных языков программирования. Очевидно, что существование специализированный среды разработки прикладных программ – это стандарт для современного контроллера АСУ ТП. Для удобства программиста реализуется поддержка сразу нескольких языков как визуального, так и текстового (процедурного) программирования (FBD, SFC, IL, LAD, ST; об этом в следующей статье).

7.    Возможность изменения алгоритмов управления на “лету” (online changes), т.е. без остановки работы контроллера. Для большинства контроллеров, применяемых в РСУ, поддержка online changes жизненно необходима, так как позволяет тонко настраивать систему или расширять ее функционал прямо на работающем производстве.

8.    Возможность локального ввода/вывода. Как видно из рис. 4 контроллер Foxboro FCP270 рассчитан на работу только с удаленной подсистемой ввода/вывода, подключаемой к нему по оптическим каналам. Simatic S7-400 может спокойно работать как с локальными модулями ввода/вывода (свободные слоты на базовой панели есть), так и удаленными узлами.

9.    Вес, габаритные размеры, вид монтажа (на DIN-рейку, на монтажную панель или в стойку 19”). Важно учитывать при проектировании и сборке системных шкафов.

10.  Условия эксплуатации (температура, влажность, механические нагрузки). Большинство промышленных контроллеров могут работать в нечеловеческих условиях от 0 до 65 °С и при влажности до 95-98%.

[ http://kazanets.narod.ru/PLC_PART1.htm]

Тематики

• ПЛК (программируемые логические контроллеры)

Синонимы

• контроллер
• ПЛК

EN

• PLC
• programmable controller
• Programmable Logic Controller
• storage-programmable logic controller

DE

• speicherprogrammierbare Steuerung, f

FR

• automate programmable à mémoire

Русско-немецкий словарь нормативно-технической терминологии > программируемый логический контроллер

программируемый логический контроллер
ПЛК
-
[Интент]

контроллер
Управляющее устройство, осуществляющее автоматическое управление посредством программной реализации алгоритмов управления.
[Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 107. Теория управления.
 Академия наук СССР. Комитет научно-технической терминологии. 1984 г.]

EN

storage-programmable logic controller
computer-aided control equipment or system whose logic sequence can be varied via a directly or remote-control connected programming device, for example a control panel, a host computer or a portable terminal
[IEV ref 351-32-34]

FR

automate programmable à mémoire
équipement ou système de commande assisté par ordinateur dont la séquence logique peut être modifiée directement ou par l'intermédiaire d'un dispositif de programmation relié à une télécommande, par exemple un panneau de commande, un ordinateur hôte ou un terminal de données portatif
[IEV ref 351-32-34]

• нано- ПЛК (менее 16 каналов);
• микро-ПЛК (более 16, до 100 каналов);
• средние (более 100, до 500 каналов);
• большие (более 500 каналов).

• моноблочными - в которых устройство ввода-вывода не может быть удалено из контроллера или заменено на другое. Конструктивно контроллер представляет собой единое целое с устройствами ввода-вывода (например, одноплатный контроллер). Моноблочный контроллер может иметь, например, 16 каналов дискретного ввода и 8 каналов релейного вывода;
• модульные - состоящие из общей корзины (шасси), в которой располагаются модуль центрального процессора и сменные модули ввода-вывода. Состав модулей выбирается пользователем в зависимости от решаемой задачи. Типовое количество слотов для сменных модулей - от 8 до 32;
• распределенные (с удаленными модулями ввода-вывода) - в которых модули ввода-вывода выполнены в отдельных корпусах, соединяются с модулем контроллера по сети (обычно на основе интерфейса RS-485) и могут быть расположены на расстоянии до 1,2 км от процессорного модуля.

• панельные (для монтажа на панель или дверцу шкафа);
• для монтажа на DIN-рейку внутри шкафа;
• для крепления на стене;
• стоечные - для монтажа в стойке;
• бескорпусные (обычно одноплатные) для применения в специализированных конструктивах производителей оборудования (OEM - "Original Equipment Manufact urer").

• универсальные общепромышленные;
• для управления роботами;
• для управления позиционированием и перемещением;
• коммуникационные;
• ПИД-контроллеры;
• специализированные.

• программируемые с лицевой панели контроллера;
• программируемые переносным программатором;
• программируемые с помощью дисплея, мыши и клавиатуры;
• программируемые с помощью персонального компьютера.

• на классических алгоритмических языках (C, С#, Visual Basic);
• на языках МЭК 61131-3.

• уменьшение габаритов;
• расширение функциональных возможностей;
• увеличение количества поддерживаемых интерфейсов и сетей;
• использование идеологии "открытых систем";
• использование языков программирования стандарта МЭК 61131-3;
• снижение цены.

Рис.1. Контроллер РСУ с коммуникациями Profibus и Ethernet.
 

Иногда на базовую панель, помимо указанных выше, допускается устанавливать модули ввода/вывода полевых сигналов, которые образуют так называемый локальный ввод/вывод. Однако для большинства РСУ (DCS) характерно использование именно распределенного (удаленного) ввода/вывода.

Отличительной особенностью контроллеров, применяемых в DCS, является возможность их резервирования. Резервирование нужно для повышения отказоустойчивости системы и заключается, как правило, в дублировании аппаратных модулей системы.

 

Рис. 2. Резервированный контроллер с коммуникациями Profibus и Ethernet.
 

Резервируемые модули работают параллельно и выполняют одни и те же функции. При этом один модуль находится в активном состоянии, а другой, являясь резервом, – в режиме “standby”. В случае отказа активного модуля, система автоматически переключается на резерв (это называется “горячий резерв”).

Обратите внимание, контроллеры связаны шиной синхронизации, по которой они мониторят состояние друг друга. Это решение позволяет разнести резервированные модули на значительное расстояние друг от друга (например, расположить их в разных шкафах или даже аппаратных).

Допустим, в данный момент активен левый контроллер, правый – находится в резерве. При этом, даже находясь в резерве, правый контроллер располагает всеми процессными данными и выполняет те же самые математические операции, что и левый. Контроллеры синхронизированы. Предположим, случается отказ левого контроллера, а именно модуля CPU. Управление автоматически передается резервному контроллеру, и теперь он становится главным. Здесь очень большое значение имеют время, которое система тратит на переключение на резерв (обычно меньше 0.5 с) и отсутствие возмущений (удара). Теперь система работает на резерве. Как только инженер заменит отказавший модуль CPU на исправный, система автоматически передаст ему управление и возвратится в исходное состояние.

На рис. 3 изображен резервированный контроллер S7-400H производства Siemens. Данный контроллер входит в состав РСУ Simatic PCS7.

 

 

Рис. 3. Резервированный контроллер S7-400H. Несколько другое техническое решение показано на примере резервированного контроллера FCP270 производства Foxboro (рис. 4). Данный контроллер входит в состав системы управления Foxboro IA Series.  

Рис. 4. Резервированный контроллер FCP270.
На базовой панели инсталлировано два процессорных модуля, работающих как резервированная пара, и коммуникационный модуль для сопряжения с оптическими сетями стандарта Ethernet. Взаимодействие между модулями происходит по внутренней шине (тоже резервированной), спрятанной непосредственно в базовую панель (ее не видно на рисунке).

На рисунке ниже показан контроллер AC800M производства ABB (часть РСУ Extended Automation System 800xA).  

Рис. 5. Контроллер AC800M.
 

Это не резервированный вариант. Контроллер состоит из двух коммуникационных модулей, одного СPU и одного локального модуля ввода/вывода. Кроме этого, к контроллеру можно подключить до 64 внешних модулей ввода/вывода.

При построении РСУ важно выбрать контроллер, удовлетворяющий всем техническим условиям и требованиям конкретного производства. Подбирая оптимальную конфигурацию, инженеры оперируют определенными техническими характеристиками промышленных контроллеров. Наиболее значимые перечислены ниже:

1.    Возможность полного резервирования. Для задач, где отказоустойчивость критична (химия, нефтехимия, металлургия и т.д.), применение резервированных конфигураций вполне оправдано, тогда как для других менее ответственных производств резервирование зачастую оказывается избыточным решением.

2.    Количество и тип поддерживаемых коммуникационных интерфейсов. Это определяет гибкость и масштабируемость системы управления в целом. Современные контроллеры способны поддерживать до 10 стандартов передачи данных одновременно, что во многом определяет их универсальность.

3.    Быстродействие. Измеряется, как правило, в количестве выполняемых в секунду элементарных операций (до 200 млн.). Иногда быстродействие измеряется количеством обрабатываемых за секунду функциональных блоков (что такое функциональный блок – будет рассказано в следующей статье). Быстродействие зависит от типа центрального процессора (популярные производители - Intel, AMD, Motorola, Texas Instruments и т.д.)

4.    Объем оперативной памяти. Во время работы контроллера в его оперативную память загружены запрограммированные пользователем алгоритмы автоматизированного управления, операционная система, библиотечные модули и т.д. Очевидно, чем больше оперативной памяти, тем сложнее и объемнее алгоритмы контроллер может выполнять, тем больше простора для творчества у программиста. Варьируется от 256 килобайт до 32 мегабайт.

5.    Надежность. Наработка на отказ до 10-12 лет.

6. Наличие специализированных средств разработки и поддержка различных языков программирования. Очевидно, что существование специализированный среды разработки прикладных программ – это стандарт для современного контроллера АСУ ТП. Для удобства программиста реализуется поддержка сразу нескольких языков как визуального, так и текстового (процедурного) программирования (FBD, SFC, IL, LAD, ST; об этом в следующей статье).

7.    Возможность изменения алгоритмов управления на “лету” (online changes), т.е. без остановки работы контроллера. Для большинства контроллеров, применяемых в РСУ, поддержка online changes жизненно необходима, так как позволяет тонко настраивать систему или расширять ее функционал прямо на работающем производстве.

8.    Возможность локального ввода/вывода. Как видно из рис. 4 контроллер Foxboro FCP270 рассчитан на работу только с удаленной подсистемой ввода/вывода, подключаемой к нему по оптическим каналам. Simatic S7-400 может спокойно работать как с локальными модулями ввода/вывода (свободные слоты на базовой панели есть), так и удаленными узлами.

9.    Вес, габаритные размеры, вид монтажа (на DIN-рейку, на монтажную панель или в стойку 19”). Важно учитывать при проектировании и сборке системных шкафов.

10.  Условия эксплуатации (температура, влажность, механические нагрузки). Большинство промышленных контроллеров могут работать в нечеловеческих условиях от 0 до 65 °С и при влажности до 95-98%.

[ http://kazanets.narod.ru/PLC_PART1.htm]

Тематики

• ПЛК (программируемые логические контроллеры)

Синонимы

• контроллер
• ПЛК

EN

• PLC
• programmable controller
• Programmable Logic Controller
• storage-programmable logic controller

DE

• speicherprogrammierbare Steuerung, f

FR

• automate programmable à mémoire

Русско-английский словарь нормативно-технической терминологии > программируемый логический контроллер

3.35 программируемая электроника (programmable electronics; РЕ): Электронное средство, основанное на использовании компьютерной технологии, и которое может включать в себя аппаратные средства и программное обеспечение, а также устройства ввода и/или вывода.

Источник: ГОСТ Р 53195.1-2008: Безопасность функциональная связанных с безопасностью зданий и сооружений систем. Часть 1. Основные положения оригинал документа

3.2.5 программируемая электроника (programmable electronic); РЕ: Основана на использовании компьютерных технологий и может включать в себя аппаратные средства и программное обеспечение, а также устройства ввода и/или вывода.

Примечание - Данный термин охватывает микроэлектронные устройства, основанные на одном или нескольких центральных процессорах (ЦП) и связанных с ними устройствах памяти и т.п.

ПРИМЕР - Оборудование, перечисленное ниже, относится к программируемым электронным устройствам:

- микропроцессоры;

- микроконтроллеры;

- программируемые контроллеры;

- специализированные интегральные схемы ( ASIC);

- программируемые логические контроллеры (ПЛК);

- другие компьютеризованные устройства (например, интеллектуальные датчики, преобразователи, устройства привода).

Источник: ГОСТ Р МЭК 61508-4-2007: Функциональная безопасность систем электрических, электронных, программируемых электронных, связанных с безопасностью. Часть 4. Термины и определения оригинал документа

программируемый логический контроллер
ПЛК
-
[Интент]

контроллер
Управляющее устройство, осуществляющее автоматическое управление посредством программной реализации алгоритмов управления.
[Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 107. Теория управления.
 Академия наук СССР. Комитет научно-технической терминологии. 1984 г.]

EN

storage-programmable logic controller
computer-aided control equipment or system whose logic sequence can be varied via a directly or remote-control connected programming device, for example a control panel, a host computer or a portable terminal
[IEV ref 351-32-34]

FR

automate programmable à mémoire
équipement ou système de commande assisté par ordinateur dont la séquence logique peut être modifiée directement ou par l'intermédiaire d'un dispositif de programmation relié à une télécommande, par exemple un panneau de commande, un ordinateur hôte ou un terminal de données portatif
[IEV ref 351-32-34]

• нано- ПЛК (менее 16 каналов);
• микро-ПЛК (более 16, до 100 каналов);
• средние (более 100, до 500 каналов);
• большие (более 500 каналов).

• моноблочными - в которых устройство ввода-вывода не может быть удалено из контроллера или заменено на другое. Конструктивно контроллер представляет собой единое целое с устройствами ввода-вывода (например, одноплатный контроллер). Моноблочный контроллер может иметь, например, 16 каналов дискретного ввода и 8 каналов релейного вывода;
• модульные - состоящие из общей корзины (шасси), в которой располагаются модуль центрального процессора и сменные модули ввода-вывода. Состав модулей выбирается пользователем в зависимости от решаемой задачи. Типовое количество слотов для сменных модулей - от 8 до 32;
• распределенные (с удаленными модулями ввода-вывода) - в которых модули ввода-вывода выполнены в отдельных корпусах, соединяются с модулем контроллера по сети (обычно на основе интерфейса RS-485) и могут быть расположены на расстоянии до 1,2 км от процессорного модуля.

• панельные (для монтажа на панель или дверцу шкафа);
• для монтажа на DIN-рейку внутри шкафа;
• для крепления на стене;
• стоечные - для монтажа в стойке;
• бескорпусные (обычно одноплатные) для применения в специализированных конструктивах производителей оборудования (OEM - "Original Equipment Manufact urer").

• универсальные общепромышленные;
• для управления роботами;
• для управления позиционированием и перемещением;
• коммуникационные;
• ПИД-контроллеры;
• специализированные.

• программируемые с лицевой панели контроллера;
• программируемые переносным программатором;
• программируемые с помощью дисплея, мыши и клавиатуры;
• программируемые с помощью персонального компьютера.

• на классических алгоритмических языках (C, С#, Visual Basic);
• на языках МЭК 61131-3.

• уменьшение габаритов;
• расширение функциональных возможностей;
• увеличение количества поддерживаемых интерфейсов и сетей;
• использование идеологии "открытых систем";
• использование языков программирования стандарта МЭК 61131-3;
• снижение цены.

Рис.1. Контроллер РСУ с коммуникациями Profibus и Ethernet.
 

Иногда на базовую панель, помимо указанных выше, допускается устанавливать модули ввода/вывода полевых сигналов, которые образуют так называемый локальный ввод/вывод. Однако для большинства РСУ (DCS) характерно использование именно распределенного (удаленного) ввода/вывода.

Отличительной особенностью контроллеров, применяемых в DCS, является возможность их резервирования. Резервирование нужно для повышения отказоустойчивости системы и заключается, как правило, в дублировании аппаратных модулей системы.

 

Рис. 2. Резервированный контроллер с коммуникациями Profibus и Ethernet.
 

Резервируемые модули работают параллельно и выполняют одни и те же функции. При этом один модуль находится в активном состоянии, а другой, являясь резервом, – в режиме “standby”. В случае отказа активного модуля, система автоматически переключается на резерв (это называется “горячий резерв”).

Обратите внимание, контроллеры связаны шиной синхронизации, по которой они мониторят состояние друг друга. Это решение позволяет разнести резервированные модули на значительное расстояние друг от друга (например, расположить их в разных шкафах или даже аппаратных).

Допустим, в данный момент активен левый контроллер, правый – находится в резерве. При этом, даже находясь в резерве, правый контроллер располагает всеми процессными данными и выполняет те же самые математические операции, что и левый. Контроллеры синхронизированы. Предположим, случается отказ левого контроллера, а именно модуля CPU. Управление автоматически передается резервному контроллеру, и теперь он становится главным. Здесь очень большое значение имеют время, которое система тратит на переключение на резерв (обычно меньше 0.5 с) и отсутствие возмущений (удара). Теперь система работает на резерве. Как только инженер заменит отказавший модуль CPU на исправный, система автоматически передаст ему управление и возвратится в исходное состояние.

На рис. 3 изображен резервированный контроллер S7-400H производства Siemens. Данный контроллер входит в состав РСУ Simatic PCS7.

 

 

Рис. 3. Резервированный контроллер S7-400H. Несколько другое техническое решение показано на примере резервированного контроллера FCP270 производства Foxboro (рис. 4). Данный контроллер входит в состав системы управления Foxboro IA Series.  

Рис. 4. Резервированный контроллер FCP270.
На базовой панели инсталлировано два процессорных модуля, работающих как резервированная пара, и коммуникационный модуль для сопряжения с оптическими сетями стандарта Ethernet. Взаимодействие между модулями происходит по внутренней шине (тоже резервированной), спрятанной непосредственно в базовую панель (ее не видно на рисунке).

На рисунке ниже показан контроллер AC800M производства ABB (часть РСУ Extended Automation System 800xA).  

Рис. 5. Контроллер AC800M.
 

Это не резервированный вариант. Контроллер состоит из двух коммуникационных модулей, одного СPU и одного локального модуля ввода/вывода. Кроме этого, к контроллеру можно подключить до 64 внешних модулей ввода/вывода.

При построении РСУ важно выбрать контроллер, удовлетворяющий всем техническим условиям и требованиям конкретного производства. Подбирая оптимальную конфигурацию, инженеры оперируют определенными техническими характеристиками промышленных контроллеров. Наиболее значимые перечислены ниже:

1.    Возможность полного резервирования. Для задач, где отказоустойчивость критична (химия, нефтехимия, металлургия и т.д.), применение резервированных конфигураций вполне оправдано, тогда как для других менее ответственных производств резервирование зачастую оказывается избыточным решением.

2.    Количество и тип поддерживаемых коммуникационных интерфейсов. Это определяет гибкость и масштабируемость системы управления в целом. Современные контроллеры способны поддерживать до 10 стандартов передачи данных одновременно, что во многом определяет их универсальность.

3.    Быстродействие. Измеряется, как правило, в количестве выполняемых в секунду элементарных операций (до 200 млн.). Иногда быстродействие измеряется количеством обрабатываемых за секунду функциональных блоков (что такое функциональный блок – будет рассказано в следующей статье). Быстродействие зависит от типа центрального процессора (популярные производители - Intel, AMD, Motorola, Texas Instruments и т.д.)

4.    Объем оперативной памяти. Во время работы контроллера в его оперативную память загружены запрограммированные пользователем алгоритмы автоматизированного управления, операционная система, библиотечные модули и т.д. Очевидно, чем больше оперативной памяти, тем сложнее и объемнее алгоритмы контроллер может выполнять, тем больше простора для творчества у программиста. Варьируется от 256 килобайт до 32 мегабайт.

5.    Надежность. Наработка на отказ до 10-12 лет.

6. Наличие специализированных средств разработки и поддержка различных языков программирования. Очевидно, что существование специализированный среды разработки прикладных программ – это стандарт для современного контроллера АСУ ТП. Для удобства программиста реализуется поддержка сразу нескольких языков как визуального, так и текстового (процедурного) программирования (FBD, SFC, IL, LAD, ST; об этом в следующей статье).

7.    Возможность изменения алгоритмов управления на “лету” (online changes), т.е. без остановки работы контроллера. Для большинства контроллеров, применяемых в РСУ, поддержка online changes жизненно необходима, так как позволяет тонко настраивать систему или расширять ее функционал прямо на работающем производстве.

8.    Возможность локального ввода/вывода. Как видно из рис. 4 контроллер Foxboro FCP270 рассчитан на работу только с удаленной подсистемой ввода/вывода, подключаемой к нему по оптическим каналам. Simatic S7-400 может спокойно работать как с локальными модулями ввода/вывода (свободные слоты на базовой панели есть), так и удаленными узлами.

9.    Вес, габаритные размеры, вид монтажа (на DIN-рейку, на монтажную панель или в стойку 19”). Важно учитывать при проектировании и сборке системных шкафов.

10.  Условия эксплуатации (температура, влажность, механические нагрузки). Большинство промышленных контроллеров могут работать в нечеловеческих условиях от 0 до 65 °С и при влажности до 95-98%.

[ http://kazanets.narod.ru/PLC_PART1.htm]

Тематики

• ПЛК (программируемые логические контроллеры)

Синонимы

• контроллер
• ПЛК

EN

• PLC
• programmable controller
• Programmable Logic Controller
• storage-programmable logic controller

DE

• speicherprogrammierbare Steuerung, f

FR

• automate programmable à mémoire

Русско-французский словарь нормативно-технической терминологии > программируемый логический контроллер

автопереговоры
С помощью функции Auto-negotiation два взаимодействующих устройства PHY могут автоматически выбрать наиболее эффективный режим работы.
Описанная ниже схема Auto-negotiation является теперь стандартом технологии 100Base-T. До этого производители применяли различные собственные схемы автоматического определения скорости работы взаимодействующих портов, которые не были совместимы. Принятую в качестве стандарта схему Auto-negotiation предложила первоначально компания National Semiconductor под названием NWay.
Всего в настоящее время определено 5 различных режимов работы, которые могут поддерживать устройства PHY TX или PHY T4 на витых парах:
10Base-T - 2 пары категории 3;
10Base-T full-duplex - 2 пары категории 3;
100Base-TX - 2 пары категории 5 (или Type 1A STP);
100Base-TX full-duplex - 2 пары категории 5 (или Type 1A STP);
100Base-T4 - 4 пары категории 3.
Режим 10Base-T имеет самый низкий приоритет при переговорном процессе, а режим 100Base-T4 - самый высокий. Переговорный процесс происходит при включении питания устройства, а также может быть инициирован и в любой момент модулем управления.
Для организации переговорного процесса используются служебные сигналы проверки целостности линии технологии 10Base-T - link test pulses, если узел-партнер поддерживает только стандарт 10Base-T. Узлы, поддерживающие функцию Auto-negotiation, также используют существующую технологию сигналов проверки целостности линии, при этом они посылают пачки таких импульсов, инкапсулирующие информацию переговорного процесса Auto-negotiation. Такие пачки носят название Fast Link Pulse burst (FLP).
Устройство, начавшее процесс auto-negotiation, посылает своему партнеру пачку импульсов FLP, в котором содержится 8-битное слово, кодирующее предлагаемый режим взаимодействия, начиная с самого приоритетного, поддерживаемого данным узлом.
Если узел-партнер поддерживает функцию Auto-negotuiation и также может поддерживать предложенный режим, то он отвечает пачкой импульсов FLP, в которой подтверждает данный режим и на этом переговоры заканчиваются. Если же узел-партнер может поддерживать менее приоритетный режим, то он указывает его в ответе и этот режим выбирается в качестве рабочего. Таким образом, всегда выбирается наиболее приоритетный общий режим узлов.
Узел, который поддерживает только технологию 10Base-T, каждые 16 миллисекунд посылает импульсы для проверки целостности линии, связывающей его с соседним узлом. Такой узел не понимает запрос FLP, который делает ему узел с функцией Auto-negotiation, и продолжает посылать свои импульсы. Узел, получивший в ответ на запрос FLP только импульсы проверки целостности линии, понимает, что его партнер может работать только по стандарту 10Base-T и устанавливает этот режим работы и для себя. [Источник: http://data.mf.grsu.by]
[ http://www.morepc.ru/dict/]

Тематики

• информационные технологии в целом

EN

• auto negotiation

оборудование станции
В данном контексте “узел” означает конструкцию, систему или элемент. Вспомогательные средства системы безопасности {safety system support features}. Комплект оборудования, который обеспечивает такие виды обслуживания, как охлаждение, смазка и подача энергии, необходимые для системы защиты (системы управления защитными действиями) и систем обслуживания устройств безопасности (исполнительных систем безопасности). После постулируемого исходного события срабатывание некоторых требующихся вспомогательных средств (устройств) системы безопасности может быть инициировано системой защиты, а срабатывание других средств может инициироваться системами обслуживания устройств безопасности, которые обслуживают их; инициирование срабатывания других требующихся вспомогательных средств системы безопасности может не считаться необходимым, если они находятся в задействованном состоянии во время постулируемого исходного события. Система безопасности {safety system}. Система, важная для безопасности, обеспечивающая безопасный останов реактора или отвод остаточного тепла из активной зоны, либо ограничивающая последствия ожидаемых при эксплуатации событий и проектных аварий. Системы безопасности состоят из системы защиты, систем обслуживания устройств безопасности (исполнительных систем безопасности) и вспомогательных средств системы безопасности. Элементы систем безопасности могут предусматриваться исключительно для выполнения функций безопасности или могут выполнять функции безопасности в некоторых эксплуатационных состояниях установки и не связанных с безопасностью функций в других эксплуатационных состояниях. система защиты (система управления защитными действиями) {protection system}. Система, которая контролирует эксплуатацию реактора и которая при обнаружении ненормального условия (состояния) автоматически включает действия, направленные на предотвращение небезопасного или потенциально небезопасного режима. Здесь термин защита означает защиту станции (см. защита (2)). Система в этом случае охватывает все электрические и механические устройства и схемы от датчиков до входных клемм исполнительного устройства. Система обслуживания устройств безопасности (исполнительная система безопасности) {safety actuation system}. Комплекс оборудования, необходимого для выполнения требуемых действий по обеспечению безопасности, инициируемых системой защиты. Система, связанная с безопасностью {safety related system}. Система, важная для безопасности, которая не является частью системы безопасности. Система связанных с безопасностью контрольно-измерительных приборов и систем управления и защиты, как, например, система контрольно-измерительных приборов и систем управления и защиты, которая является важной для безопасности, но которая не является частью системы безопасности. Узел, важный для безопасности {item important to safety}. Узел, который является частью группы безопасности и/или неисправность или отказ которого может привести к радиационному облучению персонала на площадке или лиц из населения. Узлы, важные для безопасности, включают: — конструкции, системы и элементы, неисправность или отказ которых могут приводить к чрезмерному радиационному облучению персонала на площадке или лиц из населения; — конструкции, системы и элементы, которые препятствуют тому, чтобы ожидаемые при эксплуатации события приводили к аварийным условиям; — средства, которые предусматриваются для смягчения последствий неисправности или отказа конструкций, систем и элементов. Узел, связанный с безопасностью {safety related item}. Узел, важный для безопасности, который не является частью системы безопасности.
[Глоссарий МАГАТЭ по вопросам безопасности]

Тематики

• МАГАТЭ

EN

• plant equipment

не́рвный у́зел — ganglion m

телефо́нный у́зел — central téléphonique

у́зел оборо́ны — centre de résistance

разруби́ть го́рдиев у́зел — trancher le nœud gordien

идти́ со ско́ростью 20 узло́в — filer vingt nœuds