Катрон-СКЗ

Многофункциональный контроллер «Катрон-СКЗ»
(полностью совместим с контроллерами «Катрон-1» и «Униконт-СКЗ»)

katronskz1

Контроллеры серии «Катрон» являются универсальным микропроцессорным устройством, предназначенным для построения управляющих и информационных систем автоматизации технологических процессов — осуществления измерения электрических величин, как непосредственно так и посредством подключения внешних датчиков, контроля и управления источниками постоянного тока и другими электронными устройствами, передачи измеряемых величин и прием команд управления по каналам GSM-связи и проводным линиям.

Контроллер модификации «Катрон-СКЗ» запрограммирован для решения задач мониторинга и управления оборудованием электрохимической защиты (станций катодной защиты и электродренажной защиты) и является более совершенной модификацией производившихся ранее контроллеров «Катрон-1» и «Униконт-СКЗ». В настоящее время контроллеры данной серии штатно устанавливаются в устройства катодной защиты «Дон-ТМ», а в рамках интеграции оборудования ЭХЗ в систему телемеханики «ДОН-СТЕЛ-К» устанавливались в станции катодной защиты УКЗТ ранних модификаций, КСЭР, В-ОПЕ-ТМ, В-ОПЕ-М, ОПС и ПКЗ-АР в качестве дополнительного модуля, как с функциями контроля параметров, так и с функцией управления оборудованием. Тем не менее, архитектура контроллера позволяет программировать алгоритм его работы для решения задач самого разного профиля с использованием набора встроенных дискретных, аналоговых и цифровых входов/выходов.

Контроллер оснащен цифровым дисплеем, позволяющим визуализировать измеренные величины и служебные данные и, клавиатурой для осуществления ввода команд управления. Базовое программное обеспечение контроллера позволяет конечному пользователю самостоятельно программировать режимы работы оборудования ЭХЗ как удаленно, так и посредством ввода команд со встроенной клавиатуры.

Для удаленного мониторинга контроллеров возможно использование специально поставляемого терминального программного обеспечения «СТЕЛ-К» либо SCADA систем.

Базовые функциональные возможности контроллера «Катрон-СКЗ», обеспечиваемые в составе станции катодной защиты.

Параметры, измеряемые и передаваемые контроллером по каналам системы телемеханики:
— Значение выходного напряжения ПКЗ
— Значение выходного тока ПКЗ
— Значение защитного потенциала на сооружении (при подключении электрода сравнения ЭСМС)
— Показания счетчика моточасов и счетчика времени работы ПКЗ в установленном режиме
— Показания счетчика электроэнергии (при установке счетчика соответствующего типа)
— Передача сигнала тревоги на диспетчерский пост и дублирование сигнала через СМС на мобильный телефон персонала.
— Ведение архива электронного журнала работы ПКЗ, с дискретностью измерений в 1 час и объемом журнала – 2 месяца.

Дизайн 2016 модельного года
Дизайн 2016 модельного года

Устройство и состав контроллера.

shema1Структурная схема контроллера в составе управляемого источника постоянного тока на примере станции катодной защиты (СКЗ) показана на рисунке 1.

Коммутационный отсек контроллера показан на рисунке 2.
shema2

Модуль GSM

Встроенный модуль сотовой связи GSM/GPRS является двухдиапазонным 900/1800 МГц и обеспечивает обмен информацией между диспетчерским пунктом и контроллером по каналу передачи данных и SMS-сообщений. Текущее состояние модуля отображается светодиодным индикатором GSM. Доступ к SIM-карте осуществляется через съёмную нижнюю крышку корпуса контроллера.

Клавиатура контроллера
Плёночная клавиатура контроллера предназначена для местного изменения, просмотра и ввода основных текущих параметров и режимов работы источника постоянного тока. Пять клавиш контроллера имеют интуитивно понятное назначение.

Цифровой шестиразрядный семисегментный светодиодный индикатор
Светодиодный индикатор используется для отображения информации о значении измеренных величин и о текущем состоянии контроллера, а также при вводе команд управления контроллером.

Часы реального времени
Встроенные часы реального времени обеспечивают синхронизацию алгоритмов работы контроллера с текущим временем. Они осуществляют счет времени с учетом високосных годов вплоть до 2100 года. Схема часов является энергонезависимой, ее питание в случае отсутствия внешнего напряжения обеспечивается специальной резервной батареей CR2032. Доступ к батарее осуществляется через съёмную нижнюю крышку контроллера (см. рисунок 2).

Энергонезависимая память EEPROM
В контроллере предусмотрено ведение архива основных параметров измеряемых контроллером. К ним относятся ток, напряжение, защитный потенциал (высокоомный измерительный вход напряжения постоянного тока), мощность по постоянному току, общая потреблённая мощность, моточасы и температура внутри корпуса контроллера. Записи ведутся в виде циклического архива с общим количеством записей до 1440 (среднечасовые значения за 60 суток). Считывание параметров осуществляется дистанционно с персонального компьютера, оснащенного GSM/GPRS модемом и специальным программным обеспечением.

Датчик температуры
Цифровой датчик температуры интегрирован в микроконтроллер, позволяет осуществлять контроль температуры внутри корпуса контроллера в диапазоне от – 40 до 99 °С.

Вход для подключения первичного источника питания
Вход для подключения первичного источника питания переменного тока напряжением 8-15 В к контроллеру (см. рисунок 2, XP14.8 и XP14.10), предназначен для обеспечения его работоспособности в основном режиме.

Вход подключения внешнего аккумулятора
Вход подключения внешнего аккумулятора к контроллеру предназначен для обеспечения его бесперебойной работы в случае пропадания первичного питания. Контроллер отключает неиспользуемую периферию, прекращает ведение архивных записей и переходит в режим пониженного энергопотребления. Это позволяет существенно увеличить время работы контроллера при питании от аккумулятора. Внешним признаком отсутствия первичного питания является горящая точка в правом нижнем углу индикатора. Заряд аккумулятора начинается контроллером автоматически при включении первичного питания.

Аналого-цифровой преобразователь контроллера
Аналого-цифровой преобразователь контроллера обеспечивает разрешение 17 бит в диапазоне от 0 до 1.55 В. К аналоговым входам можно подключать устройства с выходом по напряжению (см. таблицу 1). Коэффициенты пересчёта, предельные уровни сигналов определены производителем для каждого входа.

Таблица 1

Параметр СКЗ Аналоговые входы контроллера
Ток Напряжение Защитный потенциал
Вход дифференциальный Да Нет Да
Диапазон напряжения на
входе канала контроллера, В
0-0.075 0-100 0-5

Аналоговый вход измерения постоянного тока
Аналоговый вход измерения тока контроллера производит вычисление напряжения падения на калиброванном стационарном токовом шунте типа 75ШСММ3-100-0,5 (100 А) в диапазоне от 0 до 75 мВ в ток.
Выходной ток источника питания, измеряемый контроллером, находится в диапазоне от 1 до 100 А.
При использовании измерительного токового шунта с номинальным значением 300 А, диапазон измерения постоянного тока контроллера изменится от 1 до 300 А.

Аналоговый вход измерения напряжения
Аналоговый вход измерения напряжения постоянного тока  на выходе источника питания.
Выходное напряжение источника питания, измеряемое контроллером, находится в диапазоне от 0 до 100 В.

Аналоговый вход измерения защитного потенциала (напряжения от внешнего источника постоянного тока)
Аналоговый вход измерения защитного потенциала, предназначен для подключения внешнего датчика потенциала. Особенностью данного входа является большое входное сопротивление, не менее 10 МОм. Диапазон измеряемого контроллером потенциала от 0 В и до -5 В.

Дискретные входы датчика скорости коррозии (внешние датчики типа «сухой контакт» с общим проводом)
Дискретные входы датчика скорости коррозии контроллера, предназначены для определения эффективности системы противокоррозионной защиты путем контроля скорости коррозии до четырёх единичных индикаторов разного диаметра встроенных в один датчик.

Счётно-импульсный вход
Счётно-импульсный вход контроллера предназначен для подключения телеметрического выхода счётчика активной энергии переменного тока. Счёт импульсов контроллер ведёт в течении часа от 0 минут 00 секунд текущего часа до 0 минут 00 секунд следующего часа.
Общая израсходованная электроэнергия источника питания СКЗ сохраняется в энергонезависимой памяти контроллера. Записи ведутся каждый час в виде циклического архива с общим количеством записей до 1440 (часовые значения за 60 суток).

Дискретный вход выбора канала связи CAN/GSM
Дискретный вход выбора канала связи CAN/GSM предназначен для оповещения контроллера о подключении внешнего терминала по CAN-интерфейсу. Получив сигнал (+5 В), контроллер отключает модуль GSM/GPRS и работает только по проводному каналу связи.

Вход подключения датчика охранной сигнализации (открытия двери шкафа устройства)
Вход подключения датчика открытия двери информирует контроллер о положении двери шкафа устройства — закрыта или открыта. Получив сигнал от датчика,  контроллер передаёт абонентам сообщение о данном событии в виде тревожного SMS-сообщения. Всего может быть прописано в контроллер до 4-х телефонных номеров, на которые будут отправлены сообщения, в том числе и номер модема компьютера с установленной терминальной программой.

Гальванический развязанный двухпроводный вход общего назначения
Гальванический развязанный двухпроводный вход общего назначения, функции которого программируются отдельно по запросу потребителя.

Выходы контроллера

Гальванический развязанный четырёхпроводный выход управления тиристорами
Гальванический развязанный четырёхпроводный выход управления тиристорами предназначен для создания управляющего сигнала, необходимого для надежного отпирания тиристоров. Для формирования корректных управляющих сигналов контроллер, синхронизируется с сетевым напряжением и изменяя угол открытия тиристоров, регулирует выходное напряжение. Данное напряжение возможно использовать в качестве опорного, для формирования управляющего сигнала внешними устройствами.
Гальванический развязанный двухпроводный выход общего назначения
Гальванический развязанный двухпроводный выход общего назначения программируются отдельно по запросу потребителя. Данный выход может использоваться для включения различных внешних устройств.
Выход +5 В, питание CAN интерфейса.
Выход +5 В, питание CAN интерфейса предназначен для питания гальванической развязки внешнего терминального устройства, например счётчика активной энергии переменного тока «Меркурий 200».

Интерфейс

CAN-интерфейс контроллера
CAN-интерфейс контроллера предназначен для подключения к нему внешних устройств, например счётчика электрической энергии «Меркурий 200». Для считывания с него технологических параметров, таких как первичное напряжение сети, ток и потреблённая электроэнергия. Так же этот порт используется при настройке контроллера с помощью специального программного обеспечения.

Индикация контроллера

Светодиодные индикаторы
Светодиодные индикаторы, расположенные по бокам цифрового индикатора, предоставляют возможность первичной диагностики неисправности контроллера, состояние канала связи, а так же визуализацию выполняемых контроллером рабочих процессов.

Спецификации

Контроллер

Напряжение питания 8-15 В
Потребляемый ток в основном режиме,
не более
100 мА
Потребляемый ток в режиме энергосбережения, не более 30 мА
Потребляемый ток в режиме сеанса связи,
не более
400 мА
Количество аналоговых входов 3 шт.
Количество дискретных (релейных) входов 8 шт.
Количество датчиков температуры (интегрирован в микроконтроллер) 1 шт.
Количество телефонных номеров записываемых в контроллер 4 шт.
Модуль сотовой связи GSM/GPRS (съёмный) 1 шт.
Рабочая температура -40…+50 °С
Габаритные размеры без выступающих элементов, не более
• длина
• ширина
• глубина
135 мм
120 мм
60 мм

Модуль GSM/GPRS

Стандарт GSM EGSM(900)/GSM1800
Максимальная излучаемая мощность (EGSM) 33 dBm ± 2 dB
Минимальная излучаемая мощность (EGSM) 5 dBm ± 5 dB
Максимальная излучаемая мощность (GSM1800) 30 dBm ± 2 dB
Минимальная излучаемая мощность (GSM1800) 0 dBm ± 5 dB

Аналого-цифровой преобразователь

Параметр Мин. Макс. Единицы
Разрешение АЦП до 17 бит
Частота выборок до 10 в секунду
Диапазон входного сигнала АЦП:
• канала №1 (измерение напряжения)
• канала №2 (измерение тока)
• канала №3 (измерение потенциала)
0 1,55 В
Нестабильность опорного напряжения
(типовое значение)
0,0015 %/°C
Нелинейность АЦП (отклонение от прямой, проведённой через минимальное и максимальное значения) 0,015 0,060 %
Дрейф нуля АЦП 1 2 mV/°C
Дрейф нуля ОУ (типовое значение):
• канала №1 (измерение напряжения)
• канала №2 (измерение тока)
• канала №3 (измерение потенциала)
1 mV/°C
Входное напряжение контроллера:
• канала №1 (измерение напряжения)
• канала №2 (измерение тока)
• канала №3 (измерение потенциала)
0
0
0
100
75
5
В
мВ
В
Входное сопротивление контроллера:
• канала №1 (измерение напряжения)
• канала №2 (измерение тока)
• канала №3 (измерение потенциала)
100
1
10
кОм
МОм
МОм
Входная емкость контроллера:
• канала №1 (измерение напряжения)
• канала №2 (измерение тока)
• канала №3 (измерение потенциала)
0,1
0,1
0,1
мкФ
мкФ
мкФ

Датчик температуры

Измеряемая температура –40 … +99 °С
Разрешение 1 °С

Контроллеры управления серии «Катрон» имеют свидетельство об утверждении типа средств измерения. Свидетельство об утверждении средств измерения

Контроллеры управления серии «Катрон» успешно прошли в 2015 году добровольную сертификацию в системе «ГАЗПРОМСЕРТ».

%d1%81%d0%b5%d1%80%d1%82%d0%b8%d1%84%d0%b8%d0%ba%d0%b0%d1%82-%d0%b3%d0%b0%d0%b7%d0%bf%d1%80%d0%be%d1%81%d0%b5%d1%80%d1%82