Применение логического тестера для диагностики исправности контроллера УЗЭП

1
Диагностика контроллеров УЗЭП
с применением логического тестера
Контроллер УЗЭП
Пульт ППС-02
Тестер УЗЭП
Соединительный
жгут
Предлагаемый метод позволяет электротехническому персоналу самостоятельно проводить
автоматическую, качественную и быструю диагностику исправности контроллеров УЗЭП.
Информационный
кабель ППС-02

2
Проблемы традиционной диагностики УЗЭП
непосредственно в схеме СУ СКАД-0-УЗЭП
Неисправности могут быть не в УЗЭП, а в цепях и в коммутационной аппаратуре СУ;
Необходимо знать взаимозависимости входных и выходных сигналов УЗЭП;
Необходимо хорошо знать устройство и работу СУ во взаимодействии с контроллером УЗЭП, т.е. представлять алгоритмы автоматического управления электроприводом станка;
При проверке УЗЭП непосредственно в СУ измерительными приборами с проведением ручных переключений проводников можно ошибочно вывести из строя исправные входы или выходы УЗЭП;
5. Диагностика УЗЭП методом его замены на запасной непосредственно в СУ может приводить к выводу из строя исправных контроллеров из-за скрытых неисправностей в цепях СУ, например, при замыканиях между фазными и сигнальными проводниками;
Электротехническому ремонтному персоналу затруднительно диагностировать исправность входов и выходов УЗЭП, через которые к АСУТП подключаются различные приборы КИПиА (расходомеры, датчики давления и т.п.);
Ошибочная диагностика УЗЭП может привести к повышенным простоям скважин;
8. Из-за неполной диагностики УЗЭП возможна отправка в ремонт исправных контроллеров.

Назначение и применение тестера УЗЭП
3
1. Тестер предназначен для выполнения автоматической
диагностики контроллеров УЗЭП.
2. Диагностика включает в себя набор отдельных проверок,
разделённых по функциональному назначению входов и
выходов контроллера, в т.ч. считывания ключей TOUCH
Memory, цифрового порта RS-485 и выходов питания «+12vExt»
на ДП и ДО и «+12v ВЫХ» на БВИ.
3. Подключение тестера к проверяемому УЗЭП производится
через двунаправленный жгут, имеющий на своих
окончаниях наборы разъёмов, аналогичных штатным
разъёмам в СУ «СКАД-0-УЗЭП» (см.фото на первом слайде).
4. Запуск в УЗЭП диагностики и получение её результатов осуществляется с помощью пульта ППС-02,
подключаемого к разъёму RS-232 на лицевой панели проверяемого УЗЭП.
5. Проверяемый УЗЭП и пульт ППС-02 получают электропитание постоянным напряжением 12 вольт
от внутреннего блока питания тестера, питаемого от сети напряжением 220 вольт. Мощность
электропотребления тестера с подключенными к нему УЗЭП и ППС-02 от сети 220 вольт не более 10 Вт.
6. Программу диагностики выполняет тестируемый контроллер УЗЭП. Для этого в УЗЭП необходимо
однократно записать новую версию программного обеспечения.
7. Переключение проверок тестовой программы может выполняться в автоматическом и в ручном режимах.
8. Принцип диагностики УЗЭП с применением тестера основан на множественных и параллельных
взаимопроверках входов через выходы и наоборот выходов через входы.
9. Для исключения ошибок проверки выполняются параллельно по группам входов и выходов
контроллера. Обнаруженные исправные входы и выходы используются в следующих проверках
других входов и выходов УЗЭП.
10. Применение тестера позволит стандартизировать на высоком качественном уровне диагностику
контроллеров УЗЭП и снизить эксплуатационные затраты предприятия.

Примеры представления на экране ППС-02
результатов проверок УЗЭП
4
1. На экран ППС-02 выведено сообщение о неисправности выхода «ПУСК» (реле К1)
проверяемого контроллера УЗЭП. Этот выход используется для включения
электропривода.
2. На экран ППС-02 выведено сообщение о неисправности входа ТС4 с переключателя
режимов работы СУ«Ручной/Автоматический» проверяемого контроллера УЗЭП. Этот
вход используется для определения контроллером УЗЭП выбранного режима
управления электроприводом.
3. Информация о неисправностях УЗЭП представляется как в расшифрованном
для каждого неисправного входа или выхода виде, так и мнемонически сразу на одном
экране по всем входам и выходам. Также на экран выдаётся краткое описание
функционального назначения в СУ конкретного неисправного входа или выхода. Это
удобно при проведении экспресс оценки исправности контроллеров УЗЭП.

Подключение тестера УЗЭП
5
Плотно присоединить 8 зелёных
розеток жгута к соответствующим вилкам на боковых сторонах
корпуса УЗЭП.
2. Присоединить информационный
кабель ППС-02 к разъёму RS-232
на лицевой стороне корпуса УЗЭП.
3. Присоединить информационный
кабель к ППС-02 и вилку жгута
к розетке на боковой стороне
корпуса тестера.
4. Подключить вилку сетевого провода от тестера к розетке 220 вольт. При автономной работе можно использовать любой автоинвертор 12/220 вольт.
5. Включить тестер сетевым
выключателем на его
задней боковой стороне,
который при исправном
предохранителе должен
подсветиться.
*Примечание: только при аккуратном выполнении всех
присоединений будет проведена
достоверная диагностика УЗЭП !

Запуск программы диагностики
тестера УЗЭП
6
После включения тестера на его передней боковой стороне практически
одновременно должны загореться красный «Сеть» и зелёный «УЗЭП»
светодиоды. Зелёный светодиод может периодически переключаться.
Включение контроллера УЗЭП показывают переключающийся двухцветный
красно-зелёный светодиод «Системный» на лицевой стороне корпуса УЗЭП и
зелёный светодиод на передней боковой стороне тестера.
2. При включении пульта ППС-02
на экран выводится служебная
информация и затем запускается
1 пункт главного меню.
3. Нажатием клавиши «стрелка вверх»
пульта ППС-02 выбирается 8 пункт
меню «ТЕРМИНАЛ». Далее нажатием
клавиши «стрелка вправо»
устанавливается связь ППС-02 с УЗЭП
и запускается терминальный режим
обмена информацией пульта с УЗЭП.
4. Нажатием клавиши «стрелка вверх»
выбирается экран тестовой
программы. На экране дана краткая
инструкция по запуску, остановке и
переключению проверок. Соответственно, необходимо нажать более
3 раз клавишу «1» для запуска ручного переключения проверок или
клавишу «5» для запуска автоматического переключения проверок.
Ручное переключение проверок производится тумблером «УЗЭП/КП»
на лицевой панели контроллера. В нижней строке указан режим
«СТОП», который устанавливается при входе в экран или клавишей «0».
5. Внешний вид включенного тестера
с выбранной тестовой программой
представлен на фотографии ниже.

Выполнение программы диагностики тестера УЗЭП
7
2. После запуска теста в ручном режиме выводится пустой итоговый экран. Однократными переключениями тумблера
«УЗЭП/КП» последовательно выбираются экраны проверки исправности 16-ти дискретных входов ТС. На пятом экране
приведена итоговая информация по проверке входов ТС.
Значком «+» обозначается исправное состояние входа, значком «_» – неисправное состояние входа. Информация по
16-ти входам расположена во второй строке – слева самый старший, а справа самый младший вход.
При выявлении неисправных входов, в примере это входы ТС4 и ТС16, на следующем экране указывается общее
количество обнаруженных неисправных дискретных входов. Далее на отдельных экранах расшифровывается каждый
неисправный вход. Также приводится
функциональное назначение входа в СУ СКАД.
Кроме неисправности входов проверяется их
замыкание между собой.
3. Следующая группа проверок предназначена для диагностики исправности 4-х аналоговых входов ТИТ. Входы
проверяются в трёх точках шкалы 4 – 20 mA.
На экран в третьей стоке выводятся
коды измерений. В нижней строке третьего экрана
нам уже известными значками соответственно
указывается слева направо информация об исправности входов ТИТ4, ТИТ3, ТИТ2, ТИТ1.
Необходимо понимать, что тестером производится только приблизительная оценка исправности аналоговых входов
ТИТ. Проверка на погрешность измерений по аналоговым входам УЗЭП прибором в данном исполнении не предусмотрена.
1. Для исключения случайного запуска теста при подключенном к СУ контроллере УЗЭП тестовая программа постоянно
проверяет наличие на входах фаз Ua, Ub, Uc напряжений более 50 вольт. При обнаружении хотя бы на одной фазе
напряжения более 50 вольт тестовая программа либо не запускается, либо останавливается. При этом все выходы
отключаются и на экран выдаётся сообщение о необходимости отключения от УЗЭП напряжения и штатных разъёмов.
***Для исключения возможной порчи СК (ПЦ) или травмирования персонала запрещается запуск тестовой
программы УЗЭП при включенной СУ и при подключенных к контроллеру УЗЭП 8-ми штатных разъёмов!!!

Выполнение программы диагностики тестера УЗЭП
8
4. Далее выполняются проверки 9-ти дискретных выходов. По каждому выходу выводится назначение и
состояние по исправности. Проверка выходов производится по двум наборам по парам выходов.
В каждой паре выходов присутствует выход, коммутирующий какую либо цепь СУ,
а также выход, выполняющий вспомогательные функции индикации или управления
электронным ключом. Это повышает вероятность работы в тесте пары выходов.
По информации в третьей строке экрана можно понять функциональное назначение
выхода. В примере выявлена неисправность выхода «ПУСК», предназначенного для включения
электропривода.
5. Контроллер УЗЭП имеет возможность работать в составе систем АСУТП через цифровой порт связи RS-485.
Проверка исправности порта производится по передаче в УЗЭП из тестера и по приёму из УЗЭП в тестер
сигналов «0» и «1». На экранах проверок видно прохождение этих сигналов. На четвёртом экране
выводится результат проверки порта. В примере видно, что вход порта УЗЭП исправен – переключается, а
на выходе порта всегда установлен «0». Сделан вывод, что порт RS-485 неисправен.

Выполнение программы диагностики тестера УЗЭП
9
6. Контроллер УЗЭП имеет 3 входа измерения фазных напряжений и 3 входа измерения фазных токов.
В УЗЭП установлена специализированная измерительная микросхема, применяемая в коммерческих
счётчиках расхода электроэнергии. За счёт этого в УЗЭП достигается высокая точность измерений
энергетических величин. Однако, на участке шкалы измерений, близком к нулевому значению, входы Ua,
Ub, Uc и Ia, Ib, Ic имеют небольшие остаточные значения. Это видно на первом экране, когда сигналы
отключены от входов. Практически доказано, что уже при подаче напряжений более нескольких вольт и
токов в несколько единиц ампер погрешность измерений снижается до уровня 1 – 2 % - измерения на
втором экране по фазно совпадают друг с другом.
С целью обеспечения безопасности персонала от поражения электрическим током в тестере применяется
пониженное гальванически развязанное от электропитающей сети измерительное переменное
напряжение 24 вольта. Этого напряжения вполне достаточно для определения исправности входов
измерения фазных напряжений. Фазные токи формируются из этого же переменного напряжения 24 вольта.
На экран пульта выводятся значения измеренных фазных напряжений в вольтах, а фазных токов в амперах.
Последовательность вывода справа налево: справа – фаза А, слева – фаза С.
В нижней строке второго экрана значками «+» и «_» показывается состояние исправности фазных входов.
Cлева направо выводятся Ic, Ib, Ia, Uc, Ub, Ua.
В примере вход для измерения фазы напряжения Ua неисправен - нет нормального значения напряжения
во второй строке и в нижней строке выведен значок «_».

Выполнение программы диагностики тестера УЗЭП
10
7. При последней проверке определяется исправность постоянного напряжения «+12vExt», выдаваемого из УЗЭП для питания внешних
датчиков, например, датчика ДП положения редуктора и датчика
оборотов ДО электродвигателя СК (ПЦ). Как уже было сказано ранее,
в наличии этого напряжения можно убедиться по свечению зелёного
светодиода «ПИТАНИЕ УЗЭП», расположенного на передней боковой
стороне тестера. Результат проверки выводится на соответствующий экран.
8. После выполнения всех проверок, описанных выше, на экран пульта выводится сводная информация
следующего содержания:
- во второй строке выведена информация об исправности всех
дискретных входов – крайний справа ТС1, крайний слева ТС16;
- в третьей строке слева выведена информация об исправности 9-ти
дискретных выходов. Последовательность расположения
соответствует последовательности подключения выходов на разъёмах на передней боковой стороне
корпуса контроллера УЗЭП, а именно слева направо: «ТУ4», «DATA_O», «CLK_O», «SOUND», «TOUCH»,
«К3.3», «К3.2», «СТОП», «ПУСК». В примере обнаружена неисправность выхода «ПУСК».
- в третьей строке справа после буквы «Ф» (фазы) слева направо выводится состояние исправности
входов Ic, Ib, Ia, Uc, Ub, Ua. В примере вход Ua неисправен.
- в нижней строке слева направо выводится состояние исправности входов ТИТ4, ТИТ3, ТИТ2, ТИТ1.
- после буквы «R» выводится состояние исправности порта RS-485. В примере он неисправен.
9. При следующем переключении тумблера «УЗЭП/КП» тестирование начнётся снова с первой проверки.
10. Режим автоматического переключения проверок теста выполняется аналогично ручному режиму. После
выполнения всех проверок программа останавливается на последнем сводном экране (п.8).
Длительность выполнения тестовой программы в автоматическом режиме менее 2 минут.
11. Отсоединение контроллера УЗЭП производится только в отключенном состоянии тестера !
При этом красный светодиод «ПИТАНИЕ СЕТЬ» на тестере должен быть погашен.
12. После завершения теста при включении контроллера УЗЭП выполняется штатная программа по управлению
электроприводом.

1. Предлагаемая методика диагностики контроллеров УЗЭП позволяет упростить и стандартизировать их проверку.
2. Учитывая большое количество контроллеров УЗЭП, эксплуатируемых в силовых станциях управления приводами ШГН в ОАО «Татнефть», применение тестера УЗЭП позволило бы существенно уменьшить время ремонта СУ «СКАД-0-УЗЭП» , сократить простои скважин и эксплуатационные затраты предприятия.
3. Было бы оптимальным оснащение каждой бригады электротехнического персонала, обслуживающего СУ «СКАД-0-УЗЭП», аналогичным тестером УЗЭП.
4. Применение тестера УЗЭП для быстрой диагностики «неисправных» контроллеров позволит исключить случаи отправки в ремонт исправных контроллеров УЗЭП. Это уменьшит затраты предприятия по договору ремонта контроллеров УЗЭП.
Выводы и предложения:
11