закрыть

Распределенная система сбора данных DAQMASTER

Технические характеристики

Назначение

  • сбор (отображение и регистрация) данных на компьютер в реальном времени с большого количества территориально распределенных датчиков. Представляет собой готовое устройство, не требующее программирования. Может рассматриваться как регистратор с возможностью увеличения количества каналов и вынесенной на монитор компьютера индикацией.

Количество каналов

  • до 1200.

Входные сигналы

  • напряжения: мВ, В;
  • ток (с внешним шунтом): мА;
  • термопары: R, S, B, K, E, J, T, U, N, W;
  • термосопротивления (3- и 4-проводные схемы): Pt100;
  • дискретные (контакт или транзисторные): количество и тип выбираются пользователем при заказе.

Погрешность измерения

  • ± 0,05…0,1% шкалы (для аналоговых сигналов).

Выходные сигналы

  • реле (количество выбирается пользователем при заказе); напряжения; тока; импульсные.

Период опроса каналов

  • настраиваемый, от 10 мс.

Порт связи

  • Ethernet 100Base-TX, 10Base-T.

Внутренняя память

  • поддержка Flash-карт до 2 Гбайт.

Питание

  • 90…250 В/50 Гц.

Параметры окружающей среды

  • температура: 0…50 °С;
  • влажность: 20…80%.

Монтаж

  • настольный;
  • настенный;
  • на DIN-рейку.

Пылевлагозащищенность

  • IP20 (для установки внутри шкафов).

Типовые применения

  • технологические процессы с большим количеством контролируемых параметров и высокими требованиями к надежности и качеству измерений.

Отличительные черты и преимущества

  • использование стандарта Ethernet (легкая интеграция с имеющимися системами);
  • высокое быстродействие (период измерения от 10 мс);
  • расширяемость до 1200 каналов;полная гальваническая развязка 3700В;
  • повышенная надежность сохранения данных (буфер на Flash-карте).
Типы сигналов

Вне зависимости от типа сигнала, каждый параметр требует отображения для оперативного контроля за ходом технологического процесса и, во многих случаях, записи истории изменения во времени данного параметра для дальнейшего анализа.
Сигналы, поступающие от полевых устройств на вторичные приборы, можно разделить на несколько основных групп:
1) Непрерывные, изменяющиеся во времени аналоговые сигналы

  • сигналы низкого уровня от датчиков температуры (термопар, термосопротивлений);
  • нормированные сигналы высокого уровня (В, мА); наиболее распространенным и удобным в эксплуатации является стандарт передачи данных по токовой петле 4…20 мА.


2) Дискретные сигналы

  • частотные и импульсные (расходомеры);
  • релейные и транзиcторные сигналы сигнализации (например, реле уровня).


3) Цифровые сигналы
Современные «интеллектуальные» устройства КИПиА обеспечивают связь по цифровым полевым шинам (например, HART, BRAIN, PROFIBUS, Foundation Fieldbus). Данный тип коммуникаций используется в основном для связи полевого оборудования с системами автоматизации.

Отображение информации

Текущее значение параметра технологического процесса можно отобразить:

  • в виде цифрового значения;
  • в виде шкалы: стрелочный индикатор, столбчатая диаграмма (барграф);
  • сигнализацией (световой, звуковой) предельного значения.

Изменения во времени значения параметра можно отобразить в форме:

  • тренда (графического представленяе изменения сигнала);
  • таблицы значений (цифрового представления).

Способы отображения выбираются в зависимости от требований технологии и удобства восприятия оператора.
В простейшем случае (малое количество каналов, нет особых требований к качеству индикации) для отображения текущих значений используются локальные индикаторы (регуляторы). Более подробно подобные локальные приборы рассматриваются в разделе "Регулирование".
При достаточно большом количестве параметров технологического процесса, требующих оперативного контроля, целесообразно применять многоканальные приборы индикации. В современных приборах для отображения данных используются цветные мониторы. Это могут быть встроенные ЖК мониторы (видеографические регистраторы DX/CX) и мониторы ПК (системы сбо­ра данных DAQMASTER). В обоих случаях применение мониторов и регистрация данных в электронном виде дают следующие преимущества:

  • яркая, цветная индикация с указанием единиц измерения и описанием параметра;
  • индикация текущих значений в любом удобном виде;

  • возможность оперативного просмотра истории процесса в удобном масштабе;

  • возможность сравнения значений нескольких параметров, сравнения текущих и сохраненных значений;

  • возможность сгруппировать отображаемые данные по признакам (например, в одном окне  температура, во втором – давление, в третьем – все сигналы от определенного объекта и т. п.).

Регистрацию данных в электронном виде в приборах данного типа можно рассматривать как способ расширения функциональных возможностей отображения и оперативного контроля параметров технологического процесса.

Регистрация данных

Во многих случаях, кроме индикации текущего значения, требуется регистрация данных для последующего анализа соответствия процесса технологическим требованиям.
В промышленности регистрация данных осуществляется тремя основными способами:
1) запись сигнала в графическом виде на бумажный носитель (ленточные и дисковые бумажные регистраторы);
2) запись сигнала в память прибора в цифровом табличном виде с возможностью отображения информации в удобном виде на встроенном мониторе (видеографические регистраторы);
3) запись и отображение данных при помощи персонального компьютера (многоканальные распределенные системы сбора данных).

Следует отметить, что все современные регистрирующие приборы являются многоканальными (видеорегистраторы серии DX — до 30 каналов, система сбора данных DAQMASTER — до 1200 каналов). Стоимость одного канала измерения/записи таких приборов сопоставима со стоимостью обычного локального индикатора, но при этом функциональные возможности регистраторов неизмеримо выше. По этой причине применение многоканальных регистраторов (в особенности видеографических) становится более целесообразным даже при использовании их только для индикации текущих значений технологического процесса.

Бумажные регистраторы

Компания Эталон Прибор представляет две серии ленточных бумажных регистраторов: μR10000 (поле записи 100 мм, 6 каналов) и μR20000 (поле записи 180 мм, 6…24 каналов). Эти регистраторы зарекомендовали себя высоконадежными приборами с превосходными метрологическими характеристиками, практически не требующими техобслуживания. В настоящее время бумажные регистраторы постепенно вытесняются видеографическими по следующим причинам:

  • записанные на бумажные носители данные можно анализировать только вручную;
  • бумажные регистраторы требуют замены расходных материалов (бумага, пишущий узел).

Видеографические регистраторы

Новое поколение видеографических регистраторов серии DX/CX, кроме прямых функций записи, обеспечивают яркую, крупную индикацию параметров техпроцесса в удобном виде (увеличенный цифровой формат, столбчатая диаграмма, аналоговый тренд). Видеорегистраторы серии CX имеют встроенные контуры ПИД-регулирования, что значительно расширяет сферу применения этих приборов.
Развитые коммуникационные возможности видеорегистраторов стали важным дополнением к имеющемуся набору функций.
Видеорегистраторы DX/CX позволяют объединить все три уровня обработки информации:

  • нижний уровень (измерение и регистрация данных, сигнализация превышения установок, оперативный просмотр истории процесса, управление процессом по ПИД-закону);
  • средний уровень (работа в сетях с использованием полевых шин MODBUS, Foundation FIELDBUS);
  • верхний уровень (интеграция в системы управления производством верхнего уровня с использованием стандарта 100Base-TX Ethernet. Системы верхнего уровня получают возможность прямого доступа к параметрам технологического процесса. Встроенный web-сервер, FТP-клиент/сервер, функция автоматической рассылки сообщений по e-mail расширяют сферу использования данного прибора).
Распределение системы сбора данных

Если счет контролируемых параметров техпроцесса идет на сотни сигналов, более удобно и экономически выгоднее использовать распределенные системы сбора данных.
Под распределенной понимается система, объединяющая большое количество каналов ввода/вывода, которые физически могут быть разнесены на значительные расстояния друг от друга.

Основные преимущества распределенных систем ввода/вывода:

  • сокращаются затраты на кабельную продукцию. Как правило, для соединения всех модулей достаточно одной пары проводов;
  • увеличивается максимальная длина линий связи, одна система может охватить большую площадь. Используется цифровой протокол передачи данных, этим упрощается гальваническая развязка, обеспечивается лучшая помехозащищенность и устраняется влияние линии связи на точность измерения;
  • модернизация и наращивание системы производится достаточно легко и быстро. Использование принципа модульности делает отдельные элементы и узлы системы относительно автономными. Становится возможным ее поэтапное введение в строй.
  • появляется возможность интегрировать систему в единую информационную сеть предприятия.

В настоящее время одной из самых современных распределенных систем сбора данных является система MX100 DAQMASTER.
Система представляет собой готовое к работе устройство, не требующее программирования. Может рассматриваться как регистратор с большим количеством измерительных каналов (с возможностью расширения) и вынесенной на монитор компьютера индикацией.
Используя для передачи данных на верхний уровень стандарт 100Base-TX Ethernet, она легко интегрируется с любыми существующими системами управления, но может работать и полностью автономно. От аналогичных систем MX100 отличается, в первую очередь, повышенной надежностью, дополнительными мерами защиты от потери данных и высокой скоростью опроса данных. Все это дает возможность рекомендовать МХ100 к использованию на самых ответственных производствах.

Объединение отдельных приборов в систему

Современные вторичные приборы обладают всеми необходимыми функциями для объединения в единую сеть, что позволяет при необходимости интегрировать их в АСУТП.
Например, в технологическом процессе требуется организовать дополнительный контур регулирования, т. е. необходим простой локальный ПИД-регулятор. Решая подобные задачи, можно постепенно подготовить платформу для будущей автоматизации производства, заложив в проект ПИД-регуляторы с портом связи RS485.
При первой же необходимости можно объединить все ПИД-регуляторы в одну сеть и обеспечить сбор данных и централизованное управление (дистанционное изменение уставок регулирования, ПИД-параметров и т. п.) при помощи видеографического регистратора или компьютера.

Со временем парк вторичных приборов расширяется и обновляется. Кроме бумажных регистраторов появляются видеографические, и постепенно образуется распределенная система сбора данных с визуализацией/регистрацией данных по месту. Естественно, для организации подобной системы все приборы должны иметь порт связи RS485 и один протокол передачи данных (все приборы, поставляемые компанией ЭТАЛОН ПРИБОР, удовлетворяют этим требованиям).

Таким образом, постепенно можно организовать полноценную распределенную систему сбора данных и регулирования, которая может функционировать автономно или быть интегрированной в любую имеющуюся систему управления.