• Типовое решение по СМИК

 #1769   ТИХОНЯ
 05 мар 2015, 00:31
Уважаемые коллеги, здравствуйте!
Как и обещал, начинаю понемногу выкладывать материал, посвященный типовым решениям по СМИС/СМИК/СУКС, с которыми пришлось работать на объектах. Постараюсь не «растекаться мыслью по древу» и изложить сухие факты.
В данном небольшой статье рассмотрю самый распространенный вариант сбора данных с датчиков СМИК, с которым столкнулся на объектах. В данном случае это касается акселерометром.
Итак, ниже приведена весьма и весьма общая структурная схема сбора данных с акселерометров (Рис. 1)

СМОТРИТЕ ВЛОЖЕНИЕ Рис_1

Немного информации по оборудованию:
- А1 – акселерометр (с аналоговым выходом);
- Ист. Питания – однополярный источник постоянного тока;
- Блок АЦП – оборудование с аналого-цифровым преобразователем в различном исполнении (попадались и крейтовые системы с набором плат и отдельные «модули»);
- Локальный Сервер СМИК (ЛСС) – некий промежуточный пункт сбора и предварительной обработки данных (в большинстве случаем представлял из себя промышленный сервер с спец. ПО и необходимым набором плат расширения)
- Сетевое устройство 1 – коммутационное оборудование для подключения к сети передачи данных СПД (может быть как обычный свитч, так и конвертор из «меди» в «оптику» и т.п.), расположено в одном шкафу/стойке с ЛСС
- Сетевое устройство 2 – аналогично Сетевому устройству 1, только расположено в стойке/шкафе Сервера СМИК
- Сервера СМИК – основной «узел» и «мозг» СМИК по сбору, обработке, формированию алгоритмов и т.п. СМИК (представляет собой промышленный сервер со спец. ПО, необходимым набором плат расширения и минимальнонеобходимой визуализацией).

Вопрос по монтажу поднимать не буду – всюду исполнение зависело как от качества рабочей документации, так и от общего уровня профессионализма и добросовестности монтажной организации.
Буду озвучивать только свои мысли, может быть многие с ними не согласятся, но тем не менее в данной структуре вижу следующие изъяны:
1. Аналоговые акселерометры.
Живем мы не в начале 21 века и технологии давным-давно позволяются все перевести в «цифру».
Почему до сих пор закладывают АНАЛОГОВЫЕ акселерометры лично для меня загадка. Причем в подавляющем большинстве попадаются датчики одного и того же производителя (думаю все поняли о каких зеленоградских датчиках я говорю). То ли «сговор», то ли проектировщики «лепят» под копирку и даже не хотят искать альтернатив (просто лень)!!!
А ведь от скольких проблем они могли бы избавить и себя, и ПНРщиков, и «эксплуатантов», немного подумав и заменив «аналог» на «цифру» (вариант структурки приведу чуть позже).
И так, «минусы»:
А) Помехи на линии как «температурные», так и «промышленные», так и связанные с протяженностью линии. Пока сигнал с датчика дойдет до АЦП представьте себе как он «захламится».
Б) Необходимость синхронизации снятия данных с группы датчиков. Требуется некое синхронизирующее устройство (чаще всего использовалась доп. плата в составе крейтовой системы)
В) Необходимость двухполярного источника питания

2. Источник питания
Отдельная песня. На структурке показал подключение двух источников питания как оно указано в электрических принципиальных схемах. Думаю никому не надо пояснять получение двухполярного и «изъяны» данного исполнения.
Дорогие проектировщики, которые «проектируют» ТАКОЕ, заложите НОРМАЛЬНЫЙ двуполярный источник питания в едином исполнении и не городите огород! Такой источник будет стоить всего лишь в 2 раза дороже, чем 2 «однополярных».

3. Блок АЦП и ЛСС
Связка Блок АЦП-ЛСС - в большинстве случаев совершенно избыточное и лишнее оборудование. Я не говорю, что ЛСС вообще не нужен, но, в ряде случаев, от него можно отказаться.
Вполне можно подобрать Блок с поддержкой TCP/IP и передавать информацию сразу на Сервер СМИК. Это позволит сэкономить и на оборудовании, и на ПНР, и на обслуживании: не нужны доп. мощности ИБП, операционные системы, настройки DCOM и т.п. Я уже не говорю о том сколько головной боли это снимет с «эксплуатантов».

Тратить время на более детальный разбор каждого пункта в данном обзоре не буду, предлагаю вынести его на простор форума и обсудить его там.

Осуждать у нас любят все, а решение проблемы никто не предлагает.
Ниже предлагаю свое решение выше описанных проблем, как я это вижу. Оно «укрупненное» и может где-то не без изъянов, но затем мы обсуждаем здесь проблему СМИС, чтобы совместными усилиями сделать систему лучше и отбросить всякую «шелуху».
И так, какие решения вижу я:
1. Акселерометр
Замена АНАЛОГОВОГО акселерометра на ЦИФРОВОЙ.
Здесь необходимо сделать небольшое отступление. Дел в том, что в документации по СМИК указаны «граничные уставки» по частотам, которые необходимо отслеживать. По опыту работы на объектах получается что эти частоты, в большинстве случаев, лежат в диапазоне от 0 до 20 Гц. Хотел бы задать пару вопроовс той части проектировщиков, которая занимается «научной» частью проектирования СМИК, а именно построением матмоделей сооружений и расчетом уставок:
- какой именно из параметров колебаний вы считаете наиболее необходимым для отслеживания?
- какая «точность» отслеживания данного параметра, с вашей точки зрения, будет достаточной?
Эти вопросы задаю не просто так – посмотрел рынок на предмет цифровых акселерометров и нашел довольно много аналогов близких по параметров к зеленоградским акселерометрам.
Какие-то характеристики конечно были похуже, но в целом вполне походили. Из плюсов, кроме того, что сигнал уже «оцифрован» и нет необходимости синхронизировать группу датчиков (у данных есть «метка времени»), можно отметить такие вещи:
- питание от источника напряжения одной полярности;
- интерфейс RS-485;
- защита от КЗ;
- гальваническая развязка информационных линий;
- намного меньшие масса-габаритные показатели.
2. Источник питания
Про него я уже написал выше, тут все понятно.

3. АЦП
Если акселерометр «цифровой», то можно отказаться от связки АЦП-ЛСС. Заменяем ее на конвертер с поддержкой TCP/IP и виртуальных COM-портов и передаем информацию по Ethernet сразу на Сервер СМИК.
Как дополнительный плюс – не нужна отдельная большая стойка (ее можно заменить на настенный шкаф), большой ИБП, KVM-консоль и т.д.

Структурная схема будет выглядеть примерно как на рис.2

СМОТРИТЕ ВЛОЖЕНИЕ Рис_2

Из плюс (укрупненно) получаем:
1. Более качественную информацию с датчиков;
2. Упрощение монтажа;
3. Сокращение требуемых оборудования и ПО;
4. Общее улучшение тех. решения;
5. Упрощение эксплуатации;
6. Как следствие из п.3 и п.5 – сокращение затрат на СМР, ПНР, последующую эксплуатацию.

Безусловно, мой вариант имеет свои изъяны и изложен может быть не слишком детально, но, считаю, что он позволяет решить множество проблем, описанных выше.
Повторюсь, мой вариант не претендует на идеальный, поэтому прошу всех форумчан по возможности дать как свои замечания, так и предложить свои варианты решений.
Вложения
Рис_1.JPG
Рис_1.JPG (54.33 КБ) 16703 просмотра
Рис_2.JPG
Рис_2.JPG (38.48 КБ) 16703 просмотра
 #2194   Korean
 02 ноя 2016, 13:47
Adols писал(а):мы применяем датчики А1632 в СМИС - хорошо себя показали.

Добрый день!
Поделитесь опытом, какая у Вас математика? Что делаете дальше с полученным от датчиков дифференциальным напряжением? :ugeek: