искать
Оборудование и технологии 

Преобразователь интеллектуальный с радиомодемом (ПИ РМ)

Пугач Вадим Николаевич
31 мая 2017 года

В статье описывается преобразователь, который работает с датчиками температуры различных типов, а также с датчиками других физических величин, имеющими на выходе сигнал в виде тока или напряжения, с последующей передачей измерений с преобразователя на компьютер по радиоканалу.

 

Пугач Вадим НиколаевичИнженер СКБ АО «НПП «Эталон»

Введение

На малых и крупных предприятиях и промышленных комплексах всегда требуется вести контроль технологических процессов путем мониторинга различных физических величин – температуры, давления, расхода и т.д., что требует оснащения производства соответствующими датчиками, вторичным измерительным оборудованием и, соответственно, линиями связи для передачи сигналов с датчиков на измерители и далее на диспетчерский пульт.

Проводной вид передачи сигнала имеет как технические, так и экономические недостатки:

  • затраты на закупку и монтаж линий передачи сигнала;
  • небольшое расстояние линии передачи сигнала;
  • невозможность подвода всех линий к единому диспетчерскому пульту;
  • загроможденность промышленных площадей проводными линиями, особенно в случаях, когда требуется резервирование линий передачи сигнала;
  • затруднения в прокладке и монтаже проводов в труднодоступных и опасных местах.
  • Для решения данных проблем целесообразно применять оборудование с беспроводными каналами передачи данных.

 

ПИ РМ

Преобразователь интеллектуальный с радиомодемом (далее ПИ РМ) предназначен для измерения температуры и других физических величин с последующей передачей данных на компьютер по радиоканалу. Преобразователь позволяет вести непрерывный мониторинг технологических процессов, а также сигнализировать о критических значениях той или иной измеряемой величины.

ПИ РМ представляет собой небольшую металлическую коробочку с тремя кабельными вводами, два из которых являются измерительными каналами, а третий – подводом питания. Также снаружи корпуса имеется небольшая антенна (рис. 1).

 

Внутри преобразователя располагаются клеммы измерительных взаимозаменяемых каналов, к которым подключаются датчики, и клемма подключения питания (рис. 2).

 

Рис. 2. Разобранный ПИ РМ
Рис. 2. Разобранный ПИ РМ

Оба канала преобразователя могут работать с термопарами типа: ПП(S), ПР(B), ЖК(J), ХА(K), ХК(L) [1], с термометрами сопротивления типа: 50П, 100П, Pt50, Pt100, 50М, 100М [2], а также с токовым сигналом 4-20 мА и напряжением 0-5 В и 0-10 В, что делает ПИ РМ универсальным преобразователем, способным работать с любыми датчиками различных физических величин, имеющих унифицированный выходной сигнал.

 

Таблица. Основные характеристики преобразователя интеллектуального с радиомодемом (ПИ РМ)

Тип выходного сигнала

Диапазон

измерений выходной величины

Размерность выходного сигнала

Пределы допускаемого значения основной приведенной характеристики, %

ПП(S)

От 0 до +1750°С

 

 

 

 

 

°С

 

0,5

ПР(B)

От +600 до +1700°С

ЖК(J)

От -100 до +1200°С

 

 

 

 

 

0,2

ХА(K)

От -100 до +1300°С

ХА(L)

От -100 до +600°С

50П

 

 

От -100 до +750°С

100П

Pt50

Pt100

50М

 

От -100 до +200°С

100М

0-5 В

Настраиваемый под необходимый тип датчика

Единицы измерения физической величины

0-10 В

4-20 мА

 

Передача данных с преобразователя на компьютер осуществляется по радиоканалу на расстояние до 1,5 километров.

ПИ РМ возможно объединять в единую сеть, включающую до 50 приборов (рис. 3). Это позволяет одновременно контролировать состояние параметров объектов, участвующих в различных технологических процессах, и предупреждать оператора об изменении измеряемой физической величины, выходящей за пределы, установленные пользователем.

 

Рис. 3. Беспроводная сеть ПИ РМ
Рис. 3. Беспроводная сеть ПИ РМ

Программное обеспечение «МИРС»

Основное окно программного обеспечения для работы с преобразователями «МИРС» (Менеджер измерительной радиосети) представляет собой диспетчер устройств (рис. 4). В этом окне отображаются серийные номера подключенных приборов, их статус, индикация выхода измеряемой величины за установленный предел, уровень сигнала связи и строка для ввода комментария на каждый прибор.

Рис. 4. Диспетчер устройств «МИРС»
Рис. 4. Диспетчер устройств «МИРС»

Далее идет окно настройки каналов (рис. 5), в котором на каждый канал задается тип датчика, который к нему подключен, или задается соотношение унифицированного сигнала и измеряемой величины. Кроме того, при настойке ПО оператором вводятся значения величин, в случае превышения которых срабатывает аварийная сигнализация.

 

Рис. 5. Окно настройки каналов
Рис. 5. Окно настройки каналов

Также в ПИ РМ есть возможность отображения данных измерений на графике в реальном масштабе времени (рис. 6), что позволяет получать качественно новую информацию о протекающих процессах.

 

Рис. 6. Отображение данных на графике
Рис. 6. Отображение данных на графике

Многим знакома ситуация, когда измерительные комплекты размещаются в загроможденных местах и у оператора отсутствует возможность сбора данных со всех преобразователей из одной точки. При использовании других систем для считывания показаний с преобразователей необходимо перемещаться по территории производства. В ПИ РМ данная проблема решается с помощью удаленного сбора данных с преобразователей через сеть GSM при помощи GSM модемов. Канал передачи данных при этом может быть организован при помощи технологии передачи данных GPRS.

Происходит это следующим образом. На стороне оператора включается GSM модем, запускается конфигуратор GSM модема, в котором задается мобильный номер GSM модема на стороне сборщика данных (назовем его GSM-RM), конфигуратор GSM модема закрывается и запускается ПО «МИРС». Считывание данных происходит в обычном (привычном) порядке.

Если требуется считать данные с другого GSM-RM, то необходимо повторить описанную выше процедуру с новым мобильным номером требуемого GSM-RM. Структурная схема сети представлена на рис. 7.

Устройство сбора данных представляет собой уже известный радиомодем USB/PM с небольшими доработками, и подключенным к нему GSM модемом, образующие комплект GSM/PM.

 

Рис. 7. Структурная схема GSM/РМ сети
Рис. 7. Структурная схема GSM/РМ сети

Преимущество представленного решения заключается в том, что нет необходимости разрабатывать новое оборудование. Для работы с данной сетью используется уже готовое программное обеспечение «МИРС». Также нет необходимости разрабатывать и GSM модемы.

17 - 19 мая 2017 года на 13-ом Московском международном инновационном форуме «Точные измерения - основа качества и безопасности», г. Москва, ВДНХ, АО «НПП «Эталон» было награждено ЗОЛОТОЙ МЕДАЛЬЮ за разработку беспроводных преобразователей интеллектуальных с радиомодемом ПИ РМ.

 

Выводы

Разработанный преобразователь позволяет работать с различными датчиками температуры, а также с датчиками других физических величин, имеющими унифицированный выходной сигнал.

Преобразователь позволяет вести измерения с большого количества датчиков без прокладки линий передачи сигналов и с использованием одного компьютера.

В перспективе существует возможность расширения сети преобразователей для решения проблем передачи данных на загроможденных площадях и больших расстояниях.

 

Список литературы
1. ГОСТ Р 8.585-2001. Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования. – Взамен ГОСТ Р 50431-92; введ. 30.06.2002. Москва: Стандартинформ, 2010. – 78 с.
2. ГОСТ 6651-2009. Государственная система обеспечения единства измерений. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний. - Взамен ГОСТ 6651-94; введ. 01.01.2011. Москва: Стандартинформ, 2011. – 25 с.

Отправить сообщение, заявку, вопрос

Отправить заявку на посещение мероприятия

Отправить заявку на участие как экспонент

Запросить консультацию специалистов по данному техническому решению