birmaga.ru
добавить свой файл

1

ВИДЕОГРАФИЧЕСКИЕ БЕЗБУМАЖНЫЕ РЕГИСТРАТОРЫ Ш 9329А

К.И. Кутуков, А.В. Бухнер, С.А. Ковязина (ООО НПФ «Сенсорика»)
Статья посвящена новинке отечественного производства - видеографическому регистратору Ш 9329А, который предназначен для измерения, визуального отображения и регистрации информации в энергонезависимой памяти от датчиков температуры любых НСХ, других источников унифицированных сигналов в виде тока или напряжении (датчиков давления, уровня, влажности и др.) и обеспечивает трансляцию преобразованной информации в цифровом виде в ПЭВМ верхнего уровня. Ш 9329А может работать автономно, либо в составе системы.

В статье приводится сравнение видеографического регистратора Ш 9329А с широким спектром бумажных самописцев отечественного производства, показана целесообразность замены бумажных самописцев на Ш 9329А, так как видеографический регистратор не требует расходных материалов, обладает высокой точностью и надежностью. В статье также проводится сравнительный анализ прибора Ш 9329А с импортными аналогами.
Сегодня видеографические безбумажные регистраторы повсеместно приходят на смену электромеханическим самопишущим приборам, регистрирующим результаты измерений на диаграммной бумаге. Эти регистраторы принципиально отличаются тем, что информация в них записывается и сохраняется в цифровом виде в микросхемах памяти, а уже затем преобразуется в нужный для отображения вид (графики, барограммы, таблицы). Переход на электронный способ регистрации информации происходил и происходит не только в области контрольно-измерительных регистрирующих приборов. Например, в делопроизводстве, в фотографии и целом ряде других областей успешно внедряется электронный способ регистрации информации.

За рубежом сейчас основную долю выпускаемых регистраторов составляют электронные приборы и переход от электромеханических регистраторов к электронным завершается. Этот переход обусловлен рядом объективных факторов.

Технические возможности совершенствования механического пишущего устройства, являющегося основным узлом традиционных самописцев, практически исчерпаны, а электронные устройства, напротив, успешно развиваются.


По сравнению с электромеханическими электронные регистраторы имеют целый ряд преимуществ (рис.1):


Рис.1
1. не требуют расходных материалов, не нуждаются в регулярном обслуживании; электронные приборы гораздо надежнее и более пригодны для эксплуатации в производственных условиях;

2. имеют гораздо более высокую точность, так как регистрация в цифровом виде не вносит дополнительной погрешности. Возможность цифрового отображения параметра в любой точке графика обеспечивает независимость точности отсчета от масштаба отображения;

3. количество универсальных каналов – 16;

4. предоставляют ряд дополнительных удобств при просмотре результатов регистрации. Например, можно просматривать всю ранее зарегистрированную информацию без прерывания режима регистрации, можно изменять масштаб отображения уже зарегистрированной информации, осуществлять быстрый поиск нужного участка по различным задаваемым критериям;

5. зарегистрированная информация может переноситься в компьютер с помощью принятых в компьютерной технике носителей (дискет, флэш-карт);

6. искробезопасное исполнение;

7. легко интегрируются в современную АСУТП объекта, так как обеспечивают передачу информации в компьютер по линии связи в цифровом виде;

8. перенесенная в компьютер информация может быть обработана, вставлена в отчетные документы и распечатана с помощью любого приятого в компьютерной технике программного обеспечения, например, с помощью такой общеизвестной программы как Microsoft Excel

В России сегодня эксплуатируется громадный парк электромеханических самопишущих приборов. Этот парк устарел как физически, так и морально и также неизбежно будет заменяться новыми электронными приборами.

Исходя из вышесказанного в 2004 году НПФ «Сенсорика» разработала новое поколение видеографических регистраторов – Ш 9329А (рис.2).




Рис.2
Цветной видеографический регистратор Ш9329А-013 разработан на базе серийно выпускаемых регистраторов Ш 9329М, Д и наряду с введением новых функциональных возможностей в нем сохранены все функции его предшественников, т.е. прибор многофункционален и, кроме регистрации и отображения результатов в виде графиков, выполняет ряд других функций.

Прибор осуществляет преобразование сигналов с датчиков в цифровое значение физической величины. Результат отображается на приборе и передается в компьютер по интерфейсу RS-232 или RS-485. Т.е. прибор выполняет и функцию показывающего прибора и функцию устройства сопряжения компьютера (контроллера) с объектом. В ряде применений удобно, когда оператор видит показания датчиков и на приборе, установленном около агрегата, и на компьютере, установленном в операторной. Видеографический регистратор отображает текущие результаты измерений как в графическом, так и в цифровом виде, а также в виде барограмм.

Прибор осуществляет сравнение результатов измерений каждого канала с четырьмя задаваемыми уставками. Результаты сравнения могут быть направлены на любые релейные выходы прибора с возможностью объединения по "или" нескольких результатов на одно реле. Кроме значения уставок задается также величина гистерезиса. Это позволяет прибору выполнять функции сигнализирующего устройства и позиционного регулятора. В ближайшем будущем будут реализованы и более сложные законы регулирования (ПИД -регулирование и программное изменение регулируемого параметра во времени). Возможность оперативного наблюдения графика процесса регулирования облегчает настройку регулятора.

Любые релейные выходы прибора могут переводиться в режим управления от компьютера, что позволяет, например, строить сложные контуры регулирования через программу компьютера, отключать с компьютера сигнализацию и т.п.

Структурная схема прибора показана на рисунке 3.



Рис.3
Плата процессора реализует все алгоритмы работы прибора. На этой же плате размещена энергонезависимая память для хранения регистрируемых данных. Связь процессора с остальными блоками осуществляется по шине ISA через пассивную объединительную плату.

Блок АЦП преобразует информацию с аналоговых датчиков в цифровой вид. Информация с датчиков оцифровывается поочередно, датчики подключаются к АЦП через электронный коммутатор каналов. В блоке имеются элементы гальванической развязки, обеспечивающие развязку датчиков от земли и всех остальных цепей прибора. В искробезопасном исполнении в блоке АЦП устанавливаются защитные устройства, исключающие попадание опасных токов и напряжений из прибора в цепи датчиков.

Блок цифрового обмена обеспечивает прием сигналов с релейных и импульсных датчиков и осуществляет связь процессора с дисплеем, клавиатурой и блоком релейных выходов.

По техническим характеристикам прибор Ш9329А не уступает импортным аналогам.
Технические характеристики прибора Ш9329А

Диагональ экрана

5,7

Тип дисплея

Цветной LCD

Разрешение дисплея

320*240

Число аналоговых входов

16

Тип аналоговых входов

Универсальные

Точность по аналоговым входам, %

0,1; 0,2

Число релейных входов


8

Число числоимпульсных входов

3 до 5 кГц

Число релейных выходов

4…32

Число уставок на канал

4

Период опроса каналов, с

1

Период записи в архив, с

1…600

Эквив. скорость протяжки, см/с

120…02

Объем памяти архива, Мб

2

Учтройство для переноса данных

Дискета 3,5”/CompactFlash

Интерфейс

RS-232/RS-485

Протокол связи

ModBus

Искробезопасное исполнение

ExiaIIC



Размер экрана, разрешающая способность цветного дисплея и габаритные размеры регистратора Ш9329А-013 аналогичны другим приборам этого класса. Хотя размер экрана этих приборов меньше ширины диаграммной ленты многих бумажных самописцев, но этот размер достаточен для визуального восприятия характера изменения регистрируемого параметра. Измерять ординату нужной точки графика с помощью линейки, как на лентах бумажных самописцев, не требуется, поскольку точное значение параметра в любой интересующей точке графика отображается в цифровом виде.

По количеству и характеристикам измерительных каналов, количеству релейных входов и выходов и количеству уставок для сигнализации, регистратор Ш9329А-013 не уступает практически ни одному из аналогов. Дополнительно он имеет три числоимульсных входа, позволяющие регистрировать информацию с датчиков, информация которых выдается в виде импульсов с частотой до 50 кГц.


Универсальные аналоговые входы прибора позволяют принимать и преобразовывать в физическую размерность сигналы со всех стандартных датчиков температуры типа термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления, а также с датчиков любых других физических величин, имеющих стандартных выходной сигнал в виде тока 0-5, 0-20, 4-20 мА и в виде напряжения 0 - 100мВ и 0 - 1В.

Релейные входы позволяют фиксировать моменты появления и снятия сигналов с контактных датчиков, определять суммарную продолжительность наличия и отсутствия сигналов, а также принимать низкочастотные (до 3 Гц) импульсные сигналы.

Период опроса датчиков в Ш9329А-013 составляет около 1 сек, некоторые другие приборы с меньшим числом каналов имеют меньший период опроса. Однако наш опыт разработки контрольно-измерительных приборов для автоматизации промышленных техпроцессов показывает, что период 1 сек (соответствует скорости движения ленты самописца 1,2 м/час), достаточен для большинства применений, а уменьшение этого периода приводит либо к увеличению стоимости прибора, либо ухудшает фильтрацию наводок и помех в сигнальных цепях.

По объему памяти для хранения архива результатов измерений регистратор Ш9239А-013 не уступает другим приборам и, уже сейчас, прорабатываются варианты увеличения этого объема в несколько раз.

Для переноса данных в компьютер и для долговременного (месяцы и годы) хранения собранных данных регистратор комплектуется либо обычным дисководом 3,5", либо устройством записи-чтения карт CompactFlash. По сравнению с дискетами эти карты гораздо более надежны и хранят десятки мегабайт информации, поэтому сейчас эти карты находят все более широкое применение и приборах промышленной автоматики. Даже при небольшой (64Мбайт) емкости на одну карту можно записать архивы с 16-ти приборов Ш9329А-013.

Для связи с компьютером в Ш9329А-013 имеется порт с интерфейсами RS-232 и RS-485 и в программе реализован широко распространенный протокол MODBUS.


Таким образом, по основным техническим характеристикам регистратор Ш9329А-013 не уступает лучшим зарубежным образцам. Кроме того, прибор имеет модификацию с искробезопасными электрическими цепями. В искробезопасном исполнении прибор может подключаться к датчикам, расположенным во взрывоопасной зоне непосредственно, т.е. без внешних защитных барьеров, что весьма выгодно при использовании прибора на пожаровзрывоопасных объектах. Следует отметить, что цена прибора НПФ «Сенсорика» в 2-3 раза ниже импортных аналогов.

Для более полного представления о возможностях прибора рассмотрим еще некоторые его особенности.

Период опроса каналов определяется минимально необходимым временем для опроса всех заданных датчиков и не зависит от выбранного периода регистрации. Отображение текущих результатов, сравнение с уставками и формирование сигналов на релейные выходы всегда выполняются с периодом опроса каналов. Запись результатов в архив и движение графика на экране выполняются с задаваемым периодом регистрации. Когда заданный период регистрации больше периода опроса, то каждая точка регистрации отображается на дисплее не точкой, а вертикальной линией, конечные точки которой соответствуют наибольшему и наименьшему значению параметра за данный период регистрации. Поэтому, как и в механическом самописце, увеличение периода регистрации (эквивалентно уменьшению скорости протяжки) приводит только к сжатию графика по оси времени, но не к пропуску провалов и выбросов регистрируемого параметра.

Для отображения на экране графической информации в приборе предусмотрена возможность разделения каналов на восемь групп с заданием любого количества каналов в группе. Оператор может выбрать отображение на экране одной либо двух групп. Это эквивалентно наличию в приборе восьми диаграммных лент с возможностью назначения нужных каналов для каждой ленты. Оператор может по своему выбору наблюдать на экране либо одну (рис.4), либо две (друг над другом) ленты (рис.5). Масштаб отображения по вертикали задается индивидуально для каждого канала.





Рис. 4



Рис. 5


Аналогичные возможности предоставляются и при просмотре в графическом виде ранее зарегистрированной информации. При этом график можно сжимать по оси времени, что позволяет быстро найти нужный участок, а затем детально рассмотреть его в обычном масштабе. В режиме просмотра ранее зарегистрированной информации процесс регистрации не останавливается, т.е. можно просматривать все ленты без прекращения записи.

Кроме отображения графика, аналогичного движущейся ленте самописца, по выбору оператора могут отображаться только текущие результаты измерений в виде таблицы цифровых значений (рис.6), либо в виде столбчатых барограмм (рис.7). Это позволяет видеть на дисплее показания всех или выбранной группы каналов.




Рис.6



Рис.7

Программное обеспечение прибора обеспечивает удобный и понятный диалоговый режим взаимодействия с оператором как при конфигурации, так и при основной работе прибора. Установленная конфигурация прибора не теряется при выключении питания прибора, доступ к конфигурации может быть защищен паролем. Это позволяет операторам легко пользоваться прибором не вникая в тонкости его конфигурации и без риска потерять выбранные для конкретного объекта настройки.


В отличие от аналогичных приборов импортного производства регистратор имеет меню на русском языке, кроме того, в комплект поставки входит бесплатное программное обеспечение.

ПО включает в себя:

- программу «Конфигуратор»;

- программу «ProDisk»;

- ОРС-сервер;

- проект-заготовку на MasterSCADA.

Программа «Конфигуратор» предназначена для реконфигурации приборов серии Ш 9329, для проверки работоспособности приборов и для проверки связи приборов с датчиками, сигнализирующими и исполнительными устройствами. Программа может использоваться и при автономной работе с приборами в лаборатории и при работе с приборами в составе объекта.

Программа «ProDisk» предназначена для просмотра и анализа архивной информации, перенесенной на ПК через диск 3,5» или CompactFlash.

Программа позволяет:

- просматривать архивную информацию в табличной форме и в виде графиков зависимости измеряемых параметров от времени. Возможен просмотр как одного тренда, так и нескольких одновременно на одной системе координат. В табличной форме всегда просматривается только активный канал.

- масштабировать тренды как по оси параметра, так и по оси времени. При сжатии и растяжении тренда все экстремумы (максимумы и минимумы) остаются. Благодаря наличию нескольких осей параметров масштабирование возможно индивидуально по любому тренду.

- производить печать любого отображаемого участка координатной сетки с трендами и осями.

Благодаря ОРС-серверу и поставляемому проекту-заготовке на MasterSCADA, расчитанному на 32 точки ввода-вывода пользователь уже при получении 1 прибора может создавать мини-АСУ (рис.8).


Рис.8
Стандартно в проекте-заготовке присутствуют следующие окна:


  1. окно-индикации передней панели прибора;
  2. окно барограмм;


  3. окно стрелочных приборов;

  4. окно настроек;

  5. окно трендов.

Дополнительно зарезервировано окно мнемосхемы объекта для того, чтобы пользователь мог адаптировать проект под особенности своей системы.

Для расширения АСУ пользователю достаточно только создать новый проект уже на знaкомой MasterSCADA и приобрести дополнительное ПО на нужное количество точек.

Схематично АСУ на базе Ш 9329А может выглядеть следующим образом (рис. 9).


Рис.9
Кроме того, сегодня имеется аналогичный проект, выполненный на TRACE MODE, и ведутся работы по созданию проекта на SCADA КРУГ2000.

В завершении хотелось бы отметить, что на сегодняшний день приборы Ш 9329А эксплуатируются на десятках предприятий России. НПФ «Сенсорика» готова предоставить регистратор Ш 9329А во временное пользование для определения возможности использования.

Приборы Ш 9329А включены в Госреестр РФ №15634-01(ертификат утверждения типа RU.C.32005А №11176), Казахстана №KZ 02.03.00326-2003/15634-01 (сертификат признания типа №1318), Белоруссии №РБ0313 193003 (сертификат признания типа №2410), Украины №15634-01 (свидетельство признания типа №UА-М1/3-632-2004). Искробезопасная модификация Ш 9329АИ имеет свидетельство о взрывозищищенности №2024 и разрешение Госгортехнадзора №33СО4-1529.

Константин Иванович Кутуков – зам. гл. конструктор ООО НПФ «Сенсорика»

Анатолий Викторович Бухнер – начальник отдела сбыта ООО НПФ «Сенсорика»

Светлана Александровна Ковязина – канд. хим. наук, менеджер по рекламе ООО НПФ «Сенсорика»
620026, г.Екатеринбург, /я 784

Тел. (343) 350-90-31, 365-82-20, 378-73-95

Факс (343) 350-90-31, 263-74-24

www.sensorika.org

mail@sensorika.org