SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Промышленная беспроводная сеть

Поднимается вопрос об ограниченном присутствии на рынке беспроводного оборудования для систем передачи данных в промышленности. Представлен интеллектуальный преобразователь с радиомодемом (ПИ РМ) для создания беспроводных сетей на промышленных объектах со сложными условиями эксплуатации. Описаны его конструктивные особенности и функциональность, программное обеспечение для ПИ РМ и преимущества решения в целом.

СКБ АО «НПП «Эталон», г. Омск

Etalon_NPP_Omsk.png

Промышленный интернет вещей, дистанционный съем показаний, удаленное управление и мониторинг – это не только популярные темы для обсуждения. Решения, отвечающие этим концепциям, сегодня по-настоящему востребованы, поэтому на рынке представлено множество беспроводных сетей как промышленного, так и фактически бытового назначения. Во многом популярность беспроводных сетей объясняется удобством эксплуатации и особенно монтажа, ведь для создания канала связи для передачи сигнала с датчика на измеритель необходима только установка самого датчика и «привязка» его к вторичному измерительному оборудованию. Такой подход обеспечивает компании-эксплуатанту не только экономию средств на монтаже линии передачи сигнала, но и высокую скорость развертывания системы. Проводной же способ передачи сигналов помимо более весомых экономических затрат характеризуется целым рядом технических ограничений, которые в принципе преодолимы, но ведут к увеличению сроков сдачи системы и такому немаловажному обстоятельству, как вероятность утраты данных о существующих линиях связи в случае смены линейного персонала, обслуживающего данные каналы связи. С беспроводными сетями эта опасность тоже остается, но значительно в меньшей степени. В итоге сегодня беспроводная связь имеет немало преимуществ как технических, так и экономических. Основные из них:
- отсутствие затрат на закупку и монтаж линии;
- фактически неограниченная длина линии передачи сигнала;
- возможность подвода всех линий к единому диспетчерскому пульту;
- отсутствие больших кабельных трасс и оперативность резервных линий передачи сигнала;
- более прозрачная схема подключения оконечных устройств;
- возможность налаживания связи в труднодоступных и опасных местах.

Одной из областей, где беспроводная связь способна полностью оправдать себя, является контроль технологических процессов на производстве. Промышленный объект обвязывается датчиками различных физических величин, а также вторичным измерительным оборудованием, которое собирает данные и, преобразуя их в нужный формат, отправляет на верхний уровень системы. Казалось бы, подобные беспроводные решения с их преимуществами должны внедряться повсеместно. Однако не всё так просто, и дело тут в производителях таких систем, их квалификации и возможности выполнить сертификацию оборудования. Поэтому среди огромного многообразия беспроводного оборудования, представленного на рынке, найдется не так много решений для производств, например, опасных и ответственных. Вот почему в наших реалиях дистанционный съем показаний и промышленный интернет вещей используются главным образом в среде коммерческого энергоучета, то есть для съема показаний со счетчиков и передачи их на центральный сервер управляющей компании. Но когда речь заходит о беспроводной передаче данных на производстве с его специфичными радиочастотными помехами и сложными условиями эксплуатации, то оказывается, что подобных решений совсем немного, а те, которые имеются, зачастую поставляются с «оговорками». Поэтому каждый производитель такого оборудования хорошо известен промышленным потребителям.


Конструктивные особенности и функциональность ПИ РМ

Одно из таких решений для сложных условий эксплуатации представляет СКБ АО «НПП «Эталон» из Омска. Интеллектуальный преобразователь с радиомодемом (ПИ РМ) предназначен именно для создания упомянутых сетей. Он имеет промышленное исполнение, способен работать в тяжелых условиях эксплуатации, устойчив к ударам, защищен от брызг и пыли.

При этом подготовка сети занимает минимум времени и интуитивно понятна, что во многих случаях является решающим фактором на реальных производствах, где наличие избыточной функциональности в используемых приборах часто ведет к неправильному подключению и аварийности. Преобразователь ПИ РМ поддерживает подключение большой номенклатуры разных средств КИПА и обеспечивает непрерывный мониторинг технологических процессов, а в случае необходимости сигнализирует о критических значениях измеряемых величин. То есть ПИ РМ – не просто преобразователь с радиомодемом, а электронное smart-устройство, способное не только отслеживать показания датчиков, но и по заданному алгоритму выполнять обработку сигналов.

Так как изделие изначально предназначалось для промышленного применения, преобразователь заключен в небольшой металлический корпус с тремя кабельными вводами, два из которых являются измерительными каналами, а третий – подводом питания. Снаружи корпуса установлена небольшая антенна (рис. 1).

Ris_1.jpg

Рис. 1. Внешний вид ПИ РМ

Внутри преобразователя находятся клеммы измерительных взаимозаменяемых каналов, к которым подключаются различные датчики. Также внутри корпуса расположена клемма подключения питания (рис. 2).

Ris_2.jpg

Рис. 2. Вид внутри ПИ РМ

Следует отметить, что преобразователь ПИ РМ выпускается в двух исполнениях. Исполнение ПИ РМ ТС/ТП работает с термопарами и термопреобразователями сопротивления. Оба его канала поддерживают подключение термопар ПП(S), ПР(B), ЖК(J), ХА(K), ХК(L) и термопреобразователей сопротивления типа 50П, 100П, Pt50, Pt100, 50М, 100М. Исполнение ПИ РМ Т/Н поддерживает подключение различных измерительных преобразователей – температуры, давления, расхода и т. д. Главное, чтобы у них был универсальный токовый сигнал 4–20 мА и напряжение 0–5 В и 0–10 В. Таким образом, ПИ РМ является универсальным преобразователем, способным работать с любыми датчиками различных физических величин.

Основные характеристики ПИ РМ представлены в табл. 1.

Таблица 1. Характеристики интеллектуального преобразователя с радиомодемом ПИ РМ (увеличить изображение)

Tab_small.png

С помощью ПИ РМ можно организовать распределенную сеть мониторинга (рис. 3), в которой будут контролироваться разные технологические процессы, поскольку программа, созданная для работы с преобразователями, позволяет объединять в одну сеть до 50 интеллектуальных преобразователей обоих исполнений. Расстояние между преобразователем и компьютером оператора может составлять до 1,5 км.

Ris_3.jpg

Рис. 3. Беспроводная сеть ПИ РМ


Программное обеспечение

Как говорилось в начале статьи, благодаря самой технологии и ПО практически исключена потеря карты сети из-за человеческого фактора, как это нередко случается при использовании проводных сетей связи. Во многом этого удалось достичь благодаря разработанному программному обеспечению. Его основное окно называется «Менеджер измерительной радиосети» и представляет собой диспетчер устройств (рис. 4). Здесь отображаются серийные номера подключенных приборов, их статус, индикация выхода измеряемой величины за установленные пределы, уровень сигнала связи. В строке напротив каждого прибора имеется ячейка для комментария.

Ris_4.png

Рис. 4. Диспетчер устройств «МИРС»

В окне настройки каналов (рис. 5) задаются: тип подключенного к каждому каналу датчика; соотношение унифицированного сигнала и измеряемой величины; аварийные уставки для сигнализации.

Ris_5.png

Рис. 5. Окно настройки каналов

Также имеется возможность строить график, на котором измеренные величины будут отображаться в реальном времени (рис. 6).

Ris_6.png

Рис. 6. Отображение данных на графике

Фактически предприятию удалось создать систему (и представить ее на рынке) для построения беспроводных каналов связи, которую сможет с нуля настроить человек, почти незнакомый с данной тематикой, при этом работа всей системы не только будет гарантированно надежна, но и не потребует к себе внимания.


Заключение

Преобразователи интеллектуальные с радиомодемом ПИ РМ зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений под №70187-18. Сертификат об утверждении типа средств измерений RU. C.32.670.A № 68844. Кроме того, ПИ РМ в 2017 го­ду признан лауреатом и новинкой всероссийского конкурса программы «100 лучших товаров России» и отмечен золотой медалью на 13‑м Московском международном инновационном форуме «Точные измерения – основа качества и безопасности» (г. Москва, ВДНХ).

Столь высокая оценка неслучайна. Интеллектуальный преобразователь с радиомодемом ПИ РМ – это высококачественное оборудование, разработанное специально для промышленных условий. Он способен работать с различными датчиками температуры, а также с датчиками других физических величин, имеющими унифицированный выходной сигнал. Но главное, он позволяет объединить в одну сеть мониторинга большое количество датчиков без прокладки линий передачи сигналов и с использованием одного компьютера.

Опубликовано в журнале ИСУП № 3(81)_2019

В. Н. Пугач, инженер,
СКБ АО «НПП «Эталон», г. Омск,
тел.: +7 (3812) 36-7918,
e‑mail: fgup@omsketalon.ru,
сайт: omsketalon.ru


ООО "РЕОН-ТЕХНО"
Комбинированные реле максимального тока РСТ-42ВО, РСТ-40ВДУ, РСТ-80АВ
www.reon.ru