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.

СМИК «в облаке». Решение от компании НТП «Горизонт»

Интересный факт: впервые поставка датчиков для системы мониторинга инженерных конструкций (СМИК) была осуществлена в 2005 году для первой СМИК в нашей стране, внедренной во дворце спорта «Мегаспорт» на Ходынском поле (г. Москва), тогда эту систему разворачивал ВНИИ ГОЧС. С этого объекта, можно сказать, началась летопись СМИК в России, а заодно и история развития продуктового направления датчиков для мониторинга строительных конструкций в компании «Горизонт». Сейчас НТП «Горизонт» поставляет широкую линейку измерительных приборов, коммутационного оборудования и ПО для организации систем мониторинга строительных конструкций, фундаментов и грунтового массива для объектов любой сложности, причем широко применяет для этих систем «облачные» технологии, которые не только повышают удобство и функциональность технической системы, но и обеспечивают существенную экономию средств заказчика. Подробней о том, какие преимущества построение в «облаке» дает системам мониторинга инженерных конструкций, рассказывает Илья Борисович Кузьменко, директор по развитию ООО «НТП «Горизонт».

ООО «НТП «Горизонт», г. Москва

Gorizont_NTP.png

скачать pdf >>

ИСУП: Вы анонсировали очень интересное решение, так сказать на стыке технологий, – СМИК в «облаке». Давайте поговорим об этом подробней. И первый вопрос: насколько это выгодно и кто является основным заказчиком такой услуги?

И. Б. Кузьменко: Сначала давайте разберемся, в чем технологическая инновационность решения. По существу, мы используем несколько технологий, которые можно отнести к интернету вещей и «облачным» технологиям:
- оснащение датчиков энергоэффективной электроникой и функциональностью управления энергопотреблением, что позволяет им работать по несколько лет без смены батарей;
- оснащение датчиков дополнительным интеллектом, позволяющим минимизировать объем передаваемых данных за счет их предобработки на борту датчика, а также накапливать информацию для уменьшения объема трафика данных. Все датчики могут накапливать данные в собственной памяти до нескольких недель;
- передача данных с датчиков сразу в интернет и их агрегация на серверах, размещенных в удаленных ЦОД, с гарантией непрерывности работы сервера системы мониторинга и доступности сервера для связи;
- предоставление клиентского доступа к серверу системы мониторинга через веб-интерфейс.

Для пользователя смысл услуги заключается в том, что мы размещаем систему мониторинга в ЦОД, сами ее администрируем и предоставляем доступ заказчикам к этой системе через интернет. Оказание услуги по подписке по модели SaaS (программное обеспечение как услуга) – давно известная и популярная практика в АСКУЭ, СКУД, системах видеонаблюдения. В геотехническом мониторинге и СМИК такой сервис представлен мало. При этом существует ряд предпосылок, объясняющих, почему он будет востребован:
- сложность системы мониторинга предопределяет высокие требования к квалификации обслуживающего ее администратора. На стройплощадке или в организации, ведущей геотехнический мониторинг, таких специалистов, как правило, нет;
- то же касается инфраструктуры для размещения сервера. Конечно, требования к ресурсам сервера для размещения системы мониторинга относительно невелики, ресурсов для развертывания небольшой системы мониторинга хватит даже у стандартного персонального компьютера, но, для того чтобы доступность системы была гарантирована, требуется гарантированное электроснабжение, надежная сетевая инфраструктура, чего также нет ни на стройплощадке, ни у организации, ведущей геотехнический мониторинг;
- если говорить о геотехническом мониторинге, то он носит временный характер и приобретение программного обеспечения системы мониторинга нецелесообразно по экономическим соображениям.

Струнный датчик деформации SVWG-D01‑LoRa

Ris_1.png

Беспроводной струнный датчик деформации SVWG-D01‑LoRa предназначен для измерения механических напряжений и деформаций в строительных конструкциях в тех случаях, когда организация системы сбора данных с использованием кабелей нецелесообразна или невозможна. SVWG-D01‑LoRa работает от батарей и передает данные по протоколу LoRaWAN, что позволяет полностью отказаться от проводов при развертывании системы мониторинга строительных конструкций и систем геотехнического мониторинга. Области применения датчиков:
длительные измерения относительной деформации и напряжения в сваях, подпорных стенках, колоннах, опорах и стенках резервуаров, других элементах строительных конструкций;
мониторинг распорных балок котлована;
контроль надвижки пролетных строений при строительстве мостовых сооружений;
диагностический контроль состояния конструкций зданий и сооружений при их строительстве и эксплуатации;
геотехнический мониторинг обделки тоннелей, крепи шахт;
контроль напряжений горных пород при мониторинге напряженно-деформированного состояния в процессе проходки подземных выработок, тоннелей и т. д.

ИСУП: На данный момент по этому направлению у вас нет конкурентов. Когда, по вашим расчетам, они появятся?

И. Б. Кузьменко: Я бы не сказал, что их нет. Я знаю несколько производителей, которые в той или иной степени развивают это направление, здесь мы не являемся первопроходцами. Однако конкурентов рекламировать не хотелось бы. Считаем, что мы отличаемся большей гибкостью в адаптации сервиса к задачам СМИК и геотехнического мониторинга, пониманием потребностей заказчиков, а также широтой номенклатуры датчиков и решений по сбору данных. Это может быть стандартное проводное решение с передачей по линии RS‑485 или беспроводные решения, работающие по технологиям LoRaWAN, NB-IoT или GPRS/UMTS.

Контроллер струнных датчиков VWC-D01

Ris_2.png

Контроллер предназначен для организации сбора показаний струнных датчиков и передачи данных по цифровым линиям RS‑485 в системах мониторинга строительных конструкций. К контролеру VWC-D01 могут быть подключены датчики разных производителей (RST Instruments, GeoKon, SisGeo, ITMSoil, Sungjin Geotec, НИИЭС и т. д.), включая струнные датчики деформации, перемещений, струнные пьезометры, струнные датчики силы. VWC-D01 последовательно опрашивает струнные датчики, определяет частоту колебания струны, выполняет расчет измеряемой физической величины в соответствии с паспортными коэффициентами преобразования датчика и передает частоту колебания струны и измеренные значения физической величины по цифровым линиям RS‑485. Выпускается в конфигурациях с 16 и 32 каналами.

ИСУП: Вы предлагаете полный комплект всех необходимых приборов измерения (датчиков). Все ли они могут работать по протоколам LoRaWAN или NB-IoT?

И. Б. Кузьменко: Спектр датчиков, которые можно применять в геотехническом мониторинге и СМИК, очень широк – исчисляется десятками различных типов. Но для 90 % задач при мониторинге строительных конструкций, фундамента и грунтового массива под сооружением мы можем предложить средства измерений из арсенала наших разработок. Это поверхностные и скважинные инклинометры, датчики деформации и перемещений, акселерометры для определения основных форм колебаний строительных конструкций, пьезометры.

Все наши датчики поставляются с цифровым выходом RS‑485, все, кроме акселерометров, могут поставляться в варианте исполнения с LoRaWAN или NB-IoT. Также мы поставляем базовые станции и другое необходимое коммуникационное оборудование и ПО для развертывания системы мониторинга «под ключ».

Инклинометр ИН-Д3

Ris_3.png

Прецизионный инклинометр (измеритель наклона) ИН-ДЗ предназначен для измерений малых углов наклона и наклонных перемещений объекта по двум координатам. Представляет собой пылевлагозащищенную моноблочную конструкцию и включает в се­бя чувствительный элемент – высокоточный первичный преобразователь угла наклона, электронный блок с цифровым выходом и корпус c регулировочными опорными винтами. Инклинометры ИН-Д3 применяются в системах мониторинга строительных конструкций, природных объектов, на горных выработках, при исследованиях изгибных деформаций элементов строительных конструкций, в системах контроля углового положения объектов.
В частности, в гражданском строительстве инклинометры ИН-Д3 применяются: в системах мониторинга строительных конструкций для определения кренов, прогибов и деформаций несущих конструкций, оснований и фундаментов; в системах мониторинга напряженно-деформированного состояния большепролетных конструкций и высотных сооружений, мостов.
В атомной энергетике они служат в системах статического и динамического мониторинга эксплуатируемых объектов использования атомной энергии по СТО-СРО-С 60542960 00043-2015.
В ветроэнергетике используются для вибромониторинга напряженно-деформированного состояния опор ветрогенераторов.
В машиностроении – для проверки точности установки рабочих поверхностей станков и режущих инструментов; контроля изгибных деформаций рамы станка; контроля углового положения оборудования (турбин, насосов, роторов, валов) относительно горизонтали; для проверки плоскостности крупногабаритных изделий.

ИСУП: Расскажите о самом «облаке». Какие возможности оно дает девелоперу строительной компании и т. д.?

И. Б. Кузьменко: Применение облачных технологий дает несколько существенных возможностей:
- многократно упрощается и удешевляется развертывание системы мониторинга за счет отказа от проводов, монтаж системы сводится лишь к установке датчиков в местах измерений. Существенно упрощается проектирование, так как отсутствует необходимость проектировать линии прокладки кабельных трасс;
- существенно сокращаются капитальные затраты на систему мониторинга, происходит перераспределение средств со статьи расходов CAPEX на статью OPEX;
- облачные технологии позволяют отказаться от идеологии «сервер – АРМ», рабочим местом может оказаться любое устройство с браузером, подключенное к интернету, будь то компьютер, планшет или мобильный телефон под любой ОС;
сокращаются затраты на администрирование и поддержание работоспособности.

Акселерометр-наклономер АН-Д3

Ris_4.png

Средство измерения угла наклона и колебательных ускорений строительных конструкций в системах мониторинга строительных конструкций СМИК. АН-Д3 был разработан специально под задачи систем мониторинга строительных конструкций и совмещает в себе две функции: инклинометра (контроль изменения углов наклона строительной конструкции) и акселерометра (измерение ускорений строительных конструкций), работающего в диапазоне сверхмалых ускорений 0 (DC) – 20 ГЦ. Благодаря своему принципу работы датчик может измерять колебания в диапазоне от 0 (DC), чего невозможно добиться, используя акселерометры и сейсмоприемники с пьезокерамическими, электронно-молекулярными, струнными первичными преобразователями или первичными преобразователями на решетках Брегга, у которых нижняя граница измеряемых частот находится в интервале 0,1–0,5 Гц, или MEMS-акселерометры, которые не обладают требуемой чувствительностью. Акселерометр-наклономер АН-Д3 находит применение в промышленном и гражданском строительстве, в атомной энергетике, ветроэнергетике.

ИСУП: То есть фактически заказчику нужно приобрести соответствующие датчики, установить их на объекте, причем своими силами, так как процесс это несложный, и подключиться к «облаку»? Остальное делаете вы?

И. Б. Кузьменко: Да, именно так. Мы проведем удаленную настройку пользовательских экранов, заведем потоки с датчиков в систему, создадим профили пользователей и назначим права для доступа к тому или иному функционалу.

Цифровой пьезоэлектрический сейсмоприемник

Ris_5.png

Предназначен для регистрации сейсмических колебаний строительных конструкций и колебательных ускорений в системах мониторинга строительных конструкций (СМИК) и в составе инженерно-сейсмометрических станций по СП 330.1325800.2017. Сейсмоприемники применяются в качестве первичных преобразователей в составе сейсмо- и виброизмерительных систем и комплексов, а также могут быть использованы в различных областях науки и техники при измерениях (регистрации) параметров низкочастотной вибрации малого уровня. Пьезокерамический акселерометр имеет цифровой выход, что позволяет быстро развертывать цифровые измерительные цепи, состоящие из нескольких акселерометров с длиной линии до 800 метров. Таким образом, отсутствует необходимость устанавливать дорогостоящие внешние АЦП.

ИСУП: Какие сервисы с помощью вашего «облака» можно получить дополнительно для геотехнического мониторинга и не только (например, видеокамеры и т. д.)?

И. Б. Кузьменко: Мы используем стек программных высокопроизводительных решений для многопоточного приема данных. Такое ПО позволяет проводить интеграцию, хранение и визуализацию различных потоков данных от технических средств разных производителей. Это может быть видеопоток от камер видеонаблюдений, данные с сейсмоприемников и акселерометров или с датчиков, объем данных с которых исчисляется несколькими десятками байт в сутки, что характерно, например, для датчиков раскрытия трещин. На сервере можно развернуть геоинформационные сервисы различных производителей, а также подключиться к шлюзам популярных мессенджеров и серверам СМС-уведомлений, что позволит организовать информирование о тревогах через такие сервисы, как Telegram, Whatsapp или СМС.

Беседовал С. В. Бодрышев,
главный редактор журнала «ИСУП».

Опубликовано_в журнале ИСУП № 6(90)_2020

ООО «НТП «Горизонт», г. Москва,
тел.: +7 (495) 909‑1284,
e‑mail: info@ntpgorizont.ru,
сайт: ntpgorizont.ru



Мониторинга транспорта
Азимут 5.1 Lite – компактный, надежный и современный автомобильный ГЛОНАСС+GPS контроллер
www.rateos.ru