Monitorizarea la distanţă a proceselor industriale

27 IANUARIE 2012

Vom prezenta în acest articol o modalitate de monitorizare în timp real a proceselor
industriale sau a unor părţi ale acestora fără a fi nevoie să fim în aproprierea traductorilor, senzorilor sau automatelor care întreţin procesul respectiv

De ce este nevoie de monitorizare?

Primul răspuns ar fi că trebuie supravegheaţi parametrii critici ai unui proces a căror ieşire din limite ar duce la provocarea unor avarii. Al doilea este că prin monitorizare se pot verifica dacă procesele tehnologice au fost respectate de către cei care le-au condus (fie om, fie maşină). Lucru mai puţin cunoscut dar foarte important, este că monitorizarea proceselor de producţie este o parte integrantă a sistemului de urmărire a calităţii.

Cum se face monitorizarea?
Imaginea clasică (des apărută la televizor) este formată din panourile de control pline de aparate şi oameni care supraveghează starea acelor indicatoare.
Următorul pas a fost apariţia aparatelor care făceau înregistrări în timp şi le înscriau pe un suport de hârtie, vestitele înregistratoare cu hârtie. Locul acestora din urmă este preluat de înregistratoarele electronice la care hârtia este înlocuită cu memoria electronică.
Toate aceastea presupun o sumedenie de conexiuni de la traductori la panourile de monitorizare şi comandă, cabluri cu multe perechi de sârme pe care se regăsesc mărimi electrice în general proporţionale cu cele măsurate.

Obţinerea unei informaţii în timp real înseamnă în acest caz prezenţa obligatorie la aparatul de măsură, pe când obţinerea unor informaţii despre starea procesului la un timp anterior este echivalentă cu căutarea într-o arhivă.
Dacă se doreşte monitorizarea la distanţă în tehnologiile clasice se foloseşte în cel mai bun caz modemul pentru transmiterea datelor care presupune existenţa unei infrastructuri (linie telefonică sau în cazul modemurilor radio licenţe de emisie ,etc.).

Să aruncăm o privire asupra tehnologiilor actuale care ne-ar permite cea mai performantă variantă de monitorizare la costuri minime. De departe e clar că trebuie să folosim pentru transportul informaţiei o infrastructură deja existentă ieftină şi performantă. Pentru a putea monitoriza de oriunde procesele trebuie ca accesul să se facă uşor şi folosind instrumentele la îndemâna oricui.

Cea mai bună performanţă în transferul datelor cu costuri minime este Internetul. Din păcate multă lume asociază Internetul cu existenţa unui calculator cu care să te conectezi la Internet. Dar nu este aşa, calculatorul are doar implementate protocoalele pe care Internetul le acceptă. În această imensă reţea circulă pachete de date într-un format bine stabilit, iar Internetul asigură ca aceste pachete de date să ajungă de la expeditor la destinatar. Nu vom intra în detalii despre formatul acestor date şi nici despre protocoalele folosite, vom reţine doar că transferul datelor se face foarte rapid, iar întârzierile sunt de ordinul sutimilor de secundă în transferul datelor.

Cum putem folosii această infrastructură la monitorizări?
Pe de o parte trebuie să folosim un calculator la care vom primi datele pe care trebuie să le înregistrăm şi să le vizualizăm. Sau chiar propriile telefoane mobile cu care pot fi vizualizate pagini de web. Pe de altă parte trebuie să conectăm traductorul sau procesul la internet.

Pentru a ne conecta la Internet folosim în modul cel mai uzual un modem. Dacă traductorul ce se doreşte monitorizat se află într-o fabrică, iar aceasta are deja o reţea internă cu o conexiune la Internet, atunci cel mai simplu ar fi dacă echipamentul s-ar putea lega direct la această reţea de calculatoare a fabricii; există şi această variantă de echipamente. Dacă reţeaua de calculatoare a fabricii nu are ieşire la Internet traductorul sau procesul poate fi monitorizat de oriunde din interiorul fabricii. Dacă procesul se desfăşoară într-un loc izolat conectarea la internet se poate face prin telefoanele mobile.

Câteva cuvinte despre conectarea prin telefoanele mobile la Internet. Pentru a clarifica situaţia să analizăm oferta de conexiune la Internet în reţeaua GSM. GSM-ul oferă 4 tipuri de conexiuni: voce, date, fax şi GPRS. Serviciul de date poate fi folosit pentru conectarea la Internet întocmai ca un Modem clasic; este neeconomic, plătiţi o dată timpul de conexiune la operatorul de telefonie mobilă şi încă o dată provider-ul de internet.

Soluţia este serviciul GPRS la care nu se taxează timpul de conectare ci doar volumul de informaţie transmisă. Costul aflării unei informaţii despre traductorul dumneavoastră va costa doar 6 (şase) lei. O monitorizare continuă se poate aprecia la un cost de 20 mii de lei pe oră. A doua variantă este folosirea tehnologiei CDMA oferită de operatorul Zapp care oferă un transfer de cel puţin 10 ori mai rapid decât varianta GPRS. Aceasta deoarece în mod uzual pe GPRS canalul de upload (de trimitere a datelor în Internet) este limitat la 9600 kbps pe când la Zapp se poate ajunge până la 144kbps.

Deci ne putem conecta la Internet folosind un modem şi o linie telefonică, cele două variante mobile pe GSM sau CDMA (Zapp) sau folosind reţeaua Ethernet a fabricii (presupusă că are o ieşire la Internet). În funcţie de aplicaţia avută una din cele 4 variante se potriveşte. Ne lipseşte modulul care face legatura între traductor şi cele 4 variante de mai sus. Privind retrospectiv, soluţia era rezolvată de un calculator care se poate conecta la Internet împreună cu o placă de achiziţie care să citească traductorul. În varianta propusă de noi calculatorul şi placa de achiziţie au fost înlocuite de un modul cu microcontroler de dimensiunea unui pachet de ţigări care rezolvă această problemă. Cititorii avizaţi cunosc cu siguranţă existenţa diferitelor module şi rutine care implementează protocolul de comunicaţie în Internet la nivel de microcontroler. Astfel este posibilă înlocuirea calculatorului la care această implementare a protocoalelor de comunicaţie în Internet este inclusă în sistemele de operare actuale.

Vom reveni cu descrieri mai amănunţite despre aceste module şi modul lor de utilizare în articolele viitoare. În încheierea acestui articol vom da doar un exemplu de utilizare pentru a demonstra uşurinţa de lucru cu aceste module. Spre exemplu ne interesează monitorizarea unui traductor cu ieşire 4-20 mA. Trebuie aleasă pentru început modalitatea de conectare la Internet. Modulele se împart în două categorii mari, unele conectabile la Internet prin intermediul unui modem sau unui telefon mobil caz în care sunt prevăzute cu o mufă DB9 pentru interfaţa serială. A doua categorie o constituie modulele care se pot lega direct printr-un cablu de reţea cu o mufă RJ45 caz în care modulelor trebuie să li se seteze propria adresă de IP din cadrul reţelei locale sau să i se atribuie chiar un IP real de Internet. Cum am mai spus în cazul modulelor legate la reţeaua locală ele pot fi monitorizate oriunde din reţeaua respectivă, condiţia ca modulele să fie monitorizate prin Internet este ca reţeaua locală să aibă o ieşire la Internet.
Odată ales tipul modulului, se conectează la modemul, telefonul mobil sau la reţeaua locală, trebuie întreruptă bucla de 4-20 mA şi cuplată la intrarea fizică a modulului; Impedanţa de intrare fiind sub 100 ohmi nu influenţează calitatea buclei de curent. Din acest moment posesorul programului de monitorizare (se livrează împreună cu modulul) poate accesa şi vizualiza starea curentă a traductorului monitorizat de pe orice calculator cu acces la Internet de oriunde din lume. Construcţia modulului asigură recepţionarea datelor având certitudinea transmiterii şi primirii aşa cum au fost transmise.

Ing. Ionel Nicolae
Datronic – Ncip SRL
Eurodis and Hitex Sales
Reprezentative
Str. Ciprian Porumbescu nr. 79
1900 Timişoara
Tel./Fax +40 256 292774
e-mail: inicolae@electronic.ro
http://www.electronic.ro

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre