نقش دیتالاگر در کنترل موتور براشلس

بسمه تعالی

 

 

دیتالاگر چیست؟

یک logger اطلاعات (همچنین datalogger یا ضبط کننده داده) یک دستگاه الکترونیکی است که اطلاعات را در طول زمان یا در رابطه با محل با استفاده از دستگاه یا سنسور ساخته شده یا از طریق ابزار و سنسورهای خارجی ثبت می کند. به طور فزاینده، اما نه به طور کامل، آنها بر اساس یک پردازنده دیجیتال (یا رایانه) هستند. آنها به طور کلی کوچک، باتری، قابل حمل و مجهز به یک ریزپردازنده، حافظه داخلی برای ذخیره سازی داده ها و سنسورها هستند. برخی از loggers داده ها با یک رایانه شخصی و با استفاده از نرم افزار برای فعال کردن logger داده ها و مشاهده و تجزیه و تحلیل داده های جمع آوری شده، در حالی که دیگران دارای یک دستگاه رابط محلی (صفحه کلید، ال سی دی) و می تواند به عنوان یک دستگاه مستقل استفاده شود.

 

گیرنده داده ها بین انواع کلی هدف برای طیف وسیعی از برنامه های اندازه گیری به دستگاه های بسیار خاص برای اندازه گیری در یک محیط و یا نوع برنامه تنها متفاوت است. برای انواع عمومی هدف قابل برنامه ریزی است؛ با این حال، بسیاری از دستگاه های باقی مانده تنها با تعداد محدود یا هیچ پارامتر قابل تغییر باقی می مانند. ثبت کننده های داده های الکترونیکی در بسیاری از برنامه های کاربردی ضبط کرده اند.

 

یکی از مزایای استفاده از loggers این است که به طور خودکار داده ها را به صورت 24 ساعته جمع آوری کند. پس از فعال سازی، داده های ثبت کننده به طور معمول مستقر می شوند و بدون نظارت برای اندازه گیری و ثبت اطلاعات برای مدت زمان نظارت قرار می گیرند. این اجازه می دهد تا برای تصویر جامع و دقیق از شرایط محیطی تحت نظارت، از قبیل دمای هوا و رطوبت نسبی.

 

هزینه ثبت نام داده ها طی سال ها کاهش یافته است، زیرا تکنولوژی بهبود می یابد و هزینه ها کاهش می یابد. یکپارچه سازی داده های تک کانال تنها 25 دلار هزینه دارد. پیچ و تاب های پیچیده ممکن است هزینه های صدها یا هزاران دلار است

 

 

استاندارد سازی پروتکل ها و فرمت های داده مشکلی است، اما در حال حاضر در حال رشد است و XML، JSON و YAML به طور فزاینده ای برای تبادل اطلاعات اتخاذ می شوند. توسعه وب معنایی و اینترنت چیزها احتمالا این روند فعلی را تسریع می کند

 

 

پروتکل های متعددی از جمله یک پروتکل هوشمند SDI-12 استاندارد شده اند که اجازه می دهد تا برخی از ابزار دقیق به انواع مختلف ثبت اطلاعات متصل شوند. استفاده از این استاندارد در خارج از صنعت محیط زیست پذیرفته نشده است. SDI-12 همچنین از ابزار چند قطره پشتیبانی می کند. برخی از شرکت های ثبت دیتابیس هم اکنون از استاندارد MODBUS پشتیبانی می کنند. این مورد به طور سنتی در منطقه کنترل صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است و ابزارهای صنعتی زیادی وجود دارد که از این استاندارد ارتباطی پشتیبانی می کنند. یکی دیگر از پروتکل چند قطره ای که در حال حاضر شروع به استفاده گسترده تر از آن شده است براساس CAN Bus (ISO 11898) است. بعضی از داده ها از یک محیط برنامه نویسی قابل انعطاف برای انطباق خود با پروتکل های غیر استاندارد استفاده می کنند

 

 

ثبت اطلاعات داده ها و گرفتن اطلاعات اغلب به طور قابل تعویض استفاده می شود. با این حال، در یک زمینه تاریخی آنها کاملا متفاوت هستند. یک سیستم ثبت اطلاعات یک سیستم جمع آوری داده است، اما یک سیستم جمع آوری داده ها لزوما یک logger نیست. ثبت کننده های داده معمولا نرخ نمونه گیری پایین تر را دارند. حداکثر نرخ نمونه 1 هرتز ممکن است برای یک logger بسیار سریع درنظر گرفته شود، اما برای یک سیستم نمونه برداری داده معمولی بسیار کند است. گیرنده داده ها به طور ضمنی دستگاه های مستقل هستند، در حالی که سیستم معمولی کسب اطلاعات باید به منظور دستیابی داده ها به کامپیوتر متصل شود. این جنبه مستقل از loggers ها به معنای حافظه درون برد است که برای ذخیره اطلاعات به دست آمده استفاده می شود. گاهی اوقات این حافظه بسیار بزرگ است تا روزها یا حتی ماهها از ضبط بدون نظارت استفاده کند. این حافظه ممکن است حافظه دسترسی تصادفی استاتیک، حافظه فلش یا EEPROM با باتری را پشتیبانی کند. داده های ثبت شده در گذشته از نوار مغناطیسی، نوار کاغذ مشت زنی یا سوابق قابل مشاهده مستقیم مانند «نوار ضبط نوار» استفاده می کردند. با توجه به زمان ثبت طولانی loggers داده ها، به طور معمول آنها مکانیسم را برای ضبط تاریخ و زمان در یک نشانه زمانی نشان می دهد تا اطمینان حاصل شود که هر مقدار داده ثبت شده با تاریخ و زمان خرید به منظور تولید یک دنباله از رویدادها. به همین ترتیب، loggers های داده معمولا ساعت های ساخته شده در زمان واقعی را استفاده می کنند که رانش منتشر شده می تواند در هنگام انتخاب بین loggers ها مهم باشد. گیرنده داده ها از ورودی ساده تک کانال به دستگاه های چند کاناله پیچیده می باشد. به طور معمول، دستگاه ساده تر انعطاف پذیری برنامه ریزی شده است. بعضی از ابزارهای پیشرفته تر، برای محاسبات متقابل کانال و آلارم ها بر اساس شرایط پیشین اجازه می دهند. جدیدترین loggers های داده ها می توانند صفحات وب را خدمت کنند، به افراد متعدد اجازه می دهد تا سیستم را از راه دور نظارت کنند. طبیعت بی نظیر و از راه دور بسیاری از برنامه های کاربردی logger data، نیاز به برخی از برنامه های کاربردی را برای استفاده از یک منبع تغذیه DC مانند باتری دارد. انرژی خورشیدی ممکن است برای تأمین این منابع انرژی استفاده شود. این محدودیت ها به طور کلی منجر به اطمینان از اینکه دستگاه های موجود در بازار بسیار قدرتمند نسبت به رایانه ها هستند. در بسیاری از موارد، آنها در شرایط محیطی خشن قرار دارند که در آن کامپیوترها به راحتی کار نمی کند

 

برنامه ثبت اطلاعات برای ایستگاه آب و هوا در P2I

 

 

 

موتورهای الکتریکی در همه جا یافت می شوند. موتورهای کوچک 12 ولت DC پنجره های ماشین خود را بالا می برند و موتورهای سه فاز ماموت را ورق های فولادی را به کویل ورق فلز می زنند. بنابراین، نیاز به اندازه گیری از این اسباب بازی ها غیر معمول نیست، یا از صلاحیت طراحی، تعمیر و نگهداری و عیب یابی.

 

 

دلایل متعددی برای کارشناسان فنی در کارخانه ها و کارخانه ها برای نظارت بر زمان اجرا وجود دارد. یک برنامه معمولی زمان رانندگی را ثبت می کند. کاربران می توانند یک logger داده در زمان اجرا را به طور خودکار برای هر بار که موتور روشن و خاموش می شود ضبط کند. برای مثال، یک logger اطلاعات چند کاناله می تواند از چهار تا هشت موتور یا پمپ با استفاده از این روش نظارت کند. در ضمن، یک logger هوشمند همچنین می تواند محاسبات انجام دهد، داده ها را با تغییر، زمان اجرا، زمان ثبت نام، یک دوره خاص مانند یک بلاک نیم ساعت در هر روز و غیره وارد کنید. مدیران تولید می توانند این اطلاعات جمع آوری شده را به طور دقیق بررسی کنند تا علت خرابی دستگاه را تعیین کنند. در حالی که اکثر اسمارتفونهای اصلی اطلاعات به طور معمول به این سطح عملکرد نمی رسند، مدل های زیادی از دستگاه های هوشمند وجود دارد که می توانند زمان اجرا را کنترل کنند. برای نظارت بر زمان اجرا، این دستگاهها دارای یک یا چند کانال دیجیتال هستند.

 

ظارت بر زمان اجرا می تواند به همان اندازه ساده است که ضبط یک رویداد کوچک داده رویداد به یک موتور برای اندازه گیری میدان الکتریکی آن (برای نظارت بر زمان اجرا موتور و غیره). به عنوان مثال، شما می توانید از یک سوئیچ جریان ساده در یک سرب قدرت استفاده کنید یا هرچیزی که دستگاه را روشن یا خاموش می کند. سپس می توانید شمارش چرخه برای سوئیچ ها در آن دستگاه را در دوره های زمانی مشخص مشاهده کنید. با این حال، اگر برنامه شما پیچیده تر باشد، مانند دیدن اطلاعات دقیق با دقت بالا، باید از یک روش پیشرفته تر اندازه گیری استفاده کنید. به همین ترتیب، تعداد نقاط مورد نیاز برای نظارت، یک عامل مهم در نظر گرفتن قبل از شروع است. برای یک برنامه کاربردی برنامه کاربردی در مقیاس وسیع، اگر 20 یا بیشتر ماشین ها در نزدیکی یکدیگر قرار داشته باشند، می توانید از یک سیستم کانال بالا برای ورود هر موتور یا قطعه تجهیزات استفاده کنید.رویدادهای نظارت انواع مختلفی از loggers داده های رویداد وجود دارد که برای ضبط وضعیت ورودی های دیجیتال (دستگاه های خروجی پالس، رله ها و بسته شدن سوئیچ ها) یا برای اندازه گیری تغییرات وضعیت این ورودی ها به عنوان یک رویداد زمان بندی شده وجود دارد. این دستگاه ها یک راه ارزان برای ضبط یک یا چند سیگنال هستند. برای برنامه های کاربردی که نیاز به اندازه گیری انعطاف پذیری بیشتری دارند، کاربران می توانند داده های آنالوگ را در یک دستگاه چند کاناله مجهز به ورودی های آنالوگ جهانی ثبت کنند، در حالی که ضبط داده های دیجیتال نیز می باشد. این دستگاه ها هنگام اندازه گیری مخلوطی از انواع مختلف سیگنال مانند دمای دیگ بخار، سطح آب و وضعیت رله بخاری ایده آل هستند.

 

بسیاری از برنامه های نظارت بر اجرای زمان نیاز به جمع آوری برای محاسبه حجم، تعداد رویداد، و یا کل انرژی تولید شده و یا مصرف می شود. قابلیت جمعآوری logger همچنین میتواند زمانهای اجرا و سطوح فعلی را ایجاد کند. با استفاده از قابلیت محاسبه loggers هوشمند، کاربران می توانند کل مقدار تجمعی مقادیر اندازه گیری را جمع آوری کنند در حالی که کل مدت یک دوره خاص را نیز اجرا می کنند.دو نوع سیگنال وجود دارد که می توان آنها را جمع کرد: سیگنال های آنالوگ (خواندن از یک ترموکوپل، به عنوان مثال) و سیگنال های دیجیتال (مانند سوئیچ ها). در برخی موارد، همه چیزهایی که لازم است جمع از ابتدای برنامه جمعآوری شود، در حالی که برنامههای دیگر ممکن است مجموعهای روزانه، هفتگی یا ماهانه باشند. تکنیک جمع کردن هر کدام کمی متفاوت است. هنگام جمع آوری سیگنال های آنالوگ، یک برنامه معمول شامل خواندن یک جریان سنج (که خروجی 4 تا 20 میلی آمپر را فراهم می کند) برای نمایش جریان جریان لحظه ای و سپس ادغام این جریان برای جمع آوری حجم. جمع کردن یک دستگاه با خروجی سیگنال پالس دیجیتال آسان تر از یک سنسور با خروجی آنالوگ است. با استفاده از بسیاری از مدل های logger، ورودی های دیجیتال می تواند به عنوان ورودی شمارنده برای اندازه گیری پالس ها استفاده شود. این شمارنده ها می توانند به طور خودکار تعداد پالس ها را تجمع دهند، بنابراین می توانند خروجی مستقیم جریان جزیی را فراهم کنند. اگر شما نیاز به اندازه گیری پالس های با سرعت بالا دارید، ورودی های شمارنده با سرعت بالا می توانند فرکانس های پالس را اندازه گیری کنند. ورودی های شمارنده نیز معمولا حالت بازنشانی دارند که پس از هر بار خواندن آنها دوباره صفر می شوند. در نرم افزار logger، می توان این حالت بازنشانی را با یک متغیر کانال ترکیب کرد تا یک شمارنده تجمعی ایجاد کند. به این ترتیب، شمارنده خواندن، اضافه شده به شمارش مجموع شده است که در یک متغیر قرار دارد، و سپس به صفر بازنشانی می شود تا فاصله بعدی شمارش را شروع کند.

 

 

برنامه های اجرا شده بهره وری نظارت ارزیابی بهره وری یک کاربرد رایج در محیط های تولید و تولید است، که کاربران را قادر می سازد تا به طور دقیق میزان بهره وری عامل را ارزیابی کنند. به طور معمول، این برنامه ها از یک ورودی شمارنده ی داده ها استفاده می کنند تا وضعیت دستگاه را به عنوان “روشن” یا “خاموش” تعیین کنند، در حالی که مدت زمان هر یک را نیز ضبط می کند. سپس داده ها می توانند به عنوان یک شاخص بهره وری معتبر استفاده شوند. به عنوان مثال، کاربران می توانند ترانسفورماتورهای جریان تقسیم هسته ای را به موتورهای منحصر به فرد دستگاه در یک کارخانه برای جمع آوری داده های بهره وری متصل کنند. به عنوان مثال، سنسورها می توانند یک محدوده جاری خاص را کنترل کنند، بگویند 15 تا 20 آمپر. هرگونه خواندن زیر 10 آمپر ممکن است نشان دهنده این باشد که دستگاه در زمان انتخاب داده ها بیکار بود. با مشاهده این داده ها با تغییرات خاص، کاربران می توانند ببینند که ماشین ها تنها 50٪ عمل می کنند، و سپس می توانند معلوم شود که آیا دستگاه نیاز به انجام اصلاح دارد یا اینکه خطا کاربر باعث ایجاد آن می شود. کاربران همچنین می توانند این داده ها را با تعداد قطعات و ضایعات تولید شده در آن روز برای تعیین بهره وری مقایسه کنند. یک رابط برنامه نویسی می تواند پیاده سازی سریع را فعال کند: برای مثال، شمارنده می تواند نتیجه “اجرا” 1 یا یک نتیجه “غیر فعال” را از 0 نشان دهد. با مشاهده روزها یا هفته های داده های زمان اجرا، کاربران می توانند برای استفاده بهینه از ماشین بررسی کنند. با این حال، در دنیای واقعی، بازده سرمایه گذاری (ROI) به معنای توانایی ارائه اطلاعات به صورت معنی دار به مدیریت است. نسل گزارش یک ویژگی نرم افزاری مفید است که کل دقیقه ها را در بر می گیرد، در قالب فرمت CSS به برنامه های کاربردی مانند مایکروسافت اکسل متصل می شود و داده ها را به مدیریت آسان می دهد. این یک روش کارآمد و دقیق برای سنجش بهره وری و رعایت سهمیه بندی در هر روز است، صرفه جویی در هزینه های بلندمدت و / یا کمک به تقویت بهره وری در درازمدت.

 

نظارت بر مصرف برق هوا فشرده منبع اصلی مصرف برق در بسیاری از تأسیسات تولیدی است. همانطور که ظرفیت تولید گسترش می یابد، ظرفیت کمپرسور نیز برای پاسخگویی به تقاضای بیشتر برق افزایش می یابد. با این حال، اگر یک کمپرسور برای این کار بیش از حد بزرگ باشد، گاهی اوقات عمل می کند و حتی در حالت خاموش شدن، قدرت زیادی نیز به دست می آورد. هر دو زمان اجرا و مصرف فعلی را می توان در طیف گسترده ای از مدل های کمپرسور اندازه گیری کرد. کاربران می توانند یک گیره فعلی را در اطراف عرضه کمپرسور پیوست و با استفاده از یک logger اطلاعات با یک صفحه نمایش می توانند داده ها را ببینند تا ببینید که هر کمپرسور در حالت های بارگذاری شده و حالت خالی عمل می کند. در نتیجه، مدیران و ناظران می توانند با صرفه جویی در مصرف انرژی قابل توجهی از مشاهده این داده های الکتریکی مانند مدت زمان استفاده از این تجهیزات در یک روز خاص، تحقق بخشند. به عنوان مثال، در پایان دوره ضبط، می توانید از داده ها به عنوان بخشی از بررسی انرژی استفاده کنید تا تعیین کنید آیا هر کمپرسور با توجه به استفاده درست آن اندازه درست باشد. یکی دیگر از فرصت های مهم پس انداز، از کاهش توان فیزیکی تسهیلات شما به شمار می رود، به طوری که ارائه دهنده شما هزینه های هنگفتی را که منجر به استفاده از توان راکتیو بیش از حد (در kVAr) بیان نمی کند.

 

عیب یابی ماشین آلات و فرآیندهای صنعتی معمولا توسط سیستم کنترل منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) یا PC های صنعتی کنترل می شوند. اما هنگامی که برنامه با مشکل مواجه می شود، یا زمانی که عملیات بی وقفه و شکست انجام می شود، گزینه های شما چه هستند؟ نظارت وضعیت یک راه موثر برای پیش بینی و جلوگیری از شکست دستگاه و پروسس است. این معمولا شامل نمونه برداری مداوم از دما و سایر اطلاعات برای مشخص کردن شاخص های اولیه مشکلات است. در عین حال، در مورد یک موضوع موجود با علت ناشناخته، عیب یابی (تشخیص خطا) می تواند انجام شود. عیب یابی مستلزم نمونه برداری سریع از سیگنال های مربوط به آنالوگ / دیجیتال به موازات سیستم های موجود است. یک نمودار دنباله سیگنال به ویژه در ارائه یک نظرسنجی از تاریخچه یک رویداد ناقص مفید است. برای تحلیل مؤثر، این می تواند در ترکیب با نمودار های منطقی نرم افزار انجام شود. سیگنال های گذرا رویدادهای بسیار با سرعت بالا هستند که در صورت گرفتن یک سیستم جمع آوری داده ها، شناسایی دقیق دنباله ای از وقایع در یک سوء عملکرد را فعال می کنند. در این برنامه ها، هر دو از logger می تواند به طور مداوم نمونه ای از داده ها (ایده آل برای رویدادهای دوره ای) تنظیم شود یا به جای رویدادهای خاص (ایده آل برای مشکلات مربوط به رویداد) باعث شود. سیستم های جمع آوری داده ها می توانند پالس های فشار، فرایندهای نظارت و کنترل کننده ها را بهینه سازی کنند. با استفاده از نمونه گیری همزمان، داده ها از هر دو حسگر و دیجیتال آنالوگ و دیجیتال می توانند به طور همزمان به دست آیند. این سیستم ها می توانند در ارتباط با یک کامپیوتر یا رکورد در حالت “مستقل” بدون پشتیبانی از کامپیوتر کار کنند.

 

بازیابی داده و ذخیره سازی جمع آوری داده ها از طریق انواع مختلفی از جمله کارت حافظه USB، پورت اترنت و RS232 با پشتیبانی از مودم انجام می شود. به این ترتیب، کاربران می توانند به صورت محلی، از راه دور یا آنلاین به logger متصل شوند. با بسیاری از مدل ها، کاربران همچنین می توانند داده ها را از طریق پروتکل انتقال فایل (FTP) برای دریافت راحت و انتقال برنامه ارسال کنند. به عنوان مثال، بسیاری از مدل های سیستم های جمع آوری داده ها قادر به انتقال داده های ثبت شده به یک کامپیوتر از طریق یک رابط اترنت هستند و پس از آن می توانند ذخیره شوند و بصورت آنلاین مشاهده شوند. تجسم و تجزیه و تحلیل داده ها معمولا، نرم افزار Data Logger از یک رابط گرافیکی یکپارچه برای نمایش داده ها استفاده می کند. کاربران معمولا می توانند logger data را پیکربندی کنند، داده های زمان واقعی را نمایش دهند، نمودار ها و جداول تولید کنند و اطلاعات تاریخی را برای تجزیه و تحلیل مشاهده کنند. کاربران اغلب می توانند زبانه ها را برای رویداد، پوسته پوسته شدن، آمار و غیره پیکربندی کنند

 

 

هنگام انجام تجزیه و تحلیل داده ها، سیگنال های ثبت شده را می توان در نمودار y (t) زنده (دیاگرام علت و اثر) به صورت زنده نشان داده شود. با وضوح زمانی 1000 برابر بیشتر در مقایسه با سیستم SCADA، حتی حجم زیادی از داده های تاریخی را می توان تحلیل کرد. بسیاری از بسته های نرم افزاری نیز دارای یک کتابخانه راننده برای برنامه های محبوب مانند MATLAB و DIAdem هستند.

 

 

 

رفرنس:

www.onsetcomp.com

ieee

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *