Návrat na domovskou stránku
 

Řízení odběru energií 
Požadavky
        Systém pro snímání impulsních a dvouhodotových údajů z cca 900 vstupů a měření 64 analogových veličin. Impulsní signály reprezentují otáčení kotoučků wattmetrů, jejich četnost je tedy úměrná okamžité spotřebě připojených spotřebičů. Impulsní snímače jsou navrženy tak, že garantují maximální četnost 1 impuls za sekundu. Systém musí zajistit sběr impulsních i analogových signálů, jejich zobrazování a vyhodnocení. Při vyhodnocení je třeba brát v úvahu různé odběrové diagramy a sledovat jejich překročení.

Sestava systému:

        Impulsní a dvouhodnotové signály jsou měřeny přímo, pomocí diferenciálních analogových komparátorů umožňujících individuální nastavení prahové úrovně a hystereze. Analogové kanály (signály nízké úrovně z teploměrů Pt100 a tlakoměrů s odporovým výstupem 100W) jsou přímo ve svorkovnici zesíleny a galvanicky odděleny v jednokanálových modulech (kostkách) AnalogDevices řady 5B. Moduly upravují signály z různých typů snímačů (tenzometrické, odporové, atd.) nebo pracují jen jako oddělovací zesilovače. Všechny typy zesilovačů (kostek) jsou konektorově záměnné, takže je lze libovolně kombinovat.
        Pro vstup impulsních a dvouhodnotových signálů je použito 28 modulů typu VX4286 (analogový komparátor). Každý modul obsahuje 32 kanálů s rozsahem do 115V a programově nastavitelnou mezní (rozhodovací) úrovní v rozmezí 0 až 50V s krokem 25 mV (každý kanál samostatně - je tedy možnost individuálního nalezení optimální rozhodovací úrovně i u zarušených signálů) a možnost nastavení hystereze (náběžná/sestupná hrana signálu) se stejným rozlišením. Vestavěný voltmetr umožní na kanálech programově měřit úrovně napětí, případně jeho maximální a minimální hodnotu. Změna stavu nakterémkoliv z kanálů vyvolá programové přerušení. Zároveň si modul zapamatuje hodnotu vstupu s přesným časem, kdy k ní došlo (rozlišení 150ms), a to do interní paměti s kapacitou 1 414 záznamů. Tuto paměť lze programově vyčíst.
        Měření 64 analogových signálů se provádí v multimetru typu VX4237. Díky použití reléového multiplexeru VX4330 je počet měřených kanálů až 240. Multimetr umožňuje měření napětí na rozsazích ±0,2 až ±300V s rozlišením na 61/2 číslic. Vyznačuje se dlouhým intervalem mezi kalibracemi (jeden rok) bez ztráty přesnsoti. Pro úschovu naměřených dat je vestavěna paměť FIFO hloubky 1000 vzorků. Za cenu určité ztráty rozlišení lze provádět i poměrně rychlá měření (100077 vzorků za vteřinu). Vzhledem k možnosti měření proudu, rezistance, střídavých napětí a proudů půjde systém v budoucnu využít též pro měření dalších veličin.
        Pro ovládání signalizačních zařízení je použit reléový modul VX4350. Výstupní kontakty každého ze samostatně programově ovládaných relé snesou zatížení 220V 2A.
Celková konfigurace systému ..

         Moduly jsou umístěny v trojici rámů VXI typu VX1410. Každý rám je vybaven 13 pozicemi; z celkového počtu je 33 pozic obsazeno měřicími moduly a trojicí ovládacích modulů typu MXIWIN, takže 6 pozic zůstává volných jako rezerva pro další rozšiřování systému. Ovládací modul zprostředkuje spojení každého z tří systémů VXI s počítačem prostřednictvím velice rychlé a propustné sběrnice MXI (přenosová kapacita 160Mbps). Každý z rámů je navíc vybaven firemním doplňkem pro sledování poruch (pokles napájecího napájení, přehřívání, atd.), který hlásí zjištěné poruchy, ale i např. stav vzduchového filtru, sériovou linkou RS232 počítači Master.
        Průmyslový počítač Master je tedy s trojicí měřicích rámů propojen velice propustnou sběrnicí MXI, užitou pro datovou komunikaci, a sériovou linkou RS232  využívanou pro hlášení případných poruch.
        Všechny moduly VXI jsou vybaveny autotestem, který se spouští při zapnutí napájení, ale je možno jej vyvolat i programově a programově též zpracovat výsledky autotestu. Moduly umožňují též programové odměření napěťové úrovně na libovolném kanálu, což je výhodné pro automatickou podporu diagnostiky. Počítač průběžně sleduje teploty, stav filtrů chladicího vzduchu a dalších veličin uvnitř rámů VXI.
        Řešení na bázi sběrnice VXI je velice kompaktní, je umístěno v trojici 19" rámů výšky 31 cm, upevněných v rozvaděčové skříni. Rozvaděčová skříň má hloubku 80 cm, šířku 60 cm a výšku cca 162 cm. Je vybavena nuceným větráním s filtry. V rozvaděčové skřini je umístěn též počítač třídy PC, označený Master který řídí měření, sbírá data a komunikuje v rámci ponikové sítě, do níž je propojen.
        Ve druhé rozvaděčové skříni je osazeno svorkové pole, pomocí něhož jsou přivedeny všechny měřené signály. Tato skříň má shodnou hloubku 80 cm, šířku 80 cm a výšku cca 220 cm a je umístěna vedle stávajích svorkovnic s ježky.
        Zkušenost ukazuje, že měřicí software rozsáhlejšího systému je vždy značně komplikovaný. Řadu omezení, která takový software klade, lze odhalit až rutinním provozem. Pak ale velmi záleží na tom, nakolik je takový software způsobilý k dalšímu rozvoji, úpravám a doplňování (po stránce autorských práv, přístupnosti zdrojového kódu, produktivity programovacích nástrojů, srozumitelnosti a čitelnosti atd.). Je známo, že náklady na údržbu programů po dobu jejich životnosti mohou několikanásobně převýšit jejich požizovací cenu. Jako optimální se proto ukázal nikoli nákup hotového programu, ale jeho zakázkový vývoj pomocí dostatečně výkonného vývojového prostředí. Pouze vytvoření měřicícho a vyhodnocovacího software na zakázku totiž zaručí, že funkce jsou vytvořeny tak, jak jsou potřeba, tedy že software se přizpůsobí požadavkům a nikoli naopak. Zejména uživatelské ovládání konečného programu je možné co nejvíc přiblížit zvyklostem stávajícího systému, čímž se usnadní přechod ze stávajícího programu na nový. Především se však pronikavě zjednoduší a zlevní další rozvoj programu.
 

Měřicí program zajišťuje:

        Redundance a dynamické přiřazení logických kanálů fyzickým umožní řešení případných poruch jednoho kanálu přivedením jeho signálu na jiný.
 

Řešení vykazuje tyto hlavní výhody :

   
Igor Luhan INTEGRACE MĚŘICÍCH SYSTÉMU, Petýrkova 1948, 148 00 Praha 4, Czech Republic
tel. (2) 341 39 39 2, (777) 11 88 57
fax (001)801-365-8515
 
e-mail: info@ippmeasure.com