IPC-220 и PCIE-1840 для считывания данных
Вместо того, чтобы использовать датчики для контроля температуры, системы мониторинга распределенных датчиков температуры (DTS) используют оптические волокна. С помощью чувствительных к температуре оптоволоконных кабелей, установленных в контролируемой зоне, измерительное программное обеспечение может использоваться для отображения изменений температуры в режиме реального времени. Используя преимущества оптических волокон, которые включают в себя отсутствие воздействия электромагнитных помех, небольшой размер и простоту установки, а также работу без "слепых зон", системы DTS особенно подходят для предотвращения стихийных бедствий и приложений с высоким уровнем риска, такие как силовые кабели, нефте- и газопроводы и резервуары, а также автомобильные / железнодорожные туннели. Качество систем DTS определяется способностью системы быстро, точно и непрерывно контролировать температуру всех участков вдоль кабеля. Для системного интегратора во время разработки должен быть выбран оптимальный продукт сбора данных (DAQ), чтобы гарантировать, что производительность системы соответствует требованиям рынка и превосходит производительность их конкурентов.
Системные требования
Система DTS компании включает хост-машину DTS, чувствительные к температуре оптоволоконные кабели, программное обеспечение для измерения и сопутствующие продукты. Информация о пространственном распределении температуры добывается с помощью использования эффекта комбинационного рассеяния света, проходящего через оптические волокна, и оптического рефлектометра в области (OTDR). Поскольку первоначальному хосту DTS компании, персональному компьютеру, оборудованному DAQ, не хватало достаточной скорости и разрешения, компания хотела заменить это оборудование высокопроизводительным компьютером и высокоскоростным цифровым преобразователем, чтобы повысить точность и систему сбора данных. Тем не менее, новое оборудование должно было предложить высокую производительность и достойную цену. В частности, цифровой преобразователь должен был поддерживать частоту дискретизации не менее 100 мс / с, 16-битное разрешение, одновременную аналоговую выборку, передачу данных через прямой доступ к памяти (DMA) для более быстрой обработки и большой объем встроенной памяти для обеспечения эффективности. Что касается компьютера, клиенту требовалась система, оснащенная высокопроизводительным процессором, несколькими слотами PCIe и устройством хранения данных с высокой скоростью чтения / записи, а также подходящей защитой для промышленного использования.
Описание системы
Решение DAQ от Advantech включает сверхкомпактный компьютер IPC-220 и цифровой преобразователь PCIE-1840. Характеризуемая широким динамическим диапазоном и высокой частотой дискретизации, система идеально подходит для использования в качестве хоста оптоволокнового датчика температуры, который позволяет системе DTS получать высокочастотные сигналы. Благодаря идеальной интеграции двух продуктов, система DAQ способна запускать акустооптические модуляторы (АОМ), которые управляют лазерами, чтобы посылать лазерный импульс заданной ширины на пропагатор, а затем на оптоволоконный кабель, одновременно получая сигнал обратного рассеяния. После обработки на главном компьютере сигнал показывает распределение температуры для всего кабеля, чувствительного к температуре. Цифровой преобразователь PCIE-1840 является наиболее важным компонентом решения, поскольку именно это оборудование одновременно запускает передачу лазерного импульса при получении сигнала обратного рассеяния. Этот цифровой преобразователь с частотой дискретизации до 125 MSPS, 16-битным разрешением и четырьмя каналами одновременного аналогового ввода обеспечивает точный и быстрый сбор данных. Кроме того, 2 ГБ встроенной памяти соответствует требованиям для высокоскоростной передачи данных. Передача данных через независимый от ЦП DMA ускоряет общую скорость передачи и снижает нагрузку на процессор. Для дальнейшего ускорения передачи данных DMA Advantech скорректировал драйвер для этого проекта, увеличив скорость передачи более чем в десять раз. Кроме того, поскольку сила лазерного луча определяется шириной лазерного импульса, Advantech настроил преобразователь PCIE-1840 с полевой программируемой матрицей затворов (FPGA), чтобы помочь пользователям установить ширину импульса.
Почему Advantech?
Высокая частота дискретизации, разрешение, количество каналов, скорость передачи и встроенная память высокоскоростного цифрового преобразователя Advantech PCIE-1840 превосходят обычные модели DAQ и низкоуровневые цифровые преобразователи. Производительность клиентской системы DTS увеличилась с включением сверхкомпактного компьютера IPC-220 с высокой производительностью. Advantech также настроил преобразователь PCIE-1840 в соответствии со специфическими потребностями, чтобы значительно повысить общую эффективность системы. Наконец, благодаря положительным результатам внедрения решения Advantech DAQ, компания-клиент решила использовать это решение и с другими системами.