Рішення щодо збору даних за допомогою ультракомпактного IPC

 IPC-220 та PCIE-1840 для збору даних

Новини >> Публікації >> 21.01.2020

Замість того, щоб використовувати датчики для контролю температури, системи моніторингу розподілених датчиків температури (DTS) використовують оптичне волокно. За допомогою чутливих до температури оптоволоконних кабелів, встановлених в контрольованій зоні, вимірювальне програмне забезпечення може використовуватись для відображення змін температури в режимі реального часу. Використовуючи переваги оптоволокна, які включають в себе відсутність впливу електромагнітних завад, невеликий розмір та простоту встановлення, а також роботу без "сліпих зон", системи DTS особливо підходять для попередження стихійних лих і додатків з високим рівнем ризику, такі як силові кабелі, нафто- та газопроводи і резервуари, а також автомобільні / залізнодорожні тунелі. Якість систем DTS визначається здатністю системи швидко, точно та безперервно контролювати температуру усіх ділянок вздовж кабелю. Для системного інтегратора під час розробки повинен бути обраний оптимальний продукт збору даних (DAQ), щоб гарантувати, що продуктивність системи відповідає вимогам ринку та перевершує продуктивність їх конкурентів.

Системні вимоги

Система DTS компанії включає хост-машину DTS, чутливі до температури оптоволоконні кабелі, програмне забезпечення для вимірювання і супутні продукти. Інформація про просторове розподілення температури видобувається за допомогою використання ефекту комбінаційного розсіяння світла, що проходить через оптичні волокна, та оптичного рефлектометра в області (OTDR). Оскільки першочерговому хосту DTS компанії, персональному комп'ютеру, обладнаному DAQ, не вистачало достатньої швидкості та розподільної здатності, компанія забажала замінити це обладнання високопродуктивним комп'ютером та високопродуктивним цифровим перетворювачем, щоб підвищіти точність збору даних та систему. Тим не менш, нове обладнання мало запропонувати високу продуктивність та гідну ціну. Зокрема, цифровий перетворювач мав підтримувати частоту дискретизації не менше 100 мс / с, 16-бітну розподільну здатність, одночасну аналогову вибірку, передачу даних через прямий доступ до пам'яті (DMA) для більш швидкої обробки та більшого об'єму вбудованої пам'яті для забезпечення ефективності. Що стосується комп'ютера, клієнту була потрібна система, оснащена високопродуктивним процесором, декількома слотами PCIe та пристроєм зберігання даних з високою швидкістю читання/ запису, а також підходящим захистом для промислового використання.

Опис системи

Рішення DAQ від Advantech включає надкомпактний комп'ютер IPC-220 та цифровий перетворювач PCIE-1840. Система характеризується широким динамічним діапазоном та високою частотою дискретизації, ідеально підходить для використання в якості хоста оптоволоконного датчика температури, який дозволяє системі DTS отримувати високочастотні сигнали. Завдяки ідеальній інтеграції двох продуктів, система DAQ здатна запускати акустооптичні модулятори (АОМ), які керують лазерами, щоб надсилати лазерный імпульс заданої ширини на пропагатор, а потім на оптоволоконний кабель, одночасно отримуючи відбитий сигнал. Після обробки на главному комп'ютері сигнал демонструє розподілення температури для всього кабеля, чутливого до температури. Цифровий перетворювач PCIE-1840 є найбільш важливим компонентом рішення, оскільки саме це обладнання одночасно запускає передачу лазерного імпульса при отриманні сигналу зворотнього відбиття. Цей цифровий перетворювач з частотою дискретизації до 125 MSPS, 16-бітною розподільною здатністю та чотирьма каналами одночасного аналогового вводу забезпечує точний та швидкий збір даних. Крім цього, 2 ГБ вбудованої пам'яті відповідають вимогам для високошвидкісної передачі даних. Передача даних через незалежний від ЦП DMA прискорює загальну швидкість передачі та знижує навантаження на процесор. Для подальшого прискорення передачі даних DMA Advantech скоригував драйвер для цього проекта, збільшив швидкість передачі більше ніж в десять разів. Крім того, оскільки сила лазерного променю визначається шириною лазерного імпульса, Advantech налаштував перетворювач PCIE-1840 з польовою програмованою матрицею затворів (FPGA), щоб допомогти користувачу встановити ширину імпульсу.

Чому Advantech?

Висока частота дискретизації, розподільна здатність, кількість каналів, швидкість передачі і вбудована пам'ять високошвидкісного цифрового перетворювача Advantech PCIE-1840 перевершує звичайні моделі DAQ та низкорівневі цифрові перетворювачі. Продуктивність клієнтської системи DTS збільшилась з додаванням надкомпактного комп'ютера IPC-220 з високою виробничістю. Advantech також налаштував претворювач PCIE-1840 у відповідності зі специфічними потребами, щоб значно підвищіти загальну ефективність системи. Нарешті, завдяки позитивним результатам впровадження рішення Advantech DAQ, компанія-клієнт вирішила використовувати це рішення з іншими системами.