Рішення для збору даних з ультракомпактним IPC для датчиків температури

Промислове обладнання

Готові рішення та реалізовані проекти з використанням IOT-технологій >> Промислова автоматизація

Рішення для збору даних з ультракомпактним IPC для датчиків температури

Вихідна інформація

Замість того, щоб використовуати датчики контролю температури, системи моніторинга розподілених датчиків температури (DTS) використовують оптичні волокна. За допомогою чуттєвих до температури оптоволоконних кабелів, встановлених у контрольованій зоні, вимірювальне програмне забезпечення може використовуватись для відображення зміни температури в режимі реального часу. Використовуючи переваги оптичних волокон, серед яких - відсутність впливу електромагнітних завад, невеликий розмір та простота встановлення, а також роботу без "сліпих зон", системи DTS особливо підходять для застосування в областях із високим ступенем ризику, таких як попередження стихійних лих, силові кабелі, нафто- та газопроводи та резервуарів для зберігання, а також автомобільні / залізнодорожні тонелі. Якість систем DTS визначається здатністю системи швидко, точно та безперервно контролювати температуру всіх ділянок вздовж кабелю. Для системного інтегратора під час розробки має бути обраний оптимальний продукт сбору 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 та супутні продукти. Інформація про просторове розподілення температури отримується за допомогою використання ефекту комбінаційного розсіювання світла, що проходить крізь оптичні волокна, та оптичного рефлектометра в області (OTDR). Оскільки першочерговому хосту DTS компанії, персональному комп'ютеру, обладнаному DAQ, не вистачало достатньої швидкості та роздільної здатності, компанія прагнула замінити це обладнання  високопродуктивним комп'ютером та високошвидкісним цифровим перетворювачем, щоб підвищіти точність збору даних та систему. Тим не менш, нове обладнання мало   запропонувати високу продуктивність та достойную ціну. Зокрема, дігітайзер мав підтримувати частоту дискретизації не менше 100 мс / с, 16-бітну розподільну здатність, одночасну аналогову вибірку, передачу данних через прямий доступ до пам'яті (DMA) для більш швидкої обробки та великий об'єм вбудованої пам'яті для забезепечення 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 дігітайзер PCIE-1840. Ця система характеризується широким динамічним діапазоном та високою частотою дискретизації та 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 керуються лазерами, щоб надсилати лазерний імпульс заданої ширини на пропагатор, а потім на оптоволоконний кабель, одночасно отримуючи сигнал зворотнього розсіяння. Після обробки на головному комп'ютері сигнал демонструє розподілення температури для всього кабеля, чуттєвого до температури. Цифровий перетворювач PCIE-1840 є найбільш  важливим компонентом рішення, оскільки саме це обладнання одночасно запускає передачу лазерного імпульсу при отриманні сигналу зворотнього розсіювання. Цей цифровий перетворювач з частотою дискретизації до 125 MSPS, 16-бітною розподільною здатністю та чьотирьма каналами одночасного аналогового ввода забезпечує точний та швидкий збір даних. Крім того, 2 ГБ вбудованої пам'яті  відповідають вимогам для високошвидкіної 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 скорегував драйвер для цього проекту, збільшив швидкість передачі більше ніж в десять разів. Крім того, оскільки сила лазерного струменю визначається  шириною лазерного імпульсу, Advantech налаштував плату PCIE-1840 з польовою програмованою матрицею затворів (FPGA), щоб допомогти користувачам встановити ширину імпульсу.

Чому Advantech?

Висока частота  дискретизації, розподільна здатність, кількість каналів, швидкість передачі та вбудована пам'ять високошвидкісного цифрового перетворювача Advantech PCIE-1840 перевершують звичайні моделі DAQ та низькорівневі цифрові перетворювачі. Продуктивність клієнтської системи DTS збільшилась із включенням надкомпактного комп'ютера IPC-220 з високою продуктивністю. Advantech також налаштував плату PCIE-1840 у відповідності до специфічних потреб, щоб значно підвищіти загальну ефективність системи. Нарешті, завдяки позитивним результатам впровадження рішення Advantech DAQ, компаниі-клієнт вирішила використовувати цк рішення також із іншими системами.

 

Обладнання, яке може бути використаним в цьому рішенні

Високошвидкісна 4-x канальна плата аналогового введення Advantech PCIE-1840 з 125Ms 16-біт АЦП для PCIe шини

Високошвидкісна плата PCIE-1840

Високошвидкісна 4-x канальна плата аналогового введення Advantech PCIE-1840 з 125Ms 16-біт АЦП для PCIe шини

Компактна промислова  комп'ютерна система IPC-220 з 6th/7th Gen Intel® Core™ i CPU Socket (LGA 1151)

Компактна комп'ютерна система IPC-220

Компактна промислова комп'ютерна система IPC-220 з 6th/7th Gen Intel® Core™ i CPU Socket (LGA 1151)