eng
Выпуск #2/2008
Измерительные системы ЗАО "Руднев – Шиляев". Выбор оптимального варианта
Просмотры: 6735
Опыт работы ЗАО "Руднев–Шиляев" на рынке измерительных систем и измерительного оборудования показывает, что большинство заказчиков решают свою, узкоспециализированную, задачу. Решение ее — это не всегда выбор того или иного устройства. В первую очередь задачу необходимо проанализировать и выбрать оптимальный вариант ее решения из множества существующих. Специалистам ЗАО "Руднев–Шиляев", основная деятельность которого – разработка измерительных систем (на базе компьютера или контроллера) по требованию заказчика, удалось систематизировать основные типы измерительных задач и найти оптимальные способы их решения.
Измерительная система – это единое целое, и изменение требований к одной части системы влияет на все остальные ее части. А это, в свою очередь, влечет за собой увеличение ее себестоимости. Поэтому очень важно тщательно проработать техническое задание и модель системы (рис.1). Рассмотрим пример составления технического задания на создание измерительной системы на базе компьютера с использованием готовых аппаратных модулей и программного обеспечения, созданного или доработанного под конкретную задачу. "Компьютерный" вариант очень удобен при решении несерийных, нестандартных задач, так как можно изменять начальные условия, варьировать параметры сбора и обработки информации.
Составление технического задания включает следующие этапы:
* постановка задачи;
* описание графического интерфейса;
* описание форматов представления измеряемых характеристик и результатов измерений;
* описание конструктивного исполнения и способов подключения внешних устройств.
Большая часть разработок ЗАО "Руднев–Шиляев" ведется по техническим заданиям заказчиков. Некоторые из разработанных "компьютерных" измерительных систем сведены в табл.1.
Если разработанная система отвечает требованиям технического задания и потребность рынка в ней велика, ее удобнее выполнять на базе контроллера. При этом компьютер больше не используется. К таким серийным системам относится прибор для поверки электрокардиографов ("Диатест"), термометрические и тензометрические модули ЗАО "Руднев–Шиляев" (табл.2).
Для автоматизированного управления технологическим процессом производства нужно в первую очередь определить закон управления системой. А это, как правило, требует измерения различных физических параметров процесса, для чего необходимо первоначально установить характер изменения сигналов датчиков, регистрирующих эти параметры. ЗАО "Руднев–Шиляев" предлагает широкий спектр устройств преобразования аналогового сигнала датчиков (температурных, тензометрических, вибрационных, пьезоэлектрических) в цифровой код. Поставляемое компанией программное обеспечение поддерживает визуальное представление сигналов датчиков, архивирование данных, спектральный анализ сигнала. Определив требуемый закон регулирования, можно управлять работой автоматики с помощью подаваемых на вход/выход системы дискретных сигналов или с помощью сигналов генераторов, входящих в состав измерительных устройств. В случае, когда требуется высокая скорость реакции на изменение значений физических величин, быстродействие компьютера может оказаться недостаточным. Для поддержания высокой скорости работы автоматики ЗАО "Руднев-Шиляев" предлагает встраивать алгоритмы управления системой в микропроцессор измерительного устройства. Наличие разнообразных интерфейсов (RS-232, RS-485, USB, ETHERNET, PCI, радиомодема) позволяет передавать обработанные данные компьютеру и принимать управляющие команды. Устройства могут быть интегрированы в SCADA-системы, такие как Trace Mode, по протоколам MODBUS или PROFIBUS.
ЗАО "Руднев–Шиляев" разрабатывает и изготавливает разнообразную аппаратуру и измерительные системы на базе ПК, предназначенные для решения многочисленных задач измерения вибрационных и акустических сигналов. Это многофункциональные анализаторы сигналов реального времени серии "СА…" (СА-02м; СА-02USB; СА-02Л) и многоканальные измерительные регистраторы сигналов – "МА…" (МА-08; МА-16; МА-16USB). Для акселерометров отечественного и зарубежного производства компания производит одноканальные, четырехканальные и восьмиканальные усилители заряда РШ2731Э, РШ2734Э и РШ2738Э, соответственно. Созданы многоканальные источники питания для акселерометров и измерительных микрофонов с ICP-питанием. Основа приборов серии СА и МА – аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи с PCI- или USB-интерфейсами. Программная оболочка, разрабатываемая под конкретную задачу заказчика, обеспечивает управление сбором и обработкой данных, формирует режимы измерений. Системы, построенные на базе таких приборов, отличаются мобильностью и весьма небольшой ценой.
Пример серийных изделий на основе контроллера – тензометрические модули, рассчитанные на полосу частот до 200 Гц, с рабочим коэффициентом передачи (РКП) подключаемых датчиков ±1, ±2 и ±3 мВ/В. Разработаны модули измерения температуры с высокой точностью, способные автономно управлять исполнительными механизмами. Модули могут работать с большим числом интерфейсов, обеспечивающих подключение к общезаводской компьютерной сети, – RS-232, ETHERNET, RS-485, RF (радиоканал) и аналоговый выход 0–20 (4–20) мА. Возможно подключение модулей к SCADA-системам. Модуль измерения температуры типа РШ2816 (рис.2) состоит из двух блоков: блока коммутации и блока АЦП. Несколько модулей можно объединить в локальную сеть с возможностью передачи данных на управляющий компьютер на расстояние до 2000 м.
Модуль имеет следующие технические характеристики:
Число каналов………………………………………..................20
Входное напряжение……………………………...............…..от ±20 мВ до ± 2,5 В
Частота опроса……………………………………................….10, 1, и 0,1 Гц
Компенсация холодного спая……………………...........….программная
Подключаемые термопары…………………………….........любые
Подключение к сети интерфейсов……………….........….S-NET или RS-485
Напряжение питания……………………………….................18–36 В
Измерительный модуль может быть размещен непосредственно на объекте измерения. Он отличается высокой стойкостью к атмосферной пыли и грязи, а также водяным струям и каплям, коррозионной стойкостью. Работает в диапазоне температур -20…70°С. Конструктивное исполнение прибора соответствует ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) — IP65.
В ЗАО "Руднев–Шиляев" также разработаны и успешно эксплуатируются различные системы поверочного медицинского оборудования. На основании методики Р50.2.009-2001 по поверке электрокардиографов был создан и внедрен в серийное производство прибор "Диатест" (рис.3) (сертификат RU.C.35.010.A N23540), который с успехом применяется во многих центрах стандартизации и метрологии, а также в медицинских учреждениях. Этот небольшой и удобный в эксплуатации прибор формирует весь спектр сигналов, необходимых для поверки электрокардиографов. Прибор получил множество положительных отзывов. Следующее поколение универсальных приборов "Диатест-4", уже позволяет проводить поверки не только электрокардиографов, но и электроэнцефалографов, реографов, миографов, каналов ЭКГ мониторов (см.табл.2).
Интерес представляет плата сбора данных ЛА-И24Е (рис.4) на базе 24-разрядного АЦП, работающего с входными сигналами в диапазоне ±(0,04–2,5) В с частотой дискретизации сигнала от 2,5 Гц до 30 кГц. В состав платы входят: блок четырехканального АЦП с групповой гальванической развязкой; управляемый процессором блок ЦАП без гальванической развязки (на блоке ЦАП установлено четыре релейных выхода); контроллер ETHERNET; USART; часы реального времени; встроенный датчик температуры; блок входа/выхода дискретных сигналов; блок включения/отключения питания АЦП и ЦАП; внешняя флэш-память емкостью 32М×8 бит; внешнее устройство прерывания. Предусмотрены возможности управления внешними устройствами в соответствии с заданной программой и измеряемыми параметрами, а также архивирования измеряемых параметров непосредственно в устройстве.
Более подробную информацию о выпускаемом ЗАО "Руднев–Шиляев" оборудовании можно найти на сайте компании www.rudshel.ru, запросить по e-mail: adc@rudshel.ru или по телефону: (495) 787-63-67/68
Составление технического задания включает следующие этапы:
* постановка задачи;
* описание графического интерфейса;
* описание форматов представления измеряемых характеристик и результатов измерений;
* описание конструктивного исполнения и способов подключения внешних устройств.
Большая часть разработок ЗАО "Руднев–Шиляев" ведется по техническим заданиям заказчиков. Некоторые из разработанных "компьютерных" измерительных систем сведены в табл.1.
Если разработанная система отвечает требованиям технического задания и потребность рынка в ней велика, ее удобнее выполнять на базе контроллера. При этом компьютер больше не используется. К таким серийным системам относится прибор для поверки электрокардиографов ("Диатест"), термометрические и тензометрические модули ЗАО "Руднев–Шиляев" (табл.2).
Для автоматизированного управления технологическим процессом производства нужно в первую очередь определить закон управления системой. А это, как правило, требует измерения различных физических параметров процесса, для чего необходимо первоначально установить характер изменения сигналов датчиков, регистрирующих эти параметры. ЗАО "Руднев–Шиляев" предлагает широкий спектр устройств преобразования аналогового сигнала датчиков (температурных, тензометрических, вибрационных, пьезоэлектрических) в цифровой код. Поставляемое компанией программное обеспечение поддерживает визуальное представление сигналов датчиков, архивирование данных, спектральный анализ сигнала. Определив требуемый закон регулирования, можно управлять работой автоматики с помощью подаваемых на вход/выход системы дискретных сигналов или с помощью сигналов генераторов, входящих в состав измерительных устройств. В случае, когда требуется высокая скорость реакции на изменение значений физических величин, быстродействие компьютера может оказаться недостаточным. Для поддержания высокой скорости работы автоматики ЗАО "Руднев-Шиляев" предлагает встраивать алгоритмы управления системой в микропроцессор измерительного устройства. Наличие разнообразных интерфейсов (RS-232, RS-485, USB, ETHERNET, PCI, радиомодема) позволяет передавать обработанные данные компьютеру и принимать управляющие команды. Устройства могут быть интегрированы в SCADA-системы, такие как Trace Mode, по протоколам MODBUS или PROFIBUS.
ЗАО "Руднев–Шиляев" разрабатывает и изготавливает разнообразную аппаратуру и измерительные системы на базе ПК, предназначенные для решения многочисленных задач измерения вибрационных и акустических сигналов. Это многофункциональные анализаторы сигналов реального времени серии "СА…" (СА-02м; СА-02USB; СА-02Л) и многоканальные измерительные регистраторы сигналов – "МА…" (МА-08; МА-16; МА-16USB). Для акселерометров отечественного и зарубежного производства компания производит одноканальные, четырехканальные и восьмиканальные усилители заряда РШ2731Э, РШ2734Э и РШ2738Э, соответственно. Созданы многоканальные источники питания для акселерометров и измерительных микрофонов с ICP-питанием. Основа приборов серии СА и МА – аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи с PCI- или USB-интерфейсами. Программная оболочка, разрабатываемая под конкретную задачу заказчика, обеспечивает управление сбором и обработкой данных, формирует режимы измерений. Системы, построенные на базе таких приборов, отличаются мобильностью и весьма небольшой ценой.
Пример серийных изделий на основе контроллера – тензометрические модули, рассчитанные на полосу частот до 200 Гц, с рабочим коэффициентом передачи (РКП) подключаемых датчиков ±1, ±2 и ±3 мВ/В. Разработаны модули измерения температуры с высокой точностью, способные автономно управлять исполнительными механизмами. Модули могут работать с большим числом интерфейсов, обеспечивающих подключение к общезаводской компьютерной сети, – RS-232, ETHERNET, RS-485, RF (радиоканал) и аналоговый выход 0–20 (4–20) мА. Возможно подключение модулей к SCADA-системам. Модуль измерения температуры типа РШ2816 (рис.2) состоит из двух блоков: блока коммутации и блока АЦП. Несколько модулей можно объединить в локальную сеть с возможностью передачи данных на управляющий компьютер на расстояние до 2000 м.
Модуль имеет следующие технические характеристики:
Число каналов………………………………………..................20
Входное напряжение……………………………...............…..от ±20 мВ до ± 2,5 В
Частота опроса……………………………………................….10, 1, и 0,1 Гц
Компенсация холодного спая……………………...........….программная
Подключаемые термопары…………………………….........любые
Подключение к сети интерфейсов……………….........….S-NET или RS-485
Напряжение питания……………………………….................18–36 В
Измерительный модуль может быть размещен непосредственно на объекте измерения. Он отличается высокой стойкостью к атмосферной пыли и грязи, а также водяным струям и каплям, коррозионной стойкостью. Работает в диапазоне температур -20…70°С. Конструктивное исполнение прибора соответствует ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) — IP65.
В ЗАО "Руднев–Шиляев" также разработаны и успешно эксплуатируются различные системы поверочного медицинского оборудования. На основании методики Р50.2.009-2001 по поверке электрокардиографов был создан и внедрен в серийное производство прибор "Диатест" (рис.3) (сертификат RU.C.35.010.A N23540), который с успехом применяется во многих центрах стандартизации и метрологии, а также в медицинских учреждениях. Этот небольшой и удобный в эксплуатации прибор формирует весь спектр сигналов, необходимых для поверки электрокардиографов. Прибор получил множество положительных отзывов. Следующее поколение универсальных приборов "Диатест-4", уже позволяет проводить поверки не только электрокардиографов, но и электроэнцефалографов, реографов, миографов, каналов ЭКГ мониторов (см.табл.2).
Интерес представляет плата сбора данных ЛА-И24Е (рис.4) на базе 24-разрядного АЦП, работающего с входными сигналами в диапазоне ±(0,04–2,5) В с частотой дискретизации сигнала от 2,5 Гц до 30 кГц. В состав платы входят: блок четырехканального АЦП с групповой гальванической развязкой; управляемый процессором блок ЦАП без гальванической развязки (на блоке ЦАП установлено четыре релейных выхода); контроллер ETHERNET; USART; часы реального времени; встроенный датчик температуры; блок входа/выхода дискретных сигналов; блок включения/отключения питания АЦП и ЦАП; внешняя флэш-память емкостью 32М×8 бит; внешнее устройство прерывания. Предусмотрены возможности управления внешними устройствами в соответствии с заданной программой и измеряемыми параметрами, а также архивирования измеряемых параметров непосредственно в устройстве.
Более подробную информацию о выпускаемом ЗАО "Руднев–Шиляев" оборудовании можно найти на сайте компании www.rudshel.ru, запросить по e-mail: adc@rudshel.ru или по телефону: (495) 787-63-67/68
Отзывы читателей
