Телемеханический комплекс ЕХ-2000ТМ </b>предназначен для решения задач автоматизации и управления на<b> малых </b>промышленных обьектах  ̶  нефтяных скважинах, трубопроводах, насосных станциях, системах водоснабжения. Комплекс может быть использован для наблюдения за лифтовым хозяйством, измерения тока, напряжения, мощности и других параметров.</font>
 

последнее обновление 8 марта 2015 г.

home page КОНТАКТЫ, SKYPE, E-MAIL, ТЕЛЕФОН КОНТАКТЫ, SKYPE, E-MAIL, ТЕЛЕФОН КОНТАКТЫ, SKYPE, E-MAIL, ТЕЛЕФОН

Underwater video

RADIO Telemetry Industrial Sensors

   НА ГЛАВНУЮ  >> EX-2000TM SCADA SYSTEM

  - Компания EXERGIA DIVISION II

 

Телемеханический комплекс ЕХ-2000ТМ предназначен для решения задач автоматизации и управления на малых промышленных обьектах  ̶  нефтяных скважинах, трубопроводах, насосных станциях, системах водоснабжения. Комплекс может быть использован для наблюдения за лифтовым хозяйством, измерения тока, напряжения, мощности и других параметров.

• Комплекс ЕХ-2000ТМ может применяться на автоматизированых гидрометрических постах наблюдения за селеопасными реками, каналами и водохранилищами, для измерения гидрологических параметров - уровня и температуры воды, селевого, оползневого и паводкового оповещения, контроля параметров расхода воды в руслах малых рек и управления поливными системами.

• Комплекс ЕХ-2000ТМ комплектуется датчиками тока, напряжения, акт/реакт. мощности, вибрации, ускорения, уровня воды, давления, температуры, влажности, радиации.

• Комплекс ЕХ-2000ТМ может быть использован в охранных системах, в этом случае,  комплексы оснащаются датчиками пламени, дыма, детекторами движения, датчиками открытия дверей, видеокамерами и фоторегистраторами.

• Телефонная или громкоговорящая диспетчерская связь обеспечивается  встраиваемым VoIP  устройством SIP, акустика и микрофонная оснастка позволяет работать в условиях интенсивного промышленного шума.

• Отдельно поставляются акустические звуковые и ультразвуковые датчики, газоанализаторные датчики, бесконтактные измерители уровня горючих жидкостей, сыпучих материалов, уровня снежного покрова, сигнализаторы несанкционированных врезок в трубопроводы, измерители шума, измерители вредных примесей воздуха и взрывчатых воспламеняющихся газов.

• Комплекс комплектуется радиомодемами 802.11a/b/g/n, FHSS/Bluetooth, Xbee/ZigBee, а также приемниками GPS/ГЛОНАСС для сихронизации времени и позиционирования.

  * * *  

• Графическое программное обеспечение комплекса - SCADA ЕХ-2000ТМ, устанавливается на  центральные компьютеры (КП) с OS Windows 2000/XP/7/8. ПО SCADA ЕХ-2000ТМ совместимо с аппаратами сторонних производителей, работающих по протоколу MODBUS TCP/IP, или по 232/485/USB.

 

• Радиус действия комплекса ЕХ-2000ТМ определяется антеннами,  мощностью радиопередатчиков, а также топологией сети,  и может составлять от сотен метров до десятков километров.

   Комплексы с MESH структурой, комплексы с ретрансляторами и выходом в интернет, имеют неограниченный радиус действия.

 

• Минимальный состав удаленной станции КП ЕХ-2000ТМ  ̶  сдвоеные каналы ТУ/ТС/ТИ.

 

• Максимальное количество ТУ/ТИ/ТС - 128 на одно наращиваемое КП, организованое на контроллерах Microchip/ATMEL, для наращиваемых КП на Linux/Windows - количество  ТУ/ТИ/ТС - 256.

 

• Максимальное число телефонных каналов определятся применяемыми телефонными шлюзами и наличием/отсутствием видеоканалов.

 

• Контролируемые пункты - КП * комплекса ЕХ-2000ТМ, в зависимости от выполняемых задач, имеют несколько вариантов исполнения:

1. Простые  КП на контроллерах Microchip/ATMEL - жестко запрограммированые на исполнение функций ТИ/ТУ/ТС. Сложные алгоритмы закольцовываются на диспетчерский компьютер.

2. КП на основе Linux компьютера, позволяет организовывать сложные алгоритмы работы -  расписание включения, локальные скрипты, сервоприводы. ARM920T Samsung S3C2440 400 MHz.

3. КП на основе х86 AMD Geode 533 MHz, КП на основе Intel ATOM, Pico ITX и КП на основе Vertex 1 GHz.

 

• КП на основе платформ х86 выпускаются в мобильном исполнении с категорией IP67, и могут быть установлены на подвижных обьектах. КП на платформах х86 могут быть оснащены беспроводными портами VGA/HDMI.

 

  * * *

 

   * Контролируемые пункты - КП,  англ. тех. эквивалент =  Remote Terminal Unit (RTU), удаленное оконечное устройство.

 

• Основными преимуществами комплекса ЕХ-2000ТМ, являются многофункциональность, гибкость реализации, возможность модульного наращивания с постепенным усложнением, совместимость с другими комплексами телемеханики, высокая надежность и чрезвычайно низкая стоимость аппаратной части и пусконаладочных работ, обусловленная применением беспроводных технологий, и фактическим отсутствием аппаратуры ПУ.

 

Рисунок имеет встроеные ссылки - CLICK !!!

• Благодаря малой потребляемой мощности, высокой надежности, и способности работать в широком диапазоне температур, не уже чем ± 50 °С, КП ЕХ-2000ТМ могут быть использованы в автономном режиме, в труднодоступных местах, высокогорных сейсмических, селевых, лавинных станциях с батарейным/солнечным/ветровым питанием.

• Важнейшим назначением таких КП является контроль за сходом селей и лавин, а также наблюдение за моренными озерами и ледниками. Основными параметрами, являются показания уровня и температуры воды, а также показания сейсмодатчиков оповестителей селя, лавин, оползней.

• Гидрометео КП ЕХ-2000ТМ применяет специальные энергосберегающие режимы связи и циклические протоколы обмена, благодаря которым, КП ЕХ-2000ТМ может работать несколько лет без смены источника питания, 24-х вольтовой батареи емкостью 2,2-10 А/Ч, что немаловажно для постов с вертолетным обслуживанием.

• Гидрометео датчики КП ЕХ-2000ТМ делятся на две группы - пассивного типа, т.е. не потребляющие энергии, например осадкомеры и измерители скорости ветра, и активного типа - измерители уровня воды, атмосферного давления, температуры, и т.д. Активные датчики потребляют энергию только в момент измерения. Датчики ветра, осадков, и уровня воды,  рассчитаны на полное замерзание в зимний период, и легко входят в рабочий режим после оттаивания* (см. примеч.).

• В зимний период, аппаратура гидрометео КП ЕХ-2000ТМ не прерывает работы, и передает информацию от датчиков температуры, сейсмодатчиков, ветра, радиации и т.д.

• Гидрометрические и гидрологические посты комплектуются датчиками осадков, скорости ветра, влажности и температуры воздуха, уровня и температуры воды, уровня снежного покрова (лавинные), сейсмодатчиками регистрации схода лавин, оползней, прохождения селя.

• Гидрометео КП ЕХ-2000ТМ могут быть использованы для наблюдения за параметрами окружающей среды, в этом случае, КП дополняются детекторами альфа/бета/гамма излучения, датчиками качества воздуха - СО/СО2, датчиками промышленного шума, и т.д.

• Датчики - детекторы радиации поставляются калиброваными, по отдельному заказу поставляется радиоизотопный источник для калибровки и проверки на месте.

• Гидрометрические посты могут быть снабжены системой антивандальной охраны с речевым акустическим предупреждением приближения к периметру, а также фотокамерами и мгновенной рассылкой фотографий по E-Mail.

• Сейсмодатчики являются одиночными автономными мнофункциональными модулями, снабжаемыми радиоинтерфейсом и неразрушаемой памятью. Сейсмодатчики могут быть использованы в отдельных системах радиооповещения селя, схода лавин и оползней. Описание сейсмодатчиков представлено на отдельной странице - здесь.

• В комплексе используются сборки ОЕМ метеодатчиков Tycon Power, отличающиеся низкой стоимостью и высокой надежностью. Контрольные образцы датчиков в количестве 12 комплектов,  были испытаны в течение трех лет без отключения, в разных климатических зонах - Заполярье - Норильск, Ташкент - город/ горы, Алма-Ата, Капчагай - город/ горы/ степь. Датчики в настоящее время находятся в работе, источники питания (АА) за три года не менялись.

• Метеостанции, построенные на основе КП ЕХ-2000ТМ сочетают академическую точность измеряемых параметров, и рекордно низкую стоимость.

 *  Датчики ветра и осадков, как правило замерзают на период не более суток, один-два раза за зиму.

 **  По мере снижения высоты установки над уровнем моря, требования к исполнению системы снижаются. Так, на высотах до 3000 метров, вполне допустимы обычные (городские) системы.

• Цена оборудования  КП ЕХ-2000ТМ (гидрометео) при полной комплектации, включая сейсмомодули, не выше 2500 долл.

Внимание ! Во избежание ошибок и неправильной калибровки, датчики поставляются только после полного согласования с техподдержкой таких параметров, как : представление выходного сигнала (ток или напряжение), масштабирование измерительной функции, диапазон измерения и рабочий диапазон температур.

Рис.1 Резервуар с водой

визуализация уровня

• Комплекс ЕХ-2000ТМ образует многоточечную сеть, состоящую из одного или нескольких приемных устройств - ПУ, и удаленных контролируемымых пунктов - КП.

• ПУ принадлежит диспетчерской стороне, и предназначено для сбора, обработки, передачи команд и визуального вывода сигналов, полученных от КП, аналоговых и дискретных датчиков, видеонаблюдения и охранной сигнализации. Несколько ПУ могут работать совместно в одной сети, для распределения информационной нагрузки.

• ПУ состоит из двух частей  ̶  беспроводного маршрутизатора/радиомодема с ETHERNET или RS232 портом и центрального компьютера с программным обеспечением SCADA. В качестве беспроводного маршрутизатора используются станции EXAP-GMF/GMC/GMF-M, стандарта 802.11a/b/g/n, или специальные многоканальные GMSK/FHSS радиомодемы типов EXALINK и  EXAPOINT-TM с портами RS232/485.

В беспроводных маршрутизаторах 802.11 a/b/g/n ипользуется Linux IkarusOS (Antcor Греция) и AirOS (Ubiqiti США), в раутерах MESH - VxWorks StarOS Canada, Linux Alfa Тайван.

• Системы с MESH протоколом и архитектурой, организуются на основе радиомодемов EXAP-GMX с автоматическим установлением сети вида MESH/AdHoc, с оптимальной маршрутизацией и следующими скоростями : 13 Мбит для одного "прыжка" (узла сети), 5.4 Мбит для 2-х узлов, 4.2 для трех, и 3 Мбит для четырех узлов.

Системы с протоколом MESH особенно рекомендуются для сублокальных радиосетей, например сети уровня одного обьекта, с несколькими разнесенными ячейками КП, с выходом главного узла на традиционную сеть.

Рабочие частоты Комплекса ЕХ-2000ТМ выбираются в процессе проектирования, и могут быть выбраны из стандартных частот в полосах 315 МГц, 433 Мгц, 902-928 МГц, 2,4 - 2,5 ГГц  для радиомодемов с интерфейсами RS232/485/USB. Допускается работа таких модемов через преобразователи СОМ порта в Ethernet.

Рабочие частоты радиомаршрутизаторов стандарта 802.11b/g (DSSS/OFDM) : 420-450 МГц, 512-542 МГц, 720-750 МГц, * (см. примеч.) 802.11a/b/g/n -  902-928 МГц , 2,3-2,7 ГГц, 4,9-6,1 ГГц.

КВ/УКВ радиомодемы поставляются со скоростями 1200 - 4800 бит/сек и интерфейсами  RS232/485 (Ethernet - по отдельному заказу). Частоты в диапазонах коротких и ультракоротких волн, могут быть любыми, за исключением резервированых авиадиапазонов. Возможна поставка пакетных модемов - приставок к готовым радиостанциям.

В случае использования на стороне КП компьютеров х86 и операционной системы Windows, может поставляться специальное программное приложение к звуковой карте - Exergia Modem DUO, эмулирующее субоптимальный GMSK модем с дуобинарным кодированием для работы в радиоканалах.

Exergia Modem DUO значительно превосходит по помехоустойчивости (не менее 6дБ) и скорости (в два раза) известные пакетные модемы для КВ/УКВ.

Контроль, регистрация, обработка и архивирование данных производится специальным программным обеспечением SCADA с многофункциональным графическим интерфейсом,  предназначенным для работы с операционными системами WINDOWS 2000/XP/7.

• ПО SCADA комплекса ЕХ-2000ТМ полностью совместимо с программами SCADA более высоких уровней. Графический интерфейс может быть адаптирован по эскизам пользователя, пример интерфейса удаленной станции управления подземными насосами показан ниже.

• ПО SCADA обеспечивает полиномиальную, табличную или кусочно-линейную линеаризацию выходных параметров датчиков, частотную фильтрацию, сложную математическую обработку до записи в архив, настройку уставок, минимума/максимума, звуковую сигнализацию, рассылку E-mail. В панель управления встраивается многоканальный самописец, Интернет браузер и видео.

* Радиокарты на диапазоны 420-450 МГц, 512-542 МГц, 720-750 МГц, изготавливаются по отдельному заказу, срок изготовления - 2 мес.

• В данном случае, на переднюю панель выведены стрелочные вольтметры  Телеизмерения (ТИ), продублированые цифровыми индикаторами, справа от индикаторов находятся интерактивные ячейки, в которые вводятся т.н. "уставки" - верхний и нижний пороги ТИ, при достижении которых происходит включение сигнала тревоги. Пороги могут быть заданы с "зоной нечувствительности" или с гистерезисом.  Интерфейс также отображает показания температурных датчиков, которые могут быть отображены в любом виде, например стилизованые под обычный спиртовой градусник или термометр с круглой шкалой. Ниже индикаторов располагаются "лампочки" Телесигнализации ТС, и клавиши включения реле телеуправления ТУ. Ниже индикатора температуры находятся "лампочки" - индикаторы работоспособности удаленной ячейки телемеханики, индикатор LINK показывает связь с удаленным портом Ethernet, POWER показывает питание ячейки, ERROR показывает отсутствие связи с ячейкой. Самописец показывает изменение аналоговых сигналов во времени, в середине панели управления находится джойстик PTZ видеокамеры.

Пользователь может заказать любой интерфейс по своему вкусу. Набор элементов визуализации практически неограничен, это могут быть линейные шкалы, стилизованые резервуары с жидкостями, активные мнемосхемы, самописцы, осциллографы, таймеры прямого и обратного отсчета, и т.д.

Элементы графического интерфейса могут располагаться на мнемосхеме, карте или фотографии, выполненых в форматах GIF, JPEG, используемых в этом случае, как подложка виртуальной панели управления.

Логика работы интерфейса может включать в себя особые скрипты/алгоритмы, связывающие сигналы ТУ/ТС/ТИ в автоматический управляющий комплекс. Так, если ко входам ТС присоединены концевые выключатели, например, задвижки/вентиля, к севоприводу задвижки присоединены управляющие реле ТУ, а к входам ТИ присоединены датчики уровня, то можно организовать автоматический узел управления наполнением резервуаров, работающий без вмешательства оператора. При этом, оператор может контролировать работу системы, и, в случае необходимости,  перейти на ручное управление.

Самописцы (плоттеры) могут быть двух, четырех или восьмиканальные, данные самописцев снабжаются метками точного времени и могут быть автоматически занесены в файл типа EXCEL, Notepad и т.д. Самописцы могут каскадироваться, располагаться в нескольких окнах, позволяют организацию нескольких осей Y,  и т.д.

ТС2000-В8 - первичная ячейка телемеханики,  представляет собой функционально законченый узел, предназначеный для решения телемеханических задач КП ЕХ-2000ТМ нижнего уровня. Ядром ячейки являются микроконтроллеры Microchip, выполняющие функции сбора и передачи сигналов ТУ/ТС/ТИ, а также универсальный сервер Lantronix Xport, выполняющий функции связи по протоколам TCP/IP, SNMP, SMTP, и т.д.

Ячейка ТС2000-В8 организует восемь каналов ТИ, двенадцать каналов ТУ, двенадцать каналов ТС, четыре из которых управляют реле, а восемь имеют выходы ТТЛ с нагрузочной способностью до 30 Ма.

Каналы ТИ (телеизмерения) имеют точность 8 разрядов, и могут быть использованы для измерения напряжений 0-5 В, 0-10 В, 0-25 В (устанавливается по техзаданию). Каналы ТИ имеют входное сопротивление 470 КОм.

Каналы измерения напряжения могут быть переведены в режим измерения тока, в этом случае параллельно входу включается калиброваный токовый шунт, сопротивлением 50, 100 или 250 Ом. Таким образом аналоговые входы могут работать с токовой петлей 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА. В случае измерения в шкале 4-20 мА, дополнительно вводятся программные поправки, где устанавливается 4 мА как "0" канала ТИ.

• В случае нелинейности токовой петли, погрешности измерения устраняются на приемной стороне табличной или полиномиальной линеаризацией.

Каналы ТС (телесигнализации) также имеют на входе диодную защиту, и могут работать как с логическими уровнями, так и с сухим контактом.

Каналы ТУ (телеуправления) выведены через пятиамперные промежуточные реле, и могут управлять мощными пускателями, лампами и другими нагрузками.

• Ячейка имеет встроенный импульсный стабилизатор, поэтому напряжение питания ячейки может находится в пределах 8 - 28 вольт.

• Рабочий диапазон температур первичной ячейки телемеханики без корпуса -40+60 °С.  Ячейки могут быть установлены в разных местах на объекте, образуя виртуальную локальную сеть VLAN  разнесенного КП ЕХ-2000ТМ. В этом случае, ячейки соеденяются через коммутатор или маршрутизатор Ethernet или с помощью радиомодемов MESH.

 

• Следует особо отметить, что применение разнесенных ячеек с локальной MESH радиосетью, по экономическим показателям и показателям надежности превосходит примерно на порядок (прибл. в 10 раз) аналогичные системы с одним общим КП и соединением длинными дорогостоящими сигнальными проводами.

• Ячейки  ТС2000-В8 поддерживают протоколы SNMP v.1, SMTP, ICMP, VLAN, DHCP. То есть, имеют возможность самостоятельной рассылки E-mail сообщений по событию ТС, возможность автоматического прописывания в сеть, и т.д.

• Ячейки легко резервируются, достаточно просто "запараллелить" несколько ячеек, при этом надежность системы неограниченно возрастает.

• Потребляемый ток при напряжении 12 вольт - не более 90 мА, при включенном реле - не более 220 мА

Рис.2 КП ЕХ-2000ТМ

•  Батарейный вариант первичных ячеек потребляет ток не более 40мА в всех режимах: "простые" реле заменяются на поляризованые, светодиодная индикация после настройки отключается.

• Время вхождения ячейки в связь в радиоканале - не более 30 секунд после подачи питания, полный сеанс связи занимает не более 45 секунд. Таким образом ячейки могут быть отключены и передавать информацию периодически активируясь от таймера. Так, выходя на связь каждые 30 минут, ячейка с радиомодемом, работает не менее года от 24-х вольтовых батарей емкостью 2200 мА/Ч. 

• ТС2000-В8 - первичная ячейка телемеханики комплекса ЕХ-2000ТМ, применяется на обьектах с количеством ТИ/ТУ/ТС не более 8. В случае необходимости наращивания отдельных групп входов/выходов, применяются платы расширения ТИ/ТУ/ТС.

Конструктивное исполнение КП ЕХ-2000ТМ оговаривается с заказчиком, в общем случае ячейки монтируются в холоднотянутые дюралевые корпуса HAMMOND, и имеют внешний вид, представленный на фото Рис. 2.

• Интеллектуальные КП ЕХ-2000ТМ реализуются на базе х86 совместимых платформ на процессорах АТОМ или Vortex, с тактовой частотой ≥ 1 ГГц. Применение интеллектуальных КП ЕХ-2000ТМ, позволяет реализовывать сложные иерархические схемы сбора информации и управления, например, в системе, состоящей из интеллектуальных и простых КП, интеллектуальное КП ЕХ-2000ТМ может вести себя как ПУ для простых КП, таких как ячейки телемеханики  ТС2000-В2/В8, описаные выше,  в то же время, центральный сервер работает с таким КП, как с обычным устройством.

• Интеллектуальные КП ЕХ-2000ТМ позволяют реализовывать максимально сложные алгоритмы управления и контроля на месте, без "закольцовывания" задачи на центральный сервер. Такой алгоритм работы напоминает работу широкораспространенных контроллеров телемеханики, однако интеллектуальные КП ЕХ-2000ТМ безусловно превосходят контроллеры по таким функциям, как гибкость и скорость программирования, математическая обработка, связь с оператором, и т.д.

• Интеллектуальные КП имеют возможность работы в Интернете, работы с оператором, в качестве удаленного терминала Человек-Машина, легко реализуют системы телефонии и видеонаблюдения.

• При всех видимых приемуществах, стоимость интеллектуальных КП ЕХ-2000ТМ в любом случае не выше, чем у контроллеров телемеханики.

• Интеллектуальное КП ЕХ-2000ТМ рассчитано на работу в температурном диапазоне ± 50 °С, операционные системы, поддерживаемые платформой - Windows 2000, Windows XP Pro SP3, Windows XP Pro Embedded, WinCE, Linux, Ikarus, StarOS, Mikrotik. Последние три ОС применяются только в том случае, если платформа используется как мощный беспроводной маршрутизатор, например при необходимости связать сети 3G/4G с сетями 802.11 и Ethernet.

• Интеллектуальные КП ЕХ-2000ТМ обладают чрезвычайно развитой системой внешних портов - 8 аналоговых входов с 10-ти разрядным АЦП AD7918, 1 x RS232, 1 x RS485, 1 x RS232 TTL, 3 x USB, 24 x PWM(ШИМ)/GPIO, 1 x SPI/I²C, 1 x Audio in/out, 10/100 LAN, MiniPCI.

• В качестве системного диска используется MicroSD карта с классом 10, и емкостью 8-32 Гб - Vortex, или SATA твердые диски для АТОМа. Обьем оперативной памяти 256 Мб DDR для процессора Vortex 1GHz, и 1-4 Гб для процессора АТОМ.

• Интерфейсы VGA/HDMI/KVM* позволяют использовать интеллектуальные КП ЕХ-2000ТМ в качестве компьютера для удалённых рабочих мест, для связи диспетчера и оператора мобильной техники, например, водителей тепловозов, карьерных самосвалов или экскаваторов. Примеры установки на тяжелой карьерной технике - здесь.

         

 

• Пример исполнения интеллектуального КП ЕХ-2000ТМ. Мобильный компьютер на основе процессора VERTEX выпускается в корпусе IP-68, что обозначает возможность погружения в воду на 1 метр без проникновения воды. Корпус рассчитан на установку плат с типоразмерами PC-104, PICO-ITX, а также плат компьютеров RoBoard. Компьютер может снабжаться встроенным или наружным радиомодемом 802.11 abgn или MESH. 

Корпус изготовлен из алюминия, крепления корпуса обеспечивают защиту от вибраций и ударов. Внешний вид деталей корпуса проиллюстрирован ниже :

Рис.1 Корпус - радиатор

Рис.2 Силиконовые прокладки

Рис.3 Крышка верняя/нижняя

Рис.4  Плата PC-104

Рис.5 Компьютер в сборе (пример)

Компьютер снабжается ответными частями разьемов,  исполнение IP-67.

Рис.6 D - разъём (видео, RS232/485, аналог) Рис.7  Входы/выходы общего назначения Рис.8 Звук - вход/выход Рис.9 USB Рис.10 Питание
 
• Цена компьютеров на основе Vortex различается комплектацией и находится в диапазоне 800-1200 долл. В комплектацию входят программное обеспечение, блоки питания и разьемы.

Далее к стр. 2 >>>

 

Сайт оптимизирован для мониторов с резрешением 1280 x 1024 и выше. All Rights reserved. Exergia Division II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рейтинг@Mail.ru

FarPost

Exergia Division II