Описание работы системы

1. Назначение, состав и основные функции системы
2. Измерительные модули
3. База системы
4. Программное обеспечение
5. Сервисные компоненты
6. Преимущества внедрения системы автоматизированного мониторинга testo Saveris™.

Назначение, состав и основные функции системы

Система testo Saveris™ разрабатывалась для автоматизации процесса мониторинга параметров микроклимата.

С помощью штатных датчиков системы можно измерять температуру и влажность. Система имеет возможность интеграции внешних устройств со стандартными аналоговыми выходами (например, токовым 4…20 мА). Благодаря этой функции система может регистрировать любые параметры, например количество частиц, дифференциальное давление, концентрацию газа, уровня освещенности и прочих. Таким образом, можно рассматривать данную систему, как универсальную платформу для создания комплексной системы мониторинга на уровне предприятия.

Основные функции системы:

• Автоматическое ведение единой базы данных измеренных значений.
• Автоматическое ведение журнала событий (отклонения от граничных значений, отклонения в работе системы, изменения в настройках системы).
• Автоматическое определение отклонения от заданных пользователем граничных значений с последующей генерацией сигнального оповещения. Отправка оповещения заданным адресатам по электронной почте и опционально по SMS. Генерация сигнала тревоги посредством световой, звуковой сигнализации и через релейный выход.
• Визуализация измеренных значений на экране ПК оператора системы в виде графиков и на мнемосхем.
• Создание отчетов, в том числе, в автоматическом режиме (ежедневный, еженедельный, ежемесячный) с возможностью автоматической отправки заданным адресатам по электронной почте.

Конструктивно система выполнена в виде отдельных модулей и состоит из четырех групп компонентов:

• Измерительные модули (датчики)
• База системы
• Программное обеспечение для организации базы данных и контроля с рабочих мест операторов
• Сервисные компоненты для обеспечения связи между измерительными модулями и Базой системы, а так же для интеграции устройств с токовым выходом

Принцип работы системы состоит в размещении измерительных модулей в контрольных точках и последующим анализом и передачей измеренных значений на Базу системы. База системы в свою очередь осуществляет запись измеренных значений в память, передает данные в компьютерную базу данных, а так же генерирует сигнальное оповещение в случае выхода значений за заданные пользователем пределы.

Измерительные модули

Измерительные модули подразделяются на беспроводные и проводные. Беспроводные модули используют для передачи измеренных значений радиоканал частотой 2,4 ГГц, проводные модули для этой цели используют технологию Ethernet, что позволяет использовать для передачи данных существующую локальную вычислительную сеть предприятия. Оба типа модулей в зависимости от конструкции используют для проведения измерений либо интегрированные сенсоры, либо внешние подключаемые сенсоры.

В качестве внешних сенсоров температуры могут использоваться сенсоры NTC, Pt 100 или термопары типа K,Т,S и J. Для измерения влажности используются комбинированные сенсоры температуры/влажности, где в качестве чувствительных элементов используются NTC-сенсор температуры и емкостной сенсор влажности.

Каждый измерительный модуль имеет собственную память на 6000 значений на каждый измерительный канал, что позволяет вести непрерывные измерения даже в случае обрыва связи между измерительным модулем и Базой.

Беспроводные модули питаются от стандартных пальчиковых батареей АА и не зависят от внешних источников питания. Ресурс работы батареек - более 3-х лет при такте измерения в 15 минут. Система автоматически отслеживает уровень заряда батарей и сообщает о необходимости их замены задолго до полного их разряда.

Проводные модули требуют внешнего питания. Питание можно обеспечить на выбор либо подачей 24В AC/DC от имеющегося источника питания, либо подключением через адаптер testo 0554 1096 в розетку 220В, либо используя технологию РоЕ (подача питания вместе с данными через стандартную витую пару). Для обеспечения работоспособности проводных модулей при сбое питания в конструктиве модуля предусмотрен аккумулятор с ресурсом работы около 6 часов.

Пользователь может задать модулю следующие основные параметры:

• Цикл измерений (заводская установка – 15 минут.)
• Верхняя и нижняя граница предварительного сигнального оповещения (предтревога)
• Верхняя и нижняя граница основного сигнального оповещения (тревога)

В случае отклонения от заданных диапазонов, модуль незамедлительно инициирует сеанс связи с Базой и передает команду на генерацию сигнального оповещения. Индикация оповещения в программном обеспечении производится в цветной пиктограммы, а так же выделением значений цветом в табличном отображении.

Общее количество измерительных модулей в системе может достигать 150 штук. Максимальное количество измерительных каналов в системе – 450.

База системы

База системы Saveris является центральным модулем, на который регистрируются все компоненты системы и куда стекается все данные от измерительных модулей.

База осуществляет следующие основные функции:

• Запись измеренных значений (до 40 000 значений на каждый измерительный канал) с последующей передачей в базу данных, организованную с помощью ПО
• Генерация оповещений в случае отклонения.
• Отправка оповещений по SMS (опционально)
• Световая и звуковая сигнализация средствами базы
• Возможность подключения внешней системы оповещения через встроенное реле
• Возможность просмотра состояния системы, текущих значений по каждому измерительному модулю, сигнальных оповещений и т.д. на экране Базы через систему меню.
• Мониторинг состояния компонентов системы и генерация сигнального оповещения в случае сбоев.

К Базе системы напрямую может быть подключено не более 15 радиокомпонентов (зондов или маршрутизаторов). При этом к каждому маршрутизатору в свою очередь может быть подключено до 5 зондов. Таким образом, к базе может быть подключено до 75 радиозондов. Остальные компоненты подключаются к системе, используя каналы локальную сеть: проводные измерительные модули, либо через конвертеры радио сигнала.

База системы соединяется с ПК оператора через USB или может быть интегрирована в вычислительную сеть.

Программное обеспечение

Поставляемое ПО включает в себя 2 блока - для анализа данных  и для базового конфигурирования системы.

Функции блока анализа данных:

• Организация базы данных измеренных значений
• Организация журнала событий
• Визуализация измеренных значений в виде графиков-трендов, таблиц и мнемосхем
• Автоматическое составление и отправка по электронной почте ежедневных, еженедельных и ежемесячных отчетов
• Составление отчетов по пользовательскому шаблону

Функции блока конфигурирования:
Запуск/остановка измерений
Подключение/удаление модулей
Сбор сервисных данных системы.

Всего существует три варианта ПО системы: однопользовательская версия Saveris SBE, многопользовательская версия Saveris PROF и многопользовательская версия с разграничением прав доступа, контролем действий пользователей и возможностью валидации Saveris CFR.

Сервисные компоненты

Сервисные компоненты делятся на 2 группы:

- промежуточные устройства передачи данных от измерительных модулей до базы
- устройства для подключения измерительных приборов с аналоговым выходом (токовым либо по выходом напряжению)

В первую группу устройств входят маршрутизаторы радиосигнала и конверторы радиосигнала в среду Ethernet.

Функция маршрутизаторов состоит в расширении зоны радиопокрытия и построения топологии радиосети (маршрутизация), например для огибания препятствий. К маршрутизатору можно привязать максимум 5 радиозондов.

Маршрутизаторы при этом можно объединять в каскад. Каждый каскад маршрутизаторов может состоять из максимально 3 маршрутизаторов и поддерживает не более 5 радиозондов. Маршрутизаторы могут передавать данные на Базу или на конверторпо радиоканалу. Как и все сервисные устройства, маршрутизатор требует внешнего питания (либо от внешнего источника 24 В AC/DC, либо от блока питания testo 0554 1096.)

Функция конвертора радиосигнала состоит в переводе радиосигнала в среду Ethernet для дальнейшего транспорта через вычислительную сеть предприятия. В основном конверторы применяются там, где есть группы зондов, удаленные от Базы на расстояние, не позволяющее радиосигналу дойти до Базы. Каждый конвертор может поддерживать максимально 15 радиозондов и маршрутизаторов. Это устройство может запитываться от внешних источников 24В AC/DC, либо от блока питания testo 0554 1096, либо по стандарту РоЕ.

Во вторую группу входят конвертеры аналогового сигнала, которые служат для интеграции в систему приборов Testo или других производителей, имеющих стандартный токовый выход (0/4…20 мА) либо выход по напряжению (0…1/5/10 В). Благодаря этим устройствам система может измерять, анализировать и документировать все интересующие пользователя параметры.

Для корректного отображения значений конвертору аналогового сигнала необходимо задать минимум и максимум шкалы, которые соответствуют минимуму и максимуму токового выхода, а так же единицы измерения. После чего, конвертор автоматически будет параметризировать показания токового выхода прибора, и конвертировать их в требуемые единицы измерения.

Данный компонент может быть как беспроводным, так и проводным.

Преимущества внедрения системы автоматизированного мониторинга testo Saveris™.

• Возможность незамедлительно реагировать на сигнальные оповещения системы, что существенно снижает риски воздействия негативных факторов на продукт или процесс
• Автоматический мониторинг и анализ данных, а так же автоматическое ведение журнала измерений исключает влияние «человеческого фактора» (повышается достоверность данных), сокращает время сотрудников на проведение процедуры измерений (соответственно, высвобождаются человеко-часы).
• Защита инвестиций. При необходимости увеличить количество точек контроля не нужно покупать управляющий модуль или лицензии на ПО, нужно просто добавить измерительные модули. Так же сочетание беспроводных технологий и Ethernet позволяет сократить расходы на монтаж системы из-за отсутствия необходимости прокладки кабельных трасс к измерительным модулям.
• Наши технологии позволяют строить территориально распределенные системы (в т.ч. для нескольких объектов, находящихся в разных городах) на одном базовом оборудовании и ПО.
• Простота в использовании. Для пользователей и обслуживающего персонала нет необходимости в специальных знаниях (как например, для систем автоматики вентустановок или кондиционеров), достаточно базового уровня компьютерной грамотности. Полное администрирование системы возможно силами IT-отдела.
• Все компоненты системы русифицированы. Система внесена в Госреестр средств измерения РФ.
• Гарантия на компоненты системы составляет 24 месяца с момента установки.

Важнейшей характеристикой любой системы мониторинга является непрерывность измерений (и соответственно непрерывность ведения журнала измерений) и защита данных от изменения или утраты.

Непрерывность измерений и защита данных от потери, обеспечивается следующими характеристиками:

• Датчики (зонды) имеют встроенную память на 6000 значений. В случае отказа канала связи с Базой, датчик продолжает измерять и записывать значения в собственную память. Таким образом, при восстановлении канала связи измеренные значения передаются на Базу без потерь. Так же реализован механизм двунаправленной передачи данных (зонд запрашивает Базу о готовности принять данные, при положительном отклике передается пакет данных с контрольной суммой, далее База должна передать на зонд информацию, что данные приняты без искажений, и только в этом случае зонд очистит свою память).
• База системы так же является хранилищем информации и обеспечивает хранения 40 000 значений каждого измерительного канала. Это так же обеспечивает непрерывность ведения журнала (например, в случае незапущенного ПО или недоступности сервера)
• Формат базы данных и свойства ПО не позволяют редактирование значений.

Таким образом, многоуровневое резервирование в части регистрации и хранения измеренных значений, обеспечивает сохранность данных и непрерывность ведения журнала измеренных параметров, а аппаратная часть и ПО разработаны таким образом, чтобы исключить возможность изменения или удаления данных.

Дополнительными факторами, повышающими эксплуатационную готовность системы, являются:

• Питание радиозондов от стандартных батарей (срок службы более 3-х лет)
• Аккумуляторы Ethernet-компонентов (для обеспечения непрерывности измерений в случае отказа питания, время работы около 6 часов)
• Самодиагностика системы. В случае, если зарегистрированный в системе компонент не отвечает на запросы Базы, об этом высылается соответствующее оповещение (точное определение компонента возможно из-за использования топологии «звезда»). Так же оповещение высылается в случае сбоя питания Базы или разряда батарей радиозонда (превентивное оповещение).
• В случае наличия GSM-модуля, сигнальные оповещения высылаются ответственным сотрудникам даже при выключенном ПК (недоступном сервере БД).
• Возможность резервного копирования конфигурации системы и базы данных.