Сучасні реєстратори даних: можливості, застосування й переваги рішень Sefram by B&K Precision

У сучасних промислових, енергетичних та виробничих системах ключовим викликом залишається достовірний і безперервний контроль великої кількості параметрів у реальному часі. Напруга, струм, температура, вологість, тиск, вібрація та інші показники безпосередньо впливають на стабільність процесів, безпеку роботи обладнання і якість кінцевого продукту.

Традиційні вимірювальні прилади не завжди здатні забезпечити тривалий багатоканальний запис, гнучке тригерування подій і зручний аналіз даних. Саме тому реєстратори даних стали окремим класом вимірювального обладнання, що поєднує функції збору, зберігання й аналізу інформації з різних типів сигналів.

Компанія «Хімлаборреактив», офіційний дистриб’ютор обладнання від Sefram (Франція) by B&K Precision (США) на ринку України, продовжує знайомство з продуктовою лінійкою бренду. У цій статті розглянемо принципи роботи сучасних реєстраторів даних, їхні відмінності від цифрових мультиметрів і осцилографів, ключові сфери застосування, а також технічні можливості реєстраторів даних Sefram by B&K Precision.

Реєстратори даних, мультиметри й осцилографи: порівняння функцій і можливостей

Старі реєстратори даних здебільшого записували тільки такі сигнали, значення яких змінювалися відносно повільно. Це тому, що час їхньої реакції обмежувався електромеханічною системою пера й паперу, яка використовувалася для архівування даних. Сьогодні таких обмежень більше немає, особливо для реєстраторів останнього покоління. Сучасні моделі мають високу частоту дискретизації, великий обсяг внутрішньої пам’яті, сенсорний дисплей та широкий спектр можливостей введення даних. Реєстратори даних можуть замінити кілька приладів і надають додаткові можливості, як-от термодрук, аналіз комунікаційної шини та інше.

Цифрові мультиметри використовуються в першу чергу для вимірювання напруги, опору та струму. З іншого боку, реєстратори даних здатні вимірювати ті самі параметри, але ще можуть контролювати температуру, вологість, вібрацію, деформацію, оберти за хвилину (об./хв) тощо. На відміну від типових цифрових мультиметрів, реєстратори відрізняються можливістю одночасного виконання цих вимірювань на декількох каналах. Дані можна аналізувати на екрані за допомогою вбудованих курсорів, щоб вибрати конкретні деталі форми сигналу, або передавати на комп’ютер. Реєстратори також підтримують більш складні операції, такі як написання власних рівнянь для виконання математичних обчислень між двома або більше каналами.

Цифрові осцилографи з пам’яттю (DSO) стали широко використовуваним засобом для збору й зберігання даних про форми хвиль і поступово еволюціонували, отримавши розширені можливості запуску (тригерування) вимірювань разом із високошвидкісною дискретизацією. Для порівняння, реєстратори даних пропонують більше каналів, вищу вертикальну роздільну здатність і більший обсяг пам’яті, що дає змогу записувати й порівнювати більшу кількість сигналів за триваліший період За використання DSO тригерна подія може бути пропущена, але реєстратор даних зафіксує її, оскільки він веде безперервний запис. Усі реєстратори B&K Precision мають опцію «попереднього тригера», яка допомагає встановити часовий проміжок для його фіксації перед настанням тригерної події, що гарантує збереження цінних даних.

Для реєстраторів даних не є незвичним мати такі самі механізми запуску, як і осцилографи, включно із запуском на основі переднього й заднього фронтів сигналу, що записується. Крім того, відносно легко знайти реєстратори, що забезпечують такий самий аналіз, як і спеціалізовані прилади, наприклад, монітори якості електромереж. X-Y-дисплеї, які давно використовуються в осцилографах, також доступні в реєстраторах даних.

Сфери застосування реєстраторів

Користувачам, яким потрібно збирати дані протягом тривалого часу з декількох каналів або з різних вхідних сигналів, буде корисно використовувати реєстратор даних. Прилади розроблено для прямого введення й вимірювання широкого спектра сигналів напруги, струму, частоти, температури, тензометричних та логічних сигналів зі вхідною напругою від мілівольт до кіловольт. Це дає змогу одному приладу одночасно вимірювати слабкі сигнали датчиків і високі напруги в електричній системі, зменшуючи при цьому складності, пов’язані з налаштуванням декількох приладів.

Типовим застосуванням реєстраторів даних є екологічні випробування, для яких потрібно кілька датчиків, щоб контролювати такі параметри, як температура, вологість, швидкість і напрямок вітру, а також атмосферний тиск на метеостанції. Ці екологічні випробування також можна проводити в екологічній камері, щоб перевірити, як випробовуваний пристрій реагує на зміни екологічних параметрів, одночасно контролюючи напругу та струм DUT.

Реєстратори даних здатні контролювати системи в промислових умовах. Портативні реєстратори допомагають у профілактичному обслуговуванні, що сприяє максимізації продуктивності. Вони можуть використовуватися для контролю напруги, струму, температури, навантаження й вібрації промислового обладнання, виявлення відхилень і запису даних, завдяки чому зручно планувати технічне обслуговування.

Ключові функції та їхнє значення для користувачів

У виборі реєстраторів даних важливими технічними характеристиками є:

• Кількість вхідних каналів
• Типи вимірювань (наприклад, напруга, струм, частота)
• Мінімальна та/або максимальна вхідна напруга
• Частота дискретизації
• Обсяг пам’яті
• Режими роботи

Усе перелічене допомагає визначити, який прилад відповідатиме індивідуальним потребам. Кількість каналів є компромісом між портативністю й вагою пристрою. Зі збільшенням кількості каналів збільшується і вага.

Типи вимірювань і діапазони вхідної напруги є фіксованими величинами, яких необхідно дотримуватися, але частота дискретизації та обсяг пам’яті потребують більш ретельного розгляду. Хоча більш висока частота дискретизації може здаватися бажаною, вона зменшить максимальний час запису, враховуючи фіксований обсяг пам’яті. Із цієї причини, вибираючи реєстратор даних, важливо добре розуміти характер сигналів, що підлягають реєстрації. Багато систем збору даних мають кілька режимів роботи: один – для реєстрації протягом тривалого часу з нижчою частотою дискретизації, інший – для реєстрації з вищою частотою дискретизації протягом коротшого часу, щоб реєструвати періодичні події.

B&K Precision: масштабовані системи для багатоканального моніторингу 

B&K Precision пропонує повну лінійку реєстраторів та логерів даних із великими сенсорними дисплеями, вбудованими акумуляторами й великою кількістю каналів.

Портативні реєстратори для автономного збору даних

DAS220-BAT і DAS240-BAT (опція BAT – із додатковим внутрішнім акумулятором) – легкі портативні реєстратори, призначені для тривалого автономного запису даних у польових і виробничих умовах.

Основні можливості:

• До 15 годин безперервного запису завдяки вбудованій батареї
• Від 10 до 200 каналів
• Інтервал дискретизації 1 мс
• 16-бітна вертикальна роздільна здатність
• Максимальна вхідна напруга 100 В постійного струму

Тривалий час автономної роботи робить ці моделі оптимальними для систем керування процесами й застосувань, де відсутнє стаціонарне живлення.

Високошвидкісні реєстратори для промислових застосувань

Серія DAS30/50/60 охоплює реєстратори з двома, чотирма або шістьма каналами, вбудованим акумулятором (до 9,5 години роботи) й можливістю встановлення термопринтера.

Ключові характеристики серії:

• Інтервал дискретизації до 1 мкс у режимі пам’яті
• Вбудований SSD до 64 ГБ
• Максимальна вхідна напруга до 500 В
• Застосунок для запису та аналізу потужності одно- й трифазних електромереж

Такі реєстратори добре підходять для промислових застосувань, що потребують вимірювання високих напруг і швидшої частоти дискретизації.

Конфігуровані системи збору даних для складних завдань

DAS1700 – високошвидкісна конфігурована система збору даних, розрахована на складні багатоканальні вимірювання.

Система підтримує встановлення до трьох вимірювальних плат у базовому блоці або до шести плат із додатковим розширенням. Доступні типи плат:

• Універсальна вхідна плата (до 500 В, шість каналів)
• Плата високої напруги (до 1000 В, шість каналів)
• Тензометрична плата (шість каналів)
• Мультиплексна плата (дванадцять каналів)

DAS1700 забезпечує безперервний запис із інтервалом дискретизації 1 мкс безпосередньо на внутрішній SSD. Тривалість запису обмежується лише обсягом накопичувача.

Система DAS1700 підтримує одночасний запис двох файлів:

1. Файл із низькою швидкістю дискретизації для довготривалого моніторингу
2. Високошвидкісний файл, що активується тригером події

Такий підхід дозволяє фіксувати подію разом зі станом до й після неї, оптимально використовуючи простір пам’яті.

Додатково система підтримує:

• Розширений діапазон вимірювань до ± 1000 В постійного струму / 1000 В змінного струму
• Інструменти аналізу потужності
• Редактор функцій для створення користувацьких математичних обчислень між каналами
• Заводські опції CAN / LIN та GPS / IRIG timing

Завдяки цьому DAS1700 використовується в аерокосмічній, автомобільній, промисловій та енергетичній галузях – від роботи з малими сигналами датчиків до контролю великих електричних систем.

Приклади використання реєстраторів

1. Введення в експлуатацію нової гідротурбіни – EDF (Франція).

Опис застосування:

• Випробування на коротке замикання
• Датчик швидкості обертання
• Випробування безпеки (запірний клапан)

Використана модель: DAS 50 з опцією два канали x PT100 / РТ1000.

2. Капітальний ремонт залізничних колій – TSO (Франція).

Опис застосування:

Вимірювання геометрії колії за допомогою вбудованих датчиків розмірів для перевірки правильності виконання робіт з оновлення колії.

Використана модель: вбудований термопринтер 8460/200.

3. Випробування на автоматизованій виробничій лінії – Tefal (Франція).

Опис застосування:

• Контроль зміщення різних датчиків
• Перевіряти кожен етап виробничого процесу
• Дослідження причин дефектів
• Перевірити правильність функціонування датчиків

Використана модель: DAS 50 з опцією два канали x PT100 / РТ1000.

4. Моніторинг напруги й струму – ABB (Італія)

Опис застосування:

Збір даних про напругу, струм і деякі температури. ABB використовувала старий реєстратор, який не мав можливості виконувати розрахунки потужності. За допомогою DAS1600 компанія може поєднувати вимірювання температури з реєстрацією аналізу потужності.

Використана модель: DAS1600/011.

5. Промислове управління та приводи – SCHNEIDER ELECTRIC (Франція)

Опис застосування:

Збір даних про високий і низький рівні напруги (0–10 В), частоту (1 кГц). Реєстратор даних дає змогу зберігати великі обсяги інформації з різними тригерами та поєднувати різні вимірювання.

Використана модель: DAS1600/020.

6. Виробництво харчових продуктів – GILBERT BARADAT (Франція)

Опис застосування:

Реєстрація та моніторинг параметрів середовища консервування під час стерилізації коробок:

• Вимірювання температури в різних частинах під час виробничого циклу
• Вимірювання значення тиску всередині системи під час виробничого циклу
• Запис цих значень для аналізу якості роботи

Використана модель: DAS 220 або DAS240.

Реєстратори даних мають довгу історію, продовжують розвиватися й отримувати нові функції, щоб іти в ногу з потребами користувачів. Очевидно, що ці прилади є незамінними інструментами в багатьох галузях промисловості, і Sefram з B&K Precision пропонує комплексні рішення для реєстрації даних.

Для отримання додаткової інформації про реєстратори даних B&K Precision відвідайте сайт KVP.HLR.UA. Купити реєстратор даних можна, звернувшись до наших спеціалістів будь-яким зручним для вас способом. Інженери ХЛР допоможуть підібрати потрібну модель і комплектацію. Будемо раді допомогти закрити вашу потребу – звертайтеся!

Євген Гоменюк,

продакт-спеціаліст відділу обладнання для контролю якості у виробничій сфері