Современные регистраторы данных: возможности, применения и преимущества решений Sefram by B&K Precision

В современных промышленных, энергетических и производственных системах ключевым вызовом остается достоверный и непрерывный контроль большого количества параметров в реальном времени. Напряжение, ток, температура, влажность, давление, вибрация и другие показатели непосредственно влияют на стабильность процессов, безопасность работы оборудования и качество конечного продукта.

Традиционные измерительные приборы не всегда способны обеспечить продолжительную многоканальную запись, гибкое триггерирование событий и удобный анализ данных. Именно поэтому регистраторы данных стали отдельным классом измерительного оборудования, объединяющим функции сбора, хранения и анализа информации с разных типов сигналов.

Компания «Химлаборреактив», официальный дистрибьютор оборудования от Sefram (Франция) by B&K Precision (США) на рынке Украины, продолжает знакомство с продуктовой линейкой бренда. Рассмотрим принципы работы современных регистраторов данных, их отличия от цифровых мультиметров и осциллографов, ключевые сферы применения, а также технические возможности регистраторов данных Sefram by B&K Precision.

Регистраторы данных, мультиметры и осциллографы: сравнение функций и возможностей

Старые регистраторы данных в основном записывали только такие сигналы, значения которых изменялись относительно медленно. Это потому, что время их реакции ограничивалось электромеханической системой пера и бумаги, которая использовалась для архивирования данных. Сегодня таких ограничений нет, особенно для регистраторов последнего поколения. Современные модели обладают высокой частотой дискретизации, большим объемом внутренней памяти, сенсорным дисплеем и широким спектром возможностей ввода данных. Регистраторы данных могут заменить несколько приборов и предоставляют дополнительные возможности, такие как термопечать, анализ коммуникационной шины и прочее.

Цифровые мультиметры используются в первую очередь для измерения напряжения, сопротивления и тока. С другой стороны, регистраторы данных способны измерять те же параметры, но еще могут контролировать температуру, влажность, вибрацию, деформацию, обороты в минуту (об./мин) и т. д. В отличие от типовых цифровых мультиметров, регистраторы отличаются возможностью одновременного выполнения этих измерений на нескольких каналах. Данные можно анализировать на экране с помощью встроенных курсоров для выбора конкретных деталей формы сигнала или передавать на компьютер. Регистраторы также поддерживают более сложные операции, такие как написание собственных уравнений для выполнения математических вычислений между двумя каналами или более.

Цифровые осциллографы с памятью (DSO) стали широко используемым средством для сбора и хранения данных о формах волн и постепенно эволюционировали, получив расширенные возможности запуска (триггерирования) измерений вместе с высокоскоростной дискретизацией. Для сравнения, регистраторы данных предлагают больше каналов, более высокое вертикальное разрешение и больший объем памяти, что позволяет записывать и сравнивать большее количество сигналов за более длительный период. При использовании DSO триггерное событие может быть пропущено, но регистратор данных зафиксирует его, поскольку он ведет непрерывную запись. Все регистраторы B&K Precision имеют опцию «предыдущего триггера», которая помогает установить временной промежуток для его фиксации перед наступлением триггерного события, гарантирующего сохранение ценных данных.

Для регистраторов данных не является непривычным иметь такие же механизмы запуска, как и осциллографы, включая запуск на основе переднего и заднего фронтов записываемого сигнала. Кроме того, относительно легко найти регистраторы, обеспечивающие такой же анализ, как и специализированные приборы, например, мониторы качества электросетей. X-Y-дисплеи, давно используемые в осциллографах, также доступны в регистраторах данных.

Сферы применения регистраторов

Пользователям, которым нужно собирать данные в течение длительного времени с нескольких каналов или разных входных сигналов, будет полезно использовать регистратор данных. Приборы разработаны для прямого ввода и измерения широкого спектра сигналов напряжения, тока, частоты, температуры, тензометрических и логических сигналов с входным напряжением от милливольт до киловольт. Это позволяет одному из приборов одновременно измерять слабые сигналы датчиков и высокие напряжения в электрической системе, уменьшая при этом сложности, связанные с настройкой нескольких приборов.

Типичное применение регистраторов данных – экологические испытания, для которых требуется несколько датчиков, чтобы контролировать такие параметры, как температура, влажность, скорость и направление ветра, а также атмосферное давление на метеостанции. Эти экологические испытания можно проводить в экологической камере, чтобы проверить, как испытуемое устройство реагирует на изменения экологических параметров, одновременно контролируя напряжение и ток DUT.

Регистраторы данных способны контролировать системы в промышленных условиях. Портативные регистраторы помогают в профилактическом обслуживании, что способствует максимизации продуктивности. Они могут использоваться для контроля напряжения, тока, температуры, нагрузки и вибрации промышленного оборудования, выявления отклонений и записи данных, благодаря чему удобно планировать техническое обслуживание.

Ключевые функции и их значения для пользователей

В выборе регистраторов данных важны такие технические характеристики:

• Количество входных каналов
• Типы измерений (например, напряжение, ток, частота)
• Минимальное и/или максимальное входное напряжение
• Частота дискретизации
• Объем памяти
• Режимы работы

Все перечисленное помогает определить, какой прибор будет отвечать индивидуальным потребностям. Количество каналов – компромисс между портативностью и весом устройства. С увеличением количества каналов увеличивается и вес.

Типы измерений и диапазоны входных напряжений – фиксированные величины, которых необходимо соблюдать, но частота дискретизации и объем памяти требуют более тщательного рассмотрения. Хотя более высокая частота дискретизации может казаться желательной, она снизит максимальное время записи, учитывая фиксированный объем памяти. По этой причине, выбирая регистратор данных, важно хорошо понимать характер сигналов, подлежащих регистрации. Многие системы сбора данных имеют несколько режимов работы: один – для регистрации в течение длительного времени с более низкой частотой дискретизации, другой – для регистрации с более высокой частотой дискретизации в течение более короткого времени, чтобы регистрировать периодические события.

B&K Precision: масштабируемые системы для многоканального мониторинга

B&K Precision предлагает полную линейку регистраторов и логгеров данных с большими сенсорными дисплеями, встроенными аккумуляторами и множеством каналов.

Портативные регистраторы для автономного сбора данных

DAS220-BAT и DAS240-BAT (опция BAT – с дополнительным внутренним аккумулятором) – легкие портативные регистраторы, предназначенные для длительной автономной записи данных в полевых и производственных условиях.

Основные возможности:

• До 15 часов непрерывной записи благодаря встроенной батарее
• От 10 до 200 каналов
• Интервал дискретизации 1 мс
• 16-битное вертикальное разрешение
• Максимальное входное напряжение 100 В постоянного тока

Долгое время автономной работы делает эти модели оптимальными для систем управления процессами и применениями, где отсутствует стационарное питание.

Высокоскоростные регистраторы для промышленных применений

Серия DAS30/50/60 включает регистраторы с двумя, четырьмя или шестью каналами, встроенным аккумулятором (до 9,5 часа работы) и возможностью установки термопринтера.

Ключевые характеристики серии:

• Интервал дискретизации до 1 мкс в памяти
• Встроенный SSD до 64 ГБ
• Максимальное входное напряжение до 500 В
• Приложение для записи и анализа мощности одно- и трехфазных электросетей

Такие регистраторы хорошо подходят для промышленных применений, требующих измерения высоких напряжений и более быстрой частоты дискретизации.

Конфигурированные системы сбора данных для сложных задач

DAS1700 – высокоскоростная конфигурированная система сбора данных, рассчитанная на сложные многоканальные измерения.

Система поддерживает установку до трех измерительных плат в базовом блоке или до шести плат с дополнительным расширением. Доступные типы плат:

• Универсальная входная плата (до 500 В, шесть каналов)
• Плата высокого напряжения (до 1000 В, шесть каналов)
• Тензометрическая плата (шесть каналов)
• Мультиплексная плата (двенадцать каналов)

DAS1700 обеспечивает непрерывную запись с интервалом дискретизации 1 мкс прямо на внутренний SSD. Продолжительность записи ограничивается только объемом накопителя.

Система DAS1700 поддерживает одновременную запись двух файлов:

1. Файл с низкой скоростью дискретизации для длительного мониторинга
2. Высокоскоростной файл, который активируется триггером события

Такой подход позволяет фиксировать событие вместе с состоянием до и после него, оптимально используя пространство памяти.

Дополнительно система поддерживает:

• Расширенный диапазон измерений до ± 1000 В постоянного тока / 1000 В переменного тока
• Инструменты анализа мощности
• Редактор функций для создания пользовательских математических вычислений между каналами
• Заводские опции CAN / LIN и GPS / IRIG timing

Благодаря этому DAS1700 используется в аэрокосмической, автомобильной, промышленной и энергетической отраслях – от работы с малыми сигналами датчиков до контроля больших электрических систем.

Примеры использования регистраторов

1. Ввод в эксплуатацию новой гидротурбины – EDF (Франция)

Описание применения:

• Испытание на короткое замыкание
• Датчик скорости вращения
• Испытание безопасности (запорный клапан)

Используемая модель: DAS 50 с опцией два канала x PT100 / РТ1000.

2. Капитальный ремонт железнодорожных путей – TSO (Франция).

Описание применения:

Измерение геометрии пути с помощью встроенных датчиков размеров для проверки правильности выполнения работ по обновлению пути.

Используемая модель: встроенный термопринтер 8460/200.

3. Испытания на автоматизированной производственной линии – Tefal (Франция).

Описание применения:

• Контроль смещения разных датчиков
• Проверять каждый этап производственного процесса
• Исследование причин дефектов
• Проверить правильность функционирования датчиков

Используемая модель: DAS 50 с опцией два канала x PT100 / РТ1000.

4. Мониторинг напряжения и тока – ABB (Италия)

Описание применения:

Сбор данных о напряжении, токе и некоторых температурах. ABB использовала старый регистратор, не имевший возможности выполнять расчеты мощности. С помощью DAS1600 компания может совмещать измерение температуры с регистрацией анализа мощности.

Используемая модель: DAS1600/011.

5. Промышленное управление и приводы – SCHNEIDER ELECTRIC (Франция)

Описание применения:

Сбор данных о высоком и низком уровне напряжения (0–10 В), частоте (1 кГц). Регистратор данных позволяет сохранять большие объемы информации с разными триггерами и сочетать разные измерения.

Используемая модель: DAS1600/020.

6. Производство пищевых продуктов – GILBERT BARADAT (Франция)

Описание применения:

Регистрация и мониторинг параметров среды консервирования при стерилизации коробок:

• Измерение температуры в разных частях во время производственного цикла
• Измерение значения давления внутри системы во время производственного цикла
• Запись этих значений для анализа качества работы

Используемая модель: DAS 220 или DAS240.

Регистраторы данных имеют долгую историю, продолжают развиваться и получать новые функции, чтобы идти в ногу с потребностями пользователей. Очевидно, что эти приборы – незаменимые инструменты во многих отраслях промышленности, и Sefram из B&K Precision предлагает комплексные решения для регистрации данных.

Для получения дополнительной информации о регистраторах данных B&K Precision посетите сайт KVP.HLR.UA. Купить регистратор данных можно, обратившись к нашим специалистам любым удобным для вас способом. Инженеры ХЛР помогут подобрать подходящую модель и комплектацию. Будем рады помочь закрыть вашу потребность – обращайтесь!

Евгений Гоменюк,

продакт-специалист отдела оборудования для контроля качества в производственной сфере