Wisensys Platforma bezvodičového měření. Bezdrátový přenos. automatizace a měření

Bezdrátový přenos automatizace a měření

Wisensys Platforma bezvodičového měření

Vydání z března 2015

Przedsiębiorstwo Automatyzacji i Pomiarów Introl Sp. z o.o. 40-519, Katovice, ul. Kościuszki 112 tel.: +420 603 381 153, e-mail [email protected]

Obsah 2 Vlastnosti a výhody systému . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Teplotní čidlo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Kombinované čidlo T, CO a RGH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Čidlo – digitální vstup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Analogové čidlo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Čidlo energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Základní stanice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Uživatelské rozhraní . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Aplikace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Wisensys – platforma bezdrátového měření . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

Wisensys – platforma bezdrátového měření Systém Wisensys je bezdrátová platforma se snadnou instalací, která se skládá z mnoha typů měřicích čidel umožňujících registraci, přesné měření a kódovaný přenos údajů z měření.

Údaje se ukládají v databázi typu MySQL nebo podobné, což umožňuje vytvoření uživatelské aplikace. Uživatelská aplikace může být rovněž vytvořená pro komunikaci Modbus RTU.

Systém se skládá z radiových měřicích čidel, základní stanice a bezplatného programového vybavení. Čidla měří takové fyzikální veličiny jako je teplota, vlhkost, spotřeba energie, CO2, procesní signály – napětí a proud, a následně je odesílají prostřednictvím chráněného radiového vedení do přijímací stanice.

Bezplatné programové vybavení Wisensys umožňuje registraci údajů, alarmů, četnosti vzorkování, kalibrace.

Přijímací stanice dostává údaje z příslušných čidel a automaticky je předává do počítače třídy PC, registrátoru údajů, systému Scada. Stanice může současně spolupracovat se 100 čidly. Volitelně stanice ukládá údaje na kartě SD. Za účelem prezentace údajů z měření a jejich registrace má uživatel 3 možnosti – využívání bezplatného programového vybavení pracujícího na počítači třídy PC – Sensorgraph, aplikaci WEB pracující v lokální síti využívající databáze nebo stahování údajů prostřednic2 tvím komunikace Modbus RTU.

Každé čidlo v sobě dokáže uložit až 10 000 vzorků v trvalé paměti. Díky tomu v případě absence spojení nevzniká riziko ztráty údajů z měření. Pokud se čidla dostanou do dosahu přijímací stanice, jsou data přenášena průběžně.

Platforma Wisensys nabízí následující možnosti měření: • měření teploty, CO2 a vlhkosti • analogové signály (0÷25 mA, 0÷30 V, 0÷4 V, 0÷1 V) • měření spotřeby energie • měření impulsních signálů • identifikace zkratu kontaktu.

Vlastnosti a výhody systému Monitoring procesu

Samostatnost

• měření veličin • generování alarmů • vytváření akcí pro alarmy.

• systém může pracovat bez připojeného registrátoru dat nebo PC • záznam dat v základní stanici a jejich pozdější obnovení v programovém vybavení SensorGraph.

Bezdrátový provoz • absence nákladů na instalaci • přidávání a redukce čidel za provozu systému • dočasná snadná změna měřících míst.

Zvětšení dosahu • systém se může skládat z několika databází • možnost použití externí antény.

Výhody systému • • • •

1 minutová instalace ukládání údajů z měření ve stanici a v čidle dlouhý provoz baterie dlouhý měřící dosah.

3

Snímač teploty Čidla WS-DLT systému Wisensys provádějí měření teploty a zasílají údaje do základní stanice.

Měření se provádí prostřednictvím: • vnitřního integrovaného teplotního čidla • prvek Pt100 nebo Pt1000 • termočlánek. Přestávky mezi měřením a přenosem údajů se nastavují při instalaci. Hodnoty lze měnit prostřednictvím SmartGraph pracujícího na počítači PC.

Výhody • • • • • • • • • • •

měření teploty paměť 10000 vzorků, přepisování starých dat programovatelná doba měření programovatelná doba přenosu estetický kryt ABS nástěnná montáž dosah 1000 m fos. snadné rozšíření systému o nová čidla programové vybavení pro PC baterie vyměňovaná uživatelem varianta s vnější anténou.

Teplota WS-DLTi vnitřní čidlo Měřící rozsah

-20÷80 °C

Měřicí prvek

vnitřní

Přesnost měření

±0/5 °C v rozsahu -10÷80 °C, ±1 °C mimo rozsah

Rozlišení měření

0,2 °C

Typ baterie

1 AA 3,6 V lithiová

Doba provozu baterie

3-5 let

Kryt

IP65

Teplota WS-DLTa vnější čidlo Měřicí rozsah

-150÷200 °C

Měřicí prvek

Pt100, Pt1000

Přesnost měření

±0,1 °C v rozsahu 0÷100 °C, ±0,3 °C mimo rozsah

Rozlišení měření

0,1 °C

Typ baterie

1 AA 3,6 V lithiová

Doba provozu baterie

3-5 let

Kryt

IP65

Teplota WS-DLTh vnější termočlánek

4

Měřicí rozsah

V závislosti na druhu připojeného čidla

Měřicí prvek

termočlánek K, J nebo S

Přesnost měření

+/-0,1 % ±0,5 °C

Rozlišení měření

0,1 °C

Typ baterie

3-5 let

Doba provozu baterie

1 AA 3,6 V lithiová

Kryt

IP65

Kombinované teplotní čidlo T, CO2, a RH % Mezi čidly WS-DLT rozlišujeme dvě speciální čidla: • WS-DLTc – čidlo k měření relativní vlhkosti a teploty • WS-DLC – čidlo k měření hladiny CO2, relativní vlhkosti a teploty.

Čidlo teploty a vlhkosti WS-DLTc Měřicí rozsah

Měřicí prvek Přesnost měření

RH

10÷90 % bez kondenzace

T

-20÷80 °C

vnitřní RH:

T:

±1,8 % v rozsahu 10÷90 %, ±4 % mimo rozsah ±0,3 °C @25 °C; ±0,5 °C v rozsahu 0÷50 °C ±1,2 °C od -20 °C do +80 °C

Rozlišení měření

0,1 % RH, 0,1 °C

Typ baterie

1 AA 3,6 V lithiová

Doba provozu baterie

3-5 let

Kryt

IP65

Čidlo CO2 / vlhkost / teplota Měřicí rozsah

CO2

0 ppm ÷ 2 000 ppm

RH

10÷90 % bez kondenzace

T

-20÷80 °C

Měřicí prvek

vnitřní

Přesnost měření

CO2 RH: T:

±30 ppm +3 % odečtu @22 °C ±1,8 % v rozsahu 10÷90 %, ±4 % mimo rozsah ±0,3 °C @25 °C; ±0,5 °C v rozsahu 0÷50 °C ±1,2 °C od -20÷80 °C

Rozlišení měření

1 ppm, 0,1 % RH, 0,1 °C

Napájení

vnější

Kryt

IP65

5

Digitální čidlo * Digitální čidlo WS-DLTX je produktem Wisensys. Měření se provádí pomocí již existujících prvků generujících digitální signál. Dostupná jsou čidla pro signály pocházející z kontaktů nebo generátoru impulzů. Časové odstupy měřících vzorků se nastavují při instalaci. Tyto hodnoty lze změnit s využitím programového vybavení SensorGraph pracujícího na počítači PC.

Měření analogových vstupních hodnot • • • •

paměť 10 000 měření; přepisování starých měření programovatelný interval měření programovatelný interval přenosu dat atraktivní kryt ABS, jiné kryty k dispozici na zvláštní přání klienta • nástěnná montáž čidla • dosah 1 000 m fos*.

Čidlo teploty a vlhkosti WS-DLTc Typ

Měření kontaktu

Měřící rozsah

binární (zavření / otevření)

Provozní rozsah

-20÷80 °C vnitřní

1AA 3,6 V lithiová baterie

vnější

8÷24 V DC

Volby napájení

Kryt

IP65

Čítač impulzů WS-DLXt Typ

Měřič impulzního signálu

Měřící rozsah

Max. 10 impulzů / sec

Provozní rozsah

-20÷80 °C vnitřní

1AA 3,6 V lithiová baterie

vnější

8÷24 V DC

Volby napájení

Kryt

IP65

*Dostupné modely fungující okamžitě (okamžitě po přepojení kontaktu) a informující uživatele o uskutečnění impulzů.

6

Analogové čidlo * Analogové čidlo WS-DLX provádí měření procesních signálů a předává je do základní stanice. Měření se provádí pomocí libovolného dostupného zdroje analogového signálu. Takové řešení umožňuje měření širokého rozsahu analogových převodníků.

Čidla provádějí měření signálů: 4÷20 mA 0÷30 V 0÷4 V 0÷1 V

Analogové čidlo WS-DLXa 0÷25 mA Typ

Analogový vstup, 1 kanál

Měřící rozsah

±0,25 % rozsahu

Rozlišení měření

25 uA

Provozní rozsah

-20÷80 °C

Volby napájení

vnitřní

1AA 3,6 V lithiová baterie

vnější

8÷24 V DC

vnější Kryt

Pomocí elektrické sítě nebo soustavy baterií

IP65

Analogové čidlo WS-DLX Typ

Měřící rozsah

Rozlišení měření

Analogový vstup, 1 kanál WS-DLXv:

0÷30 V

WS-DLXs:

0÷4 V

WS-DLXm:

0÷1 V

WS-DLXv:

0÷30 mV

WS-DLXs:

0÷3 mV

WS-DLXm:

0÷1 m

Přesnost měření

±0,25 % rozsahu

Provozní rozsah

-20÷80 °C

Volby napájení

vnitřní

1AA 3,6 V lithiová baterie

vnější

8÷24 V DC

vnější Kryt

pomocí elektrické sítě nebo soustavy baterií

IP65

*Dostupné měřiče napájející měřící zařízení s využitím externího akumulátoru (měření v podmínkách absence napájecího zdroje).

7

Čidlo energie Čidla WSS-DLR systému Wisensys měří spotřebu energie a předávají data do základní stanice. Měření se provádí ve spolupráci se zařízením spojeným s napájecím vstupem čidla. V čidle WS-DLRc se všechna vnější spojení realizují prostřednictvím snadno dostupných měřících konektorů, které se nacházejí vně čidla. Měření se provádí při 230 V s maximálním průchodem proudu 10 A. Čidlo je vybaveno 3 nezávisle fungujícími relé. Relé lze zapínat nebo vypínat pomocí příkazů ze základní stanice. V čidle WS-DLRs se měření provádí prostřednictvím umístění čidla v zásuvce. Měření se provádí v zásuvce s napětím 230 V a proudem max. 10 A. Senzor má integrované relé, které je řízeno ze základní stanice.

V čidle WS-DLXp se měření provádí v trojfázové síti s napětím max. 400 V. Měřicí systém se skládá ze 3 měřicích transformátorů proudu, měřiče výkonu s impulzním výstupem a čidla WS-DLXp pro výpočet spotřebované energie.

Výhody • • • • • • •

měření spotřeby energie příkon činný U × I × cosφ programovatelná doba měření programovatelná doba přenosu dosah 1 000 m fos snadná montáž a přidávání čidel programové vybavení pro PC.

Spotřeba elektrické energie WS-DLRs do zásuvky Typ

spotřeba elektrické energie

Čidlo

Vnitřní odpor

Provozní napětí

230 V / 50 Hz 10 A

Provozní proud

Pozor! Napětí o výkonu 3 KW je pro čidlo destrukční

Přesnost měření

±1 % rozsahu

Provozní teplota

0÷60 °C

Kryt

IP 40

Spotřeba elektrické energie WS-DLRs do zásuvky Typ

Spotřeba elektrické energie

Čidlo

Vnitřní odpor

Provozní napětí

230 V / 50 Hz 10 A

Provozní proud

Pozor! Napětí o výkonu 3 KW je pro čidlo destrukční

8

Přesnost měření

±1 % rozsahu

Provozní teplota

0÷60 °C

Kryt

IP 40

Spotřeba elektrické energie WS-DLRs do zásuvky Typ

Spotřeba elektrické energie

Čidlo

Vnější; měřič výkonu s impulzním výstupem

Provozní frekvence

10 impulzů / sekunda*

Provozní napětí

V závislosti na měřiči výkonu 1 / 3 fáze 230/400 V V závislosti na měřiči výkonu

Provozní proud

Pozor! Napětí o výkonu 3 KW je pro čidlo destrukční

Přesnost měření

V závislosti na měřiči výkonu

Provozní teplota

-20÷80 °C

Kryt

IP 40

* existuje verze 100 impulzů / sekunda.

7JYÔSNWß

6ăWR÷NY[X^M^T\

CJ]ßŗNWß

L1 L2 L3 N

6ăĶR÷T@Q

_

öRMUX WS DLXp

+

GND

IN

V+Out

2VY^UcWß _\]^Y

Měření energie pro 3fázový systém 400 V využívající měřicí transformátory proudu. Měřič kWh a vysílač systému Wisensys®

9

ZÁKLADNÍ STANICE lokální a internetové aplikace Základní stanice přijímá data z čidel Wisensys. Přijatá data jsou dále zasílána do: • programového vybavení Wisensys SensorGraph prostřednictvím sériového rozhraní nebo programového vybavení Websensys prostřednictvím TCP/IPC nebo GPRS • registrátoru dat, PLC, systému SCADA nebo jiného systému využívajícího přenos dat v protokolu ModbusRTU prostřednictvím konektoru RS485 / RS422 • pokud je základna vybavena modulem analogových výstupů mohou být hodnoty retransmitovány do registrátoru dat nebo systému PLC / SCADA Internetová aplikace se vzdáleným serverem nabízí možnost připojení v mnoha místech.

vovat poplachová relé. Přesné informace o alarmech lze získat pomocí programového vybavení SensorGraph nebo Websensys.

Výhody • odběr dat z čidel Wisensys • předávání dat do připojeného PC, registrátoru dat nebo na internet • volitelná karta SD, přepisování starých dat v případě přeplnění • nástěnná montáž možná pomocí obsažených montážních spojů • dosah 1 000 m fos • digitální/analogové rozhraní • spolupráce s max. 100 čidly.

Pokud jsou čidla konfigurována na základě poplachových limitů, může základní stanice Wisensys akti-

Základní stanice WS-BU-RS-232 (lokální) Funkce

Základní stanice, výstup RS232

Provozní teplota

-20÷60 °C

Napájení

8÷30 V DC

Síť

100 čidel

Zabezpečení

uživatel + heslo

Konfigurace

prostřednictvím programového vybavení SensorGraph

Příjem dat

PC

Kryt

IP40

Základní stanice WS-BU-RS-485 (lokální) Funkce

základní stanice, výstup RS485

Provozní teplota

-20÷60 °C

Napájení

8÷30 V DC

Síť

100 čidel

Zabezpečení

uživatel + heslo

Konfigurace

vybavení SensorGraph

Protokol

Modbus 110bps÷230bps

Paměť

volitelná karta SD

Datové relé

dostupné 2 A/30 V; 0,5 A/100 V

Příjem dat Kryt

10

prostřednictvím programového

Registrátor dat, programové vybavení Sensorgraph IP40

Základní stanice WS-BU-RS-ana s výstupy I/O (lokální) Funkce

základní stanice, analogový výstup

Provozní teplota

-20÷60 °C

Napájení

8÷30 V DC

Síť

100 čidel, 4 analogové výstupy

Zabezpečení

uživatel + heslo

Konfigurace

prostřednictvím programového vybavení SensorGraph

Protokol

Modbus 110bps÷230bps

Paměť

volitelná karta SD

Datové relé

dostupné 2 A/30 V; 0,5 A/100 0V

Měřící rozsah

0÷25 mA nebo 0÷10 V (na vý výbě běr) r) výběr)

Přesnost měření

±0,25 % rozsahu

Určení

PLC nebo podobné, PC S en nso orG rGra r ph SensorGraph

Kryt

IP40

Základní stanice WS-BU-RS-ethernet Funkce

základní stanice, sta ani n ce e, vý výstup ýst stup up Eth Ethernet her erne net ne

Provozní teplota

-20÷ 0 60 °C C -20÷60

Napájení

8÷30 DC 0VD C

Síť

100 100 čidel čide čide dell

Zabezpečení

užživ ivat atel at el + h eslo es lo uživatel heslo

Konfigurace

pros stř t ednict ctví ct v m programo mo m ové ého prostřednictvím programového vybave vení ve n Senso orGra rGra rG r ph p vybavení SensorGraph

Protokol

Modbus us 110bps÷230bps 110bp ps÷ ÷2330b 0 ps

Paměť

v litelná vo á ka kart rta a SD D volitelná karta

Datové relé

do ost stupné é 2 A/3 30 V; 0,5 0,5 A/100 A/1 / 00 V dostupné A/30

Měřící rozsah

0 25 0÷ 2 m A nebo nebo ne b 0÷10 0 (na (na vý ýbě b r) 0÷25 mA výběr)

Určení

verze v rz ve rze e 01 SensorGraph Sen nso s rGraph h vverze erzze 03 0 Internetová Int nter errneto netová adr ressa adresa Ethernet, Ethe Et he ern net et,, au automatická utom toma matiick cká ká á iden identifikace en nti tifi fika fi ika kace ce

Spojení

10/100Mbps, 10 0/1 /100 00Mb Mbps Mb ps, RJ RJ45 4 programov 45 programovatelná ro ovvatel ovat eln ná ná m sk ma ska a sí ítě tě, br brána a a se sserver rver DNS DNS NS maska sítě,

Konfigurace IP

St Statická, tat atická ká k á á,, D DHCP HCP

Kryt

IP40 40

Základní stanice WS-BU-gprs s výstupem GPRS Funkce

základní výstup zák zá ákla adní stanice, stanice, vý ýsttup GPRS

Provozní teplota

-20÷60 -20÷6 -2 60 °C

Napájení

8÷30 8÷30 8÷ 3 V DC

Síť

100 čidel čide el

Zabezpečení

e +h heslo l uživatel

Konfigurace

prostřednictvím pr ros ostř třed tř ed dnict ctví vím mp programového rogramo mové vého ho o vybavení vyba vy bavení níí S SensorGraph enso en sorG so rG Gra r ph h

Určení

internetová i terneto in ová ov á adresa a

Spojení

GPRS, programovatelný pro ogra og ramo movatelný APN

Kryt

IP40

11

Uživatelské rozhraní K prezentaci, registraci dat a alarmů má uživatel v základní verzi k dispozici programové vybavení SensorGraph. SensorGraph instalované na počítači třídy PC slouží k monitorování parametrů z jedné lokalizace. Přestože může být připojeno více základních stanic, je typickým příkladem jedna základní stanice shromažďující data z mnoha čidel. Programové vybavení WebSensys může být použito v případě shromažďování dat z mnoha lokalizací a mnoha operátorů – uživatelů.

SensorGraph a WebSensys umožňuje: • prezentaci dat v reálném čase • prezentaci historických dat a tabulek • odesílání informací o alarmech prostřednictvím sms nebo e-mailu • získávání dat z paměti čidla a karty SD umístěné v základní stanici • tvorbu uživatelské grafiky, tvorbu uživatelských tabulek s využitím databáze MySql nebo PostgreSQL. SensorGraph se využívá k instalaci systému Wisensys na objektu. Instalace je založena na přidání čidel, určení doby samplingu, přidělení názvů prvkům, kalibraci hodnot a jiných specifických vlastností čidel. Pomocí programového vybavení lze rovněž odečíst verzi programového vybavení a hardware.

Programové vybavení WebSensys

Znázornění registrovaných dat

12

Tvorba zásad dálkového zapínání a vypínání zařízení

Programové vybavení SensorGraph

Znázornění registrovaných dat

Konfigurace sítě Wisensys

Hodnoty v reálném čase

Přehled čidel

13

Využití Chladicí systémy Monitorování teploty a vlhkosti v chladírnách má zvláštní význam pro kontrolu kvality potravin. V procesu výroby potravin od sklizně po dopravu, u přípravy jídel a konzumace platí požadavky vládní procedury obsažené v HACCP – popisující zásady monitorování teploty. Díky využití platformy WiSensys® získáte spolehlivý systém bezdrátového měření a poplašných hlášení enviromentálních parametrů okolí. Data jsou snadno dostupná a mohou být využívána jako důkaz v případě kontroly HACCP. Sledovaná návratnost investice je kratší než jeden rok.

Monitoring klimatických podmínek ve školách, kancelářích a sklenících Platforma WiSensys nabízí čidlo k měření teploty, vlhkosti a CO2. Tyto tři parametry jsou většinou dostačující k určení kvality klimatických podmínek v místnosti. Holandská vědecká organizace (TNO) prokázala, že enviromentální parametry jsou velmi důležité pro dobrý pocit, zdraví a produktivitu práce zaměstnanců. V pří-

14 14

padě výrobců využívajících skleníky dochází díky použití měřicího systému zajišťujícího určení mikroklimatu ke značnému zvýšení výnosů.

Úspora energie Snížení spotřeby energie není důležité jen s ohledem na životní prostředí, ale přináší také značné úspory. Platforma WiSensys® nabízí čidla k měření spotřeby elektrické energie, a to jak pro 1fázové systémy (<10 A), tak pro systémy 3fázové (> 10 A). Systém umožňuje dálkové vypínání/zapínání zařízení a díky tomu zvyšuje úsporu energie. Provedená měření v chladírnách a supermarketech prokázala úsporu energie až 30 %.

Kontrola procesů V průmyslovém procesu má přímý monitoring prováděných operací velký význam z hlediska efektivity a bezpečnosti. Bezdrátová čidla umožňují velmi rychlou instalaci měřicího systému ke sledování kritických procesních parametrů. Čidla systému WiSensys® přenáší data bezdrátově do centrální základní stanice (přijímač). Základní stanice může být připojena do stávající-

ho, zvláštního systému např.: registrátory dat, protokol MODBUS, počítače PC nebo prostřednictvím analogových výstupů základny do systému PLC. Údaje z měření mohou být rovněž uloženy v databázi a díky tomu snadno dostupné prostřednictvím internetu.

Laboratoře a získávání dat V laboratořích se provádějí testy k certifikaci daného výrobku v procesu jeho uvádění na spotřebitelský trh. Při provádění zkoušek má velký význam nejen průběžný monitoring, ale také shromažďování údajů z měření. Instalace čidel vyžadujících připojení pomocí vodičů je spojena s časově náročnými přípravnými pracemi, přičemž samotné vodiče mohou být zdrojem poruch pro zkoušenou jednotku. WiSensys® umožňuje samostatnou a rychlou instalaci čidel a základních stanic. Instalace je snadná a nevyžaduje velké náklady. Údaje z měření jsou uloženy na kartě SD v základní stanici. Takto shromážděné údaje mohou být následně přeneseny do počítače za účelem pozdější analýzy.

Kontrola kvality / ověření provozu zařízení / točivé stroje Kontrolu procesů v průmyslu provádějí vysoce integrované měřicí a kontrolní systémy. Občas je nutné připravit instalaci (dočasnou) za účelem prověření správného fungování těchto systémů. Periodický monitoring stavu strojů a zařízení může předejít nákladným poruchám a přerušením provozu. Instalace bezdrátových čidel WiSensys® umožňuje monitorování procesů a shromažďování dat. Nepochybnou výhodou systému je shromažďování dat, která se týkají rovněž provozu točivých strojů.

Monitorování procesů na pohyblivých částech strojů Bezdrátová čidla umožňují umístění na pohyblivých částech strojů. Jako příklad lze uvést aplikace k monitorování a kontrole strojů v zemědělství, dynamické vyvažování hřídelí, měření teploty, vibrací a mazání ložisek a rotační pece.

155

Przedsiębiorstwo Automatyzacji i Pomiarów Introl Sp. z o.o. ul. Kościuszki 112 40-519 Katowice tel: +ŏōŋőŋŎŎœŌŌŐŎ internet: www.introl.?V e-mail: introl@introl.?V