Jak działają koncentratory danych?

Systemy automatyki przemysłowej, w tym systemy telemetryczne, wymagają stworzenia rozległych i skomplikowanych struktur związanych z dokonywaniem pomiarów, ich przetwarzaniem i wykonywaniem ściśle określonych działań mających na celu prawidłowe funkcjonowanie całego systemu.

W systemach związanych ze sterowaniem produkcją, nadzorem i kontrolą przebiegu różnego rodzaju procesów niejednokrotnie wykorzystuje się tysiące, a nawet dziesiątki tysięcy urządzeń pomiarowych, takich jak czujniki, detektory, liczniki, itp. oraz setki, jeśli nie tysiące urządzeń automatyki przemysłowej takich, jak moduły wejścia/wyjścia, konwertery transmisji, sterowniki swobodnie programowalne, moduły wykonawcze, komputery i oprogramowanie.

Działanie takich systemów nie byłoby możliwe bez koncentratorów danych, których zadaniem jest usystematyzowanie informacji napływających od tysięcy rozproszonych urządzeń ich łączenie lub rozdzielanie oraz transmisję uzyskanych danych w całym systemie.

Co to jest koncentrator danych i do czego służy?

Koncentrator danych to urządzenie umożliwiające podłączenie wielu sygnałów wejściowych i w zależności od konfiguracji przesłanie uzyskanych danych w formie odpowiednich sygnałów wyjściowych. Mówiąc ogólnie zadaniem koncentratora jest łączenie w jednym miejscu wielu sygnałów wejściowych pochodzących z różnych źródeł w jeden lub kilka przetworzonych sygnałów wyjściowych lub rzadziej rozdzielenie jednego sygnału wejściowego na kilka sygnałów wyjściowych. Najprostszym przykładem koncentratora może być urządzenie odbierające kilkadziesiąt sygnałów pochodzących z wielu źródeł np. liczników energii i przesyłające je za pomocą jednego przewodu magistrali danych M-Bus do urządzenia nadrzędnego np. sterownika.

Jak działają koncentratory danych?

Najwyższą, najbardziej złożoną pod względem możliwości, kategorię koncentratorów stanowią sterowniki swobodnie programowalne. Sterowniki programowalne to urządzenia wyposażone w dużą liczbę wejść i wyjść cyfrowo-analogowych wyposażone w mikrokomputer, który może realizować złożone procesy związane z gromadzeniem, przechowywaniem i transmisją danych. Sterowniki swobodnie programowalne umożliwiają także wykonywanie pewnych, zaprogramowanych, procesów będących reakcją na uzyskane dane.

Przykładem dobrze opisującym działanie koncentratorów danych może być system telemetryczny związany ze sterowaniem i nadzorem sieci ciepłowniczej wykonanej w technologii rur preizolowanych obejmujący zdalny odczyt liczników poboru ciepła i system alarmowy sieci preizolowanej. Wykorzystane do budowy systemu sterowniki swobodnie programowalne mogą jednocześnie realizować oba te procesy gromadząc dane pochodzące z liczników pobory ciepła i czujników w jakie wyposażona jest sieć ciepłownicza.

Do sterownika będącego jednocześnie koncentratorem i konwerterem danych mogą docierać zarówno informacje pochodzące od liczników znajdujących się w jednym lub kilku blokach, czy osiedlu domków zasilanych ciepłem z jednej nitki ciepłociągu oraz czujników umieszczonych w rurach preizolowanych w tej części instalacji. Kolejne koncentratory umieszczone w węzłach ciepłowniczych mogą już łączyć dane pochodzące z koncentratorów przesyłających dane z wychodzących z niego nitek instalacji ciepłowniczej.

Gromadzone przez koncentrator dane są przesyłane za pośrednictwem magistrali M-Bus do centrum sterowania, gdzie mogą być wykorzystane do dalszego przetwarzania np. wystawiania rachunków za ciepło pobrane przez odbiorców indywidualnych na podstawie wskazań z liczników energii albo wizualizacji działania całego systemu ciepłowniczego.

W przypadku uszkodzenia (nieszczelności) linii ciepłowniczej sterownik programowalny może uruchomić alarm np. w formie SMS lub przesłać sygnał do modułu wizualizacji lokalizując na makiecie sieci ciepłowniczej miejsce wystąpienia awarii. Sterownik programowalny może też wysterować moduł wykonawczy i uruchomić elektrozawór lub wyłączyć pompę odcinając dopływ nośnika ciepła od uszkodzonego fragmentu sieci ciepłowniczej. W podobny sposób system może uzyskać informację o awarii poszczególnych liczników ciepła i ją zasygnalizować.

Artykuł sponsorowany