دیتا مانیتورینگ صنعتی

دیتا مانیتورینگ صنعتی یا نظارت بر داده‌ها یک روش تجاری است که در آن داده‌های مهم تجاری به طور معمول با قوانین و استاندارد‌های کنترل کیفیت بررسی می‌شوند تا از بالا بودن کیفیت داده‌ها و سازگاری داده‌ها با استاندارد‌های از پیش تعیین شده اطمینان حاصل نمایند. راندمان پایین، بالا بودن ضایعات تولید، خرابی زود هنگام ماشین آلات و تاسیسات، سوختن ناگهانی الکتروموتور ها ناشی از قطع یا نارسایی سیستم کولینگ و قطع برق و زیان‌های ناشی از سهل انگاری پرسنل از چالش‌های مهم واحدهای تولیدی است. راه حل موثر برای تشخیص و پیشگیری از این چالش‌ها سیستم‌های مانیتورینگ صنعتی می‌باشد. سیستم های کنترل و مانیتورینگ صنعتی، امکاناتی از قبیل کنترل اتوماتیک و مشاهده لحظه به لحظه شرایط فرایندهای صنعتی را فراهم آورده و در صورت بروز مشکل آلارم می‌دهند.

مزایای تجاری دیتا مانیتورینگ

دیتا مانیتورینگ صنعتی یا نظارت بر داده ها باعث صرفه جویی در وقت و هزینه سازمان می‌شود که در غیر این صورت برای بررسی و تغییر داده ها قبل از انتقال داده‌ها صرف می‌شود. نظارت بر داده‌ها چابکی کسب و کار را افزایش می‌دهد زیرا کیفیت داده‌ها در زمان ایجاد بررسی می‌شود و نیازی به بررسی مجدد هنگام ارسال داده‌ها نیست.

دیتا مانیتورینگ صنعتی چگونه انجام می‌شود؟

دیتا مانیتورینگ صنعتی یا نظارت بر داده‌ها یا ذخیره اطلاعات، داده‌های جدید را با فهرستی از قوانین بررسی می‌کند. در صورت تشخیص مسائل مربوط به کیفیت داده، هشداری به سرپرست ارسال می‌شود که اطلاعاتی در مورد نقض قوانین ارائه می‌دهد تا داده‌ها قابل بررسی باشند. Data acquisition همان اندازه‌گیری، ثبت، تجزیه و تحلیل و ارائه پدیده‌های دنیای واقعی است. این شامل اندازه‌گیری‌های الکتریکی مانند ولتاژ، جریان، قدرت و همچنین اندازه‌گیری از طریق سنسور ها و مبدل‌ها از جمله دما، فشار، جریان، سطح، کرنش، شتاب،pH ، رطوبت و موارد دیگر است. انتخاب دستگاه‌های ضبط/ثبت کننده ایده‌آل به برنامه شما بستگی دارد. عوامل دخیل در انتخاب دستگاه عبارت‌اند از نرخ نمونه، مقیاس پذیری کانال، تهویه سیگنال، انواع سنسور صنعتی، قابلیت تجزیه و تحلیل، تحرک و شرایط محیطی.

اکتساب داده یا DAQ

سیستم های اکتساب داده به مجموعه‌ای از کارت های ورودی و خروجی که به کمک یک شبکه صنعتی به هم مرتبط بوده و در نهایت اطلاعات ورودی و خروجی سیستم را به کامپیوتر تحویل می‌دهند گفته می‌شود. در حقیقت یک سیستم اکتساب داده به شما این امکان را می‌دهد که از تعداد بسیاری از کانال های ورودی و خروجی خود به صورت یک‌جا نمونه‌برداری کرده و نظارت داشته باشید.

طرز کار سیستم DAQ

سیستم ریکوردینگ و مانیتورینگ به صورت ماژولار از جدیدترین روش های ثبت اطلاعات صنعتی است که با استفاده از اجزا و مدل های متنوع، قابلیت‌ها و کاربرد‌های زیادی از نظر افزایش کانال‌های ورودی و خروجی دارد. این سیستم با تلفیقی از سخت افزار پیشرفته و نرم افزار قابل انعطاف در عین نمایش اطلاعات بر روی مانیتور‌های محلی، امکان نمایش، ذخیره‌سازی و ویرایش اطلاعات بر روی کامپیوتر‌های شخصی را نیز داراست. قابلیت ارتباط با انواع پروتکل‌های شبکه، فیلدباس انعطاف بالا در تعداد ورودی و خروجی‌ها، هزینه مناسب و قابلیت برنامه ریزی از دیگر مزایای این سیستم می‌باشد.

اجزای سیستم DAQ

به طور کلی، تمام سیستم‌های DAQ از سه قسمت تشکیل می‌شوند که عبارت‌اند از:

1. سنسورها و ترانسمیتر‌ های مورد استفاده برای جمع آوری داده‌
2. مداری برای انتقال این داده‌ها از سنسور به رایانه
3. سیستم رایانه‌ای برای دریافت، تجزیه و تحلیل داده

اگر پیش از دریافت داده در سیستم رایانه‌ای مشخص کنیم که چه داده‌ای باید جمع‌آوری شود و بعد از جمع‌آوری داده‌ها چگونه می‌خواهیم با داده‌ها کار کنیم به طور واضح مشخص شوند، در زمان و کیفیت داده برداری بسیار موثر خواهد بود و باعث صرفه‌جویی قابل توجهی در وقت و هزینه خواهد شد. اجازه دهید سه قسمت سیستم‌های DAQ را به صورت جزئی‌تر مورد بررسی قرار دهیم.

1. برخی از پارامتر هایی که معمولا با DAQ اندازه‌گیری می‌شوند دما، شدت نور، فشار گاز، جریان سیال و نیرو هستند. برای اندازه گیری هرکدام از پارامتر‌های ذکر شده، نوع خاصی از سنسور وجود دارد.
2. بنابراین سنسورها نوعی مبدل هستند که انرژی اندازه‌گیری شده را به کمک ترانسمیتر‌ها به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. به عنوان مثال، یک سنسور فشار بر اثر فشاری که به آن اعمال می‌شود واکنش نشان می‌دهد و این اطلاعات را توسط ترانسمیتر به صورت یک سیگنال الکترونیکی به DAQ منتقل می‌کند.
3. اگرچه احتمالاً برای اندازه‌گیری هر جنبه از سیستم یک سنسور در دسترس است، اما اندازه‌گیری تمام متغیرها همیشه عاقلانه نیست. بنابراین هنگام داده‌برداری باید از حداقل سنسورهایی که نیاز شما را برآورده می‌کنند استفاده کنید.

پردازش سیگنال

یک DAQ از سخت‌افزارهایی تخصصی برای انتقال سیگنال از سنسورها به کامپیوتر استفاده می‌کند. سیگنال تولید شده توسط بخش سنسور و ترنسمیتر معمولا دارای نویز زیادی می‌باشد. انتقال این سیگنال از سنسور و دریافت صحیح آن در رایانه می‌تواند کاری مشکل باشد.

فرآیند پردازش سیگنال پیش از ارسال به کامپیوتر به دو دسته زیر تقسیم می‌شود:

1. مطلوب‌سازی سیگنال (Signal Conditioning)
2. دیجیتال‌سازی سیگنال (Digitalizing)

مطلوب سازی سیگنال

یکی از اولین چالش‌هایی که بعد از دریافت سیگنال از سنسور باید برطرف شود، قدرت سیگنال است. معمولا سنسورها به دلیل حساسیت بالا برای گرفتن کمترین میزان انرژی از سیستم مورد بررسی طراحی شده‌اند. این بدان معنی است که سیگنال خروجی از سنسور بسیار ضعیف است و باید تقویت شود. همانطور که پیش تر ذکر شد سیگنال ارسالی دارای نویز بوده و با تقویت سیگنال ، نویز نیز تقویت می گردد. بنابراین استفاده از تقویت‌کننده‌ای که بتواند با حفظ کیفیت سیگنال را تقویت کند بسیار مهم است. پس از تقویت سیگنال، بایستی نویز سیگنال تقویت شده را فیلتر کنیم. در این فرآیند نویز‌هایی با فرکانس‌ مشخص به کمک فیلتر‌های بالا گذر ، میان گذر و پایین‌گذر حذف می‌شوند. با حذف نویز سیگنال تقویت شده، سیگنال نهایی آماده ارسال به رایانه است.

دیجیتال سازی سیگنال

اما پیش از ارسال بایستی سیگنال را به زبان قابل فهم برای رایانه تبدیل کرد. اساس کامپیوتر‌ها، منطق صفر و یک است؛ بنابراین هر داده‌ای پیش از آنکه به کامپیوتر فرستاده شود باید به صورت صفر و یک تبدیل شود. این فرآیند را دیجیتال‌سازی می‌گویند.

دیتا مانیتورینگ در الواتور سیلوهای گندم

الواتورها وسایلی برای حمل عمودی و افقی به صورت قاشقی می‌باشند. در سیلوهای گندم به دلیل نوع محصول برای حمل گندم به وسیله ای مانند الواتور قاشقی نیاز است تا بتواند به خوبی گندم را منتقل کند. میزان گندمی که جابه جا می‌شود حائز اهمیت است و باید توسط سیستم مانیتورینگ مورد نظارت قرار گیرد. همانند سایر صنایع انتخاب نوع دستگاه ضبط کننده به خود صنعت گر و نیاز کار او وابسته می باشد اما با هر نیازی باز هم استفاده از انواع مختلف الواتور قاشقی در سیلوهای گندم و کارخانه های آرد الزامی می‌باشد.

در الواتور های صنعتی عموما از گیربکس بول هلیکال استفاده می کنند. به این دلیل که این گیربکس ها دارای دنده ی فولادی بوده و عمر کاری بالایی دارند، به دلیل 90 درجه بودن فضای کمتری را اشغال کرده و همچنین به دلیل اینکه در الواتورها نیاز است که گیربکس صنعتی دارای back stop باشد، این گیربکس ها برای الواتورها بهترین انتخاب می باشند. در این صنایع با استفاده از اینورتر میتوان دور گیربکس را تنظیم کرد و در نتیجه مانیتورینگ بهتری داشت. مانیتورینگ درست و دقیق دارای پیش‌نیازهایی می باشد که اصلی ترین آن استفاده از دستگاه های باکیفیت، سالم و مناسب می باشد. برای بهترین نتیجه در مجموع باید سیستم مانیتورینگ با سیستم فنی صحیح ترکیب شود تا بتوان بهینه ترین حالت ممکن را داشت. پس باید بهترین گزینه ها را برای تک تک قطعات استفاده کرد، انتخاب صحیح گیربکس با توجه به نسبت دور مورد نیاز که بر اساس سرعت انتقال تعیین میشود و کنترل این دور توسط اینورتر در تسهیل کار مانیتورینگ بسیار موثر خواهد بود.