Cyfrowy aparat rejestrujący AR-3c

OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA

rys.1. Cyfrowy Aparat Rejestrujący AR-3c

Cyfrowy Aparat Rejestrujący AR-3c przeznaczony jest do rejestracji przebiegów wielkości fizycznych charakteryzujących pracę różnych maszyn i urządzeń. Wielkości te, pozyskiwane za pośrednictwem różnorodnych czujników i przetworników, przedstawiane są, w zależności od ich charakteru, w postaci wartości elektrycznych, analogowych lub dwustanowych. W swojej pierwotnej formie został zaprojektowany do rejestracji wybranych parametrów i stanów pracy górniczych wyciągów szybowych umożliwiając rejestrację wszystkich wymaganych przepisami sygnałów i wielkości pochodzących z układów sygnalizacji szybowej i układów sterowania maszyną wyciągową. Cyfrowy Aparat Rejestrujący AR-3c zapewnia pełną realizację wymagań zawartych w polskim prawie górniczym i posiada dopuszczenie Wyższego Urzędu Górniczego do stosowania w podziemnych zakładach górniczych jako wyodręniony zespół maszyny wyciągowej (cecha dopuszczenia GE 18-05).

BUDOWA I ZASADA DZIAŁANIA

rys.2. Schemat blokowy rejestratora AR-3c

Schemat blokowy rejestratora AR-3c przedstawiony został na rys.2. Rejestrowane sygnały doprowadzane są do układów wejściowych za pomocą obwodów pośredniczących zawierających wymagane czujniki i przetworniki, z których niektóre stanowią integralną część samego rejestratora. Układy wejściowe, dzięki swojej modułowej budowie, są łatwe do rekonfiguracji i rozbudowy. Do rejestratora AR-3c można podłączyć do 4096 sygnałów dwustanowych i 32 sygnałów analogowych. Wszystkie wejścia posiadają separację galwaniczną rzędu 1 kV do 2.5 kV. Rejestrator posiada oprócz tego dwa specjalizowane wejścia do rejestracji sygnałów jednouderzeniowych oraz 2 szybkie wejście licznikowe służące do podłączenia przetworników obrotowo-impulsowych w celu rejestracji położenia (drogi). Dzięki temu możliwa jest precyzyjna rejestracja prędkości maszyny oraz położenia naczynia w szybie.

Do rejestratora dołączono również moduły umożliwiające współpracę ze sterownikami PLC pracujące w oparciu o protokoły przemysłowe typu MODBUS RTU, PROFIBUS DB, CANBUS i inne. Dzięki bogatemu wyposażeniu rejestratora AR-3c w układy wejściowe możliwa jest rejestracja wielu różnorodnych istotnych parametrów takich jak prądy w obwodach silnika (silników) maszyny, ciśnienia medium w obwodach hamulców lub temperatur.

W celu poszerzenia funkcjonalności i łatwości konfiguracji działanie rejestratora AR-3c oparto o wielozadaniowy system operacyjny czasu rzeczywistego, który zapewnił niezawodną i wydajną pracę rejestratora oraz wzbogacił jego walory użytkowe.

Rejestrator standardowo próbkuje wejścia dwustanowe i analogowe z częstotliwością 100 Hz, lecz możliwe jest zwiększenie tej częstotliwości do 1000 Hz.

Dodatkowo, dzięki wyposażeniu rejestratora w panel wyświetlacza i gdy współpracuje on z przetwornikiem obrotowo-impulsowym do pomiaru prędkości, może on spełniać rolę wskaźnika głębokości. Wyświetlacz rejestratora służy również do wyświetlania prędkości maszyny wyciągowej i innych wielkości analogowych oraz zakresu zgromadzonych danych.

Bardzo istotną cechą Cyfrowego Aparatu Rejestrującego AR-3c jest zapisywanie sygnałów jednouderzeniowych (dzwonowych) za pośrednictwem czujników akustycznych PDWiP, co zapewnia, że urządzenie rejestruje informacje o uderzeniach dzwonu, które rzeczywiście dotarły do ucha maszynisty. Rejestrator AR-3c, dzięki swojej budowie, może rejestrować dane z dwóch maszyn wyciągowych równocześnie.

rys.3. Sposoby połączenia rejestratora AR-3c z systemem szybu

Zarejestrowane dane poddane są kompresji i umieszczane są w Wewnętrznej Pamięci Zdarzeń o pojemności do 1 GB. Wewnętrzna Pamięć Danych może być zdublowana dla zapewnienia bezpieczeństwa rejestracji. Zapamiętane w Wewnętrznej Pamięci Zdarzeń przebiegi można przekazywać do komputera centralnej rejestracji danych w celu archiwizowania, raportowania i wizualizacji, drukować w postaci wykresów na drukarce lokalnie podłączonej do rejestratora lub kopiować na zewnętrzne urządzenie pamięci masowej (dysk elektroniczny typu "pen-drive"). Rejestrator AR-3c wyposażony jest również w interfejs sieciowy, dwukanałowe łącze transmisji szeregowej dla celów komunikacji ze stacją centralnej rejestracji danych, oraz dwa porty USB służące do celów archiwizacji danych i wizualizacji.

Cyfrowy Aparat Rejestrujący AR-3c jest całkowicie odporny na zanik napięcia zasilania, oraz, dzięki zastosowaniu dwóch niezależnych układów typu Watch-Dog, umożliwia pełną samokontrolę oraz wysyła sygnał umożliwiający blokadę maszyny wyciągowej w przypadku awarii. Kaseta z modułami rejestratora wraz z listwą zaciskową i drukarką zabudowana jest w obudowie pyłoszczelnej zapewniającej klasę szczelności IP-54.

WEWNĘTRZNA PAMIĘĆ ZDARZEŃ

Wewnętrzna Pamięć Zdarzeń wykonana jest w oparciu o pamięć typu CF. Konstrukcja tej pamięci chroni przed utratą zawartych w niej danych, a procedury dostępu do niej zabezpieczają przed przypadkowym zapisem. Pojemność wewnętrznej pamięci zdarzeń - 100 MB do 1 GB - umożliwia zapamiętanie wszystkich przebiegów podłączonych do rejestratora sygnałów w okresie co najmniej 14 dni pracy wyciągu, ale zwykle jest to znacznie więcej niż 2, 3 miesiące. Wewnętrzna pamięć zdarzeń zorganizowana jest w ten sposób, że zgromadzone w niej dane przechowywane są w blokach 1-minutowych. Bloki te są jednostkami niepodzielnymi. W rejestratorze AR-3c istnieje możliwość dobudowania dodatkowej pamięci zdarzeń, która pełni rolę kopii bezpieczeństwa na wypadek awarii podstawowego elementu CF.

PANEL OPERATORSKI (PANEL WIZUALIZACYJY)

Panel operatorski stanowi niezależny, opcjonalnie dołączany moduł wyposażony w ciekłokrystaliczny ekran dotykowy. Standardowo używana jest panel operatorski typu SL4 o przekątnej ekranu 8.4'' pracująca w rozdzielczości 800x600 przy 16 bitowym kolorze. Na rys. 4 przedstawiony jest widok przykładowych ekranów z działającym programem wizualizacyjnym AR3CMONITOR. Panel operatorski współpracuje z rejestratorem AR-3c po łączu USB lub sieciowym.

rys.4. Panel wizualizacyjny z programem AR3cMonitor

Oprogramowanie panelu (program wizualizacyjny AR-3C MONITOR) umożliwia odczyt danych analogowych i dwustanowych z rejestratora i bieżące wyświetlanie tych danych zarówno w postaci wykresów jak i informacji tekstowych. Dostępna jest również wersja programu AR-3C MONITOR umożliwiająca wsteczne przeglądanie zarejestrowanych w pamięci rejestratora przebiegów sygnałów w wybranej przez użytkownika rozdzielczości.

Okno główne wizualizacji służy do wyboru ekranu wizualizacji. Na kolejnych ekranach dostępne są informacje przychodzące z różnych układów maszyny. Dostępne są ekrany z:

• sygnałami analogowymi
• synchronizacją sygnałów analogowych i dwustanowych
• synchronizacją pojedynczych ciagów sygnałów
• ekrany sygnałów dwustanowych ze świecącymi diodami i tekstem
• oraz ekran z informacjami diagnostycznymi.

Wyboru ekranu i zakładki w ramach ekranu dokonuje się przez dotknięcie palcem lub za pomocą załączonego ołówka dotykowego właściwego miejsca (klawisza, opisu zakładki) na ekranie dotykowym.

WYDRUKI LOKALNE

Cyfrowy Aparat Rejestrujący AR-3c może być wyposażony w lokalną drukarkę służącą do wykonywania bieżących wykresów pracy maszyny. Przykład wydruku przedstawiony jest na rysunku 5. Do sporządzania wydruków lokalnych standardowo stosuje się drukarkę OKI 280 Microline, która cechuje się dobrymi parametrami wytrzymałościowymi i jest stosunkowo niezawodna.

rys.5. Przykładowy wydruk wykonany na drukarce OKI 280

STACJA CENTRALNEJ REJESTRACJI DANYCH

rys.6. Przykładowy zrzut ekranu programu Logger

Stacja Centralnej Rejestracji Danych stanowi komputer klasy PC, do którego podłączone są zwykle wszystkie lub kilka rejestratorów AR-3c (lub/i jego poprzedników - AR-2c) zainstalowanych w danym zakładzie górniczym. Na komputerze tym zainstalowany jest specjalny program o nazwie LOGGER dedykowany do obsługi rejestratorów typu AR. LOGGER w wersjach 3.1 - 4.3 i dalsze jest programem sieciowym służącym do wizualizacji i archiwizacji przebiegów analogowych i binarnych z maszyny wyciągowej oraz sygnałów dzwonowych. Program współpracuje z rejestratorami AR-3c w ramach sieci komputerowej (w tym również bezprzewodowo) lub poprzez łącze szeregowe RS-232C lub modemy telefoniczne. Dzięki wyposażeniu rejestratora AR-3c w interfejs sieciowy możliwa jest równoczesna komunikacja z rejestratorem z wielu stacji centralnej rejestracji danych, możliwe jest bezpośrednie przeglądanie zawartości pamięci rejestratora, a także przepisanie danych z rejestratora na dysk twardy komputera lub dyskietkę. Tak zarchiwizowane dane są dostępne do oglądnięcia w dowolnym czasie.

W przypadku, gdy rejestrator AR-3c zainstalowany jest w miejscu pozbawionym możliwości podłączenia go do sieci komputerowej, istnieje możliwość zarchiwizowania zarejestrowanych w jego pamięci danych na wymiennym dysku elektronicznym (typu "pen-drive"). Dane te zostają zapisane w formacie plików programu LOGGER i mogą być potem przeniesione do komputera centralnej rejestracji danych. Właściwość ta stanowi wygodną alternatywę dla transmitowania danych poprzez klasyczne łącze szeregowe.

Program LOGGER wyposażony jest w wygodny interfejs graficzny użytkownika umożliwiający w łatwy sposób rysowanie wykresów z rejestratora AR-2c na ekranie monitora i ich analizę. Na rysunku 6 przedstawiony został przykładowy zrzut ekranu programu LOGGER. Interesujące przebiegi można wydrukować na drukarce dołączonej do komputera. Przykład wydruku przedstawiony został na rysunku 7..

rys.7. Przykładowy wydruk sporządzony przy uzyciu programu Logger

Program może współpracować z kilkoma Cyfrowymi Aparatami Rejestrującymi AR-2c i AR-3c w zakresie archiwizacji danych i wizualizacji. Dzięki wyposażeniu programu LOGGER w funkcję raportowania możliwe jest tworzenie raportów, których rodzaj i ilość może być zadeklarowana przez użytkownika wg jego aktualnych potrzeb i upodobań. Możliwe jest również przełączenie programu LOGGER do trybu "On line" w celu bieżącego śledzenia pracy wyciągu szybowego.

WSKAŹNIK GŁĘBOKOŚCI

rys.8. Wskaźnik głębokości na wyświetlaczu zdalnym

W rejestratorach, które wyposażono w przetwornik obrotowo-impulsowy podczas jazdy maszyny wyciągowej na wyświetlaczu, oprócz prędkości, wyświetlana jest informacja o położeniu naczynia w szybie. Aby wartość ta była wiarygodna konieczne jest podłączenie do rejestratora sygnałów z nadajników sygnału położenia (łączników magnetycznych) umieszczonych w szybie, które służą do korekcji wskazań wskaźnika głębokości. Informacja o położeniu może być również rejestrowana w pamięci rejestratora i przedstawiana w postaci wykresu lub wskazań liczbowych na wydruku lokalnym i w komputerze Centralnej Rejestracji Danych.

REJESTRATOR AR-3C W SIECI

rys.9. Rejestrator AR-3c w sieci LAN

Sieciowa wersja oprogramowania LOGGER (v3.0 lub póżniejsza) umożliwia pozyskiwanie i analizę danych zawartych w rejestratorach AR-3c korzystając z dowolnie wybranych komputerów pracujących w sieci typu Ethernet. Zaletą tego oprogramowania jest możliwość pracy wielostanowiskowej. W odróżnieniu od swojego poprzednika - rejestratora AR-2c, rejestrator AR-3c jest wielopołączeniowym serwerem sieciowym, co powoduje, że możliwy jest jednoczesny dostęp do danych w nim zawartych dla wielu klienckich stacji CRD.

PRZEGLĄDY OKRESOWE I SERWIS

Każdorazowo, przed instalacją na obiekcie, rejestrator AR-3c zostaje dostosowany do wymagań danej instalacji i preferencji użytkownika. Konfiguracja sprzętu i oprogramowania jest oparta na projekcie włączenie rejestratora w system wyciągu szybowego, stworzonego przez autoryzowanych projektantów. Jest także zależna od wymagań użytkownika oraz opcjonalnych urządzeń zewnętrznych (drukarki, wyświetlacze, panle wizualizacyjne, pamięci zewnętrzne). Indywidualnie skonfigurowany rejestrator jest programowany przez producenta a następnie podany serii testów użyteczności i niezawodności. Tylko po takim przygotowaniu rejestrator jest zabudowany na obiektcie, po czym ponownie testowany. Ostatnie dostowanie rejestratora i instalacja oprogramowania (LOGGER, AR3C-MONITOR) jest przeprowadzone na obiekcie. Wszystkie czynności powinny być przeprowadzane przez producenta rejestratora albo autoryzowany serwis.

W celu zapewnienia pełnej ciągłości pracy rejestratora zalecane jest zastosowanie podwójnego zasilania dla jego układów. Z uwagi na znaczenie jakie mają zapisywane dane Cyfrowy Aparat Rejestrujący AR-4c powinien być regularnie – przynajmniej raz w roku - poddawany okresowym przeglądom i konserwacji. Zalecana częstotliwość przeglądów i konserwacji wynosi 6 miesięcy w przypadku gdy służy on do rejestracji parametrów pracy górniczych wyciągów szybowych . Przeglądy i konserwacje wykonywane są przez producenta lub jego autoryzowanego przedstawiciela zgodnie z zatwierdzoną w zakładzie górniczym technologią. Podczas konserwacji wykonuje się pełną kontrolę rejestracji wszystkich sygnałów, niezbędne regulacje oraz ewentualnie wymieniane są uszkodzone elementy rejestratora. Podczas przeglądu wykonywane są również niezbędne upgrade'y i konserwacja oprogramowania rejestratora oraz kontrola i regulacja parametrów linii transmisyjnych pomiędzy rejestratorem i komputerem centralnej rejestracji danych.

W przypadku awarii rejestratora wszystkie naprawy serwisowe powinny być wykonywane przez uprawniony i przeszkolony przez producenta serwis. Dla prawidłowego wykonywania czynności serwisowych niezbędne jest wyposażenie serwisantów w zestaw oryginalnych części zamiennych oraz specjalizowane oprogramowanie serwisowe i testowe.

PARAMETRY TECHNICZNE