Система мониторинга на базе регистратора-вебсервера

ЧАО «ТЭРА» разрабатывает, производит и устанавливает на предприятиях фармацевтической и пищевой отрасли проводные и беспроводные автоматизированные системы контроля температуры и влажности (АСКТВ) с 2009 года. Все установленные системы мониторинга температуры и влажности успешно прошли необходимые валидационные процедуры у наших заказчиков на соответствие требованиям GMP, GDP, GCP, GPP, FDA 21 CFR (Part11), GAMP и HACCP.

СОСТАВ БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА

АСКТВ состоит из следующих компонентов:

Регистратора-вебсервера CS10600, который предназначен для сбора данных от беспроводных преобразователей. Это устройство выполняет несколько функций: агрегирует и хранит данные, полученные от преобразователей, обеспечивает Интернет-доступ к данным через веб-интерфейс предустановленного на нем программного обеспечения, осуществляет аварийную сигнализацию, выполняет функцию сервера базы данных. Регистратор-вебсервер имеет порт RS485 для подключения координаторов Y6.05-K-868. Интернет-доступ к устройству осуществляется через Ethernet или встроенный 4G/LTE модем. Регистратор-вебсервер устанавливается стационарно внутри пластикового щита в паре с блоком бесперебойного питания N1-UPS. На один регистратор-вебсервер CS10600 можно подключить до 8-ми координаторов Y6.05-K-868. Регистратор способен агрегировать и хранить данные до 30 беспроводных преобразователей. Объем энергонезависимой памяти на регистраторе-вебсервере позволяет хранить данные сроком более 10 лет.
Координатора Y6.05-K-868, который выступает шлюзом между беспроводными преобразователями и регистратором-вебсервером. Координаторы работают как точки доступа на частоте 868 МГц с радиусом покрытия 50…300 метров в зависимости от условий прохождения радиосигнала. Координаторы подключаются последовательно по проводному интерфейсу RS485 к регистратору-вебсерверу. Один координатор может администрировать до 12 беспроводных преобразователей.
Беспроводных термопреобразователей TSP 868 и беспроводных преобразователей относительной влажности и температуры воздуха DVT 868, устанавливаемых в помещениях хранения, на стеллажах, полках, морозильных камерах или холодильниках. Преобразователь может иметь два внутренних канала по температуре и влажности воздуха плюс дополнительно один или два канала для подключения наружных термопреобразователей с кабельными разъемами. Наружные термопреобразователи могут измерять температуру товара внутри упаковки или внутри холодильных (морозильных) камер. Преобразователи работают от двух сменных батареек и используют радиочастоту 868 Мгц для передачи данных. Для удобства монтажа преобразователи оснащены магнитными креплениями. Преобразователи DVT 868 сертифицированы в Украине для хранения пищевых продуктов и лекарственных средств по Техрегламенту №94 законодательно-регулируемых средств измерительной техники.
Щит с источником бесперебойного питания обеспечивает питание регистратора-вебсервера CS10600, преобразовывая сетевое питание 230 В АС в 24 В DC. В состав щита входят две сменные аккумуляторные батареи AGM (гелевые свинцово-кислотные) емкостью 9 А/ч. каждый для бесперебойного питания регистратора и сети координаторов в течение 20 часов в случае отсутствия сетевого питания (зависит от количества координатор в сети RS485).
Программного обеспечения LOCAL WEB, предустановленного на регистраторе-вебсервере, которое обеспечивает пользовательский WEB HMI интерфейс, построенный на веб-технологиях. Приложение предназначено для выполнения всех необходимых функций системы мониторинга в реальном времени, а именно сбора, обработки, отображения и архивирования данных, полученных от преобразователей, аварийной сигнализации, хранения базы данных, ведения журналов действий пользователей и событий, администрирования доступа, ролей и прав пользователей, экспорта данных, создания отчетов и графиков и т.п. Для доступа пользователей к приложению LOCAL WEB необходим Интернет или Ethernet-доступ и браузер Google Chrome.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ

Схема беспроводной системы

РАЗМЕЩЕНИЕ ДАТЧИКОВ НА СКЛАДЕ

Как размещаются датчики на складе

Обозначение датчиков

ОСОБЕННОСТИ БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА

Преимущества беспроводной системы мониторинга:

Наиболее бюджетный вариант для современных складских комплексов с высокими и открытыми зонами паллетного хранения на стеллажах.
Преобразователи легко и просто размещаются и снимаются.
Размещение преобразователей на объекте может производить сам пользователь.
Монтаж беспроводной системы обходится дешевле, так как практически отсутствует процесс монтажа преобразователей.
Нет необходимости в прокладке кабелей к преобразователям.
Беспроводную систему можно использовать для картирования (поиска критических точек).

Недостатки беспроводной системы мониторинга:

Радиосигнал от преобразователя может быть заблокирован внешними препятствиями (паллетами с товаром, стеной и т.п.) или радиопомехами в эфире.
Дальность передачи радиосигнала от преобразователя к координатору внутри помещения при отсутствии прямой видимости составляет не более 50-100 м.
Зависимость расхода энергии батарейки от периода опроса преобразователя (чем чаще, тем скорее сядет батарейка).
Практический период опроса преобразователей — не чаще 1 раза в минуту.
Необходимость проводить предварительное инженерное обследование на предмет прохождения радиосигналов от преобразователей к координатору с привязкой к их размещению.
Необходимость прокладывать проводную линию RS485 для координаторов.

РАЗМЕЩЕНИЕ НА СТЕЛЛАЖАХ С ПАЛЛЕТАМИ

Для контроля относительной влажности и температуры воздуха при стеллажном хранении товара применяется трехканальный преобразователь. Сам преобразователь со встроенным сенсором влажности и температуры размещается на магнитном креплении в самой верхней точке стеллажа (отмечен зеленым цветом). В нижний точке размещается наружный термопреобразователь (отмечен красным цветом), который подключается к преобразователю с помощью кабеля с разъемом М8. В самой верхней точке стойки стеллажа размещается внешняя антенна на магнитном креплении (отмечена синим цветом). Преобразователь вместе с кабелем наружного термопреобразователя размещаются внутри стойки стеллажа для защиты от механического повреждения при погрузке-выгрузке паллета со стеллажа.

Такой подход в измерении позволяет решить сразу несколько проблем. Во-первых, контролируется весь градиент температур от самой верхней до самой нижней полки стеллажа, что упрощает заказчику поиск критических точек на стеллажах и перемещение преобразователей в режимах «зима-лето». Во-вторых, за счет применения трехканального преобразователя удешевляется стоимость всей системы, так как третий канал температуры (наружный сенсор температуры с кабелем) обходится заказчику в 3 раза дешевле, чем обычный преобразователь. В-третьих, если используется беспроводной преобразователь, то при таком размещении, паллеты с товаром не могут создавать препятствия для прохождения радиосигнала от преобразователя к координатору, так как они находится в зоне прямой видимости.

Как размещаются датчики на стеллажах с паллетами

ОСОБЕННОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ ДАТЧИКОВ В ХОЛОДИЛЬНИКАХ

Для контроля температуры воздуха в холодильниках (морозильных камерах, холодильных ларях, климатических камерах) используются одно- и двухканальные преобразователи температуры. Сам преобразователь размещается на магнитном креплении на корпусе холодильника. Внутрь камеры холодильника заводится один или два наружных термопреобразователя на кабеле. Кабель заводится или через технологическое отверстие в холодильнике (если такое имеется), или заводится через угол двери. Если холодильник имеет две камеры с разными температурами, то используются два наружных термопреобразователя, которые подключаются к преобразователю через два разъема М5 (модель 2-15). Для холодильных комнат сверлится отверстие в сэндвич-панели, с двух сторон устанавливаются фланцы с гермовводами, через которые внутрь комнаты заводится наружный термопреобразователь.

Такой подход имеет несколько преимуществ. Во-первых, преобразователь с индикацией находится снаружи, можно видеть значения температур не открывая дверь холодильника. Во-вторых, если используется беспроводной преобразователь, то при таком размещении, холодильник не глушит радиосигнал, так как преобразователь находится снаружи, а не внутри холодильника. Кроме того, его батарейка не подвергается воздействию низких температур.

Размещение датчиков в холодильниках