Solutions for Monitoring



Podobne dokumenty
System monitoringu jakości energii elektrycznej

Większe możliwości dzięki LabVIEW 2009: programowanie równoległe, technologie bezprzewodowe i funkcje matematyczne w systemach czasu rzeczywistego

Komputerowe systemy pomiarowe. Dr Zbigniew Kozioł - wykład Mgr Mariusz Woźny - laboratorium

Badanie właściwości wysokorozdzielczych przetworników analogowo-cyfrowych w systemie programowalnym FPGA. Autor: Daniel Słowik

EMDX 3 system nadzoru

CVM-A1500. Analizator sieci z pomiarem jakości zasilania. Jakość pod każdym względem. Pomiar i kontrola

mgr inż. Wojciech Wójcicki Lumel-Śląsk Sp. z o.o. Analizatory parametrów sieci 3-fazowej Inwestycja dla oszczędności

REGULATORY NAPIĘCIA TRANSFORMATORÓW Z PODOBCIĄŻEIOWYM PRZEŁĄCZNIKIEM ZACZEPÓW - REG SYS

VIBex. System monitorowania stanu maszyn. Zoptymalizuj produktywność swojego zakładu. Najważniejsze korzyści:

Systemy zdalnego zarządzania i monitoringu: Carel platforma PRO. Tomasz Andracki, Bydgoszcz

Opublikowane na Sonel S.A. - Przyrządy pomiarowe, kamery termowizyjne (

Oprogramowanie komputerowych systemów sterowania

E300 - Wielofunkcyjne zabezpieczenie silnikowe. Copyright 2013 Rockwell Automation, Inc. All Rights Reserved.

Urządzenie do monitoringu wibracji i diagnostyki stanu technicznego (w trybie online) elementów stojana turbogeneratora

InPro BMS InPro BMS SIEMENS

Zaawansowana analiza mocy i jakości energii z wykorzystaniem wielokanałowych, synchronicznych systemów rejestracji danych firmy Dewetron

SIMCORDER SOFT. Aplikacja wizualizacyjna

System monitoringu i diagnostyki drgań EH-Wibro

Szczegółowy Opis Przedmiotu Zamówienia: Zestaw do badania cyfrowych układów logicznych

Laboratorium Komputerowe Systemy Pomiarowe

GLOROS XLE. Przelicznik objętości gazu Ul. Gaudiego Gliwice

IMPLEMENTATION OF THE SPECTRUM ANALYZER ON MICROCONTROLLER WITH ARM7 CORE IMPLEMENTACJA ANALIZATORA WIDMA NA MIKROKONTROLERZE Z RDZENIEM ARM7

X-Meter. EnergyTeam PRZYKŁADOWE SCHEMATY SYSTEMU X-METER. 1 punkt pomiarowy. System nr 1. 2 punkty pomiarowe. System nr 2

Adrian Jakowiuk, Bronisław Machaj, Jan Pieńkos, Edward Świstowski

trójfazowy licznik energii dla wszystkich wielkości elektrycznych

Systemy Wspomagania Zarządzania Produkcją (MES) ABB Sp. z o.o.

Modularny system I/O IP67

Sterowanie procesem NIVISION SYSTEM WIZUALIZACJI PROCESU

1. Opis aplikacji. 2. Przeprowadzanie pomiarów. 3. Tworzenie sprawozdania

trójfazowy licznik energii dla wszystkich wielkości elektrycznych

PRODUKTY FIRMY ELECTREX HARDWARE I SOFTWARE SĄ PRZEZNACZONE

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Wydział Matematyki i Informatyki Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Instytut Fizyki

trójfazowy licznik energii dla wszystkich wielkości elektrycznych

Międzynarodowe Targi Spawalnicze ExpoWELDING października 2012 NOWOŚCI TARGOWE

ActiveXperts SMS Messaging Server

System TEO Kompleksowa obsługa energetyki trakcyjnej prądu stałego

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej

Systemy wbudowane. Paweł Pełczyński

Elektroniczna Ewidencja Materiałów Wybuchowych

trójfazowy licznik energii dla wszystkich wielkości elektrycznych

Trójfazowy, modułowy system UPS. DPA UPScale ST kw Najlepszy w swojej klasie modułowy system UPS

Protect 4.33 o mocy 160 kva kva

Przepisy i normy związane:

DigiPoint mini Karta katalogowa DS 6.00

Rozproszony system zbierania danych.

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI EKSPLOATACJI MASZYN

Tytuł Aplikacji: Aplikacja przetwornic częstotliwości Danfoss w sieci przemysłowej Profinet

Generator przebiegów pomiarowych Ex-GPP2

Inteligentny czujnik w strukturze sieci rozległej

Inspirują nas ROZWIĄZANIA

Ćw. 12. Akwizycja sygnałów w komputerowych systemach pomiarowych ( NI DAQPad-6015 )

Cyfrowy wzmacniacz AED dla przetworników tensometrycznych.

DigiPoint Karta katalogowa DS 5.00

Ćwiczenie Nr 4. Badanie instalacji fotowoltaicznej AC o parametrach sieciowych

Nowe spojrzenie na systemy monitoringu i sterowania sieciami ciepłowniczymi

Automatyka SZR. Korzyści dla klienta: [ Zabezpieczenia ] Seria Sepam. Sepam B83 ZASTOSOWANIE UKŁADY PRACY SZR

AV SENSOR 2000R AV SENSOR 4000R. bezprzewodowy system diagnostyczny

Pomiary i automatyka w sieciach elektroenergetycznych laboratorium

System przesyłu danych z elektrociepłowni Zofiówka

W tym krótkim artykule spróbujemy odpowiedzieć na powyższe pytania.

Koncentrator komunikacyjny Ex-mBEL_COM

15 lat doświadczeń w budowie systemów zbierania i przetwarzania danych kontrolno-pomiarowych

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Modelowanie systemów mechatronicznych Platformy przetwarzania danych

SYSTEMY MES SGL CARBON POLSKA S.A. System monitoringu i śledzenia produkcji

PQM-701Z. Index: WMPLPQM701Z. Beschreibung. Technische Daten. Program do obsługi Analizatorów serii PQM - Son

KS5 KS5. PRzyKłAD zastosowania KS5. linia energetyczna. generator. turbina wiatrowa. turbina wodna. 1. kat iii. Ethernet.

Przykład zastosowania. x12. Pomiar, wizualizacja i rejestracja ponad 300 parametrów 3-fazowej symetrycznej i niesymetrycznej sieci energetycznej

Wirtualne przyrządy kontrolno-pomiarowe

Zastosowanie procesorów AVR firmy ATMEL w cyfrowych pomiarach częstotliwości

ELSPEC BLACKBOX G4000 Analizator jakości energii klasy A

Jakość, na którą Cię stać. Analizatory parametrów sieci PowerLogic PM5000

SARW S.C. Witold Rejner, Tomasz Wieczorek ul. Zegrzyńska 28A/ Jabłonna

Pomiary i automatyka w sieciach elektroenergetycznych laboratorium

CYFROWY ANALIZATOR SIECI PRZEMYSŁOWYCH JAKO NARZĘDZIE DO DIAGNOSTYKI MAGISTRALI CAN

ARCHI 9000 CYFROWY SYSTEM REJESTRACJI

T 1000 PLUS Tester zabezpieczeń obwodów wtórnych

Część 6. Mieszane analogowo-cyfrowe układy sterowania. Łukasz Starzak, Sterowanie przekształtników elektronicznych, zima 2011/12

2. Zawartość dokumentacji. 1. Strona tytułowa. 2. Zawartość dokumentacji. 3. Spis rysunków. 4. Opis instalacji kontroli dostępu. 3.

AFQm. Równoległe filtry aktywne wielofunkcyjne. AFQm. Bo jakość się liczy

Wersja podstawowa pozwala na kompletne zarządzanie siecią, za pomocą funkcji oferowanych przez program:

Spis treści. Wykaz ważniejszych skrótów Wprowadzenie Rdzeń Cortex-M Rodzina mikrokontrolerów XMC

HYDRO-ECO-SYSTEM. Sieciowe systemy monitoringu pompowni wykonane w technologii

Programowanie sterowników przemysłowych / Jerzy Kasprzyk. wyd. 2 1 dodr. (PWN). Warszawa, Spis treści

Nowe rozwiązania w układach sterowania firmy Tester

trójfazowy licznik energii elektrycznej niewielkich gabarytów

Stabilis Smart Factory

Nowe Titre de la présentation. Pomiar, analiza i jakość energii elektrycznej

Moduły kontrolno pomiarowe iologik. Marcin Krzewski

System Obsługi Wniosków

Politechnika Gdańska WYDZIAŁ ELEKTRONIKI TELEKOMUNIKACJI I INFORMATYKI. Katedra Metrologii i Optoelektroniki. Metrologia. Ilustracje do wykładu

Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych.

ANALIZATOR TOPAS 1000 (FLUKE 1760) POMIARY PARAMETRÓW JAKOŚCI ENERGII ELEKTRYCZNEJ

ViewIt 2.0. System Monitoringu i Zarządzania Sygnalizacjami Świetlnymi. Funkcje

Robert Barański, AGH, KMIW Writing TDM and TDMS Files in LabVIEW v1.0

Opis systemu CitectFacilities. (nadrzędny system sterowania i kontroli procesu technologicznego)

Czym jest OnDynamic? OnDynamic dostarcza wartościowych danych w czasie rzeczywistym, 24/7 dni w tygodniu w zakresie: czasu przejazdu,

System NetMan NETCON 100 Inteligentna platforma dla automatyzacji stacji rozdzielczych średniego i niskiego napięcia

Zastosowania mikrokontrolerów w przemyśle

1.2 SYSTEMY WIZUALIZACJI I NADZORU PROCESU HMI/SCADA

Kurs SINAMICS G120 Konfiguracja i uruchomienie. Spis treści. Dzień 1

Transkrypt:

Solutions for Monitoring Case Study Selection From the content VESKI: LabVIEW i CompactRIO firmy National Instruments wspomaga pracę elektrowni Elcom: Kompletna platforma do analizy jakości energii elektrycznej Elstner Associates Inc.: Performing Structural Health Monitoring with Modular NI Hardware and Software ni.com

Solutions for Monitoring LabVIEW i CompactRIO firmy National Instruments wspomaga pracę elektrowni Boris Meško, Ozren Orešković, Ozren Husnjak VESKI Zadanie: Opracowanie niedrogiego, a zarazem niezawodnego systemu monitorowania maszyn elektrowni w Chorwacji. Rozwiązanie: Stworzenie systemu monitorowania wibracji przeznaczonego do pracy ciągłej z możliwością wymiany danych w sieci przy zastosowaniu programu Computerized Diagnostic System (CoDiS) firmy VESKI, zbudowanego w środowisku LabVIEW i wykorzystującego CompactRIO firmy National Instruments. Wykorzystane produkty: CompactRIO, LabVIEW, FPGA Module, Real-Time Module W celu przewidywania zachowań maszyn i ich wydajności, niezbędne jest ciągłe monitorowanie wibracji i innych sygnałów, przy czym wymaga to na ogół stałego gromadzenia i analizy danych on-line. Firma konsultingowa VESKI z siedzibą w Chorwacji, specjalizująca się w analizie i diagnostyce wibracji, bazując na środowisku LabVIEW i rozwiązaniach CompactRIO firmy National Instruments opracowała własny program monitorujący o nazwie CoDiS. Drgania mechaniczne mogą być bardzo szkodliwe dla wirujących części mechanicznych, w wielu przypadkach istotnie zmniejszając ich żywotność. W celu przewidywania zachowań maszyn i ich wydajności, niezbędne jest ciągłe monitorowanie wibracji i innych sygnałów, przy czym wymaga to na ogół stałego gromadzenia i analizy danych on-line. Firma konsultingowa VESKI z siedzibą w Chorwacji, specjalizująca się w analizie i diagnostyce wibracji, bazując na środowisku LabVIEW i rozwiązaniach CompactRIO firmy National Instruments opracowała własny program monitorujący o nazwie CoDiS. Kiedy powierzono nam opracowanie rozwiązania programowego, które pomoże zmniejszyć koszty konserwacji i napraw generatorów w 11-tu elektrowniach chorwackich, postanowiliśmy wykorzystać możliwości środowiska LabVIEW i platformy CompactRIO w celu stworzenia systemu dopasowanego do potrzeb klienta. Monitorowanie i diagnostyka maszyn Zastosowanie systemów monitoringu on-line szczególnie ważne jest w elektrowniach produkujących energię, gdzie wykorzystywane są one do przewidywania ewentualnych awarii i ustalania nieprawidłowości w działaniu systemu. Systemy monitoringu mogą się również przydać do racjonalizacji rutynowych prac konserwacyjnych, zapobiegając kosztownym awariom pojawiającym się dopiero po dłuższym czasie pracy. Program CoDiS zainstalowaliśmy przy więcej niż 30-tu generatorach na terenie Chorwacji i Słowenii, a także w Lagarfoss na Islandii. Nowoczesne systemy monitoringu przemysłowego powinny zapewniać możliwość gromadzenia danych o wibracjach, temperaturze, ciśnieniu i przepływie, dbając równocześnie o prawidłowe zarządzanie bazą danych. Zaprojektowaliśmy CoDiS w celu monitorowania wartości charakterystycznych potężnych maszyn wirujących, m. in. wibracji ich wirników, zachowań dynamicznych stojanów i podstaw, stanu szczelin powietrznych, procesów eksploatacji energii, jakości zasilania oraz wielkości hydraulicznych. Program CoDiS ma budowę modułową, konfigurowalną w zależności od potrzeb klienta. Całość aplikacji bazuje na środowisku LabVIEW, ze wszystkimi analizami i procedurami baz danych, stworzonymi i dostosowanymi do monitorowania oraz akwizycji danych on-line. System opiera się na sprzęcie CompactRIO w zakresie realizacji funkcji diagnostycznych i zabezpieczeń. VESKI

CoDiS składa się z czterech elementów (patrz Tabela 1.): CoDiS-DM (system ciągłej diagnostyki i monitorowania) CoDiS-TR (rejestrowanie stanów nieustalonych) CoDiS-RT (systemy monitoringu w czasie rzeczywistym sygnałów i zabezpieczeń) CoDiS-RM (ciągła diagnostyka wirnika) CoDiS-DM CoDiS-TR CoDiS-RT CoDiS-RM Monitoring Monitoring Monitoring Monitoring Diagnostyka Ciągła akwizycja, analiza i rejestracja danych do bazy Stanów Nieustalonych Ciągła akwizycja, analiza danych i rejestracja w przypadku aktywacji wyzwalacza Sygnałów Ciągła akwizycja danych Analiza i konwersja C/A Funkcje zabezpieczeń Wirnika Ciągła akwizycja i analiza sygnałów wirnika Bezprzewodowy przesył wszystkich sygnałów od wirnika do stojana Realizacja Realizacja Realizacja Realizacja System wykrywania i pomiaru zmian stanu ustalonego System wykrywania i rejestracji stanów nieustalonych Moduł stosowany w systemach obróbki sygnału oraz zabezpieczeń Moduł stosowany w systemach obróbki sygnału oraz zabezpieczeń Konfiguracja systemu Dzięki zastosowaniu CompactRIO oraz FieldPoint firmy National Instruments udało nam się stworzyć system o licznych możliwościach konfiguracyjnych, a jednocześnie wysokowydajny i niezawodny. Platforma CompactRIO wspomagana jest przez konfigurowalną technologię WE/WY FPGA, co umożliwia jej równoczesne działanie w zakresie monitorowania i realizacji zabezpieczeń. System monitoringu składa się z następujących elementów: Części pomiarowej, który obejmuje czujniki i sprzęt potrzebny do akwizycji danych Układu kondycjonowania sygnału Modułu przetwarzania CompactRIO w połączeniu z lokalną jednostką sterowania PDA, do akwizycji i analizy danych Centralnego komputera, utrzymującego bazę danych i procedury analiz dla odległych użytkowników sieci LAN. System ten umożliwia też komunikację z systemami SCADA za pośrednictwem kanałów analogowych i magistrali typu Fieldbus. System CoDiS obejmuje monitoring i diagnostykę następujących parametrów stanu ustalonego: Relatywna wibracja osi Absolutna wibracja łożyska Osiowa pozycja wirnika Minimalne wartości szczeliny powietrznej Strumień pola magnetycznego wirnika Parametry elektryczne, jak np. wartości prądu i napięcia Symetria faz, kąt fazowy Współczynnik zniekształceń harmonicznych (THD) Parametry statyczne i quasi-statyczne Temperatury i inne parametry procesu Parametry hydrauliczne (sprawność, η) Moc czynna i moc bierna Moduł monitoringu stanu i zabezpieczeń zainstalowany w pompach wysokociśnieniowych - Lagarfoss Island Moduł CompactRIO został skonfigurowany do monitorowania relatywnej wibracji osi i prędkości obrotowej, przy jednoczesnym zastosowaniu ochrony przed przekroczeniem prędkości. System monitoruje dwa hydrogeneratory równocześnie, z których każdy VESKI

zaopatrzony jest w osobną jednostkę obróbki w postaci modułu CompactRIO. Na każdy zestaw monitoringu składają się: Sześć czujników przemieszczania stosowanych do pomiaru relatywnych drgań osi Dwa czujniki prędkości obrotowej Jeden moduł NI 9201 dla akwizycji danych Dwa moduły wyjść analogowych NI 9265 do kierowania sygnałów mierzonych do systemu SCADA Jeden moduł NI 9481 w celach zabezpieczenia Wszystkie dane, w tym kształty krzywych i wyniki analiz, dostępne są jako zmienne współdzielone w sieci komputerowej Dzięki zastosowaniu produktów firmy National Instruments, firma VESKI osiągnęła zmniejszenie kosztów konserwacji i napraw o prawie 50%. Obudowa crio-9101 ze sterownikiem czasu rzeczywistego NI crio-9002 System CompactRIO monitoruje następujące sygnały: Sygnały napięciowe na sześciu wejściach analogowych (trzy łożyska w układzie X i Y) Sygnały napięciowe na dwóch wejściach analogowych (redundantne zabezpieczenie przed przekroczeniem prędkości) Sygnały prądowe na sześciu wyjściach analogowych (dla systemu SCADA) Sygnały na czterech cyfrowych wyjściach przekaźnikowych, po dwa w każdym kierunku Informacje o autorze: W celu uzyskania więcej informacji na w/w temat, prosimy o kontaktowanie się z: Boris Meško VESKI Ulica Dragutina Golika 63 Zagreb HR-10000HR Tel: +38513667133 Fax: +38513667155 veski@veski.hr VESKI

Solutions for Monitoring Kompletna platforma do analizy jakości energii elektrycznej Dr. Daniel Kaminský - ELCOM, a. s. Pomiary i analiza jakości energii elektrycznej to jedno z ważniejszych zagadnień w branży energetyki, które dotyczy zarówno dostawców energii, jak też jej odbiorców. Szczególnie ci ostatni coraz częściej zainteresowani są możliwością pomiarów cech odbieranej energii oraz zapewnianiem jej pożądanych parametrów. W artykule opisano projekt kompletnego analizatora jakości energii elektrycznej, który obejmuje zestaw przyrządów pracującym pod kontrolą systemu operacyjnego czasu rzeczywistego i umożliwia realizację wszystkich niezbędnych pomiarów. Przy projektowaniu systemu wzięto pod uwagę możliwość jego przyszłej rozbudowy, tak aby zapewnić zgodność algorytmów pomiarowych i przetwarzania danych z najnowszymi normami IEC i EN. Zrealizowany analizator jakości energii elektrycznej kompatybilny jest ze standardami międzynarodowymi. Wykorzystano w nim niezawodne, skalowalne narzędzia sprzętowe COTS (Commercial-Off-The- Shelf), takie jak NI CompactRIO oraz graficzne środowisko projektowania LabVIEW. W oprogramowaniu firmware zaimplementowano interfejs użytkownika oraz biblioteki komend umożliwiające łatwą konfigurację narzędzi akwizycji, przetwarzania i rejestracji danych. Zarejestrowane dane mogą być analizowane off-line i wykorzystane do generacji raportów. Analizator może być również łatwo i szybko modyfikowany w celu zapewnienia zgodności z najnowszymi specyfikacjami i standardami, a także rozbudowywany o dodatkowe funkcje użytkownika. Produkty: LabVIEW, CompactRIO Analizator kakovosti električne energije ENA je mogoče zlahka in hitro spremeniti ali razširiti za zagotavljanje skladnosti z najnovejšimi mednarodnimi standardi in/ali dodatnimi funkcijami, ki jih zahteva stranka. (dr. Daniel Kaminský, direktor podjetja Elcom, a. s.) Dlaczego analiza jakości energii elektrycznej jest istotna? Prąd elektryczny jest prawdopodobnie najważniejszym z produktów wykorzystywanych obecnie w zastosowaniach komercyjnych i przemysłowych. Jest on również produktem o tyle nietypowym, że musi być dostarczany w sposób ciągły i nie może być zmagazynowany przed użyciem. Prąd elektryczny cechujący się złą jakością powodować może liczne problemy, taki jak choćby uszkodzenia maszyn, urządzeń, a nawet linii produkcyjnych. Z tych powodów monitorowanie jakości energii elektrycznej pozwala na identyfikowanie potencjalnych problemów, zanim staną się one na tyle poważne, że powodować mogą uszkodzenia i w konsekwencji narazić odbiorcę na straty finansowe. Analiza jakości energii jest natomiast stosunkowo tania i może się odbywać zarówno na poziomie pojedynczych układów, jak i globalnych instalacji monitorowania. Jakie parametry powinno się mierzyć? Typowy analizator jakości energii elektrycznej monitoruje trzy napięcia sieciowe i na tej podstawie wyznacza jakość dostarczanej energii definiowaną międzynarodowymi standardami. Jakość opisują m.in. takie parametry jak: częstotliwość, wahania amplitudy, migotanie, niezrównoważenie faz, widmo i zawartość harmonicznych. W niektórych przypadkach równolegle z wartościami napięć konieczna jest też analiza sygnałów prądowych. Pozwala to na wyznaczenie wielkości pośrednich takich jak moc czynna, moc bierna i energia. Zaprojektowany przez Elcom sprzętowo-programowy analizator jakości energii elektrycznej został oznaczony symbolem ENA (Elcom Network Analyzer). Reprezentuje złożony system modularny służący do monitorowania jakości energii zgodnie z aktualnymi standardami międzynarodowymi i dokumentami wydanymi przez poszczególne kraje. Rys. 1 - Transmisja energii elektrycznej i monitorowanie jej jakości Elcom

Wybór platformy projektowej Firma Elcom zdecydowała się na implementację analizatora na bazie modułów serii C platformy NI CompactRIO. W porównaniu z rozwiązaniami bazującymi na komputerach osobistych, moduły te są mniejsze (88 180 90mm), bardziej wytrzymałe mechanicznie, pracować mogą w szerszym zakresie temperatur od 40 do +70 C i pobierają mniejszą moc (około 8W). Ponadto oferowane są one w różnych wariantach pod względem obudów, co może być istotne w przypadku specyficznych wymogów aplikacyjnych klientów. implementacji bazującej na w pełni elastycznym systemie CompactRIO (ENA450.EC) stworzono też wersje oparte na: systemach CompactRIO zawierających mikroprocesor czasu rzeczywistego i układ FPGA zintegrowane w tym samym module (ENA450.EB i ENA450.NB), jednopłytkowych systemach RIO z trzema kluczowymi komponentami systemu CompactRIO: mikroprocesorem czasu rzeczywistego, układem FPGA i modułem I/O zintegrowanymi na pojedynczej płytce drukowanej (ENA460). Możliwości analizatora definiuje część sprzętowa i programowa. System ENA obejmuje aplikacje programowe do zdalnego sterowania pracą analizatora, analizy zgromadzonych danych i prezentacji wyników pomiarowych w sieci Internet. Modułowa koncepcja systemu pozwala zrealizować pożądane przez użytkownika funkcje przy minimalnym nakładzie kosztów. Możliwości pomiarowe Spośród dostępnych modułów I/O wybrano służący do pomiarów wysokonapięciowych model NI 9225 300V. Umożliwia on pomiar napięć pomiędzy przewodem fazowym i neutralnym oraz dwoma przewodami fazowymi w sieci 110V oraz pomiędzy przewodem fazowym i neutralnym w sieci 240V. Do pomiaru prądu użyty został moduł NI 9227. Wymienione NI 9225 i NI 9227 umożliwiają równoczesne próbkowanie kanałów z prędkością 50 ks/s w 3-fazowych układach pomiaru mocy i parametrów jakości energii, takich jak migotanie, zawartość harmonicznych czy współczynnik mocy. Na bazie modułu 9215 produkowanego przez National Instruments Elcom opracował również alternatywne moduły służące do pomiaru napięć i prądów EL9215- R1 i EL9215I-R1. Jedyną różnicą w stosunku do oryginału jest tutaj zastosowanie własnego obwodu kondycjonowania sygnałów. Moduły te mieszczą się w 3 slotach obudowy CompactRIO. Do opracowania części programowej wykorzystano środowisko LabVIEW ze względu na jego prostotę obsługi, skalowalność i przenośność. Minimalne wymagania oprogramowania firmware analizatora jakości energii ENA to mikroprocesor taktowany zegarem 400MHz i układ FPGA z 2 milionami bramek logicznych. Analizator jakości energii elektrycznej na bazie platformy CompactRIO Chociaż w artykule omawiany jest analizator ENA450, ze względu na skalowalność platformy CompactRIO i przenośność kodu LabVIEW, Elcom zrealizować może system w innych wersjach dostosowanych do wymogów klienta i aplikacji docelowej. Oprócz Oprogramowanie firmware ENANode wykorzystanie w analizatorze ENA450 udostępnia funkcje realizujące akwizycję danych, operacje obliczeniowe i zapis danych. Wykorzystywane są tutaj jednocześnie następujące moduły programowe: analizator FFT, analizator wektorowy, monitor mocy, analizator migotania, monitor napięcia EN50160, półokresowy monitor RMS, mechanizm telegramów napięciowych i alarmów, wejścia cyfrowe. Rys. 2 - Schemat połączeniowy system ENA450 Wszystkie powyższe moduły dostosowane są do sieci energetycznych 50 i 60Hz. Użytkownicy mają możliwość obserwacji danych na wyświetlaczu i ich zapisu do plików. Wszystkie przyrządy pracują przy prędkości próbkowania wynoszącej 9,6 ks/s na kanał, która synchronizowana jest z częstotliwością analizowanych sygnałów. Zaimplementowane algorytmy spełniają wymogi takich standardów, jak IEC 61000-4-30, IEC 61000-4-15 i IEC 61000-4-7. Oprogramowanie analizuje trzy sygnały napięciowe do 300V i trzy wartości prądów. Na tej podstawie Elcom

wyznaczane są takie parametry jak wartość RMS, częstotliwość, widmo, zawartość harmonicznych, migotanie, 3-kanałowe niezrównoważenie faz, moc czynna, moc bierna, energia i wiele innych. Wartości prądów na wyjściu transformatorów prądowych (1A/5A) mogą być mierzone bezpośrednio z wykorzystaniem modułu NI 9227 lub pośrednio z wykorzystaniem modułu EL9215I-R1 firmy Elcom. Interfejs do kontroli przyrządów, zarządzenia danymi i raportowania W analizatorze ENA zaimplementowano łatwy w obsłudze graficzny interfejs użytkownika ENA-Touch służący do kontroli przyrządów, zarządzania danymi i tworzenia raportów. Dostępne są dwa typy paneli wizualizacyjnych: takie, które mają ustaloną liczbę wartości prezentowanych w tabelach, oraz umożliwiające użytkownikowi zdefiniowanie własnych trybów prezentacji danych m.in. w tabelach, wykresach w dziedzinie częstotliwości, oscylogramach, wykresach wektorowych i statystykach. Interfejs ENA-Touch zoptymalizowany jest do współpracy z ekranem dotykowym, jak również może pracować na ultramobilnych komputerach PC o rozdzielczości ekranu 800 x 480 pikseli. ENA-Touch może kontrolować węzły ENA-Node zdalnie przez sieć Ethernet z wykorzystaniem protokołu TCP/IP. Równocześnie z prezentacjami danych online, system umożliwia gromadzenie danych do analizy offline wraz ze wstępną obróbką statystyczną. Wyniki pomiarów mogą być rejestrowane w ustalonych odstępach czasowych, jak też mogą być rejestrowane wyłącznie przy zajściu określonych zdarzeń. Dane zapisane w wewnętrznej pamięci również mogą być wykorzystane do tworzenia raportów. Rozproszone systemy monitorowania jakości energii elektrycznej Analizatory ENA450 umożliwiają tworzenie rozłożonych systemów monitorowania energii elektrycznej. W tego typu systemie dane z pomiarów mogą być replikowane w centralnej bazie danych MS- SQL lub Oracle do późniejszej analizy offline. Podsumowanie Najważniejszymi zaletami przedstawionego systemu monitorowania jakości energii elektrycznej są bardzo dobre parametry, elastyczność zastosowań i niewielkie wymiary. Dzięki wykorzystaniu modułów z serii C z wbudowanymi układami kondycjonowania sygnałów oraz środowiska programistycznego przyjaznego dla użytkownika ułatwiono ewentualne modyfikacje systemu w przypadku konieczności rozbudowy lub dostosowania do nowych standardów. Otwarta architektura umożliwia także łatwą integrację z innymi systemami, dostosowanie protokołów komunikacyjnych do wymogów użytkownika i integrację w istniejącym oprogramowaniem typu SCADA. Pozwala ona również na łatwe dodawania kolejnych modułów DIO do monitorowania i kontroli oraz bezprzewodowej transmisji danych. Kontakt ELCOM, a.s. Division of Virtual Instrumentation Technologická 374/6 708 00 Ostrava - Pustkovec Czech Republic Tel: +420 558 279 913 Fax: +420 558 279 901 Web: www.elcom.cz Elcom

Solutions for Monitoring Performing Structural Health Monitoring with Modular NI Hardware and Software Richard Lindenberg - Wiss, Janney, Elstner Associates Inc. THE CHALLENGE Finding a comprehensive data acquisition hardware and software platform that allows long- and short-term monitoring of a range of structural systems during and after construction. THE SOLUTION Using the NI CompactDAQ and CompactRIO platforms along with NI LabVIEW software to offer the characteristic requirements of a modular yet scalable system for structural health monitoring of large structures such as stadiums, buildings, and bridges. Products: NI 9237, LabVIEW, NI 9205, DIAdem, NI 9211, NI CompactDAQ, LabVIEW SignalExpress, NI 9219, CompactRIO Performing structural health monitoring of bridges, stadiums, and buildings during and after construction is crucial to ensure the longevity of these structures. At Wiss, Janney, Elstner Associates Inc. (WJE), we are recognized as a global leader in providing practical, innovative, and technically sound solutions to address structural, architectural, and materials challenges with new and existing structures. To develop successful solutions, we have to better understand our challenges. WJE routinely applies diagnostic studies using the latest technologies to investigate the effects of distress and deterioration on system performance. Coupled with an in-depth understanding of the fundamental principles of structural engineering and materials behavior, our structural engineers determine appropriate solutions to meet our client s needs. Using Modular NI Hardware for Bridge Structural Health Monitoring NI hardware and software solutions offer some of the tools we need to provide our clients with reliable solutions to construction challenges and to help improve structures. Over the past few years, we deployed NI platforms for bridge fatigue evaluations across the United States. To complete a fatigue assessment, we usually set up a computer-based NI CompactDAQ measurement system at the site to collect data for a short period of time. Typical measurement systems may include multiple NI C Series modules for data acquisition including the NI 9237 simultaneous bridge module, NI 9205 analog input module, NI 9219 universal analog input module, and NI 9211 thermocouple input module. Using these modules, we can collect the required measurements, such as strain, stress, tilt, displacement, and temperature, to complete a thorough fatigue assessment. By implementing the NI platforms, we can perform load tests using a control load running across the bridge. With LabVIEW SignalExpress software, we can monitor data collection in real time, make any necessary adjustments to our monitoring program, and fine-tune our measurements and instrumentation locations before deploying a more long-term system. The ability to monitor short-term data in real time is fundamental to developing a more successful longterm monitoring program. After completing our initial measurements using the NI CompactDAQ system, we can move the C Series modules to a more rugged CompactRIO system for longer-term monitoring. The modularity and scalability attributes of these systems make them ideal for structural health monitoring. In addition, the communication and reliability characteristics of the CompactRIO system give us the ability to leave it unattended for a month while collecting and storing data to a 32 GB thumb drive or for periodic download using a cellular data modem to transmit collected data back to a host system located at either WJE or the client s office. Ultimately, we analyze and use the collected data to develop remaining fatigue life predictions for our clients. These predictions have significantly contributed to the long-term planning of our client s bridge rehabilitation needs. In some instances, the Elstner Associates Inc.

analyses of the collected data have resulted in recommendations that forestalled the need to replace the bridge, and, in other instances, resulted in rehabilitation recommendations that will extend the useful life of the bridge until the client plans to replace it. Why We Selected NI Products WJE, a nationwide multidisciplinary firm of engineers, architects, and materials scientists, works on a variety of buildings and structures across the country. The problems we encounter and the technologies we use to better understand how these problems affect structural performance are widely diverse. Therefore, WJE demands a data acquisition solution that is highly modular, scalable, and customizable to the many challenges we encounter. The NI CompactDAQ and CompactRIO platforms, modular data acquisition modules, and LabVIEW software met our needs in the many environments in which we work. Author Information: Richard Lindenberg Wiss, Janney, Elstner Associates Inc. 330 Pfingsten Road Northbrook, IL 60062 Tel: (847) 272-7400 rlindenberg@wje.com Elstner Associates Inc.

NATIONAL INSTRUMENTS EASTERN EUROPE National Instruments Hungary Kft. H-2040 Budaörs, Puskás Tivadar utca 14. 1. emelet Tel.: 06 23 448 900 Fax: 06 23 501 589 E-mail: ni.hungary@ni.com www.ni.com/hungary 06 80 204 704 National Instruments, Instrumentacija, avtomatizacija in upravljanje procesov d.o.o. Kosovelova ulica 15, 3000 Celje, Slovenija Tel.: + 386 3 425 4200 Fax: + 386 3 425 4212 E-mail: ni.slovenia@ni.com www.ni.com/slovenia HR, MC, BA, RS, ME, ALB: + 386 3425 4200 SLO: 080 080 844 National Instruments Poland Sp. z o.o. Salzburg Center, ul. Grójecka 5, 02-025 Warszawa Tel.: +48 22 328 90 10 Fax: +48 22 331 96 40 E-mail: ni.poland@ni.com www.ni.com/poland 00 800 361 1235 National Instruments (Czech Republic), s.r.o. Delnická 12 170 00 Praha 7 Holešovice Ceská republika Tel.: +420 224 235 774 Fax: +420 224 235 749 E-mail: ni.czech@ni.com www.ni.com/czech 800 142 669 National Instruments (Czech Republic), s.r.o. organizaèná zložka Polná 3, 811 08 Bratislava, Slovenská republika Tel.: +421 911 128 255 www.ni.com/czech 0 800 182 362 SC National Instruments Romania SRL B-dul Corneliu Coposu, nr. 167A, et.i, Cluj Napoca, CP 400228 Tel.: + 40 26 440 64 28 E-mail: ni.romania@ni.com www.ni.com/romania 0800 894 308