Цифровой мониторинг 50 печей, от -100С до +200С, 100PSI, от 0% до 100% пар Опции

[Гость_novorado_*]

Всех приветствую!
Моя небольшое предприятие занимается производством и продажей софта и микроконтроллеров - причем основная деятельность это САПР, сложная цифровая обработка протоколов, сигналов, интеллектуальное принятие решений, интеграция в различные железки. То есть, некоторый опыт имеется, но новая задача заставила чесать репу.

У заказчика есть специальные холодильные и нагревательные шкафы. В них они резко роняют температуру до -100С, затем нагревают до +200С, загоняют туда струю пара под давлением (меняют влажность), при этом меняют само давление от атмосферного 14psi до 100PSI (680 кПа или ок. 7 бар, если не ошибаюсь).

От меня требуется
1) При помощи медно-константановых двухметровых термопар промерять температуру в печках с частотой раз в 10 секунд.
2) Измерять давление в камере
3) Измерять влажность

График процесса у них заранее задан. Соответственно, если где-то есть отклонение от производственных параметров, принимать меры (это как раз тривиально программируется). Все что происходило, запоминать в теч. двух месяцев.

ВОПРОСЫ
Буду бесконечно благодарен всем, кто присоветует что-то дельное. Местные конторы, торгующие измерительным оборудованием, как-то не очень могут помочь.

1. Есть ли готовые решения на измерение температуры ТМК (Type T) термопарами? A/D преобразователи (т.е., как взять цифру - по SPI и тд).
Светит самому сидеть и проектировать дифф. усилители. Analog Devices, Maxim, Microchip для данного диапазона температур решений не предлагают.

2. Тут много хорошего говорят об устройствах DB Sensors - DMP 330 в частности. Что будет, если им измерить давление 100PSI при -100 градусах? А при +200 - он выживет вообще? Какие-то другие может сенсоры давления применить? Есть ли для DB Sensors аналого-цифровые преобразователи, которые позволят выбрать давление в линеаризованном цифровом виде на контроллере?

3. В той же самой печурке, работающей от -100С до +200С, нужно измерять и оцифровывать влажность (там есть некое устройство, вгоняющее пар).

Дальше, начинается уже архитектурная жесть. Таких печурок у меня около сотни, и хотят добавлять еще. Потому все они должны быть между собой связаны по ZigBee.
Причем, датчики с низкой скоростью выборки (допустим, 5 раз в минуту), должны жить на батарейках, и жить долго. Разрешается только 2-х метровый кабель к термопаре и датчикам влажности-давления протягивать. Соответственно появятся router-узлы, тоже с аналоговыми входами.

Допустим, модуль на печке каждую секунду просыпается, считывает термопару, давление, влажность, пишет в EEPROM, засыпает. Раз в 30 секунд, будит ZigBee модуль и отправляет данные на рабочую станцию.

Вопрос принципиальный
1) Можно ли допустим ZigBee модуль вырубать отсечением напряжения MOFSETом? Сколько ему нужно времени, что бы после пробуждения соединится с сеткой и слить свои данные (вектор - время, давление, температура, влажность за 30 сек. допустим)?
2) Насколько вообще это реально - стабильно работающая ZigBee сетка на 100 узлов (с приемником по USB) ?

Всем заранее спасибо!

[Гость_novorado_*]

Всех приветствую!
Моя небольшое предприятие занимается производством и продажей софта и микроконтроллеров - причем основная деятельность это САПР, сложная цифровая обработка протоколов, сигналов, интеллектуальное принятие решений, интеграция в различные железки. То есть, некоторый опыт имеется, но новая задача заставила чесать репу.

У заказчика есть специальные холодильные и нагревательные шкафы. В них они резко роняют температуру до -100С, затем нагревают до +200С, загоняют туда струю пара под давлением (меняют влажность), при этом меняют само давление от атмосферного 14psi до 100PSI (680 кПа или ок. 7 бар, если не ошибаюсь).

От меня требуется
1) При помощи медно-константановых двухметровых термопар промерять температуру в печках с частотой раз в 10 секунд.
2) Измерять давление в камере
3) Измерять влажность

График процесса у них заранее задан. Соответственно, если где-то есть отклонение от производственных параметров, принимать меры (это как раз тривиально программируется). Все что происходило, запоминать в теч. двух месяцев.

ВОПРОСЫ
Буду бесконечно благодарен всем, кто присоветует что-то дельное. Местные конторы, торгующие измерительным оборудованием, как-то не очень могут помочь.

1. Есть ли готовые решения на измерение температуры ТМК (Type T) термопарами? A/D преобразователи (т.е., как взять цифру - по SPI и тд).
Светит самому сидеть и проектировать дифф. усилители. Analog Devices, Maxim, Microchip для данного диапазона температур решений не предлагают.

2. Тут много хорошего говорят об устройствах DB Sensors - DMP 330 в частности. Что будет, если им измерить давление 100PSI при -100 градусах? А при +200 - он выживет вообще? Какие-то другие может сенсоры давления применить? Есть ли для DB Sensors аналого-цифровые преобразователи, которые позволят выбрать давление в линеаризованном цифровом виде на контроллере?

3. В той же самой печурке, работающей от -100С до +200С, нужно измерять и оцифровывать влажность (там есть некое устройство, вгоняющее пар).

Дальше, начинается уже архитектурная жесть. Таких печурок у меня около сотни, и хотят добавлять еще. Потому все они должны быть между собой связаны по ZigBee.
Причем, датчики с низкой скоростью выборки (допустим, 5 раз в минуту), должны жить на батарейках, и жить долго. Разрешается только 2-х метровый кабель к термопаре и датчикам влажности-давления протягивать. Соответственно появятся router-узлы, тоже с аналоговыми входами.

Допустим, модуль на печке каждую секунду просыпается, считывает термопару, давление, влажность, пишет в EEPROM, засыпает. Раз в 30 секунд, будит ZigBee модуль и отправляет данные на рабочую станцию.

Вопрос принципиальный
1) Можно ли допустим ZigBee модуль вырубать отсечением напряжения MOFSETом? Сколько ему нужно времени, что бы после пробуждения соединится с сеткой и слить свои данные (вектор - время, давление, температура, влажность за 30 сек. допустим)?
2) Насколько вообще это реально - стабильно работающая ZigBee сетка на 100 узлов (с приемником по USB) ?

Всем заранее спасибо!

[Евгений (N-ск)]

по 2 пункту- газототводную трубку поставить, уберется влияние температуры
по 3 пункту- можно поставить пылесос/вентилятор который будет засасывать измеряемый воздух в камеру с датчиком влажности

[Kass]

Задача довольно тривиально решается на многих ПЛК. Никакой усилитель проектировать не нужно, т.к. вы уже в алгоритме можете задать любую кривую преобразования из сопротивления/тока/напряжения в температуру/давление/влажность. Засыпать никому не нужно. Во сне не контролируется сремя цикла. Любой контроллер имеет время цикла. Выбираете нужный вам цикл, или просто организовываете выборку значений по времени.

[Гость_novorado_*]

по 2 пункту- газототводную трубку поставить, уберется влияние температуры
по 3 пункту- можно поставить пылесос/вентилятор который будет засасывать измеряемый воздух в камеру с датчиком влажности

Благодарю, так и сделаем видимо, с газоотводной трубкой. Там уже в принципе есть решение - старые аналоговые самописцы, может к ним подключимся.

[Гость_novorado_*]

Задача довольно тривиально решается на многих ПЛК. Никакой усилитель проектировать не нужно, т.к. вы уже в алгоритме можете задать любую кривую преобразования из сопротивления/тока/напряжения в температуру/давление/влажность. Засыпать никому не нужно. Во сне не контролируется сремя цикла. Любой контроллер имеет время цикла. Выбираете нужный вам цикл, или просто организовываете выборку значений по времени.

На термопарах напряжение выдается в милливольтах. Это ниже предела чувствительности микроконтроллеров, по крайней мере известным мне от Microchip.
Потому, практически все решения и Application Notes рекомендуют использовать дифференциальные или иные чувствительные усилители для термопар.
На практике, посмотрим. Есть идея сварить их из константановых и медных проводов в пожаростойкой термоизоляции.

Датчики и таблицы перехода нужно индивидуально подбирать и калибровать, для этого как раз можно применить в ограниченном диапазоне температур цифровые датчики (-60 +125), и аппроксимировать диапазон, расширив его до -100 и +200 сотв.

Низкопотребляющие контроллеры Microchip с XLP безусловно имеют возможность пробуждения из режимов глубокого сна (~ток 20 нА).
Взгляните например сюда http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/41446a.pdf
Описываемый там термосенсор живет на двух батареях AA четыре года.

[Abysmo]

НИКАКОГО ZIGBEE. Забудьте это название как страшный сон. Все, что связано с промышленность - только проводные решения (CAN, RS-485 или Ethernet) с соответствующими протоколами.

[elexm]

От меня требуется
1) При помощи медно-константановых двухметровых термопар промерять температуру в печках с частотой раз в 10 секунд.

Термометр сопротивления на данном диапазоне предпочтительнее :
1. более линеен
2. дешевле
3. не требует компенсации холодного спая
4. стабильность показаний при экспуатации

[Гость_novorado_*]

НИКАКОГО ZIGBEE. Забудьте это название как страшный сон. Все, что связано с промышленность - только проводные решения (CAN, RS-485 или Ethernet) с соответствующими протоколами.

Требование клиента. ЗигБи вроде бы устойчиво работает, трассиурет сетевые сообщения автоматически. На бумаге все просто шоколадно, на практике хапнем мы горя, но думаю на физ. уровне все ок будет.

[Гость_novorado_*]

 DSC00361__Small_.JPG ( 51,19 килобайт ) Кол-во скачиваний: 16


Воюю с Зигбей. Отпишусь по результатам, обещают что бьет на 100м (при цене модуля 300 руб), меня устроит даже 15.

[k0der_]

Отпиши в личку или на асю 320-167-320. ковыряю зигбии. может что полезно друг для друга нароем.

[k0der_]

вот на этой плате щас изаю
http://www.silabs.com/products/mcu/pages/zigbeedk.aspx

[kip_88]

По zigbee задайте вопрос на форуме электроникс. Соглашусь с неприменимостью zigbee в данном случае.

[Гость_novorado_*]

вот на этой плате щас изаю
http://www.silabs.com/products/mcu/pages/zigbeedk.aspx

Мне уже поздно соскакивать с Микрочипа, решение практически полностью продиктовано клиентом. Так что максимально быстро пытаемся выдать прототип.

[Гость_novorado_*]

По zigbee задайте вопрос на форуме электроникс. Соглашусь с неприменимостью zigbee в данном случае.

В рабочем диапазоне частот ZigBee нагревательное оборудование микроволновых помех по идее не должно давать.
Заказчик четко представляет, что хочет, и спецификации выдает четко ограниченные.

[kip_88]

сеть моделировали?

[Гость_novorado_*]

сеть моделировали?

Собрал на макетной плате координатора + узел, зашьем в них микрочиповский код и попробуем вживую.
А как интересно можно смоделировать зигбевую сеть? Софт для сотовых станций и тот считает только крупные препятствия на местности,
а тут дальность небольшая, проще попробовать.

[kip_88]

systemvue если не ошибаюсь, на физическом уровне позволяет сделать это.

[kip_88]

Нашел кое что по вашей теме Выбор платформы разработки беспроводных датчиковых сетей

[Гость_novorado_*]

Нашел кое что по вашей теме Выбор платформы разработки беспроводных датчиковых сетей

Благодарю. На самом деле, все уже за нас выбрали. Вопрос только сделать.

Программная часть как раз особых проблем не вызывает, но вот датчики, это кошмариус. Заказчик в итоге сказал просто об этом не парится, сами предоставят датчики. Цены в Омеге весьма немалые на датчики с такими параметрами.

[k0der_]

 DSC00361__Small_.JPG ( 51,19 килобайт ) Кол-во скачиваний: 16


Воюю с Зигбей. Отпишусь по результатам, обещают что бьет на 100м (при цене модуля 300 руб), меня устроит даже 15.

что за девайс на рисунке???

[Гость_novorado_*]

что за девайс на рисунке???

MRF24J40MA. Мы сами его будем делать на одной плате потом с аналоговой часть для термопары, это дешевле в 2х раза.
ZigBee стэк не влез в 32К моск контроллера, падло. Плюс неправильно запитали (без конверсии уровней логических линий данных)
контроллер. Потому придется немного извратится, что бы пихнуть туда и USB и Wireless стек.
Все течет, все изменяется.
Клиент подтвердил бюджет. Надеюсь все сложится.