Промышленный компьютер, располагаемый на объекте, устанавливается в шкафу. У него отсутствуют клавиатура и монитор. Все управление производится по удалённому доступу. По внутренней локальной сети промышленный компьютер подключается к датчиковой системе. Другой выход Ethernet выходит на коммутатор внешней сети до сервера данных. В промышленном компьютере отсутствуют механические вращающиеся узлы — вентиляторы, винчестеры. Это существенно повышает надёжность эксплуатации таких систем. Потребление ПК составляет не более 70 ВА, в основном рабочем режиме около 30 ВА. В ПК установлен аппаратный Watch Dog Timer, который перезагружает компьютер в случае его зависания.
Программное обеспечение промышленного компьютера предназначено для детектирования и классификации сейсмических событий (землетрясения, оползни, мощные взрывы), наблюдаемых в точке расположения трехкомпонентных сейсмодатчиков, оцифрованные выходные сигналы которых (в том числе и сигналы контроля питания) анализируются.
Основные функции, которые реализованы в ПК:
1) регистрация оцифрованных сигналов датчиковой системы;
2) анализ качества данных по синхронизации (по количеству наблюдаемых спутников, по расхождению внутренних часов от глобального времени), по контролю питания датчиков и измерительных каналов;
3) детектирование событий с помощью детекторов (STA/LTA, пороговый);
4) классификация событий по основным ключевым признакам с целью разделения всех событий на ложные и неложные при помощи алгоритмов:
- контроля длительности события;
- контроля постоянной составляющей сигнала;
- контроля переменной составляющей сигнала;
- отсеивания однополярных сигналов;
- отсеивания сигнала типа “широкополосный шум”;
- отсеивания сигнала, содержащего наборы гармонических составляющих;
- отсеивания ложных событий с помощью поляризационного анализа;
- проверки одинаковости уровней по компонентам X, Y, Z;
- оценки некоррелированности сигнала;
- оценки скорости и перемещения;
- оценки основного периода колебаний по спектру ответа;
- определения времен прихода P и S фазы сейсмического события.
5) оценка уровня сейсмического события в баллах MSK-64 в случае его распознавания;
6) ведение журнала событий в базе данных и синхронизация его с единой базой данных сервера в реальном времени и после восстановления разрыва соединения с сервером;
7) передача непрерывного потока оцифрованных данных на сервер по основному и резервному (при наличии) каналу. Докачка данных на сервер после разрыва соединения;
8) передача обработанных данных по протоколам MODBUS RTU, MODBUS TCP, МЭК 60870-5-104 и OPC. Объем данных задается программно на уровне SCADA проекта по основному и резервному каналу;
9) передача оповещений по SMS и сухому контакту.
Основные технические характеристики промышленного компьютера, приведена в таблице в приложении А. Операционная система Windows 8 или 10.
Промышленный компьютер монтируется в шкаф ПРА. В шкаф ПРА также монтируются Serial- конвертер либо Media-конвертер и/или SMS-оповещатель. Также внутри шкафа может быть установлен РИП (резервный источник питания). Внешний вид такого шкафа приведен ниже. Стандартные габаритные размеры шкафа ПРА 600*400*155мм.
Медиаконвертор может быть, например, фирмы MOXA IMC-101-S-SC-T. Краткие технические характеристики — одномодовое волокно, дальность до 40 км, питание 12-45 В, температура окружающего воздуха от -40 °С до +75°С, потребляемая мощность 5 ВА, крепление на DIN-рейке.
В качестве SMS-оповещателя можно использовать радиотелефонный терминал Cinterion Wireless Modules, который подключается к компьютеру по интерфейсу RS-232 или USB. Краткие технические характеристики модуля: интерфейс 2G, сертифицирован по большинству провайдеров телефонной связи, устанавливается обычная сим-карта телефонного провайдера, поддерживает голосовые сообщения, SMS сообщения и интернет соединение. Есть возможность установки на DIN-рейку. Питание от 8 до 30 В, потребление не более 10 ВА. Температура эксплуатации от -30 °С до +80 °С.
Внешний вид шкафа ПРА
Промышленный компьютер
Nise 2110А или 2310
Медиаконвертор
MOXA IMC-101-S-SC-T
Радиотелефонный терминал
Cinterion® BGS2 Terminal
На промышленном компьютере создается OPC-сервер и MODBUS-сервер. Пример типичной схемы тегов (адресов) показан на рисунке. При необходимости количество тегов (адресов) может быть расширено.
Пример схемы тегов