Интеллектуальный датчик вибрации iVP3

Система состоит из трех компонентов:

• Интеллектуальный датчик вибрации iVP3
• Облачная система iVPCloud
• Средство построения пользовательских интерфейсов iVPScada.

iVP3 — это единственный нестандартный аппаратный компонент в канале вибрации.

Размеры

По габаритам датчик не отличается от обычного промышленного пъезоэлектрического датчика и имеет идентичные присоединительные размеры.

Высокопроизводительный цифровой процессор

Датчик снабжен высокопроизводительным цифровым процессором BlackFin. Это позволяет осуществлять не только оцифровку, но и глубокую цифровую обработку сигнала. Реализована цифровая фильтрация в системных и пользовательских полосах, интегрирование сигнала, вычисление большого набора детекторов (СКЗ, пик, размах), выделение огибающей, спектральная обработка.

Неограниченное количество измерений

В датчике производится расчет конфигурируемых пользователем диагностических признаков дефектов, число которых практически неограниченно.

Интерфейсы и защита

Датчик оснащен интерфейсом Ethernet PoE тип A. Поддерживаются протоколы http, udp, tcp, mqtt. Работа по публичным каналам связи осуществляется по защищенному соединению (TLS v1.2). При взаимодействии с облаком поддерживается аутентификация и авторизация каждого датчика. Датчик имеет взрывозащищенное исполнение (1Exd).

Синхронизация

Датчики могут синхронизировать взятие отсчетов с точностью в пределах нескольких микросекунд, что позволяет реализовывать диагностику по фазовым характеристикам в различных точках агрегата без использования отметчика оборотов.

Вышеприведенные характеристики позволяют:

Типовые компоненты

Радикально сократить номенклатуру нетиповых компонентов на объекте. Для сбора информации с датчика не нужно никаких специализированных устройств, кроме него самого. Эти устройства (элементы промышленных ЛВС) широко доступны на рынке, обладают высокой надежностью и низкой ценой. Имеется большой выбор альтернативных поставщиков.

Простота обслуживания

Радикально упростить обслуживание системы. Это смогут сделать специалисты АйТи подразделения предприятия. Никакие специальные знания и навыки, помимо тех, которыми обладают эти специалисты, не требуется.

Сокращение трафика

Существенно сократить трафик по сети. По самым консервативным подсчетам, можно ужать трафик на два порядка. Объяснение этой особенности будет дано в описании сервиса iVPCloud.

Сокращение затрат

Существенно упростить интеграцию данных в существующие у эксплуатанта системы в случае, если у него возникнет желание не использовать облачные компоненты нашего решения.
Получить легко-, а в случае применения облака — неограниченно масштабируемое решение без необходимости несения дополнительных капитальных затрат.
Существенно сэкономить на проектных, монтажных и пусконаладочных работах. В случае облачного развертывания вся пусконаладка выполняется дистанционно.

iVPCloud

Несмотря на то, что iVP3 спроектирован таким образом, чтобы сделать его применение эффективным по традиционной схеме (on-premise, когда вся инфраструктура верхнего уровня развертывается на физических мощностях эксплуатанта), настоящая мощь этого этого устройства проявляется при его применении в сочетании с iVPCloud.

IVPCloud представляет собой систему, построенную с использованием стандартных компонентов любой современной облачной инфраструктуры, а именно:
IoT сервисы, такие, как:

• Pub Sub Broker service (Брокер подписок и публикаций)
• Device Shadow (Цифровой двойник устройства)
• Device provisioning (Обновление программного обеспечения, тестирование обновлений)

IAM service (идентификация и контроль доступа):

• noSQL database (высокопроизводительное хранилище данных)
• Serverless (динамическое выделение вычислительной мощности, лямбда-функции)

API Gateway (шлюзы для создания точек доступа к данным)

Возможность интеграции с другими сервисами облака при их наличии — системы оповещения, балансировщики нагрузки, мониторинг отказов, средства машинного обучения, и многое, многое другое.

сервисы позволяют:

Применить технологию push подъема информации с датчиков.
Во всех без исключения системах диагностики применяется технология pull (так устроены все основные промышленные протоколы). Ведущее устройство непрерывно опрашивает ведомые и забирает с них текущую информацию. Большинство агрегатов работают в стационарном режиме и с ними ничего не происходит, однако данные собираются с периодичностью раз в секунду-две и складываются в архив. Результат — нагрузка на сеть, пухнущие архивы с пустой, никому не нужной информацией. Более того, в случае с вибрационными измерениями очень часто собираются осциллограммы. С одной измерительной точки за одну секунду приходится поднимать до 30000 отсчетов!!
В нашей системе датчик может самостоятельно анализировать необходимость передачи данных. Видя проблему, он при помощи протокола mqtt публикует данные в соответствующий топик IoT брокера. И далее эти данные поступают на сервисы, подписанные на эту информацию. Такой подход РАДИКАЛЬНО сокращает нагрузку на сеть и на вычислительные ресурсы. Данные передаются только тогда, когда в них есть значимая информация, и только тем, кому эта информация требуется.

Применить самую современную многоуровневую систему идентификации, авторизации и контроля доступа, исключив тем самым несанкционированный доступ к данным.

Осуществлять распределенную обработку результатов измерений на нескольких уровнях, дополнительно ужимая объемы хранилищ и увеличивая информативность данных.
Это свойство исключительно полезно и обладает целым спектром вариантов использования. Вот типичный пример: в конвенциальной диагностической системе диагностирование осуществляется исполнением программ на сервере, собирающем данные. Любое изменение алгоритмов, не говоря уже о расширении функционала самой программы, требует вмешательства специалистов поставщика системы. Это долго и дорого, и, кроме того, чревато внесением ошибок, которые могут потенциально привести к отказу всей системы. Кроме того, расширение возможностей ограничено аппаратными ресурсами сервера и не всегда возможно в принципе.
В предлагаемой нами системе каждый алгоритм (или группа алгоритмов) — это лямбда функция, запускаемая правилом, входящим в сервис IoT, привязанным к топикам брокера, содержащим необходимые ей данные. Облако запускает столько лямбда функций, сколько требуется. Результат работы этих функций может помещаться в базу данных, републиковаться в другие топики брокера, могут отправляться оповещения при помощи сервисов нотификации облака. Это дает гибкость, неограниченные возможности наращивания функционала, исключается возможность отказа сервиса в целом, клиент получает новые возможности в реальном времени, ничего по месту обновлять не нужно.

Платить только за ресурсы, которые необходимы.
При установке аппаратного обеспечения у себя клиент должен закладывать резервы на развитие. Кроме того, эти расходы надо нести СРАЗУ. В случае с облачными бессерверными технологиями клиент платит только за используемую в данный момент вычислительную мощность. В итого он, во-первых, платит меньше. И, во-вторых, платеж растягивается на весь срок эксплуатации системы, снижая чистую текущую стоимость затрат и увеличивая финансовые показатели проекта.

Иметь возможность неограниченно наращивать систему, не опасаясь, что сетевых и/или вычислительных ресурсов не хватит.

Всегда пользоваться самыми последними возможностями системы, без необходимости обновлений программного обеспечения. Все, что нужно для использования системы — это браузер на самой скромной с точки зрения ресурсов машине.

Легко интегрировать свои корпоративные информационные системы с данными, поставляемыми данной системой.