Fusión de la adquisición de datos y los sistemas de control en tiempo real

Escrito por Grant Maloy Smith, el experto en adquisición de datos

En este artículo discutiremos cómo es posible integrar un sistema de adquisición de datos con todas las funciones con un sistema de control en tiempo real, obteniendo lo mejor de ambos mundos. Al final de este artículo puede:

• Ver cómo DAQ y el control en tiempo real pueden trabajar juntos sin problemas
• Obtener más información sobre los sistemas de las series IOLITE y RT de Dewesoft
• Comrpendir los beneficios de combinar DAQ con control en tiempo real

¿Estas listo para empezar? ¡Vamos!

Introducción a la adquisición de datos y el control en tiempo real

Hasta hace poco, había dos tipos de sistemas separados:

• Sistemas de control en tiempo real: diseñados para reaccionar ante eventos lo más rápido posible y con datos altamente deterministas. La grabación de datos a alta velocidad fue una preocupación secundaria.
• Sistemas de adquisición de datos (sistemas DAQ): diseñados para adquirir datos lo más rápido posible. Proporcionar datos en tiempo real a un sistema de control no estaba disponible en gran medida o en su totalidad.

Ahora, hemos entrado en una nueva era, en la que ambos sistemas se pueden fusionar. Estos sistemas proporcionan lo mejor de ambos mundos. Datos altamente deterministas para fines de control y datos de alta velocidad y alta precisión para análisis detallados en línea o fuera de línea.

Ambos se logran utilizando la misma interfaz con entradas y salidas utilizadas para ambos propósitos.

Esto reduce en gran medida la complejidad y el precio de todo el sistema, ya que ya no es necesario instalar dos sensores que vayan a dos canales de entrada diferentes mientras se adquieren los mismos datos en el mismo lugar. También introduce una configuración mucho más simple, ya que los canales de entrada solo necesitan configurarse una vez para servir a ambas partes del sistema.

Para los sistemas de control y DAQ de Dewesoft, estas funciones vienen incluidas de forma predeterminada. Ya no existe un caso en el que los datos se compartan a través de líneas analógicas. Nuestros sistemas incluyen un bus EtherCAT dedicado para la conexión directa al sistema de control en tiempo real. La conexión EtherCAT reemplaza docenas de cables analógicos con uno solo digital, eliminando la conversión redundante de analógico a digital de las señales y al mismo tiempo eliminando el ruido y las interferencias de la ecuación.

El uso de la tecnología EtherCAT en la adquisición de datos y el controlador del banco de pruebas ha eliminado la necesidad de una etapa de entrada analógica adicional en el lado del controlador.

Aplicaciones de adquisición de datos y control en tiempo real

Estas son algunas de las aplicaciones del mundo real en las que la adquisición de datos y el control en tiempo real están estrechamente integrados:

• Prueba de banco de pruebas de durabilidad estructural del vehículo (simulación de datos de carga en carretera)
• Prueba de motor de cohete
• Automatización de fábricas / redes PLC
• Plataformas de control de movimiento y control de máquinas
• Investigación y desarrollo de robótica
• Sistemas de manipulación de material y equipaje
• Sistemas de pesaje
• Fabricación de semiconductores
• Fabricación de metales (p. Ej., Acerías, fábricas de aluminio)
• Fabricación de pulpa y papel
• Plantas de energía
• Turbinas de viento
• Fresadoras
• Sistemas de control de túnel de viento
• Y cientos más

Soluciones de control y adquisición de datos de Dewesoft

Dewesoft introdujo recientemente un paso revolucionario para acercar los mundos de la adquisición y el control de datos. Los sistemas de adquisición de datos están equipados con dos buses de datos que funcionan en paralelo.

El bus de datos principal (EtherCAT o USB) se utiliza para la adquisición de datos almacenados en búfer a máxima velocidad en el disco duro de una computadora. El bus de datos secundario (siempre EtherCAT) se utiliza para la alimentación de datos de baja latencia en tiempo real a cualquier sistema de control basado en EtherCAT de terceros.

Este es un gran paso para unir los mundos de la adquisición de datos de alta velocidad y la transmisión de datos de baja latencia a un controlador PLC. Pero los sistemas Dewesoft van aún más lejos. Si bien la mayoría de los sistemas de adquisición de datos se enfocan al 100% en manejar una variedad de tipos de entrada analógica, los DAQ de Dewesoft agregan salidas digitales y analógicas multicanal, de modo que puedan controlar directamente los actuadores.

Con estas salidas digitales y analógicas, los sistemas DAQ Dewesoft pueden eliminar la necesidad de hardware PLC. El maestro EtherCAT se implementará en el software de una computadora. Este maestro puede controlar completamente las salidas del sistema de adquisición de datos.

Sorprendentemente, solo hay una línea EtherCAT entre el PLC y el DAQ establecida mediante la conexión de un solo cable. Esto reduce en gran medida el cableado y elimina la conversión redundante de analógico a digital de las mismas señales. Finalmente, los diferentes mundos de control y adquisición de datos se combinan en un sistema elegante.

Este bus de datos EtherCAT secundario en los sistemas DAQ Dewesoft se puede utilizar de dos formas:

• Como interfaz frontal de baja latencia para cualquier controlador en tiempo real EtherCAT de terceros.
• Bus del sistema de adquisición de datos redundante para aplicaciones DAQ críticas.

Dewesoft proporciona dos familias de productos que implementan la tecnología de bus dual para la integración en controladores en tiempo real:

• Sistemas IOLITE DAQ: los sistemas IOLITE cuentan con buses EtherCAT duales, uno dedicado para la adquisición de datos en búfer de alta velocidad y el otro para la alimentación en tiempo real a los controladores.
• Sistemas SIRIUS RT DAQ: los sistemas RT cuentan con un bus de datos que se utiliza para la adquisición con búfer de muy alta velocidad (hasta 1MS / s) y un bus de control EtherCAT dedicado para la alimentación de datos en tiempo real.

Los sistemas DAQ IOLITE y SIRIUS RT, como R2rt, R4rt y R8rt, están diseñados para aplicaciones de control y adquisición de datos. Todos los sistemas IOLITE y SIRIUS RT reemplazan equipos innecesarios y simplifican la configuración y los flujos de trabajo.

Para comprender la fluidez con la que funcionan estos modelos dentro de un sistema EtherCAT, debemos saber qué es EtherCAT y cómo funciona.

¿Qué es EtherCAT?

EtherCAT significa "Ethernet para tecnología de automatización de control". Es un protocolo que aporta el poder y la flexibilidad de Ethernet al mundo de la automatización industrial, el control de movimiento, los sistemas de control en tiempo real y los sistemas DAQ.

Quizás se pregunte por qué no podemos simplemente usar Ethernet para interconectar DAQ y sistemas de control. Ethernet es rápido. Es económico. Y es fácil de implementar en los instrumentos informáticos actuales. Entonces, ¿qué falta?

La respuesta se encuentra principalmente en el determinismo o PRECISIÓN DEL TIEMPO.

Los sistemas de control de automatización de fábricas son, por definición, sistemas en tiempo real. Control de movimiento, robótica, automatización de fábricas, protocolos de seguridad: todas estas cosas requieren una latencia muy baja.

Desafortunadamente, en una red Ethernet convencional, esto no es posible. Todos los datos son esencialmente "iguales". Esto funciona bien con las computadoras de su oficina que comparten el ancho de banda de la red para acceder a servidores e impresoras, pero no tan bien con aplicaciones en tiempo real.

Sistema de control industrial típico
Imagen de Bruno / Germany en Pixabay

Datos con sello de tiempo EtherCAT

Uno de los aspectos más importantes de EtherCAT es el reloj distribuido. Cada nodo marca la fecha y hora de los datos cuando se reciben y luego los vuelve a sellar cuando los envía al siguiente nodo. Entonces, cuando el maestro recibe los datos de los nodos, puede determinar fácilmente la latencia de cada nodo. Cada transmisión de datos desde el maestro obtiene una marca de tiempo de E / S de cada nodo, lo que hace que EtherCAT sea mucho más determinista y preciso en el eje T de lo que puede ser Ethernet.

Red EtherCAT con topología en anillo

Sin embargo, incluso antes de que EtherCAT comience a funcionar, el maestro envía una transmisión a todos los nodos esclavos en la red, quienes la bloquean cuando la reciben y cuando la devuelven. El maestro hará esto automáticamente tantas veces como sea necesario para reducir el jitter y mantener los nodos esclavos sincronizados entre sí.

Esta precisión de sincronización es extremadamente importante en aplicaciones de automatización de fábrica y control en tiempo real. Además, permite que los sistemas DAQ, como los disponibles en Dewesoft, se integren tan fácilmente en los sistemas de control.

El reloj distribuido incorporado de EtherCAT proporciona un excelente rendimiento de "jitter" mucho menor que un microsegundo (1 µs), que es equivalente a IEEE 1588 PTP (Protocolo de tiempo de precisión), sin la necesidad de ningún hardware adicional.

Conexión de un sistema DAQ a un controlador en tiempo real

A lo largo de los años, los ingenieros han recurrido a sistemas de adquisición de datos de alta gama cuando los dispositivos de adquisición disponibles para sus sistemas en tiempo real no eran lo suficientemente rápidos o precisos para muestrear un objeto bajo prueba. Pero el problema siempre fue el mismo. Los sistemas de adquisición de datos simplemente no se hicieron para conectarse a un controlador PLC.

Pero los ingenieros aún encontraron formas de hacerlo. En general, conocemos tres fases diferentes de la integración de sistemas DAQ con un sistema de control en tiempo real. Veamos cada uno de ellos con más detalle.

Integración de fase 1 con un sistema de control en tiempo real

En la denominada Fase 1, el ingeniero utilizó sistemas de adquisición de datos como front-end, alimentando sus salidas analógicas en entradas analógicas en su red. Esto se conoce como integración de Fase 1 de un sistema DAQ con un sistema de control en tiempo real.

Integración de fase 1 de un sistema DAQ y un sistema de control en tiempo real

Esto era engorroso y dio lugar a que los datos se convirtieran dos veces de analógico a digital. Un enfoque no muy eficiente que resultó en una gran cantidad de cableado, configuración y también un gran costo.

Integración de la fase 2 con un sistema de control en tiempo real

Posteriormente, se diseñaron algunos sistemas DAQ con la capacidad de enviar datos al PLC de forma digital, a través de Ethernet. Este fue un paso adelante, pero aún no determinista. En otras palabras, la precisión del tiempo fue suficiente para el archivo de datos o como referencia, pero no para el control en tiempo real.

Integración de fase 2 de DAQ con el sistema de control en tiempo real mediante Ethernet

Sin embargo, eliminó los procesos A / D y D / A redundantes, por lo que puede denominarse una integración de fase 2 de un sistema DAQ con un sistema de control en tiempo real.

Integración de fase 3 con un sistema de control en tiempo real

Entonces, ¿cómo podemos llegar a una integración de fase 3, donde el sistema DAQ tiene una integración determinista con el sistema de control en tiempo real?

De hecho, el sistema DAQ debe convertirse en parte de la red, no solo en un periférico asincrónico. Los instrumentos que utilizan EtherCAT se dividen en dos grupos:

• Sistemas de control y
• Sistemas de medida.

Los dispositivos de control, como los PLC, son maestros en la red EtherCAT, mientras que los dispositivos de medición, como los sistemas de adquisición de datos, son esclavos.

Al instalar un puerto esclavo EtherCAT en sus sistemas DAQ, Dewesoft elimina las limitaciones de las integraciones de Fase 1 y Fase 2 y lleva el sistema DAQ directamente al sistema de control en tiempo real:El sistema DAQ Dewesoft envía datos en tiempo real a través de EtherCAT

Esta es realmente una implementación de Fase 3, porque el sistema DAQ es un verdadero nodo esclavo en la red EtherCAT, que envía datos con marca de tiempo (deterministas) en la dirección del host. No hay más conversión A / D redundante o datos Ethernet no deterministas.

¿Problema resuelto? Sí, pero en realidad esto es solo el comienzo. Los sistemas DAQ de Dewesoft como los modelos SIRIUS RT e IOLITE también pueden transmitir datos a una velocidad mucho más alta en paralelo a través de USB (o Ethernet) a una computadora secundaria.

Hay aplicaciones en las que se desea que el sistema DAQ proporcione TANTO los datos deterministas solicitados por el maestro EtherCAT como los datos de alta velocidad a una segunda computadora para análisis de alto nivel.

Esto es exactamente lo que proporcionan los sistemas Dewesoft RT en el siguiente ejemplo del mundo real.

Aplicación en el mundo real: implementación de sistemas Dewesoft R8rt con un maestro en tiempo real de MTS

Implementación de sistemas Dewesoft R8rt con un MTS Flextest Real-Time Master

En el sistema que se muestra arriba, los sistemas R8rt DAQ se utilizan con un banco de pruebas de simulador de carretera MTS para probar la durabilidad de los sistemas de suspensión de automóviles y camiones. Consta de cuatro esquinas, cada una de las cuales tiene 6 grados de libertad. El controlador MTS FlexTest utilizó más de cien canales de entrada y salida analógicos para el control del actuador.

Se utilizan dos ordenadores principales:

• El maestro en tiempo real de MTS utiliza EtherCAT para controlar el simulador de carretera en tiempo real. Los esclavos DAQ Dewesoft R8rt proporcionaron datos de medición deterministas de los acelerómetros al controlador del banco de pruebas a través de EtherCAT.
• El maestro Dewesoft, graba los flujos de datos de mayor velocidad del Dewesoft R8rt para un análisis avanzado posterior a la misión.

Es interesante observar que los modelos Dewesoft RT pueden proporcionar datos de velocidad extremadamente alta a través de USB en paralelo con los datos deterministas a través de EtherCAT a las velocidades generalmente más bajas solicitadas por el maestro EtherCAT.

También es posible enviar los datos de alta velocidad a través de Ethernet a una PC maestra que ejecute el complemento DewesoftX NET cuando el USB no sea práctico debido a la distancia. En este caso, los datos también se pueden almacenar de forma segura en el hardware Dewesoft para protegerse contra las interrupciones de datos de la red.

Solo una de las cuatro esquinas donde se montará el auto de prueba, equipado con acelerómetros.

Se utilizaron 96 canales adicionales para medir la respuesta de la muestra para correlacionar las cargas en el banco de pruebas con los datos reales de carga en carretera. Las señales de esos canales fueron adquiridas por dos sistemas de adquisición de datos Dewesoft R8rt. Cada uno de los sistemas R8rt incluye 6 cortes de amplificador de galgas extensométricas SIRIUS y se transmiten a través de EtherCAT al controlador MTS FlexTest.

¡Pero los sistemas Dewesoft no solo se utilizaron para probar vehículos en el simulador de carga en carretera! ¡También se utilizaron como los sistemas DAQ con todas las funciones que se instalaron en el automóvil y recopilaron los datos sin procesar en la pista de prueba en primer lugar!

El hecho de que cumplan con esta doble función es un gran ahorro de dinero para el cliente, tanto en términos de eliminar la necesidad de comprar dos sistemas separados, como también en el ahorro de capacitación del usuario, administración de configuración y repuestos.

Y al enviar datos digitalmente en lugar de mediante cables analógicos, el cliente podría eliminar kilómetros de cables analógicos.

La cantidad real de cableado que el cliente eliminó después de instalar la solución Dewesoft RT

Software EtherCAT Masters

Es posible conectar los sistemas de control y DAQ de Dewesoft a un host de computadora que ejecute un software de PLC en tiempo real de terceros. El DAQ y el sistema de control de Dewesoft son actualmente compatibles con los siguientes maestros de terceros:

• Clemessy Syclone®
• Beckhoff TwinCAT®
• MTS Flextest®
• Acontis EC_Master®
• National Instruments LabVIEW®
• CODESYS
• Instron Labtronic®
• Inova EU3000
• AVL PUMA 2™

Además, los sistemas Dewesoft pueden incluso accionar los actuadores, proporcionando el control de hardware en tiempo real necesario para el sistema.

IOLITE puede servir como la columna vertebral de hardware de un sistema de control / DAQ a través de EtherCAT

Expansión de canal a través del puerto maestro EtherCAT

IOLITE tiene dos puertos EtherCAT redundantes, lo que significa que también puede recibir datos sincronizados de otros sistemas DAQ equipados con EtherCAT, como los modelos SIRIUS EtherCAT y KRYPTON.

Expansión de canal mediante sistemas DAQ adicionales equipados con EtherCAT

Sistemas de control y adquisición de datos Dewesoft

Dewesoft proporciona dos familias de productos que implementan la tecnología de bus dual para la integración en controladores en tiempo real:

• Sistemas de control y adquisición de datos industriales IOLITE con buses EtherCAT duales y redundantes.
• Los sistemas de adquisición de datos de acondicionamiento de señales de gama alta SIRIUS RT cuentan con un bus de datos USB que se utiliza para la adquisición con búfer de muy alta velocidad (hasta 1MS / s) y un bus de control EtherCAT dedicado para la alimentación de datos en tiempo real.
• Módulos DAQ distribuidos IP67 resistentes de KRYPTON compatibles con maestros EtherCAT de terceros.

IOLITE Rack DAQ y sistemas de control

IOLITE es un sistema de adquisición de datos y control en tiempo real para aplicaciones industriales. Pueden proporcionar sistemas de monitoreo de retroalimentación y control en tiempo real. Los sistemas IOLITE están equipados con dos buses EtherCAT totalmente independientes que se ejecutan en paralelo.

IOLITE tiene buses EtherCAT duales, además de E / S de sincronización para conectar dispositivos DAQ de expansión como SIRIUS y KRYPTON

El bus EtherCAT primario proporciona una adquisición de datos perfectamente sincronizada y a máxima velocidad a través del software DewesoftX. IOLITE puede transmitir cualquier número de canales de entrada y salida a altas velocidades al disco duro interno de la computadora.

El bus EtherCAT secundario de IOLITE se puede utilizar de dos formas:

• Una interfaz frontal de baja latencia para cualquier controlador en tiempo real compatible con EtherCAT de terceros
• Un bus de sistema de adquisición de datos redundante para aplicaciones DAQ críticas

En resumen, IOLITE es único entre los sistemas DAQ ya que se puede utilizar tanto para DAQ de alta velocidad como para control en tiempo real a través de un PLC en tiempo real de hardware o software.

Vídeo de introducción de los sistemas de control y adquisición de datos IOLITE

Los sistemas IOLITE están disponibles en dos configuraciones de chasis:

• IOLITE R12 es un sistema de montaje en rack de 19 pulgadas con 12 ranuras para módulos de entrada multicanal. Usando módulos de 8 canales, puede lograr hasta 96 canales por chasis.
• IOLITE R8 es un sistema de escritorio con 8 ranuras para módulos de entrada multicanal. Con módulos de 8 canales, puede lograr hasta 64 canales por chasis.

Izquierda: sistema de sobremesa IOLITE R8
Derecha: sistema DAQ de montaje en bastidor IOLITE R12

Módulos de E/S IOLITE

Estos módulos multicanal están disponibles para el sistema IOLITE y son compatibles con los chasis IOLITE R8 e IOLITE R12:

Módulo	Tipo	Canales	ADC	Aislamiento	Nota
IOLITEr-6xSTG	Entrada universal y de galgas extensiométricas	6	ADC delta-sigma de 24 bits a 20 kS/s	Diferencial	Compatible con todos los adaptadores DSI para múltiples tipos de sensores
IOLITEir-8xTH	Entrada de termopar universal	8	ADC delta-sigma de 24 bits a 100 S/s	1000 V	Admite los tipos K, J, T, R, S, N, E, C, U, B
IOLITEir-8xRTD	Entrada de voltaje, resistencia y temperatura PTx universal	8	ADC delta-sigma de 24 bits a 100 S/s	1000 V	Soporta PT100, PT200, PT500, PT1000, PT2000
IOLITEir-8xLV	Entradas aisladas de baja tensión	8	SAR ADC sobremuestreado de 24 bits a 20 kS/s	450 V	Rangos: ± 100 V, ± 10 V
IOLITEr-16xLV	Módulo de voltaje de uso general	16	ADC delta-sigma de 24 bits a 20 kS/s	/	Rangos: ±200 V, ±10 V
IOLITEir-8xLA	Módulo de entrada de corriente	8	SAR ADC sobremuestreado de 24 bits a 20 kS/s	450 V	Rangos: ±20 mA, ±2 mA
IOLITE-16xAO	Módulo de salida analógica	16	/	/	Tensión de salida ±10 V
IOLITEr-32xDI	Módulo de entrada digital	32	20 kS/s	1000 V
IOLITEr-32xDO	Módulo de salida digital	32	/	1000 V	Voltaje máximo de conmutación 50 V
IOLITEr-8xDI-4xDO	Módulo de entrada y salida digital	8 entradas 4 salidas	40 kS/s	1000 V
IOLITEr-4xCNT	Módulo contador digital	4	Base de tiempo 100 Mhz	±25 V continuo	Ancho de banda 10 MHz

Sistemas de adquisición de datos SIRIUS RT

SIRIUS es el buque insignia de la línea de productos Dewesoft. Combinan tecnología de adquisición de datos de vanguardia con acondicionamiento de señal y conversión A / D inigualables. Los módulos SIRIUS están disponibles para manejar prácticamente todas las señales y sensores, desde galgas extensométricas hasta voltajes altos y bajos, termopares, RTD, acelerómetros de carga e IEPE, micrófonos, corriente, LVDT, contadores y codificadores, y muchos más.

La tecnología patentada DualCoreADC® proporciona un rango dinámico de hasta unos notables 160 dB. Se conecta a su computadora a través de USB o EtherCAT®. Agregar la computadora SBOX reforzada proporciona un host local con almacenamiento extraíble, una interfaz de pantalla y más.

Los sistemas SIRIUS RT de Dewesoft están equipados con la denominada funcionalidad DualMode. DualMode significa que pueden transmitir datos simultáneamente a las velocidades más altas posibles (hasta 1 MS / s) en la computadora (ya sea integrada o externa a través de USB) que ejecute el software DewesoftX y en paralelo transmitir datos a través de EtherCAT a velocidades reducidas con una latencia extremadamente baja.

Los sistemas Dewesoft RT vienen en varias variaciones de chasis:

• R2rt
• R2rt-HUB
• R4rt
• R4rt-HUB
• R8rt
• R8Rrt
• SIRIUS EtherCAT modular

Incluso las secciones modulares SIRIUS EtherCAT se pueden usar con la funcionalidad DualMode agregando la computadora SBOX. SBOX no solo proporciona una computadora robusta incorporada con almacenamiento SSD para una sola o una pila de segmentos modulares SIRIUS, sino que también proporciona puertos EtherCAT duales.

SIRIUS R2rt and R2rt-HUB

El SIRIUS R2rt es un sistema de adquisición de datos compacto con un registrador de datos incorporado y una potente computadora de procesamiento de datos llamada SBOX. Los sistemas R2rt se pueden configurar con hasta dos segmentos de amplificador SIRIUS, para:

• 16 canales de entrada DualCoreADC
• 16 canales HS (alta velocidad)
• 32 canales HD (alta densidad)

R2rt DAQ y sistema de control con computadora SBOX integrada

El sistema R2rt-HUB ofrece el mismo chasis para 2 cortes de amplificador, pero reemplaza la computadora SBOX integrada con un concentrador USB para una conexión a una computadora PC externa a través de USB.

SIRIUS R4rt and R4rt-HUB

El SIRIUS R4rt es un sistema de adquisición de datos compacto con un registrador de datos incorporado y una potente computadora de procesamiento de datos. Se puede configurar con hasta cuatro cortes SIRIUS, para:

• 32 canales DualCoreADC
• 32 canales HS (alta velocidad)
• 64 canales HD (alta densidad).

El sistema DAQ de sobremesa R4rt

El sistema 42rt-HUB ofrece el mismo chasis para 4 cortes de amplificador, pero reemplaza la computadora SBOX integrada con un concentrador USB para una conexión a una computadora PC externa a través de USB. 

SIRIUS R8rt y R8Rrt

El SIRIUS R8rt y R8Rrt son potentes sistemas de adquisición de datos de sobremesa con un registrador de datos integrado y una potente computadora de procesamiento de datos. El chasis R8rt ofrece configuraciones de recuento máximo de canales en un solo chasis compacto.

Los sistemas de control y adquisición de datos SIRIUS R8rt ofrecen el mayor número de canales en un chasis de caja única

Los sistemas SIRIUS R8rt se pueden configurar con hasta ocho segmentos de amplificadores SIRIUS, para:

• 64 canales DualCoreADC
• 64 canales HS (alta velocidad)
• 128 canales HD (alta densidad)

El chasis R8Rrt se ha mejorado adicionalmente para soportar fuertes golpes y vibraciones aleatorias de 3 gRMS durante 10 minutos en cada dirección.

Sistemas DAQ modulares SIRIUS EtherCAT

Los sistemas DAQ modulares SIRIUS ofrecen salidas USB y EtherCAT de alta velocidad. Pueden proporcionar los datos al maestro EtherCAT y, en paralelo, registrar datos a una velocidad mucho mayor en una computadora separada que ejecute el software de adquisición de datos DewesoftX.

SIRIUS system running fault-tolerant dual-mode data to an EtherCAT master and to a computer host

SIRIUS también se puede conectar a los sistemas IOLITE o SIRIUS RT, para la expansión de canales. La operación DualMode permite entregar datos al maestro EtherCAT y a una computadora separada que ejecuta el software DewesoftX. Esto se ejecuta en paralelo y también es tolerante a fallas. Si la computadora con el sistema operativo Windows que ejecuta DewesoftX fallara por completo, SIRIUS continuaría enviando datos al maestro EtherCAT a través del bus de datos EtherCAT secundario.

Módulos amplificadores SIRIUS

Módulo	Tipo	Canales	ADC	Aislamiento	Conectores disponibles
Amplificadores DualCoreADC
ACC	IEPE y entrada de voltaje	8	Filtro anti-aliasing delta-sigma dual de 24 bits a 200 KS/s	1000 V	BNC, TNC
CHG	Carga, IEPE y entrada de voltaje	8	Filtro anti-aliasing delta-sigma dual de 24 bits a 200 KS/s	1000 V	BNC, TNC
STG	Entrada universal y de deformación	8	Filtro anti-aliasing delta-sigma dual de 24 bits a 200 KS/s	1000 V	DSUB-9, L2B7f, L2B10f
STGM	Entrada universal y de deformación	8	Filtro anti-aliasing delta-sigma dual de 24 bits a 200 KS/s	1000 V	DSUB-9, L2B7f, L2B10f
LV	Entrada general de baja tensión	8	Filtro anti-aliasing delta-sigma dual de 24 bits a 200 KS/s	1000 V	DSUB-9, BNC, BANANA
HV	Entrada de alto voltaje	8	Filtro anti-aliasing delta-sigma dual de 24 bits a 200 KS/s	CAT II 1000 V	BANANA
Amplificadores de alta densidad
HD-ACC	IEPE y entrada de voltaje	16	Delta-sigma de 24 bits con filtro anti-aliasing @ 200 KS/s	1000 V	BNC
HD-STGS	Entrada universal y de deformación	16	Delta-sigma de 24 bits con filtro anti-aliasing @ 200 KS/s	1000 V	DSUB-9, L1B10f
HD-LV	Entrada general de baja tensión	16	Delta-sigma de 24 bits con filtro anti-aliasing @ 200 KS/s	1000 V	DSUB-9, BNC
Amplificadores de alta velocidad
HS-ACC	IEPE y entrada de voltaje	8	SAR de 16 bits a 1 MS/s	1000 V	BNC
HS-CHG	Carga, IEPE y entrada de voltaje	8	SAR de 16 bits a 1 MS/s	1000 V	BNC, TNC
HS-STG	Entrada universal y de deformación	8	SAR de 16 bits a 1 MS/s	1000 V	DSUB-9
HS-LV	Entrada general de baja tensión	8	SAR de 16 bits a 1 MS/s	1000 V	DSUB-9, BNC, BANANA
HS-HV	Entrada de alto voltaje	8	SAR de 16 bits a 1 MS/s	CAT II 1000 V	BANANA

Módulos KRYPTON EtherCAT DAQ para entornos hostiles

Módulos KRYPTON para entornos hostiles

La mayoría del hardware DAQ del mercado está diseñado para uso industrial ligero o de oficina. Pero hay aplicaciones en las que el equipo DAQ debe ubicarse en entornos hostiles. Por ejemplo:

• Altas temperaturas de hasta 85 ° C (185 ° F)
• Temperaturas criogénicas hasta -40 ° C / F
• Alto impacto y vibración hasta 100 g
• Agua pulverizada o inmersión
• Alta concentración de polvo

La mayoría de los instrumentos DAQ no están diseñados para soportar ni una o dos de esas condiciones ambientales extremas. Sobre la base de estos requisitos, Dewesoft desarrolló la serie KRYPTON de instrumentos DAQ.

Los sistemas KRYPTON cumplen con los estándares IP67 para agua y polvo, lo que significa que pueden resistir no solo el rocío de agua, sino también la inmersión total en 1 metro (39 pulgadas) de agua durante 30 minutos. Están completamente sellados contra el polvo y otras partículas pequeñas.

Al estar rellenos con una goma aislante térmica, los módulos KRYPTON pueden soportar una amplia gama de temperaturas de -40 ° a 85 ° C (-40° a 185°F). Los módulos KRYPTON se encuentran en pruebas automotrices en climas cálidos y fríos, en bancos de pruebas de motores de cohetes y en fábricas donde se elaboran helados y otros alimentos fríos (o calientes).

Los módulos KRYPTON también están diseñados para soportar impactos de 100g y entornos de alta vibración. Esto puede ser un requisito importante en muchas aplicaciones en las que se encuentran grandes máquinas vibratorias o en las pruebas de cohetes y otras grandes máquinas generadoras de fuerza.

Módulo KRYPTON sometido a una prueba de choque de alta g en un laboratorio de pruebas

Los módulos KRYPTON están interconectados a través de un único cable EtherCAT resistente que transporta datos, energía y sincronización. Los cables pueden tener hasta 100 m (328 pies) de largo para que los ingenieros puedan distribuir los módulos donde están las señales. Esto podría ser al otro lado de un puente o del piso de una gran fábrica.

Los módulos KRYPTON distribuidos se interconectan a través de EtherCAT

Se pueden conectar muchos módulos de esta manera. KRYPTON está disponible en módulos multicanal y en módulos KRYPTON ONE de un solo canal para ofrecer la máxima flexibilidad.

Módulos DAQ multicanal KRYPTON

Estos módulos multicanal están disponibles para el sistema KRYPTON:

Módulo	Tipo	Canales	ADC	Aislamiento	Nota
STG	Entrada universal y de galgas extensiométricas	3 y 6	SAR sobremuestreado de 24 bits a 20 kS/s	Diferencial	Compatible con todos los adaptadores DSI para múltiples tipos de sensores
TH	Entrada de termopar universal	8 y 16	ADC delta-sigma de 24 bits a 100 S/s	1000 V	Admite los tipos K, J, T, R, S, N, E, C, U, B
RTD	Entrada de voltaje, resistencia y temperatura PTx universal	8	ADC delta-sigma de 24 bits a 100 S/s	1000 V	Soporta PT100, PT200, PT500, PT1000, PT2000
ACC	Entrada piezoeléctrica de voltaje y IEPE	4 y 8	Delta-sigma de 24 bits y 24 bits con filtro anti-aliasing a 20 kS/s	/	Soporta sensores TEDS
LV	Módulo de voltaje de uso general	4 y 8	SAR sobremuestreado de 24 bits a 20 kS/s	1000 V	± 50 V y acoplamiento CC
LA	Módulo de entrada de corriente	8	SAR sobremuestreado de 24 bits a 20 kS/s	1000 V	Bucle de corriente de ± 20 mA y 4-20 mA
DIO	Módulo de E / S digital	8 y 16	20 kS/s	1000 V	Disponible con 8 entradas + 8 salidas o 16 entradas + 16 salidas

Módulos monocanal KRYPTON

Para lo último en modularidad, los módulos KRYPTON de un solo canal le permiten colocar sus acondicionadores de señal en cualquier lugar que necesite, justo en la fuente de señal. Los módulos KRYPTON ONE están interconectados exactamente como los módulos KRYPTON multicanal y en la misma red EtherCAT.

Los módulos de un solo canal KRYPTON ONE también tienen una clasificación de -40 a 85 ° C (-40 a 185 ° F)

Módulos KRYPTON monocanal disponibles:

Módulo	Tipo	Canales	ADC	Aislamiento	Nota
STG	Entrada universal y de galgas extensiométricas	1	SAR de 24 bits con filtro anti-aliasing a 40 kS/s	Diferencial	Compatible con todos los adaptadores DSI para múltiples tipos de sensores
ACC	Entrada piezoeléctrica de voltaje y IEPE	1	SAR de 24 bits con filtro anti-aliasing a 40 kS/s	/	Soporta sensores TEDS
HV	Entrada de termopar universal	1	SAR de 24 bits con filtro anti-aliasing a 40 kS/s	CAT III 600 V, CAT II 1000 V
LV	Módulo de voltaje de uso general	1	SAR sobremuestreado de 24 bits a 20 kS/s	1000 V	± 50 V y acoplamiento CC
LA	Módulo de entrada de corriente	1	SAR sobremuestreado de 24 bits a 20 kS/s	1000 V	Bucle de corriente de ± 20 mA y 4-20 mA
TH-HV	Entrada de voltaje, resistencia y temperatura PTx universal	1	ADC delta-sigma de 24 bits a 100 S/s	CAT III 600 V, CAT II 1000 V
DI	Módulo de entrada digital	4	40 kS/s	Aislamiento galvánico CH, GND	Niveles de voltaje TTL / CMOS
DO	Módulo de salida digital	4	/	Aislamiento galvánico CH, GND
AO	Módulo de salida analógica	1	/	/	Rango de salida de escala completa ± 10 V

Cables EtherCAT para entornos hostiles

Bueno, si el hardware DAQ es impermeable, a prueba de polvo y puede soportar temperaturas de -40 °, los cables también deben poder soportar estos extremos ambientales. De lo contrario, el sistema fallará simplemente por los cables.

En consecuencia, Dewesoft ha desarrollado cables EtherCAT que se utilizan para interconectar su serie KRYPTON de sistemas DAQ para entornos hostiles. En el siguiente video, mostramos cómo los cables se congelan a -40 ° C y cómo mantienen su flexibilidad.

Resumen

Esperamos que ahora comprenda los beneficios de la integración Fase 3 de Dewesoft de los sistemas DAQ con un controlador en tiempo real. Los sistemas DAQ de alta velocidad como los sistemas Dewesoft IOLITE, SIRUS RT y los módulos de expansión como KRYPTON y SIRIUS modular han cambiado por completo el panorama para proporcionar datos deterministas a un sistema de control.

Este último paso fue muy importante. Con la implementación única de EtherCAT de Dewesoft en tecnología DAQ de gama alta, los ingenieros ahora pueden darse cuenta de estas ventajas distintivas al diseñar sus sistemas:

• Alto rendimiento: EtherCAT es de 100 Mb / s
• Determinista: operación en tiempo real con sincronización ~ 1 ns
• Flexible: los DAQ esclavos Dewesoft también pueden transmitir a una velocidad aún mayor a un host separado, muy por encima de la velocidad máxima de EtherCAT
• Asequible: la conexión directa de IOLITE al sistema EtherCAT elimina el hardware intermediario. IOLITE también puede eliminar los controladores maestros de hardware y conectarse a los PLC de software.