M4016-G univerzální řídící jednotka, telemetrická stanice, průtokoměr

Universální registrační a řídící jednotka

Záznamová a řídící jednotka typu M4016 vznikla na základě více jak 12-ti letých zkušeností s výrobou obdobných přístrojů ve firmě FIEDLER-MÁGR. Na jejím vývoji se svými požadavky podílely i dvě významné vodárenské společnosti a výsledkem tak byl vznik přístroje se širokým využitím v celé řadě aplikací.

Jednotka M4016-G při plném vybavení v sobě zahrnuje univerzální datalogger, telemetrickou stanici s vesatvným GSM/GPRS modulem, programovatelný řídící automat a ve spojení s ultrazvukovými nebo tlakovými snímači hladiny i vícenásobný průtokoměr.

V jednotce M4016-G se podařilo skloubit její snadnou SW i HW modifikovatelnost a zároveň její vysokou odolnost proti nepříznivým podmínkám,ve kterých často pracuje. Jednotku lze rozšířit o celou řadu externích modulů, kterými si zákazník může měřící sestavu značně modifikovat.

Základní popis jednotky M4016

Měřící kanály

K dispozici je 16 (32) dynamicky obsazovaných záznamových kanálů pro měření a archivaci průtoků, hladin, tlaků a mnoha dalších veličin. Chody a poruchy čerpadel, narušení objektu nebo obecně stavy kontaktů může monitorovat až 40 binárních kanálů. Jeden textový kanál zaznamenává všechny mimořádné události včetně přijatých i odeslaných SMS, výpadky v napájení a pod.

Celková záznamová kapacita jednotky je větší než 400.000 hodnot a proto k zaplnění paměti a k následnému přepisování nejstarších změřených dat tak v praxi dochází až po několika letech provozu.

Vstupy a výstupy

Základní přípojná deska DPD obsahuje svorky šesti proudových vstupů 4-20 mA a osmi pulsně-binárních PV vstupů, sériové rozhranní RS485 a 2 spínací kontakty relé. Speciální přípojné desky obsahují ještě vstupy pro čtyřvodičové připojení teplotních senzorů Pt100, sériové rozhraní SDI-12 a napěťové vstupy.

Díky zabudovanému rozhraní RS485 lze počty vstupů i výstupů značně rozšířit a realizovat tak i velké měřící sestavy. Maximálně lze přes rozhraní RS485 k jedné jednotce M4016 připojit dva vstupně výstupní binární moduly DV a 16 výstupních modulů MAV420/DIN s galvanicky odděleným proudovým výstupem 4-20 mA.

Mechanické provedení

Celá elektronická část jednotky včetně vstupně-výstupních obvodů i GSM/GPRS modulu je uzavřena v kompaktním kovovém odlitku, který zvyšuje odolnost jednotky proti vnějším nepříznivým klimatickým i elektromagnetickým vlivům. Navíc je tento kompakt uzavřen v robustní plastové skříni s krytím IP66 spolu s napájecím akumulátorem a přípojnou deskou.

Jednotky se dodávají ve trojím mechanickém provedení:

Nízká proudová spotřeba

Programové řízení spotřeby připojených snímačů i vestavěného GSM modemu a nízká vlastní spotřeba jednotky založená na moderním RISC procesoru a 3,3V logice umožňují nasadit jednotku i do míst bez síťového napájení. Obvyklá doba výměny akumulátoru bývá v takovýchto případech 6 až 12 měsíců při každodenním předávání změřených dat do databáze na serveru. Po připoje malého solárního panelu odpadají starosti s napájením jednotky úplně.

Programové vybavení jednotek M4016

Nastavení parametrů záznamových kanálů i všech ostatních parametrů jednotky včetně nastavení podmínek pro automatické zasílání varovných SMS se provádí na dálku přes internet z prostředí webového prohlížeče nebo místně z připojeného PC programem MOST. Většinu základních parametrů lze nastavit i z klávesnice řídící jednotky.

Mezi základní funkce programového vybavení jednotek M4016 patří například:

Výpočty

• Zobrazování a ukládání měřené veličiny v nastavených měrných jednotkách.
• Výpočet okamžitého i kumulovaného průtoku z výšky hladiny podle přednastavených parametrů použitého měrného profilu (Parshallovy nebo Venturiho žlaby, měrné přelivy). V jednotce je přednastaveno 14 rovnic pro nejčastěji používané profily.
• Výpočet průtoku pro složené Parshallovy žlaby (dvojité i trojité kombinace).
• Korekce průtoku při zpětném vzdutí na odtoku Parshallova žlabu (výpočet využívá signálu dvou připojených ultrazvukových snímačů).
• Výpočet průtoku z tabulkově zadané závislosti hladina/průtok.
• Výpočet okamžitého i kumulovaného průtoku z pulsů od REED a OPTO snímačů.
• Součtové a rozdílové funkce nad dvěma kanály (součet a rozdíl měřených veličin). Výpočet klouzavého součtu, klouzavého průměru a trendu nad libovolným kanálem.
• Nelineární výstupní signály lze korigovat polynomem 2.řádu odděleně pro každý z nastavených kanálů.

Statistické výpočty

• Nalezení až 5-ti denních minim nebo maxim včetně času pro každý den archivovaných dat a pro každý záznamový kanál.
• Výpočet denní průměrné hodnoty u kanálů zaznamenávajících průtok i výpočet denního celkového průtoku z hodnot uložených v datové paměti.
• Provozní hodiny s rozlišením na minuty pro každý binární kanál.

Alarmy

• Samostatný limitní alarm pro každý měřící kanál.
• Samostatný gradientní alarm pro každý měřící kanál.
• Po dobu trvání alarmu na kanálu lze nastavit zvýšenou četnost záznamů dat do paměti než za normálního stavu i zvýšenou četnost datových relací ze stanice na server.

Výstupy

• Parametry pro řízení 14-ti skutečných a 6-ti virtuálních relé (limitní spínání podle hodnoty, funkce cyklovače, časové spínání, spínání podle složené logické podmínky a aktuálního stavu binárních kanálů, funkce záskok, ...). S pomocí virtuálních relé lze kombinovat předchozí spínací podmínky do jednoho výstupu.
• Parametry pro řízení až 16-ti externích modulů DAV420 s galvanicky odděleným aktivním analogovým výstupem 4-20 mA.

Datové GPRS přenosy a varovný SMS systém

• Jednotky umožňují automatické pravidelné odesílání změřených dat včetně archivovaných hodnot přes GPRS síť do databáze na serveru (Datahosting)
• Jiným provozním režimem je přenášení změřených dat prostřednictvím vytáčeného spojení přes mobilní nebo pevnou telefonní síť pod programem MOST.
• Telefonní seznam pro 16 adresátů, možné sdružování do 3 skupin, nastavitelné oprávnění k dotazům a k řízení pro jednotlivá čísla ze seznamu.
• Varovný systém založený na 32 uživatelsky nastavitelných a 8 předpřipravených SMS zprávách.
• Aktivace odeslání SMS nebo navázání datového (včetně GPRS) spojení buď po dosažení limitní hodnoty na měřícím kanálu, po aktivaci limitního či gradientního alarmu, pravidelně v čase, při závadě na čidle, při nízkém napětí akumulátoru, po sepnutí binárního vstupu, při poklesu předplaceného kreditu nebo na vyžádání příkazovou SMS z oprávněného čísla.
• Nastavitelné zpoždění a hystereze u limitních SMS.
• 25 dotazových a příkazových kódů pro sestavení dotazové nebo řídící SMS.
• Automatické vkládání okamžité hodnoty měřícího kanálu do textu SMS.
• Programově řízené zapínání modemu na určenou dobu v intervalu hodin až týdnů.
• Nastavení času pro odesílání denních SMS a času i dne u týdenních SMS.
• Ovládání jedné řízené stanice M4016 až ze 4 řídících stanic prostřednictvím indexovaných a vzájemně potvrzovaných SMS nebo prostřednictvím GPRS komunikace (systém ČS – Vodojemy).
• Automatické přepínání mezi zimním a letním časem zaručuje pravidelnost v odesílání SMS.

Zabezpečení

• Samostatné přístupové kódy pro řízení výstupů a pro změnu parametrů.
• Provozní hodiny s rozlišením na minuty zaznamenávající dobu zapnutí i dobu vypnutí přístroje. Odděleně po jednotlivých měřících kanálech jsou registrovány i doby případné chyby v měření připojených snímačů.
• Deník událostí obsažený v datové paměti zaznamenává mimořádné události (sepnutí vybraných vstupů, výpadek a obnovení napájení, příchozí i odchozí SMS, výskyt chybového signálu u připojených snímačů apod.). 

Zpracování dat na serveru - datahosting

Bohaté programové vybavení serveru umožňuje kromě tabulkového zobrazení změřených hodnot také jejich grafické zobrazení, průměrování, vyhledávání mezních hodnot, výpočty proteklého množství, tisk naměřených dat ve formě zprávy, export do textového souboru nebo přes SQL server, rozesílání e-mailů, sledování kreditu u předplacených SIM karet a mnoho dalších funkcí. Jejich počet se stále zvyšuje jako reakce na přání mnoha uživatelů služeb datahostingu.