Veri Toplama Sistemlerinin Çeşitleri Nelerdir?
Bu makalede, Dijital Veri Toplama (DAQ) Sistemlerinin farklı türleri hakkında bilgi edinecek ve bunları yeterince ayrıntılı bir şekilde açıklayacağız:
Dijital DAQ sistemlerinin başlıca çeşitlerinin neler olduğunu görün
Bu türlerin birbirlerinden nasıl ve neden farklı olduğunu öğrenin
Nasıl ve nerede kullanılabileceklerini anlayın
Giriş
Bugün piyasada çok çeşitli dijital veri toplama sistemleri (DAQ) bulunmaktadır. Çeşitli form faktörleri, hız, örnekleme hızı aralıkları, sinyal giriş tipleri ve diğer birçok kriterde mevcutturlar. DAQ sistemleri, genel amaçtan çok özele kadar çok geniş bir ölçüm uygulamaları yelpazesini veya elektrik sinyallerinin elde edilmesini ve örneklenmesini kapsar ve bu da tasarımlarını daha da etkiler.
Bu makalenin odak noktası Dijital veri toplama sistemleri olmasına rağmen, bahsedilmesi gereken başka veri kaydedici türleri de vardır:
- Dijital Veri Toplama
- Veri Kaydediciler
- Veri Kaydediciler
- Sinyal Şartlandırıcılar
- Osiloskoplar
- Spektrum Analizörleri
- Titreşim Analizörleri
Veri Toplama Sistemi Türleri
Dijital veri toplama sistemleri türlerini birkaç önemli kritere göre sıralayabiliriz:
- Form Faktörüne Göre Veri Toplama Sistemleri: Bilgisayara bağlı küçük modüllerden bağımsız sistemlere kadar.
- Dağıtılabilirliğe göre veri toplama sistemleri: Veri toplama düğümlerinin modülerliği ve birlikte çalışabilirliği.
- Hıza göre veri toplama sistemleri: Verileri ne kadar hızlı örnekleyebildikleri.
- IP Çevresel Koruma ile veri toplama sistemleri: Şok, titreşim, toz, su ve aşırı sıcaklıklara dayanma yeteneği.
- Kontrol Yeteneklerine göre veri toplama sistemleri: Gerçek zamanlı kontrol sistemleri ile entegrasyon yeteneği.
Aşağıda belirtilen tüm veri toplama sistemi türleri, gerinim ölçer, IEPE, termokupl, RTD, LVDT, voltaj, akım vb. gibi her türlü analog sinyalden ve analog sensörden veri örneklemek ve toplamak için sinyal koşullandırma amplifikatörleri (yani sinyal koşullandırma devresi) sunar.
Form Faktörüne Göre Veri Toplama Sistemleri
Bugün piyasadaki çok çeşitli DAQ sistemlerini sıralamanın en kullanışlı yollarından biri form faktörüdür. DAQ donanımı, elinizde tutabileceğiniz sistemlerden tezgah üstü sistemlere ve çok kasalı raf montaj sistemlerine kadar çok çeşitli boyutlarda mevcuttur. Tahmin edebileceğiniz gibi, en küçük sistemler daha büyük olanlardan daha az kanala sahiptir.
DAQ sistemleri, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli form faktörlerinde mevcuttur:
- Bilgisayar Bağlantılı DAQ Modülleri
- Bağımsız Veri Toplama Sistemleri (dahili bilgisayarlı taşınabilir veri toplama sistemleri olarak da adlandırılır)
- Rafa monte Veri Toplama
Sistemleri
Bilgisayar Bağlantılı Veri Toplama Modülleri
Kullanıcının bilgisayarına bağlanan DAQ sistemleri genellikle dahili bilgisayarlara sahip olanlardan daha ucuzdur. Ayrıca, örneğin bir veya daha fazla sabit disk, klavye ve ekran gibi bir bilgisayara ve ilgili çevre birimlerine sahip olmadıkları için daha küçük ve hafif olabilirler.
Dewesoft birçok popüler bilgisayar bağlantılı DAQ modülü üretmektedir:
| Seri | PC’ye Arayüz | En Yüksek Örnek Oranı/ch | Özellikler |
|
|
USB 2.0EtherCAT | 200 kS/s veya 1 MS/s | Küçük, üst düzey performanslı sinyal koşullandırma, EtherCAT ve USB çıkışı. |
|
|
USB 2.0EtherCAT | 200 kS/s | En yüksek performanslı sinyal koşullandırma, EtherCAT ve USB çıkışına sahip su geçirmez IP67 DAQ cihazları. |
|
|
USB 3.0GLAN | 15 MS/s | Küçük, mevcut en yüksek örnekleme hızı sistemine, en yüksek bant genişliğine ve dinamik aralığa sahip. |
|
|
USB 2.0 | 200 kS/s | El tipi, 8 evrensel analog giriş, 8 sayaç, 2 x CAN BUSx |
|
|
USB 2.0 | 200 kS/s | Çok küçük, USB destekli, 4 kanallı IEPE ve Voltaj veri toplama sistemi. |
|
|
USB 2.0 | 200 kS/s veya 1 MS/s | Tezgah üstü, toplam 64 analog kanala kadar dört adede kadar SIRIUS sinyal koşullandırma dilimini kabul eder. |
|
|
EtherCAT | 20 kS/s analog / 40 kS/s dijital girişler | Küçük tek kanallı ve çok dayanıklı tek ve çok kanallı modüller, aşırı ortam performansı |
|
|
EtherCAT | 20 kS/s analog / 40 kS/s dijital girişler | Gerçek zamanlı kontrol uygulamaları için tezgah üstü ve raf montajı |
|
|
EtherCAT | 40 kS/s | Küçük, tek ve çok kanallı, dağıtılabilir EtherCAT DAQ modülleri |
Bu DAQ sistemi modellerinin her biri USB, EtherCAT veya GLAN (Ethernet) veri arayüzü kullanarak bir ana bilgisayara bağlanır. Ana bilgisayarın, tüm Dewesoft DAQ donanımlarına ÜCRETSİZ olarak dahil edilen DewesoftX veri toplama yazılımını çalıştırması gerekir.
Bağımsız veya Taşınabilir Veri Toplama Sistemleri
Bir DAQ cihazına bir bilgisayar eklendiğinde, bağımsız bir veri toplama sistemi haline gelir, yani bir veri toplama sistemi olarak veri kaydı ve analizi gerçekleştirmek için herhangi bir ek donanıma ihtiyaç duymaz. Bu sistemler genellikle dahili ekranlara ve klavyelere de sahiptir, ancak bu öğeler harici olarak da bağlanabilir. Dahili veri depolama her zaman dahildir.
Dewesoft, birçok popüler bağımsız veya hepsi bir arada veri toplama sistemi üretmektedir:
| Seri | En Yüksek Örnek Oranı/ch | Maksimum Kanal Sayısı | Özellikler |
|
|
200 kS/s | 8 analog8 sayıcı/kodlayıcı24 dijital1 CAN veri yolu |
Çok küçük bağımsız sistem. Ekran (isteğe bağlı) ve klavye ayrıdır. |
R1DB ve R2DB  |
200 kS/s veya 1 MS/s | 16 analog8 sayaç/kodlayıcı24 dijital1 CAN veri yolu |
İki adede kadar SIRIUS DualCoreADC, SIRIUS HD veya SIRIUS HS DAQ modülü ile yapılandırılabilen en küçük tezgah üstü ünite. Dahili ekran, klavye ve piller. |
|
|
200 kS/s veya 1 MS/s | 32 analog16 sayaç/kodlayıcı48 dijital2 CAN veri yolu |
Tezgah üstü ünite, 3 SIRIUS DualCoreADC, SIRIUS HD veya SIRIUS HS DAQ modülü ile yapılandırılabilir. |
|
|
200 kS/s veya 1 MS/s | 64 analog32 sayaç/kodlayıcı96 dijital4 CAN veri yolu |
Tezgah üstü ünite, 4 SIRIUS DualCoreADC, SIRIUS HD veya SIRIUS HS DAQ modülü ile yapılandırılabilir. Ekran ve klavye ayrıdır. |
|
|
200 kS/s veya 1 MS/s | 128 analog64 sayıcı/kodlayıcı192 dijital9 CAN veri yolu |
Büyük tezgah üstü ünite, 8 SIRIUS DualCoreADC, SIRIUS HD veya SIRIUS HS DAQ modülü ile yapılandırılabilir. İsteğe bağlı dahili ekran ve piller |
|
|
40 kS/s’ye kadar | 8 adede kadar IOLITE DAQ yuvası | ARM işlemcili ve Linux işletim sistemli gömülü veri toplama sistemi |
Rack Tipi Veri Toplama Sistemleri
DAQ sistemleri kalıcı olarak, örneğin bir laboratuvar veya test tezgahına kurulacaksa, bunları standart 19″ kasalara yerleştirmek mantıklıdır. Bu, sistemin yanı sıra kablolar için de fiziksel koruma sağlar ve özellikle yüksek kanal sayısı uygulamalarında kullanışlıdır.
Dewesoft çeşitli kasalara uyumlu DAQ sistemleri üretmektedir:
| Seri | En Yüksek Örnek Oranı/ch | Maksimum Kanal Sayısı | Özellikler |
|
|
40 kS/s | Analog, dijital I/O için 12 yuva. | Endüstriyel EtherCAT uyumlu veri toplama ve kontrol sistemi, 19 adede kadar IOLITE DAQ modülü ile yapılandırılmıştır. |
|
|
200 kS/s veya 1 MS/s | 32 analog16 sayıcı/kodlayıcı 48 dijital2 CAN veri yolu |
Tezgah üstü ünite, 3 SIRIUS DualCoreADC, SIRIUS HD veya SIRIUS HS DAQ modülü ile yapılandırılabilir. |
|
|
200 kS/s veya 1 MS/s | 128 analog64 sayıcı/kodlayıcı192 dijital9 CAN veri yolu |
Büyük tezgah üstü ünite, 8 SIRIUS Dual-Core, SIRIUS HD veya SIRIUS HS DAQ modülü ile yapılandırılabilir. İsteğe bağlı dahili ekran ve piller. |
Dağıtık Veri Toplama Sistemleri
“Dağıtılmış” ne anlama geliyor? Çoğu mühendis, bir laboratuvar tezgahının üzerinde duran klasik DAQ sistemine aşinadır. Peki ya birbirinden biraz uzakta bulunan çok sayıda ölçüm noktasına sahip uygulamalar ne olacak? Geçmişte, bu uygulamalar yalnızca birden fazla DAQ sistemi kullanılarak ve testten sonra verilerini birleştirmeye ve senkronize etmeye çalışarak ele alınabiliyordu.
Bugün yeni bir tür DAQ sistemi var. Giriş modüllerini bir fabrikanın veya diğer geniş alanların ya da yapıların her tarafına yerleştirebilen dağıtılabilir bir veri toplama sistemi. Bu DAQ sistemleri, tüm ölçüm birimleri ve giriş kanalları arasında yerleşik senkronizasyona sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Sinyalleri doğrudan ölçüm noktalarında dijitalleştirir, dijital verileri merkezi bir bilgisayara, EtherCAT master’a ve hatta merkezi bir veritabanına veya bulut veritabanına geri gönderirler.
Aşağıdaki örnek fotoğraf, veri toplama sistemlerinin geniş bir alana nasıl dağıtıldığını göstermektedir. DAQ sistemlerinin bu şekilde dağıtılması çeşitli avantajlar sağlar:
- DAQ donanım birimlerini güç, senkronizasyon ve veri için bağlayan tek kablo.
- DAQ sistemleri sensörlere yakın yerleştirildiğinden sensör kablo uzunlukları minimumda tutulur. Bu, sinyal gürültüsünü ortadan kaldırır ve genel olarak sinyal kalitesini artırır.
Dewesoft KRYPTON ve SIRIUS DAQ cihazlarımızın uçaklar, ekskavatörler, köprüler vb. gibi daha büyük test nesnelerine dağıtılabileceği örnek şematik. Cihazlar, senkronizasyon, güç ve veri taşıyan cihazlar arasında tek bir EtherCAT kablosu kullanılarak dağıtılır.
Dewesoft çeşitli dağıtılabilir veri toplama sistemleri sunmaktadır:
| Seri | En Yüksek Örnek Oranı/ch | Maksimum Kanal Sayısı | Özellikler |
|
|
EtherCAT | 20 kS/s analog | IP67 dayanıklı tek ve çok kanallı DA modülleri. Aşırı ortam performansı sunar. Cihazdan cihaza 100 metreye kadar. |
|
|
EtherCAT | 200 kS/s veya 1 MS/s | EtherCAT üzerinden dağıtılabilen en yüksek performanslı sinyal koşullandırma DAQ modülleri. Cihazdan cihaza 100 metreye kadar. |
|
|
GLAN | 15 MS/s | Küçük, mevcut en yüksek örnekleme hızı sistemine, en yüksek bant genişliğine ve dinamik aralığa sahip. |
|
|
EtherCAT | 40 kS/s | Endüstriyel uygulamalar için üretilmiş küçük tek kanallı ve çok küçük çok kanallı modüller. Cihazdan cihaza 100 metreye kadar. |
Veri Toplama Hızına Göre Veri Toplama Sistemleri
Doğrulukla birlikte örnekleme hızı, herhangi bir ölçüm sisteminin en önemli performans özelliklerinden biridir.
Tüm Dewesoft sistemlerine dahil olan DewesoftX DAQ yazılımı, SIRIUS XHS DAQ modülleri ile saniyede 15 milyon örneğe kadar (kanal başına!), örnekler arasında dakikalar hatta saatler aralığında son derece yavaş örneklemeden donanımın izin verdiği tüm örnekleme hızlarını destekler.
İşte en yüksek alım hızına göre Dewesoft DAQ sistemlerine üst düzey bir genel bakış:
| Yavaştan Ortaya | Orta ila Hızlı | Hızlı | Çok Hızlı |
| 20 kS/s’ye kadar | 200 kS/s’ye kadar | 1 MS/s’ye kadar | 15 MS/s’ye kadar |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
SIRIUS Raf modelleri (R1DB, R2DB, R3, R4, R8, R8rt)  |
En yüksek alım hızına göre Dewesoft DAQ sistemleri
Yavaş ila Orta sistemler (100 S/s ila 20 kS/s) tipik olarak şu alanlarda bulunur:
- Proses kontrol ve makine izleme uygulamaları
- Gerçek zamanlı kontrol, fabrika otomasyonu
- Gerilim ve akım izleme, santral testleri, röle ve vana testleri
- Her sektörde genel amaçlı testler
- İnşaat mühendisliği, yapısal izleme
Orta ila Hızlı sistemler (200 kS/s) genellikle şu alanlarda bulunur:
- Gürültü ve titreşim (NVH), modal testler, sinüs işleme, yapısal analiz
- Yol yükü, yanma analizi, soğuk ve sıcak hava ve her türlü araç testleri
- Motorların, kontrol yüzeylerinin, rüzgar tüneli testlerinin havacılık ve askeri testleri
- Elektromotor testleri, asansör
Hızlı sistemler (1 MS/s) için kullanılır:
- Dinamik şok, darbe ve çarpışma testleri
- Balistik testler
- Güç analizi
- Güç kalitesi analizi
- E-mobilite
Çok hızlı sistemler (15 MS/s) öncelikle şunlar için kullanılır:
- Geçici yakalama uygulamaları
- Darbe ve çarpışma testleri
- Silah testleri
- Güç analizi
- Güç kalitesi analizi
- E-mobilite
Ortam Korumasına veya Sağlamlığa Göre Veri Toplama Sistemleri (IP derecesi)
Dayanıklı veri toplama sistemleri çok zorlu ortamlarda çalışmak üzere üretilmiştir. En önemli hususlar arasında geniş bir çalışma sıcaklığı aralığı, yüksek şok ve titreşime dayanma yeteneği ve suya, toza, dumana, buza vb. karşı direnç yer alır.
| Model | Su/Toz Geçirmezlik Derecesi | Sıcaklık Çalışma Aralığı | Maks. Şok Değeri | Maks. Titreşim Değeri |
|
|
IP67 | -40 ila +85° C-40 ila +185° F | 100 g, 6 ms, yarım sinüs | Teknik ayrıntılara bakın |
|
|
IP67 | -40 ila 70° C-40 ila 158° F | 100 g, 6 ms, yarım sinüs | Teknik ayrıntılara bakın |
|
|
IP67 | -40 ila +60° C-40 ila 140° F | 100 g @ 4 ms 50x, yarım sinüs, tüm eksenler | Teknik ayrıntılara bakın |
|
|
IP67 | -40 ila 50° C-40 ila 122° F | 100 g, 4 ms, yarım sinüsHer eksende 50x poz./neg | Teknik ayrıntılara bakın |
|
|
IP50 | -10 ila 40 °C | Titreşim süpürme sinüsü (EN 60068-2-6:2008) Titreşim rastgele (EN 60721-3-2: 1997 – Sınıf 2M2) Şok (EN 60068-2-27:2009) MIL-STD-810D |
Teknik ayrıntılara bakın |
R8R ve R8Rrt  |
Sağlamlığa göre dijital DAQ sistemleri
Kontrol Kabiliyetli Veri Toplama Sistemleri
Dewesoft’un sunduğu yepyeni bir DAQ sistemi türü var. Veri toplama ve kontrol sistemleri olarak adlandırılır. Bu sistemler gerçek zamanlı bir kontrol sistemi döngüsünde kullanılabilir ve yüksek hızlı tamponlanmış veri toplama sunar ve ayrıca herhangi bir 3. taraf EtherCAT kontrolörüne indirgenmiş veri akışı sağlar.
| Model | EtherCAT master’a veri akışı sağlar | USB üzerinden Dewesoft sistemine yüksek hızlı veri akışı | Kasa başına modül yuvası | Tek ve çok kanallı modüller | Çift Veri Yolu özelliği |
|
|
Evet | Evet (Ana bilgisayara) |
R12 = 12R8 = 8 |
Yalnızca çoklu kanal | Evet |
|
|
Evet | Hayır | N/A (çok kanallı modüller DIN rayına monte edilir) | Evet | Evet |
|
|
Evet | Evet (Ana bilgisayara veya Dahili Depolamaya) |
8 | Yalnızca çoklu kanal | Evet |
|
|
Evet | Evet (Entegre PC) |
8 (128 analog kanala kadar) | Yalnızca çoklu kanal | Evet |
Kontrol kapasitesine göre dijital DAQ sistemleri