Совсем недавно, буквально 20 лет назад все системы сбора данных строились на специализированных платформах или уникальных технологиях. Из стандартизированных решений, тут можно вспомнить про GP-IB, VXI и тому подобные более современные аналоги. По мере появления персонального компьютера и расширения сферы задач, решаемых с его помощью, до автоматизации измерений и испытаний, стоимость систем начального уровня резко сократилась. Дальнейшее развитие систем измерений на базе персонального компьютера, позволила решать более сложные задачи, за существенно меньшие трудовые, а, как следствие, и финансовые затраты.
Сегодня, большинство решений сбора данных с датчиков, оцифровки и сохранения результатов строится на базе персонального компьютера. Даже специализированные решения, внутри применяют общие компьютерные шины (например, PCIe), и процессорные модули, основанные на x86 технологиях. В результате, на разных испытательных площадках одновременно функционируют системы измерения от разных производителей и разных годов выпуска, построенных на разных аппаратных и программных платформах. В большинстве своём это семейства процессоров х86 и ОС Windows.
Наступает новая эпоха в компьютерном мире. Рынок персональных компьютеров существенно меньше рынка смартфонов и планшетов. Первенство Intel на рынке процессоров, а так же Microsoft на рынке операционных систем уже не так очевидно. Решения на основе персональных компьютеров и операционной системе Windows становятся всё более узкоспециализированными, а следовательно и более дорогостоящими. Процесс разработки смещается в сторону мобильных платформ и web-технологий. Квалифицированный персонал, следует тем же тенденциям.
Ввиду выше изложенного можно выделить две тенденции: нарастающий ком проблем связанных с эволюцией технологий основанных на персональном компьютере и намечающийся переход общества к новым более массовым мобильным технологиям.
Из первой тенденции вытекают следующие вопросы: Что делать с разными данными от разных систем? Как их совместить для одновременного использования на всех этапах жизненного цикла испытаний? Что делать со старыми системами, выведенными из эксплуатации и с архивом данных, оставшихся после них?
Вторая тенденция обращает внимание на следующие вопросы: Когда массовые мобильные технологии доберутся до решения проблем испытаний. Можно ли ещё удешевить системы измерения и как следствие сделать их более массовыми? Что могут предложить мобильные приложения, web-технологии, облачные хранения данных, доступность интернета? Несут ли новые технологии и новые риски их применения?
Уже сейчас возможно получать данные в реальном времени с удалённого стенда, сохранять их и вести архив испытаний.
На мой взгляд, переход на новый уровень технологий неизбежен, но он не будет мгновенным. Как обычно, будет постепенное вытеснение новыми технологиями старых.
Вот, пример сочетания этих технологий на реальном объекте. Полигон для натурных испытаний труб большого диаметра недалеко от Челябинска. Испытания на этом «временном» полигоне проводятся уже более 6 лет. Датчиковое оборудование, по сути одноразовое и меняется перед каждым испытанием. В качестве измерительного оборудования сейчас используется продукция L-Card. Программная часть построена на базе комплекса ACTest, разработки ООО «Лаборатория автоматизированных систем (АС)».
Основные узлы системы измерения представлены на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема стенда, с подключением к сети Интернет.
Оборудование время от времени меняется, как ввиду объективных причин, таких как, выход из строя или по метрологические показания. Помимо этого постоянно испытывается новое оборудование, позволяющее улучшить количественно, а иногда и качественно измерительные характеристики стенда в целом.
Программное обеспечение столь универсально, что позволяет, во-первых, создать сетевую распределенную структуру сбора данных, с узлами сбора, непосредственно рядом с опасным объектом испытаний и АРМами для инженеров и красивыми большими экранами для комиссии, расположенными в более-менее безопасном месте на удалении более километра от места проведения испытаний и во-вторых без изменения общей архитектуры проводить следующие полезные манипуляции с системой:
- замена датчиков;
- замена измерительного оборудования;
- учет новых характеристик в системе.
Но все преимущества данного ПО ограничиваются периметром полигона, как аппаратно так и программно. Программное обеспечение решает задачи проведения испытаний на всём жизненном цикле, от подготовки испытаний, через проведение самих испытаний к обработке и хранению данных. Но всё это можно выполнять, находясь непосредственно на полигоне.
Процесс подготовки к испытаниям можно контролировать только на полигоне. Момент накачки давления можно увидеть, только на полигоне. Контролировать процесс накачки, а это может занять до 7 дней, можно отслеживать только на полигоне. Процесс охлаждения и непосредственно сам подрыв, можно наблюдать только на полигоне. Сравнение результатов разных испытаний можно проводить только на полигоне, ну или взяв с собой данные и организовав АРМ обработки, на котором будет установлено то же программное обеспечениеACTest.
Рассмотрим вопросы, связанные с проведением испытаний подробнее:
- Этап подготовки к испытаниям. План проведения испытаний на ближайший год. Стадия подготовки текущего испытания, планирование и отслеживание подготовки и проведения текущего испытания.
- Этап проведения испытаний. Накачка давления от 5 до 10 дней. Охлаждение перед проведением испытаний. Отображение данных и информации с видеокамер в реальном времени в разном временном масштабе и просмотр архивных данных эксперимента. Публикация результатов испытаний, включая динамические данные с датчиков разрыва трещины.
- Этап обработки и хранения данных. Архив данных по предыдущим испытаниям. Просмотр и сравнение данных с разных испытаний. Просмотр информации по составу оборудования и метрологическим характеристикам и другой справочной информации.
Рассмотрим, как эти вопросы решаются уже сейчас с применением web-технологий и мобильных систем.
Технически это выглядит следующим образом. К системе измерения подключается программный модуль, который собирает уже обработанные данные и публикует в сети интернет, в заранее подготовленный технологический web-портал. Далее всем заинтересованным лицам уже не нужно носить с собой персональный компьютер, для того чтобы видеть данные в реальном времени. Достаточно тех средств, которые и так уже есть у всех современных людей. То есть смартфон или планшет на любой платформе или операционной системе. Вот тут как раз мы и наблюдаем положительный эффект от сочетания мобильных устройств и web-технологий. Нет необходимости в установке какого-то дополнительного программного обеспечения, все данные доступны там, где это необходимо и главное, когда это необходимо.
Как всё это выглядит можно посмотреть на демонстрационном web-портале http://technograph.ru/ или на рисунках ниже.
Рисунок 2. Отображение информации в реальном времени.
Рисунок 3. Схема расположения датчиков.
Рисунок 4. Планирование испытаний.
С информацией на всех трёх этапах можно работать уже сейчас в любой точке мира подключённой к Интернету с любого устройства (от телефона до телевизора) без установки какого-либо дополнительного программного обеспечения. И это только начало пути смены концепции общения с цифровыми данными в целом и решении задач в области АСУТП и автоматизации испытаний в частности.