Máy Tính Thu Thập Dữ Liệu DAQ Nhỏ Gọn Cho Hệ Thống Đo Lường Công Nghiệp
27/06/2019
Giới thiệu
Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (Volatile Organic Compounds - VOC) bao gồm một loạt các hóa chất dựa trên khí carbon, một số trong đó nguy hiểm cho sức khỏe con người và môi trường. Do đó, sự quan tâm ngày càng tăng đối với chất lượng không khí trong nhà, nơi làm việc thúc đẩy sự phát triển của các thiết bị đo lường để phát hiện khí thải VOC trong môi trường kín như phòng thí nghiệm, phòng sạch bán dẫn và môi trường dây chuyền sản xuất.
Nói chung, các thiết bị đo chất lượng phải có khả năng nhận được nhiều tín hiệu cảm biến khác nhau và thậm chí có thể có các chức năng nâng cao để điều khiển các thiết bị liên quan. Việc thu thập dữ liệu chính xác và thực hiện thành công các điều khiển chủ yếu phụ thuộc vào phần cứng thiết bị. Các sản phẩm phần cứng đa thương hiệu làm tăng sự phức tạp của tích hợp hệ thống bởi quá trình kiểm tra khả năng tương thích có thể tốn khá nhiều thời gian, do đó làm trì hoãn việc cài đặt và triển khai hệ thống.
Yêu cầu hệ thống
Khách hàng của dự án này là nhà cung cấp dụng cụ đo lường và nhà sản xuất thiết bị giám sát chất lượng nước và máy phân tích VOC của Đài Loan, các sản phẩm của họ đã được chấp nhận bởi các ngành công nghiệp khác nhau, như các ngành tiện ích công cộng, hóa dầu, bán dẫn và điện tử. Công ty phân tích VOC hiện tại sử dụng phần cứng của nhiều thương hiệu để đo nhiệt độ và nồng độ khí quyển. Cách tiếp cận và triển khai phần cứng chắp vá của đơn vị này đòi hỏi một không gian lớn để lắp đặt, gây ra một số sự cản trở cho việc nâng cấp và bảo trì hệ thống. Do đó, công ty muốn nâng cấp hệ thống với giải pháp công nghiệp tất cả trong một (All in One).
Giải pháp tất cả trong một (All in One) cần thiết bao gồm máy tính công nghiệp nhỏ gọn và mô đun thu thập dữ liệu. Do máy phân tích VOC của công ty thường được tích hợp trong máy tính để trong cabin cùng với một số thiết bị khác, nên nền tảng phần cứng mới cần phải nhỏ gọn để phù hợp với không gian hạn chế. Ngoài ra, giải pháp này cũng cần nhiều cổng I/O (cả analog và digital) để thu thập và truyền tải nhiều loại tín hiệu. Cuối cùng, và quan trọng nhất, hệ thống của họ cần có đủ khả năng bảo mật để ngăn chặn việc giải pháp bị sao chép hoặc bắt chước bởi các đối thủ cạnh tranh.
Mô tả hệ thống
Advantech MIC-1816 là một máy tính nhúng công nghiệp nhỏ gọn được trang bị mô-đun thu thập dự liệu. Thiết kế nhỏ gọn, không quạt của hệ thống làm cho nó lý tưởng cho việc lắp đặt không gian hạn chế. Đối với dự án này, MIC-1816 đã được lắp đặt trong tủ để kết nối cặp nhiệt điện, van nạp, nút van và rơle với đèn LED. Điều này cho phép hệ thống đo VOC được sử dụng để thu thập tín hiệu cảm biến và điều khiển các thiết bị liên quan để từ đó điều chỉnh nhiệt độ và nồng độ VOC.
MIC-1816 là nền tảng máy tính nhúng thu thập dữ liệu đầu tiên trong công nghiệp. Mặc dù thiết bị này nhỏ gọn (165 x 130 x 59 mm) với kích thước chỉ gọn trong lòng bàn tay, nhưng nó cung cấp đủ sức mạnh tính toán để đáp ứng các yêu cầu của dự án này. Nền tảng phần cứng này hỗ trợ khả năng tích hợp rất cao cho hệ thống, cho phép công ty thay thế thiết bị phần cứng chắp vá trước đó bằng một nền tảng duy nhất. Cổng I/O đa chức năng (bao gồm đầu vào analog, đầu ra analog, đầu vào digital và đầu ra digital) cho phép người dùng kết nối với nhiều thiết bị và quản lý các thành phần khác nhau. Ngoài ra, việc cung cấp thu thập dữ liệu độ phân giải 16 bit làm tăng độ chính xác của phép đo và khối đầu cuối có thể tháo rời có thể được nối trực tiếp với các cảm biến để dễ dàng cài đặt và bảo trì.
Cuối cùng, để ngăn chặn việc vi phạm bản quyền và bảo vệ tài sản trí tuệ của khách hàng, Avantech có thể nhúng MIC-1816 với ID thiết bị duy nhất được lưu trữ trong EEPROM. Với tính năng tùy chỉnh này, có sẵn theo yêu cầu, hệ thống MIC-1816 sẽ chỉ hoạt động nếu ID thiết bị khớp với EEPROM. Điều này là để ngăn các nhà sản xuất khác sao chép các chức năng của hệ thống đo VOC, ngay cả khi họ sử dụng cùng các thành phần phần cứng.
Triển khai dự án
MIC-1816: 16-bit, 16-channel, mô đun máy tính thu thập dữ liệu 1MB/s với Bộ vi xử lý chip Core i3/ Celeron.
Kết luận
MIC-1816 là nền tảng máy tính nhúng công nghiệp tất cả trong một (All in One) được trang bị các chức năng kiểm soát và thu thập dữ liệu cần thiết. Nền tảng này có khả năng tích hợp cao, cho phép các nhà tích hợp hệ thống và nhà sản xuất thuận tiện phát triển và bảo trì hệ thống. Hơn nữa, việc cung cấp tính năng bảo mật dựa trên ID thiết bị như một cơ chế mã hóa ngăn các bên thứ ba sao chép giải pháp của họ. Hiện tại, hệ thống đo VOC mới đã bước vào giai đoạn sản xuất thử nghiệm. Cho đến nay, công ty rất hài lòng với MIC-1816 và có kế hoạch tiếp tục phát triển các tính năng và chức năng của ứng dụng của họ.
