U nekoliko proteklih dekada, napredak u komercijalno dostupnim kompjuterskim tehnologijama načinio je PC računare moćnim alatima za izgradnju mernih i automatizacionih sistema. PC bazirani sistemi prilagodeni od strane korisnika, povrh svega, su često mnogo jeftiniji od tradicionalnih, unapred izrađenih sistema. Sa druge strane, svaki korisnički prilagođen sistem zahteva određeni nivo razvoja softverske podrške. U isto vreme, različite arhitekture magistrala i procesora, komunikacionih protokola i operativnih sistema, mogu biti prezahtevni za inženjere automatizacije čiji ekspertski domen obično nije u oblasti kompjuterskih nauka.
NI LabVIEW, grafičko razvojno okruženje, omogućava inženjerima da konfigurišu i razviju merni, kontrolni i automatizacioni sistem, korišćenjem ikona umesto linija teksta pri kreiranju aplikacije. Za razliku od tekstualno baziranih jezika, NI LabVIEW se bazira na programiranju toka podataka, gde tok podataka pri prolasku kroz čvor blok dijagrama određuje redosled izvršenje funkcije. LabVIEW su razvili i inženjeri i naučnici, te objedinjuje širok spektar mernih I/O i nudi biblioteke za testiranje, merenje i kontrolu. LabVIEW se danas koristi na većem broju operativnih sistema kao što su: MacOS, Windows, Linux, Solaris, embedded sistemi i FPGA.
Stotine hiljada inženjera i naučnika širom sveta su se sa entuzijazmom priključili društvu LabVIEW programera. Oni smatraju da je vizuelna prezentacija njihovih ideja direktna i osvežavajuća. Mogućnost brze izrade prototipa i oslanjanje na veliki broj industrijski-specifičnih biblioteka rezultira na značajnim povećanjem produktivnosti. Dobar primer za ovo je Supreme Electrical Services Inc.
Supreme Electrical Services Inc. je integrator high-end kontrolne i instrumentacione tehnologije u teškim radnim uslovima, koji je trebalo da izvede napredni monitoring sistem, koji je morao da opstane montiran direktno na pumpi na naftnoj bušotini, u veoma surovim uslovima rada i da pri tome obavlja naprednu analizu podataka dobijenih sa senzora. Robert Stewart (Supreme Electrical Services, Inc) je uvideo da NI hardver i LabVIEW softver daju optimalno rešenje za njihovu aplikaciju, i mi smo za njih izradili backbone kompletnog kontrolnog sistema.
Sistem za monitoring naftne bušotine je dizajniran da nadgleda performanse vitalnih komponenti pumpe u toku rada. Preliminarni proizvod je bio fokusiran na monitoringu pumpe visokog pritiska za lomljenje u aplikaciji simulacije bušotine. Svaka jedinica za lomljenje sastoji se od dizel motora sa velikim brojem konjskih snaga i transmisije uparene sa trostrukom ili četvorostrukom pumpom. Oboje, i pogon i transmisija, su opremljeni elektronskim interfejsom koji nadgleda kritične funkcije i pruža dijagnostičke informacije za vreme rada jedinice. Izlazni podaci koji se posmatraju sa pogona i transmisije prenose se SAE J1939 komunikacionim protokolom.
Danas, pumpe u ovom tipu industrije ne sadrže više od nekoliko diskretnih senzora za nadgledanje kritičnih radnih parametara – najčešće: pritisak pražnjenja, broj obrtaja u minuti i pritisak ulja za podmazivanje. Svaki od ovih parametara je meren posebnim senzorom i prenešen signalnim kablom koji se nalazi od senzora do glavne kontrolne konzole.
Svrha našeg proizvoda je da pored ostalih nadgleda i ove funkcije, i da ih prosledi nazad do glavne kontrolne konzole uz korišćenje istog SAE J1939 CAN protokola. Naš sistem treba da posmatra podatke koji su po karakteristikama van normalnog radnog opsega, kao i uslove otkaza. Sa ovim real-time informacijama baziranim na realnim indikatorima performansi pumpe, operator može doneti odluku da li da prekine operaciju ili da je nastavi. Na kraju će sistem imati manji broj otkaza i smanjiće se cena održavanja pumpi.
Pouzdana primena sa NI CompactRIO i LabVIEW
Za ono što radimo, nema pogodnije hardverske platforme od NI CompactRIO. Dopada nam se što možemo razvijati softver u LabVIEW-u mnogo brže nego u većini drugih programskih okruženja. LabVIEW je učinio razvoj softvera mnogo bržim od C programiranja sa kojim smo imali prethodna iskustva. Ono za šta je većini C programera potrebno dve godine, mi smo završili za nekoliko nedelja. Ovu uštedu u vremenu smo iskoristili da se pojavimo na tržištu brže i zaradili smo na kašnjenju konkurencije. Koristili smo LabVIEW softversku platformu da programiramo real-time procesor, FPGA i I/O u sklopu CompactRIO sistema, kao interfejs za kontrolu i monitoring svakog aspekta servisiranja, kao i simulaciju opreme koja se uobičajeno nalazi u našoj grani industrije. Verujemo da su modularni I/O i robustan CompactRIO sistem perfektni, jer mogu podneti udarce i vibracije, kao i veliki opseg radnih temperatura kojima su izloženi tako montirani na mobilni deo opreme koji se kreće uzduž i popreko naftnog polja. Otvorenost LabVIEW-a i hardvera National Instruments-a omogućavaju lako povezivanje sa velikim brojem senzora, softvera i protokola kao što su:
- Senzor pritiska, magnetski pick-up senzor, digitalni enkoder, temperaturni senzor, nuklearni densitometar, magnetni merač protoka, koreolis merač protoka i tako dalje.
- Softver – istrošenost burgije, wellbore-simulacioni softver
- Operativni sistemi – Windows XP Embedded, Windows CE, Linux®
- Industrijski protokoli – SAE J1939, J1587, J1708; Modbus; Ethernet, 802.11; PROFIBUS
Prilagođena primena sa NI Single-Board RIO
Zbog malog form faktora i niske cene NI Single-Board RIO, mi uočavamo veliku vrednost pri korišćenju ovog hardvera prilikom izrade rešenja za naše kupce. I sa CompactRIO i sa NI Single-Board RIO, u mogućnosti smo da kreiramo monitoring sisteme različitih form faktora i cena.
Form faktor
Form faktor u IBM PC kompatibilnoj industriji obezbeđuje korišćenje istog uređaja u računarima različitih proizvođača i različitih tipova tehnologija, dok u industrijskoj automatizaciji form faktor obezbeđuje da se uređaj može postaviti u standardne montažne sisteme.
Iskustvo LabVIEW korisnika
„LabVIEW je učinio da razvoj softvera traje mnogo kraće nego kada smo ranije radili koristeći programiranje u C-u. Ono za šta većini C programera treba dve godine da urade, mi smo završili za nekoliko nedelja. Mogli smo zbog uštede vremena da izađemo na tržište ranije i pobedili smo zbog vremenskog zaostatka konkurencije.“ Robert Stewart (stariji podpredsednik – Supreme Electrical Services, Inc)
Autori: Thorsten Mayer, Eva Porganzski (oboje National Instruments), Robert Stewart (stariji podpredsednik – Supreme Electrical Services, Inc)
Više informacija: National Instruments Slovenia, tel: +386 3 4254 200, ni.slovenia@ni.com, www.ni.com
