Przenośne testery i urządzenia pomiarowe

Rosnące wymagania użytkowników i zaawansowane możliwości techniczne powodują, że urządzenia techniczne stają się coraz mniejsze, szybsze i tańsze.
„Forma wynika z funkcji”. To stwierdzenie wymyślone przez amerykańskiego rzeźbiarza Horatio Greenough, a spopularyzowane przez architekta Louisa Henri Sullivana, bardzo dobrze opisuje główną zasadę, jaka powinna przyświecać projektantom wszystkich produktów. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na przenośne urządzenia pomiarowe i testujące ich producenci stwierdzili początkowo, że najlepszym kształtem obudowy dla takich urządzeń będzie niewielka skrzynka, szafka, zawierająca i zabezpieczająca elementy znajdujące się wewnątrz niej samej. Niezależnie od tego czy wykonana ona będzie jako jednolity odlew, ukształtowana odpowiednio metalowa blacha lub też wykonana z żywicy fenolowej, z uchwytami lub bez, zawsze jej forma powinna wynikać przede wszystkim z realizowanych później funkcji.
Jednakże rozwój mikroelektroniki oraz technologii wytwarzania nowoczesnych materiałów syntetycznych i miniaturyzacja elementów elektronicznych umożliwiły tworzenie nowych form obudów: mniejszych, lżejszych, mocniejszych i bardziej szczelnych. I nagle okazało się, że forma już nie zawsze musi wynikać z funkcji.
W ankiecie przeprowadzonej przez redakcję Control Engineering, przy współpracy z Reed Corporate Research, pośród przedstawicieli przemysłu zajmujących się specyfikacją i rekomendacją lub też kupujących przenośne urządzenia pomiarowe i testujące, poproszono ich, by wskazali swoje główne wymagania i preferencje w tej dziedzinie. Zebrane odpowiedzi wskazały na liczne podobieństwa w porównaniu do ankiety przeprowadzonej w 2002 roku, ale pojawiły się również zaskakujące różnice.
Kto co mierzy?
82% respondentów przyznało, że korzysta z urządzeń przenośnych ze względu na potrzeby własnego zakładu, tylko 5% na potrzeby budowy specjalizowanego sprzętu (OEM) sprzedawanego później jako produkt firmy, zaś 13% ze względu na oba te czynniki.
Zastosowania i aplikacje są niezwykle różnorodne. 36% ankietowanych użytkuje urządzenia testujące do kontroli procesów ciągłych i seryjnych (partie produktów), 24% do prowadzenia serwisu, 15% w procesach dyskretnych, 10% tylko w procesach ciągłych, 9% tylko w procesach seryjnych, a 6% w innych aplikacjach (porównaj: wykresy kołowe).
Bez względu na rodzaj aplikacji na przestrzeni ostatnich czterech lat zarysowują się wyraźne zmiany w tendencjach wykorzystania urządzeń pomiarowych. Najczęściej wciąż mierzone są różne parametry elektryczne – o takim zastosowaniu, wspomina aż 36% ankietowanych. Wykorzystanie w kalibracji zgłosiło 14%, a pomiary mocy i parametrów zasilania również 14%. (W poprzedniej ankiecie z 2002 roku pomiary elektryczne mocy i parametrów zasilania stanowiły część większej, ogólnej kategorii pomiarów elektrycznych. W niej znajdowały się również pomiary pozycji i wymiarów, momentu i mocy napędów oraz ich przyspieszenia, co ostatecznie dawało znaczący wynik 61%). W tegorocznej ankiecie cztery procesy utrzymały swe notowania zarejestrowane również w 2002 roku – pomiary temperatury 8%, przepływu 3%, ciśnienia również 3% i poziomu 1%. Pozostałe zmienne i parametry, wśród nich np. pomiary częstotliwości zdarzeń, stanowiły uzupełnienie listy aplikacji i zastosowań urządzeń pomiarowych (wykres).
Wzrost zastosowań urządzeń mierzących zużycie energii i parametry sieci zasilania odzwierciedla bezpośrednio procesy zachodzące na rynku energetycznym – gwałtowny wzrost cen energii. I choć wciąż większość energii elektrycznej generowana jest w elektrowniach węglowych (relatywnie niskie koszty zakupu węgla), zwiększyły się koszty funkcjonowania samych elektrowni, które muszą wprowadzić procedury i środki ochrony środowiska naturalnego. Zastosowanie przenośnych mierników energii i parametrów sieci elektrycznej pomaga inżynierom w oszacowaniu wpływu wprowadzanych zmian oraz optymalizacji wykorzystania energii.  

 Większość respondentów używa przenośnych urządzeń pomiarowych i testujących na potrzeby własnych zakładów i procesów produkcyjnych. Największy ich odsetek stosowany jest w procesach ciągłych i seryjnych 
Urządzenia specjalizowane, czy wielozadaniowe?
Wielozadaniowe, wielofunkcyjne przenośne urządzenia pomiarowe i testujące niosą z sobą realne korzyści. Miernik, który może wykonać kilka rodzajów pomiarów, pozwala ekipie technicznej na szybszą ich realizację. Jednakże wyniki tegorocznej ankiety wskazują na pewne zmiany w wykorzystaniu urządzeń wielofunkcyjnych, w porównaniu z poprzednimi badaniami rynku. W różnych obszarach zastosowań popularność tego typu urządzeń spadła,choć oczywiście wciąż wyprzedzają one pod względem liczebności urządzenia specjalizowane (pomiar tylko jednej, konkretnej wielkości).
Taka sytuacja ma miejsce z miernikami wykorzystywanymi w kalibracji różnych urządzeń. Największa zamiana dotyczy wielofunkcyjnych mierników z funkcjami analitycznymi. W ich przypadku niebudząca wątpliwości dominacja na rynku spadła i obecnie poziomy zastosowania urządzeń wielofunkcyjnych i specjalizowanych są praktycznie takie same.
Tak nagły spadek popularności urządzeń wielofunkcyjnych może być spowodowany wieloma czynnikami. Według Jonathana Rowe, kierownika produkcji przekaźników w firmie Invensys Process Systems, Measurements & Instruments Div., wybór odpowiedniego urządzenia pomiarowego stał się bardziej skomplikowany – za sprawą pojawienia się na rynku niezwykle szerokiej gamy dostępnych opcji i typów takich produktów. I choć zarysowuje się tendencja stosowania urządzeń specjalizowanych, jego zdaniem wciąż wielu użytkowników preferuje urządzenia wielofunkcyjne, ponieważ dzięki nim mogą zminimalizować liczbę niezbędnych mierników, które przecież trzeba kupić, a następnie przechowywać i serwisować.
– Użytkownicy odkryli, że obserwowany ostatnio rozwój technologii i coraz większe nagromadzenie funkcji w przenośnych urządzeniach pomiarowych niesie z sobą korzyści związane z możliwościami ograniczenia konieczności prowadzenia skomplikowanych i niekiedy żmudnych działań serwisowych oraz utrzymania ruchu urządzeń w zakładzie. Wiele prowadzonych ostatnio prac rozwojowych pozwoliło na miniaturyzację zwłaszcza urządzeń specjalizowanych, które zwiększyły również swoje moce obliczeniowe. Urządzenia takie często korzystają również z bezprzewodowej komunikacji i dzięki temu mogą bezpośrednio współpracować z przenośnymi modułami kalibracyjnymi i konfigurującymi – wyjaśnia Jonathan Rowe.
Ranking najważniejszych czynników
W prezentowanej tegorocznej ankiecie respondenci poproszeni zostali również o wskazanie najistotniejszych ich zdaniem czynników, jakie należy uwzględnić przy wyborze odpowiednich urządzeń pomiarowych i testujących.
Poniżej zamieszczono te czynniki, uszeregowane pod względem ważności:

  • dokładność / powtarzalność pomiaru,
  • trwałość,
  • łatwość użytkowania,
  • łatwość odczytu wskazań,
  • koszt,
  • gwarancja,
  • dostępność / szybkość dostawy.

Podobnie jak w ankiecie z 2002 roku osiągi urządzeń są ważniejsze niż ich cena i dostępność na rynku, co jest niezbitym dowodem, że dla użytkowników ważniejsza jest kwestia jakości, niż nawet wyższych kosztów. Okazuje się jednak, że są pewne granice kosztów, których użytkownicy nie są gotowi ponosić przy zakupie takich urządzeń. 

 Przenośne urządzenia pomiarowe i testujące najczęściej wykorzystuje się w pomiarach różnych parametrów i wielkości elektrycznych
– Choć większość użytkowników przenośnych urządzeń pomiarowych i testujących mówi, ze chcą mieć urządzania najlepsze, najdokładniejsze, najlżejsze i najprostsze w użytkowaniu bez względu na koszty, to jednak prawie zawsze ich wymagania ulegają zmianie, gdy zamówienie dociera do kierownictwa zakładu lub działu realizacji zamówień – wyjaśnia Bill Southard pracownik działu zaopatrzenia i zarazem prezes firmy DST Controls. – Zazwyczaj bowiem szefowie firm chcą kupić najprostsze urządzenie, które umożliwi realizację konkretnego pomiaru. Użytkownicy chcą wysokiej precyzji i powtarzalności pomiarów. Działy realizacji zamówień zaś z reguły chcą dostarczenia przynajmniej trzech ofert do porównania. Wtedy pojawia się konieczność dyskusji i podjęcia pewnych kompromisowych decyzji.
– Precyzja dostępnych obecnie na rynku przenośnych urządzeń pomiarowych wystarcza w większości zadań – dodaje Bill Southard. – Żyjemy przecież w świecie zintegrowanym i kupić można wszystko od każdego. Według mnie najważniejsze czynniki decydujące o wyborze konkretnego typu urządzenia to: łatwość odczytu i rejestracji danych, łatwość integracji z bazą danych, cena, dostępność i gwarancja jakości. Precyzja i powtarzalność pomiarów zwykle okazuje się wystarczająca, podobnie jak oferowana trwałość urządzenia (istotna głównie w razie konieczności stosowania urządzeń w środowiskach niebezpiecznych, zagrożenia wybuchem itp.).
Forma może wynikać z funkcji, jednakże nie dziś, kiedy zarysowuje się wyraźna droga rozwoju przenośnych urządzeń pomiarowych. Dzisiejsza tendencja to zaopatrzenie pracowników kontroli i sterowania w różnego typu urządzenia, przystosowane do realizacji konkretnych, wymaganych przez nich funkcji pomiarowych. Wskazuje to, iż w równym stopniu powinny rozwijać się zarówno rynek urządzeń wielofunkcyjnych, jak i specjalizowanych.
PRODUKTY
Funkcjonalność i elastyczność – przenośne urządzenie konfiguracyjne
Urządzenie konfiguracyjne Foxboro HHT50 – przeznaczone do współpracy z urządzeniami magistral miejscowych HART lub FoxCom – integruje w sobie: funkcje operacyjne systemu Windows XP, oprogramowania narzędziowego Field Device Tool oraz konfiguracyjnego PC50 – umieszczonych w przenośnym tablecie PC, zapewniając elastyczność i wysoką funkcjonalność.
Dostępna jest również wersja 2.0 pakietu PC50, obsługująca złącza USB wraz z nowymi funkcjami skanowania standardu HART oraz możliwością konfigurowania parametrów pracy przepływomierzy Coriolisa CFT50 firmy Foxboro.
Zastosowany system operacyjny XP Pro Tablet PC zwiększa funkcjonalność urządzenia w porównaniu do zwykłych modułów PDA czy podobnych, zaawansowanych urządzeń przenośnych. Ten system operacyjny pozwala również użytkownikom na wymianę zadań, rozkazów itp., dzięki zdalnemu dostępowi i wykorzystaniu sieci komunikacyjnej w rozwiązywaniu ewentualnych problemów w funkcjonowaniu obsługiwanych przez panel urządzeń.
Urządzenie konfigurujące HHT50 ma rozmiary 22 x 28 cm i zawiera w sobie odporny na wstrząsy twardy dysk o pojemności 40 GB, zabezpieczony dodatkowo obudową antymagnetyczną. W ten sposób dysk jest zabezpieczony przed skutkami upadku na powierzchnię betonową z wysokości 1,20 m, przy zderzeniu dowolną stroną obudowy (krawędź, narożnik) i spełnia wymagania standardu MIL-STD 810F, dotyczącego użytkowania urządzeń w bardzo surowych i wymagających warunkach. Moduł może pracować przy temperaturach od -20OC do 60OC. Odczyt informacji i danych z kolorowego ekranu LCD o przekątnej 10,5" jest bardzo łatwy i wyraźny zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz budynku lub hali. Urządzenie ma również podświetlaną klawiaturę, umożliwiającą pracę w miejscach zacienionych oraz w całkowitej ciemności. www.foxboro.com/instrumentation
Invensys Process Systems, Foxboro
Measurements & Instruments Div.


Urządzenie termowizyjne do rozwiązywania problemów w funkcjonowaniu urządzeń

Urządzenie termowizyjne Ti20 przeznaczone jest do prowadzenia prac serwisowych z wykorzystaniem technologii podczerwieni. Ma ono wbudowaną przenośną kamerę radiometryczną, rejestrującą temperatury od 10 do 350OC. Do modułu dołączony jest pakiet oprogramowania InsideIR do prowadzenia analiz i raportów pomiarowych oraz instrukcja obsługi i inne akcesoria. Koszt urządzenia to około 20 000 zł. Moduł Ti20 umożliwia zidentyfikowanie ewentualnych problemów w działaniu sprzętu i urządzeń w zakładzie już przed ich pojawieniem się, na podstawie pomiarów ich temperatury, które po zarejestrowaniu w postaci informacji 14-bitowej, wyświetlane są jako obrazy termowizyjne na kolorowym wyświetlaczu LCD (rozdzielczość 12 288 pikseli). Dzięki wbudowanemu oprogramowaniu użytkownik urządzenia ma możliwość wprowadzenie wartości krytycznych parametrów, takich jak: emisyjność, kompensacja temperatury, paleta barw, poziom i rozpiętość, dolny i górny próg wartości alarmowej temperatury.

Poprzedni artykułLabVIEW: ruszył konkurs
Następny artykuł„Innowacyjne przedsiębiorstwo” – konferencja MGG Conferences