تله متری

تله متری چیست؟ (Telemetry)

تله متری

تله متری

 

تله متری

  تعریف :

تله متری فرآیند ارتباطات خودکار و پیشرفته ای است که توسط آن اندازه گیری ها در نقاط دور افتاده و یا غیر قابل دسترس انجام شده و اطلاعات و داده ها جهت پردازش و نظارت به مرکز  یا واحد کنترل ارسال می گردد. کلمه(Telemetry) از ریشه یونانی مشتق شده است واژه  تله به معنی  از راه دور و مترون به معنی اندازه گیری است.
گر چه این اصطلاح معمولا به مکانیسم های انتقال داده های بی سیم (به عنوان مثال سیستم هایی رادیویی، سیستم های مافوق صوت و یا مادون قرمز) اشاره دارد، ولی این سیستم انتقال داده، رسانه های دیگر مانند تلفن و یا شبکه کامپیوتری، لینک های نوری و یا دیگر ارتباطات سیمی مانند خط  حامل فاز را نیز شامل می شود. بسیاری از سیستم های تله متری مدرن امکان دریافت و انتقال داده های تله متری با شبکه های GSM واستفاده  از اس ام اس با هزینه های پایین وحضور در هر جای پوشش شبکه موبایل را فراهم کرده است.

   تاریخچه:

 سرآغاز انتقال اطلاعات بصورت تله متری در طول سیم، در قرن ۱۹ میلادی بود. یکی از اولین مدارات انتقال داده در سال ۱۸۴۵ در روسیه تزاری  بین کاخ زمستانی و ستاد ارتش شکل گرفت. در سال ۱۸۷۴، مهندسین فرانسوی، سیستمی را طراحی کردند که اطلاعات مربوط به سنسورهای آب وهوا وعمق برف درمونت بلان را بلا فاصله به پاریس منتقل می کرد. در سال ۱۹۰۱ مخترع آمریکایی  Michalke C. یک مدار برای ارسال اطلاعات چرخشی همزمان با بیش از یک فاصله  اختراع کرد.سال ۱۹۰۶، مجموعه ای از ایستگاه های لرزه نگاری بصورت تله متری به رصدخانه پولکاوا در روسیه جهت انتقال اطلاعات متصل گردید. در سال ۱۹۱۲، شرکت ادیسون یک سیستم تله متری جهت نظارت بر بارهای الکتریکی در شبکه برق خود راه اندازی کرد.در کانال پاناما (اتمام کار ۱۹۱۳- ۱۹۱۴) برای نظارت بر سطح آب از سیستم های تله متری گسترده ای استفاده گردید.

   کاربردها:

عملکرد سیستم  های تله متری به گونه ای می باشد که هر جا تحت پوشش شبکه موبایل باشد از راه دور و از طریق ارتباط  sms می توان پارامترهای حساس سیستم تحت کنترل  را نظارت یا کنترل نمود

   علم هواشناسی:

 از سال ۱۹۲۰ در بالن های هواشناسی برای انتقال داده های آب و هوایی از سیستم های تله متری استفاده می شود.

  صنعت نفت و گاز:

 از سیستم های تله متری برای انتقال بلادرنگ اطلاعات مکانیک حفاری و ارزیابی  چاه جهت حفر چاه استفاده می شود.

  علوم فضایی:

 تله متری برای انتقال داده ها ی سفینه های فضایی سرنشین دار و بدون سرنشین استفاده می شود بگونه ای که فاصله بیش از ۱۰ میلیارد کیلومتر را می تواند پوشش بدهد.
با پیشرفت روز افزون علوم فضایی ونیاز به ارسال سریع اطلاعات سفینه ها و سیستم های نمونه گیری به مراکز زمینی جهت پردازش و ارسال مجدد دستورات برای سیستم های موجود در سفینه  کاربرد سیستم های تله متری در این حوزه از تکنولوژی بسیار چشمگیر می باشد.

   مسابقات ماشین سواری:

 تله متری یک عامل کلیدی در مسابقات موتورسواری و ماشین سواری مدرن است، سیستم های تله متری این اجازه را می دهد که طراحان مسابقه
داده های جمع آوری شده در طول آزمون یا مسابقه را تفسیر واز آن جهت تنظیم موتور برای عملکرد مطلوب استفاده نمایند. سیستم های مورد استفاده در مسبقات بزرگتر مانند فرمول یک  پیشرفته تر شده است بگونه ای که در آن پتانسیل  زمان رسیدن به خودروی جویی را می توان محاسبه کرد و در این زمان است که از راننده انتظار می رود برای سبقت گرفتن اقدام کند. نمونه ای از اند ازه گیری هایی که بر روی یک ماشین مسابقه انجام می شود شامل شتاب (نیروهای G) در ۳ محور خواندن درجه حرارت، سرعت چرخ و جابجایی تعلیق می باشد. در فرمول یک، ورودی راننده نیز ثبت  می شود بنابراین تیم می تواند عملکرد راننده را ارزیابی کرده و بعنوان مثال در صورت تصادف می توان خطای راننده را به عنوان علت احتمالی رد یا تایید کرد.
در فرمول یک، سیستم تله متری جدیدی در اوایل ۱۹۹۰ ظهور کرد که شامل نمایش پیام بر روی داشبورد ماشین بود که هر تیم می توانست آن را به روز رسانی کند. توسعه این سیستم جدید تا ماه مه سال ۲۰۰۱، زمانی که برای اولین بار دراتومبیل اجازه استفاده از این سیستم داده شد ادامه پیدا کرد. در سال ۲۰۰۲، تیم ها با استفاده از این سیستم  قادر به تغییر نقشه موتور و غیر فعال کردن سنسورهای  موتور هنگام خروج از مسیر مسابقه تا زمان بازگشت خودرو به مسیر اصلی بودند.

   کشاورزی:

 لازمه هر گونه فعالیت مربوط به تولید محصولات کشاورزی سالم و بازده خوب، در دسترس بودن به موقع اطلاعات آب و هوا و خاک آن محصولات می باشد. بنابراین،
ایستگاه های هواشناسی  بی سیم نقش مهمی در پیشگیری از بیماری ها و آبیاری دقیق محصولات کشاورزی بازی می کند این ایستگاهها پارامترهای لازم برای تصمیم گیری چون: دمای هوا و رطوبت نسبی، بارش و رطوبت برگ (برای مدل های پیش بینی بیماری)، تابش خورشیدی و سرعت باد (برای محاسبه تبخیر و تعرق)، تنش کمبود آب (WDS) سنسورهای برگ و رطوبت خاک (برای تصمیم گیری آبیاری بسیار مهم است) را به یک ایستگاه پایه منتقل می کند.

ازآنجا که آب و هوای محیط های بسته وآزمایشگاهی می تواند به میزان قابل توجهی مهم باشد، چنین داده ها یی باید مستقیما از محل ارسال گردد. ایستگاه های مانیتورینگ معمولا داده ها را از طریق پست های رادیویی زمینی (گاهی اوقات سیستم های ماهواره ای) به مرکز کنترل انتقال می دهند.

 مدیریت آب:

 تله متری در مدیریت آب از اهمیت زیادی برخوردار می باشد بگونه ای که  پارامترهای مهم کیفیت و توابع اندازه گیری جریان آب را می توان بکمک سیستم های تله متری به واحد کنترل ارسال کرد.
کاربردهای عمده  تله متری در این حوزه عبارتند از: AMR (قرائت اتوماتیک)، نظارت بر آبهای زیرزمینی، تشخیص نشت در خط لوله توزیع و نظارت تجهیزات. داشتن اطلاعات ان لاین و تقریبا واقعی امکان واکنش های سریع به حوادث در این زمینه را می دهد.

  صنایع اکتشافی ، دفاعی وفضایی:

 تله متری در سیستم های پیچیده مانند موشک، RPVs ها، فضاپیما، سکوهای نفتی و واحدهای تولید شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد، تله متری امکان نظارت و مانیتورینگ اتوماتیک هشدارها و ثبت دیگر اطلاعات لازم برای عملکرد کارآمد و ایمن سیستم ها را دارد. آژانس های فضایی مانند ناسا، آژانس فضایی اروپا (ESA) و سازمان های دیگر استفاده از تله متری و یا سیستم های telecommand  برای جمع آوری داده ها از فضاپیماها و ماهواره استفاده می کنند.
تله متری در توسعه موشک ها، ماهواره ها و هواپیماهای بسیار حیاتی است زیرا این سیستم ممکن است در حین یا بعد از آزمون نابود شده است. مهندسان هوا فضا به پارامترهای بحرانی سیستم جهت تجزیه و تحلیل و بهبود عملکرد سیستم نیاز مبرم داشته و در صورت عدم استفتده از سیستم تله متری، این داده ها اغلب غیر قابل دسترس می باشد.

 

سیستم کنترل و تله متری شبکه های انتقال سیالات (آب ،نفت،گاز)

سیستم کنترل و تله متری شبکه های آبرسانی، ضمن جمع آوری اطلاعات از نقاط مختلف شبکه و مانیتورینگ آنها، امکان کنترل مکانیزم‏های چنین شبکه‏های گسترده ای را فراهم می آورد

این سیستمها مجموعه ای از تجهیزات الکترونیکی - مخابراتی باهوش و قابل برنامه ریزی می باشند که بر اساس پروتکل های استاندارد در ساخت و سازهای الکترونیکی، طراحی و ساخته شده اند. آنها ضمن آنکه می توانند بصورت قائم به خود بکار گرفته شوند، امکان اتصال به سیستم های کنترل مرکزی سوپروایزری (SCADA) را نیز در جهت گسترش سیستم فراهم می آورند. بدیهی است امکانات موجود در سیستم های اسکادا بخصوص در لایه ارتباطات و شبکه های اطلاعاتی (LAN ، اینترنت و ...)، امکان قرار گرفتن آنها را در سیستم های مدیریت اطلاعات (MIS)، کنترل تولید بر اساس آمار، (SPC) تعمیر و نگهداری مرکزی (PM) و کنترل بهره وری را فراهم خواهند آورد. چاه ها و مراکز پمپاژ، مخازن اصلی و میانی، خطوط آبرسانی و ایستگاه های مدیریت و کنترل راه دور از جمله بخش های مهم چنین سیستم هائی می باشند. تأمین مداوم آب، نگهداری سطح مخازن آب در وضعیت مطلوب، حفاظت از خطوط آبرسانی، تعمیر و نگهداری بلادرنگ، کنترل مصرف انرژی، بهره وری بیشتر و مانیتورینگ شبکه می تواند از جمله اهداف مهم بکارگیری این سیستم باشد.

مشخصات کلی سیستم تله متری شبکه های انتقال سیالات

ویژگیهای کلی سیستم های مستقر در چاهها و مراکز پمپاژ

1- امکان قرائت کلیه سیگنال‏های دیجیتالی موجود در اتاقک تابلو برق جهت مانیتورینگ از جمله :

وضعیت کنترل فاز

وضعیت بانک خازنی

وضعیت سوئیچ سطح آب چاه

وضعیت ستاره - مثلث در تابلوهای الکترومکانیکال

وضعیت سیستم قدرت در تابلوهای الکترواستاتیک

وضعیت دزدگیر الکترونیکی مستقر در اتاقک چاه

وضعیت سطح آب مخازن نزدیک به اتاقک

2- امکان کنترل مکانیزم های مستقر در محل اتاقک چاه مانند:

خاموش‏و‏روشن‏کردن الکتروپمپ‏ها

کنترل شیرهایبرقی متصل به پمپ

کنترل روشنائی

3- امکان اتصال به دستگاه های اندازه گیری از طریق درگاه سریال RS485 مانند:

دستگاه اندازه گیری پارامترهای اساسی قدرت

(جریان 3 فازه، ولتاژ 3 فازه، توان راکتیو، توان اکتیو، کنتور، فرکانس برق ورودی و ... )

دستگاه اندازه گیری فشار، فلو

4- مجهز به سیستم مخابراتی جهت انتقال صوت ودیتا براساس پروتکل ‏های‏ استاندارد نظیر Modbus، SysmacWay و غیره.

5- مجهزبه‌پانل‌حاوی‌تجهیزات‌رابط‌کاربرHMI (کیبرد، صفحه نمایش، کلیدهای صنعتی تعیین وضعیت)

6- نمایش دهنده های نوری جهت تعیین وضعیت ورودی ها، فرامین و وضعیت کار دستگاه.

7- مجهز به حافظة غیر فرار جهت ذخیره تنظیمات محلی و کنتور عملکرد.

8- مجهز به واحد شروع مجدد اتوماتیک جهت خروج از حالت های تعلیق.

9- امکان اتصال گروهی در یک شبکه RS485 و اتصال به مرکز کنترل .

ویژگی های ‏کلی ‏سیستم‏های مستقر در منابع اصلی

1- امکان قرائت سیگنال های دیجیتالی موجود در محیط مخزن نظیر:

وضعیت سطح سنج های دیجیتال موجود در مخزن

وضعیت شیرهای برقی ورودی و خروجی مخزن از لحاظ موقعیت (باز، بسته)

وضعیت سیستم های حفاظتی قدرت در تابلوهای برقی شیربرقی ها و کلرزن

2- امکان اتصال به دستگاه های اندازه گیری از طریق درگاه سریال RS485 مانند:

دستکاه های اندازه گیری دقیق ارتفاع مخزن ( آلتراسونیک، مایکروویو و ...)

دستگاه های اندازه گیری فشار لوله های آبرسانی ورودی به مخزن

دستگاه های آزمایشگاهی کنترل کیفیت آب (کلرسنج، سختی سنج‏و ...)

3- امکان کنترل مکانیزم های مستقر در محیط مخزن :

کنترل شیر ورودی به مخزن ( به دلایل مختلف جهت پر نگه داشتن لوله ها و کاهش فشارهای دینامیکی و هیدرولیکی به آن، استفاده از ظرفیت لوله ها به عنوان مخزن ثانویه، امکان حفاظت‏و تشخیص ‏اشکال در‏خطوط‏ و ...)

کنترل شیر خروجی از مخزن ( به دلایل مختلف از جمله جلوگیری از ضایعات بهنگام خرابی در خطوط مصرفی - کاهش فشار لوله های مصرف و ... )

کنترل سیستم کلرزن

4- مجهز به سیستم ارتباطی رادیوئی مطمئن و مدرن جهت ارتباط صوتی- دیتا با نقاط مختلف

5- قابلیت کنترل و مانیتورینگ شبکه تحت پروتکل های استاندارد

6- مجهز به ساعت و تقویم قابل برنامه ریزی

ویژ گی ها و تسهیلات نرم افزاری موجود در ‏سیستم

1- امکان کار بصورت اتوماتیک و دستی (Auto/Manual)

2- امکان کار در حالت اتوماتیک به صورت مانیتورینگ و کنترل مانیتورینگ .

3- امکان تنظیم محلی پارامترهای اساسی کنترل توسط کاربر نظیر:

تعیین چاه های پرکار و کم کار توسط کاربر

تعیین چاه های پرکار و کم کار بر اساس ماه های سال

امکان خاموش کردن چاه ها در ساعات‏پیک‏مصرف‏برق‏در‏صورت‏ وجود شرایط مطلوب در شبکه

امکان ارسال مستقیم فرامین به چاه ها و مراکز پمپاژ

امکان درخواست ارتباط صوتی با هریک از چاه ها

امکان فعال و غیرفعال کردن ارتباط با هریک از چاه ها و نمایش آن پس از دریافت اطلاعات

امکان ضبط تعداد دفعات روشن شدن الکتروپمپ ها در حافظه غیرفرار

امکان فعال و غیرفعال کردن کنترل بر مکانیزم های موجود در مخزن نظیر‏کلرزنی، شیربرقی و‏...

مجهز به تاریخچه تمامی عملیات با امکان ذخیرهنامحدود اطلاعات نظیر روشن و خاموش کردن چاه ها و مراکز پمپاژ