Оценка эффективности способов передачи информации в системах контроля и управления качеством

Оценка  эффективности способов передачи информации в системах контроля и управления качеством 

     На  сегодняшний день существуют различные  системы контроля и управления качеством. Зачастую, их элементы (преобразователи  и управляющие механизмы) расположены  на различных этапах производственного процесса. Это, в свою очередь, выдвигает высокие требования к линиям связи, т.к. даже при большой точности измерительных приборов и совершенности алгоритмов управления каналы передачи данных ненадлежащего качества будут приводить к потерям данных и ухудшению характеристик системы управления.

     Современные системы цифровой связи, в зависимости  от физической среды передачи данных, можно разделить две категории: кабельные линии, где для передачи данных используют витую пару, оптоволокно и коаксиальный кабель; беспроводные линии – радиоканалы спутниковой и наземной связи, использующие для передачи сигналов электромагнитные волны.

     Витая пара — кабель связи, который представляет собой витую пару медных проводов (или несколько пар проводов), заключенных в экранированную оболочку. Характерные особенности – распространенность, простота монтажа и дешевизна [1].

     Коаксиальный  кабель - это кабель с центральным медным проводом, который окружен слоем изолирующего материала для того, чтобы отделить центральный проводник от внешнего проводящего экрана. Внешний проводящий экран кабеля покрывается изоляцией. Существует два типа: тонкий коаксиальный кабель (6 мм) и толстый коаксиальный кабель (12 мм). У толстого коаксиального кабеля затухание меньше, чем у тонкого. Имеет большую помехозащищенность, чем у витой пары [1].

     Кабельные оптоволоконные каналы связи. Оптическое волокно имеет возможность вести передачу сигналов по одному волокну в обоих направлениях. На передающем конце оптоволоконного кабеля требуется преобразование электрического сигнала в световой, а на приемном конце обратное преобразование. Основное преимущество – высокая помехозащищенность и отсутствие излучения [1].

     Радиорелейные каналы связи.

     Радиорелейные каналы связи состоят из последовательности станций, являющихся ретрансляторами. Связь осуществляется в пределах прямой видимости, дальности между соседними станциями - до 50 км [1].

     Спутниковые каналы связи.

     В спутниковых системах используются антенны СВЧ-диапазона частот для  приема радиосигналов от наземных станций и ретрансляции этих сигналов обратно на наземные станции. В спутниковых сетях используются три типа спутников, находящихся на геостационарных орбитах, средних или низких орбитах. Целесообразнее использовать спутниковую связь для организации канала связи между станциями, расположенными на очень больших расстояниях, и возможности обслуживания абонентов в самых труднодоступных точках [1].

     Сотовые каналы связи.

     Радиоканалы сотовой связи строятся по тем  же принципам, что и сотовые телефонные сети. Базовые станции подключаются к центру коммутации, который обеспечивает связь, как между базовыми станциями, так и с другими телефонными сетями и с глобальной сетью Интернет [1].

     Радиоканалы Bluetooth - это технология передачи данных на короткие расстояния (не более 100 м). Может быть использована для создания домашних сетей [1].

     Радиоканалы для локальных  сетей. Стандартом беспроводной связи для локальных сетей является технология Wi-Fi, обеспечивающая подключение в двух режимах: точка-точка (для подключения двух ПК) и инфраструктурное соединение (для подключения несколько ПК к одной точке доступа) [1].

     Радиоканалы WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) аналогичны Wi-Fi. WiMAX, в отличие от традиционных технологий радиодоступа, работает и на отраженном сигнале, вне прямой видимости базовой станции [1].

     В настоящее время на карьерах Криворожского  железо-рудного бассейна внедрена и используется система диспетчеризации «Карьер», разработанная компанией «ВИСТ ГРУПП», которая представляет собой распределенную структуру сбора, обработки, хранения, визуализации информации, местоположения и состояния горнорудного транспорта.

     Для определения в реальном времени  положения мобильного объекта в  системе «КАРЬЕР» используется спутниковое определение координат с применением приемников глобальной системы позиционирования GPS.

     Система оперативного контроля качества и веса горной массы на конвейере (НАКС-ПК)

     Система НАКС-ПК предназначена для оперативного контроля содержания общего железа и веса минерального сырья на различных технологических стадиях его переработки. HАКС-ПК построена по принципу локальной инфоpмационно-измеpительной сети с центральным информационным устройством (сервером), в качестве которого используется персональная ЭВМ, и периферийных устройств (абонентских пунктов). Данная система применяется на предприятиях по добыче и переработке минерального сырья, где требуется непрерывный контроль качества и количества его на конвейерной ленте [2].

     Двухкатушечный  каротажный зонд ПАКС-4КК (ПАКС-5КК)

     Система оперативного контроля ДЖМ-К предназначена  для экспрессного определения содержания полезного компонента, обладающего магнитной восприимчивостью в железных рудах, на конвейере. Система обеспечивает определение содержания магнетита в режиме реального времени. Применяется на горно-перерабатывающих и горнодобывающих предприятиях [2].

     Двухкатушечный  каротажный зонд ПАКС-4КК (ПАКС-5КК)

     Каротажный  зонд ПАКС-4КК (ПАКС-5КК) предназначен для  каротажа скважин диаметром до 300 мм с целью определения распределения содержания железа магнитного по глубине скважины.

     Используется  геологическими службами и отделами технического контроля железорудных карьеров [2].

     На  основе вышеперечисленной информации была составлена таблица, которая наглядно демонстрирует основные критерии оценки эффективности каналов связи.

Таблица 3. Основные характеристики линий связи

     Соответственно, можно провести оценку эффективности существующих систем контроля и управления качеством:

     - Система диспетчеризации «Карьер» имеет преимущества в виде относительно высокой скорости по спутниковому каналу связи, достаточно высокую надежность, практически неограниченную дальность передачи информации (при условии покрытия спутниковой связью). Недостатками являются относительно высокая стоимость оборудования, относительно высокие задержки передачи информации в канале (до 1700 мс) [3], а также низкая помехозащищенность (значительное влияние атмосферных явлений на качество связи).

     - Система оперативного контроля качества и веса горной массы на конвейере (НАКС-ПК) имеет такие недостатки как относительно невысокая скорость передачи данных, средние надежность, помехозащищенность и дальность передачи информации. Преимуществом является невысокая стоимость оборудования.

     - Система оперативного контроля  железа магнитного на конвейере  ДЖМ-К имеет ряд преимуществ: невысокая стоимость оборудования, простота подключения, высокая скорость передачи информации, удовлетворяющие помехозащищенность и надежность канала связи. Недостатком данной системы является небольшое расстояние передачи информации по каналам связи без использования ретранслятора.

     - Двухкатушечный каротажный зонд  ПАКС-4КК (ПАКС-5КК) имеет такие преимущества как мобильность и точность измерений. Недостатками же являются большие промежутки времени между получением информации и передачей ее в систему.

     Таким образом, каждая система контроля и  управления качеством требует индивидуального подхода, тип  каналов передачи данных выбирается на основе особенностей данного этапа производства. Из перечисленных систем наиболее надежными являются система диспетчеризации «Карьер» («ВИСТ ГРУПП») и система оперативного контроля железа магнитного на конвейере ДЖМ-К.

     Список  литературы

1. http://www.lessons-tva.info/edu/telecom-loc/m1t2_2loc.html
2. http://www.rpg.com.ua/index.php?menu=catalog&subm=paks4kk
3. http://www.bancomservice.com.ua/tehnedo.html