Применение регистраторов iButton при контроле продукции на складах и в стационарных охлаждаемых хранилищах

Для организации контроля параметров микроклимата в складских, в том числе охлаждаемых, помещениях традиционно используются проводные сети датчиков. Однако реализация такой сети является достаточно хлопотным и дорогостоящим мероприятием. Особенно с учетом проблем прокладки линий связи (коммуникационных линий) в помещениях, уже оборудованных специальными изотермическими панелями, что сопряжено с крепежом кабеля на неподлежащих разрушению изотермических стенках. Кроме того, все составляющие сети, включая сами датчики, особенно на пищевых предприятиях, зачастую должны быть надёжно защищены от влаги, пыли, грязи, жира, от эрозии, вызываемой воздействием моющих и дезинфицирующих средств. Нередко необходимо контролировать температуру или влажность не только около стен, но и в середине помещения, что также усложняет прокладку линии связи между датчиками. Работа холодильного оборудования и осветительной сети (как правило, состоящей из газоразрядных натриевых или ртутных ламп) создают множество электромагнитных помех, не способствующих стабильной работе проводных систем. Эти помехи требуют дополнительных затрат на обеспечение надёжной передачи сигналов, несущих измерительную информацию. Чем надёжней защищены элементы проводной сети от всех перечисленных внешних факторов и воздействий, тем дороже обходится оборудование для её построения. Например, цена датчика влажности, защищенного от пыли и влаги, в 5-7 раз выше его незащищенного исполнения, а экранированный сигнальный кабель в гарантировано герметичной изоляции гораздо дороже обычного. Эта же тенденция сохраняется и в разнице стоимости работ по прокладке коммуникаций для защищенного и незащищенного оборудования. Особенно велика доля затрат на коммуникации, когда расстояния между датчиками сети значительны. Да и особенности прокладки сетей в таких случаях требуют применения дополнительных устройств-репитеров (восстановителей сигнала) и/или ветвителей магистрали, которые тоже стоят немало.

В подобных случаях можно использовать популярную в настоящее время беспроводную технологию передачи измерительной информации по радиоканалу. Но в результате на сегодня это выходит еще дороже. Особенно с учетом сложности программной инсталляции подобных систем, необходимости постоянной абонентской оплаты за обслуживание и из-за частой замены быстро истощаемых при радиообмене автономных источников питания средств беспроводной передачи. Кроме того, нередко бывают ситуации, когда это просто невозможно из-за сильной экранировки сигналов радиообмена изотермическими стенками складского помещения.

Поэтому, стоит задаться вопросом — так ли уж необходимо контролировать параметры микроклимата именно в реальном времени? Конечно, если нужна система управления с обратной связью (например, требующая периодического включения отопления или системы кондиционирования и т.д.), то от перечисленных выше способов решения никуда не уйти, т.к. необходимо иметь оперативную информацию об изменении параметров микроклимата. Если же требуется именно мониторинг (offline), то зачастую нет необходимости в централизованном получении результатов измерений в реальном времени (online или real time). Особенно с учетом высоких затрат на реализацию этого каприза. Кроме того, стоит задуматься о процедуре обеспечения регламента работы. Т.е. традиционная система в любом случае зарегистрирует все необходимые данные, но их анализ может быть проведен уже после того, как произошла какая-то нештатная ситуация. Зачем тогда нужны данные, которые в реальном времени в виде графиков и цифр непрерывно выводятся на компьютер. Первое, что напрашивается — это посадить оператора перед монитором и надеяться, что он вовремя оповестит о нарушении режима, или уведомлять об аварийной ситуации сиреной или миганием лампочки. Если в такой оперативности есть смысл, то тогда нужна система реального времени.

Однако нередко бывает так, что оперативность получения информации ни к чему, особенно если нельзя исправить ситуацию или избежать потерь. Например, если оборудование холодильника обесточено энергетиками, резервной системы энергообеспечения нет, а вывезти продукцию некуда, да и нерентабельно. С другой стороны, нарушителю следует наглядно обосновать его виновность, а потребителю складируемого товара, напротив, аргументировано доказать качество его хранения. Поэтому, если нарушения заданных параметров все-таки происходят, то их надо обязательно зафиксировать, а затем уже постфактум разобраться, почему произошла та или иная ситуация. После чего обязательно ликвидировать "узкие места" и сделать соответствующие выводы. Как показывает практика, после устранения причин нештатной ситуации и принятия соответствующих мер, засвидетельствованных документальным подтверждением халатности, как правило, инфраструктура всего нуждающегося в контроле склада-холодильника или холодильного помещения (включая и оборудование, и персонал, и коммунальные службы и т.д.) в целом работает значительно надёжнее.

Поэтому для обеспечения независимого контроля параметров микроклимата в холодильных камерах и складских (в том числе охлаждаемых) помещениях наиболее рационально использовать автономные регистраторы iButton. Они дешевы, компактны, надёжно защищены от любых воздействий, не требуют при эксплуатации ни проводов, ни источников питания, их установка в контрольных точках — элементарна, и в тоже время эти устройства являются полноценными измерительными приборами, характеристики которых подтверждены метрологическими сертификатами. Кроме того, показания регистраторов iButton действительно объективны, т.к. не связаны с работой какого-либо иного оборудования склада. Некоторые из них обеспечивают только регистрацию температуры — устройства ТЕРМОХРОН, другие позволяют накапливать в собственной памяти информацию о температуре и относительной влажности — устройства ГИГРОХРОН. Такие регистраторы серийно выпускаются подразделением iButton американской компании Analog Devices и упаковываются в герметичные металлические корпуса F5 can, внешне напоминающие дисковые батарейки или "таблетки". Ввод склада-холодильника в эксплуатацию

Регистраторы iButton могут пригодиться уже на начальной стадии, при приеме в эксплуатацию холодильных камер или охлаждаемых помещений. Действительно, являясь сертифицированными измерительными устройствами с нормированными метрологическими характеристиками, регистраторы iButton могут быть использованы и в качестве независимых индикаторов при разрешении спорных ситуаций в процессе приемки вновь поставляемого холодильного оборудования или при сдаче в эксплуатацию охлаждаемых хранилищ. Поскольку при малейших сомнениях заказчика (потребителя или приемщика) о соответствии параметров микроклимата значениям, регламентируемым поставщиком, он может потребовать проведения контрольной сессии температурных или влажностных измерений при помощи набора "таблеток", расположив их в различных произвольных точках сдаваемого помещения или холодильной камеры. Благодаря полной автономности регистраторов iButton, реализация подобной процедуры тривиальна. А результаты, считанные после окончания сессии регистрации, будут убедительным доказательством соответствия (или напротив, несоответствия) поставляемого (принимаемого или сдаваемого) оборудования обеспечения микроклимата требованиям заказчика или характеристикам, заявленным его изготовителем. Результаты такого тестирования в любом случае объективны, т.к. подделка результатов, зафиксированных в памяти "таблеток"-логгеров, невозможна.

В начале эксплуатации "таблеток" iButton необходимо подготовить их к сессии регистрации. Эта операция выполняется с помощью стационарного компьютерного комплекса TCR или iBDLR непосредственно перед установкой (креплением) регистраторов на объекте. При этом для каждого регистратора iButton задаются значения установочных параметров, определяющие особенности реализуемого им процесса накопления данных. Для этого в т.н. область ярлыка заносится информация, исчерпывающе характеризующая контрольную точку, в которой он будет размещен (номер ревизуемой холодильной камеры, ответственный за хранение, список холодильного оборудования и складированных продуктов и т.п.). После этого синхронизируются показания узлов реального времени всех "таблеток" iButton с часами компьютера, а также определяются момент старта, алгоритм заполнения буфера последовательных отсчетов и темп регистрации для каждой из них. Затем производится запуск сессии регистрации.

Очень важную роль при организации работы с регистраторами iButton играет выбор способа их крепления в назначенных контрольных точках. При большом количестве территориально удалённых друг от друга обслуживаемых "таблеток" для исключения подделки и путаницы фиксируемых ими результатов используют неразъемные крепления. Каждая "таблетка"-логгер устанавливается в контрольной точке, жестко связанной с индивидуальным содержимым её ярлыка. Наиболее распространённым, простым и надёжным вариантом неразъемного крепления "таблеток" iButton является применение стальных накидных фланцев типа DS9093MZ или пластиковых скоб типа DS9093S. Кроме того, для обеспечения теплоизоляции регистратора iButton между удерживающей поверхностью и его корпусом следует установить прокладку, выполненную из любого теплоизолирующего материала.

Хотя корпус "таблеток" изготовлен из прочной стали толщиной 0,25 мм, при оказании на него значительного ударного воздействия (например, при ударе груженым поддоном или массивной металлической тележкой) он может быть деформирован. Это, как правило, приводит к выходу устройства из строя. Для исключения внешних ударных воздействий на корпус регистратора используются специальные защитные скобы.

Наиболее рациональным решением при обслуживании большого числа территориально рассредоточенных регистраторов является использование приборов, аккумулирующих зарегистрированные ими данные. Для этого используются специальные приборы — транспортёры данных. Они предназначены для работы в полевых и промышленных условиях. Полные информационные копии памяти всех регистраторов iButton, корпуса которых коснется щуп-зонд транспортёра, в течение нескольких секунд будут переписаны в его собственную внутреннюю энергонезависимую память. Если "таблетка"-логгер расположена в месте, неудобном для обслуживания непосредственно транспортёром, то для обеспечения контакта с её корпусом используют особый щуп-удлинитель. После того как собраны данные от всех регистраторов, транспортёр подключается к USB‑порту компьютера и с помощью специализированной программы осуществляется перенос всей накопленной прибором информации в память компьютера для её последующей архивации и обработки.

Последовательно перемещаясь от одного регистратора iButton склада к другому, пользователь (обходчик), оснащённый транспортёром, осуществляет обход "таблеток" и может не только осуществлять съем и сохранение в памяти прибора накопленных ими результатов измерений, но и перезапускать регистраторы на отработку следующей сессии или корректировать ход их часов. Для этого надо только коснуться корпуса каждой "таблетки"-логгера и затем дождаться звукового сигнала. С такой работой может справиться даже обслуживающий персонал, не имеющий специальной квалификации. А считывание, обработка и документирование данных на персональном компьютере должны выполняться уже квалифицированным оператором. Оператор производит обработку файлов с информационными копиями и формирует отчеты о результатах измерений, выполненных каждым регистратором. При этом однозначной привязкой той или иной температурной или температурно-влажностной истории к конкретной контрольной точке является содержимое ярлыка каждой "таблетки"-логгера. Кроме того, оператор готовит транспортёр к новому обходу и передаёт его обходчику для выполнения следующего задания по сбору информационных копий памяти регистраторов склада.

В этом случае очень важным является вопрос о выборе оптимального регламента обслуживания регистраторов. От выбранного регламента зависит и периодичность процедур съема результатов, накопленных "таблетками"-логгерами, и успешность выявления фактов нарушений климатического режима, поддерживаемого оборудованием склада, и информативность представления фиксируемых параметров, а также очередность перезапуска регистраторов iButton. Регламент обслуживания должен быть четко согласован со значениями установочных параметров, выбранными для каждой из "таблеток". Действительно, если время между измерениями для устройств ТЕРМОХРОН задано равным 5 минут, то съем данных должен осуществляться не реже одного раза в неделю, если 10 минут — раз в 2 недели, если 20 минут — раз в 4 недели, и т.д.

Такая схема обслуживания используется множеством предприятий при контроле эксплуатации холодильных помещений для хранения термонеустойчивых медикаментов и скоропортящихся пищевых продуктов. При этом устройства ТЕРМОХРОН с успехом исполняют роль недорогих защищенных автономных самописцев, регистрирующих параметры температурного поля при всех нюансах эксплуатации промышленных холодильных камер (в тяжелых влажных атмосферах, с учетом периодической разморозки, выпадения инея и льда, воздействия моющих средств и реагентов).

Если складируемая продукция не нуждается в постоянном мониторинге, а необходимо только найти и устранить "узкие места" в работе оборудования и регламенте хранения, то, используя регистраторы iButton, можно еще более упростить задачу тестирования параметров микроклимата складских помещений или холодильников. Для этого достаточно набора из нескольких "таблеток" и компьютерного комплекса поддержки. Расположив регистраторы в наиболее характерных контрольных точках на определенный период времени, легко получить полную картину распределения температурного поля. Обследовав таким образом одно помещение (склад или холодильник), можно переходить к тестированию следующего объекта. При этом достаточно иметь только ограниченный набор мобильных автономных регистраторов, не подлежащих креплению в каких-либо определенных местах.

Еще один неожиданный, но очень практичный пример применения регистраторов iButton при контроле хранения продукции в охлаждаемых складских помещениях и холодильных камерах связан с непрерывным мониторингом состояния обеспечивающих их хладоагрегатов.

Как показывает практика, у нормально функционирующих холодильных агрегатов эпюры работы компрессора имеют характерную форму, качественно отличную от формы рабочих эпюр аварийного механизма. Поэтому, в начале эксплуатации необходимо зафиксировать форму эпюр переключения, характерную для штатного состояния ревизуемого оборудования и той контрольной точки, в которой расположен регистратор. Для этого достаточно сделать распечатку графического представления содержимого буфера последовательных отсчетов устройства ТЕРМОХРОН, которое в течение суток фиксировало температуру охлаждаемого объекта. Если же пользователь зафиксировал, благодаря анализу графического представления данных, накопленных регистраторами, резкое изменение картины переключений компрессора, он должен немедленно вызвать представителей сервисной службы, что позволит своевременно избежать износа агрегата и исключить порчу хранимой продукции, благодаря своевременному ремонту оборудования.

Назад