工控网首页
>

应用设计

>

SNAP PAC系统监测深太空天线的失效轴承

SNAP PAC系统监测深太空天线的失效轴承

 

  NASA的深太空网络(DSN)包括一个国际网络化的超灵敏接收系统及大型碟式天线,天线用于完成行星间航天任务及无线、雷达对宇宙太阳系的观察。DSN也接受部分环地球航天任务,故他们拥有3个深太空通讯设备,相互约呈120度角,覆盖整个地球,分别位于加州的莫哈韦沙漠,西班牙的马德里及澳大利亚的堪培拉。这些日夜不间断的设备每时每刻监测着卫星、宇宙探测器、航天飞船(甚至地球的旋转),成就了DSN这一世界上最大的科学电信系统。

DSN 3个深太空通讯设备之一,相互间呈120度角覆盖整个地球

  JPL需在24H内收到数据,有些数据来自探测器,传输速度大于每小时30,000英里。所以,所有的天线都必须保持一丝不苟,否则,这些无法恢复的数据就会永远丢失。

  在众多任务中,DSN正在追踪的是被誉为航海者1号和航海者2号的太空探测器,它们于1977年发射升空,如今距离地球90亿英里,正驶向太阳系的另一端。JPL成立于1944年,由加州技术协会主管,为NASA管理DSN天线,这些天线用于追踪航海者号及其他探测器,接收关于地球、宇宙的科学数据。

这张由航海者1号记录下的木星大红点照片通过NASA的深太空网络传输回地球

  去年夏天在位于马德里的DSN基地,工程师们在为一个约230英尺长的天线进行维修升级时发现,在天线的大型高度轴承系统中有裂痕。这些轴承支撑着天线旋转、倾斜上下时产生的4百万磅重量。在2006年6月即发现2组高度轴承存在裂痕,但天线的修复却要长达4至7个月。

DSN网络运营控制中心(NOCC)

  最大的天线之一出了问题虽有不便但仍可以解决。作为补救,将小型天线排列起来一同支撑拥有更高传输速率的70米长的天线。 此外,降低宇宙飞船的数据速率使得34米长的天线能够承担这些任务。

  不久,JPL就意识到他们面临的是一个严重的问题。马德里轴承上的裂缝预示着第二次开裂可能会在约16年后。科学家和工程师们觉得一定是什么问题引起这一系列过早损坏。

  为了查明问题的确切原因,马德里230英尺的天线轴承将被拆除,用传感器将光、声、压力等其他非电力转换成电信号的仪器代替现有的垫片。将电信号输出(一般约几毫伏)通过运算法则计算出应力。

在马德里,类似的天线都会安装载荷传感器及SNAP PAC系统,以监测在大型高度轴承系统中出现裂痕的原因

  在马德里天线的案例中,测量受力有效地反映了天线沿轴承转动时的重量。为了进行测量,JPL与加州San Dimas 的Force Switch公司签订了合同,为其设计并制造常规的5/8”厚度板(每个板有35个载荷)。这样就能完全匹配天线底部而无需打乱原有直线型或变向。除了尺寸上的定制,Force Switch公司(专业从事力测量、重力测量、液位测量等解决方案)还将满足JPL在载荷上的其他要求,主要是信号调节方面的问题。

  这些特别设计的载荷板会输出毫安信号而不是典型的毫伏单位,这一点非常重要,因为载荷元件能与Opto 22 SNAP PAC系统直接连接。

  尤其是SNAP模拟输入模块将4个独立板(每个板对应一组轴承)与SNAP PAC EB2处理器(智能处理器)连接,处理器将接收载荷元件的信号—以模拟电流输入形式表示(范围从–20 mA 到 20 mA)��—每隔1秒扫描一次。

  EB2是在今年春季发布的,作为Opto 22 SNAP PAC家庭中最新成员,用于自动化、监控及数据采集。

  “SNAP PAC EB2处理器拥有双10/100 Mbps以太网接口,尤其适用于多支路架构正像JPL所需要的,”Opto 22高级技术顾问Tom Edwards解释道。

  Edwards及其他Opto 22工程师一起为JPL提供了售前咨询,并帮助DSN天线项目制定了要求。他们一同计划了项目使用长距离缆线(约300英尺),4个载荷板/轴承位置设置分布式I/O。Edwards认为SNAP-PAC-EB2处理器能够为JPL提供菊花链状的分布式I/O,集中所有载荷元件读数返回给一个智能控制器,如Opto 22 SNAP-PAC-R2可编程自动化控制器,提供多重连接用于SNAP PAC系统及SQL数据库的数据交互。

  现在,JPL正使用Opto 22来设计系统读取140个在1Hz段上的模拟信号(每秒钟扫描一次),尽可能接近同步。最后,频率能增至4Hz甚至更高。

  有了SNAP PAC系统持续监测并记录来自天线各个轴承位置的载荷数据,JPL很快就能得到数据进行研究,推断并最终找到轴承开裂的原因。

选择OPTO 22公司

SNAP PAC系统的

六大理由

 

 

1       简单易操作

SNAP PAC系统由四个部分统一整合而成:软件、控制器、智能处理器和I/O。系统建立、调试程序,以及故障维护都更简便,大大减少了系统开发及投入运行的时间。

 

2       更低的长期成本

SNAP PAC系统的成本低于许多PLC系统,并且由于软件是免费的,您不需要投入高昂的费用,便可投入使用该系统。我们为您提供免费的培训以及技术支持,因此对于设备的整个使用期来测试,系统成本会大幅降低。

 

3       适用于多类自动应用的SNAP PAC系统

SNAP PAC系统功能强大。一套系统,便可用于多个自动化项目中,帮助您完成过程控制、离散自动化、能耗管理、数据采集,甚至远程集中监控。

分布式智能,帮助您随时随地方便地添加I/O。拥有了有线/无线控制器及I/O,您就可根据实际所需,将有线网络转换到无线网络,或者立即实现两个网络的通讯。

灵活的硬件让您无需浪费更多的投资,节省了金钱及时间。

 

4       高级编程工具

SNAP PAC系统的编程方式采用直观的流程图,也可运用更高级的脚本语言,或者结合两者一起使用。这两种方法所包括的指令,用于标准的过程控制以及离散自动化的功能块、浮点型数字、串行处理、排列、子程序、指针变量等,其他的高级工具用于复杂的应用。

5       连接到第三方软件及设备

SNAP PAC控制器及智能处理器,支持OPCModbus/TCPEtherNet/IP。可简易地将数据导入到SQL数据库系统,并直接从硬件发送邮件。该系统也可以简单地使用ModbusDNPBACnetCAN或任意基于串口的设备、仪器,进行通讯。

 

6       业界最好的I/O

凭借着业内最佳的保障:多数SNAP I/O模块终身保用。每个模块出厂前都经过独立测试,而不是抽样测试。SNAP PAC系统可以配置从几个I/O点到数千个I/O点。您可按需,根据信号类型,选择高可靠性的模拟量、数字量、串口模块。电压、电流、交流、直流、热电偶、RTD、电源检测器、RS-232RS-485Profibus运动控制、应变测试等等,都可与SNAP PAC系统一同连接。

 

 

 

 

关于SNAP PAC系统

SNAP PAC系统是Opto 22公司出品,软硬件集成的系统,用于工业控制、远程监控、数据采集等应用。简化了对自动化系统了解、选择和采购的复杂过程,SNAP PAC系统由以下四部分组成:

 

PAC Project 软件套件----简单易用的基于流程图的编程方式、HMI人机界面)、可选的OPC客户端以及数据库连接软件。

 

SNAP PAC控制器----独立式和基于机架式的工业控制器;有线/无线模块可选。

 

SNAP PAC智能处理器----智能I/O处理器,用于分布式控制。也可选择有线/无线模块。

 

SNAP I/O----模拟量、数字量、串口量、特殊功能I/O模块,可与现场设备、仪器、传感器相连接。所有I/O模块可交替与标准的以及有线/无线智能处理器一同工作。

 

这四个简单,又具有很大灵活性的系统组成部件,可处理任何情况,从最基本的设备监控到完整的工厂自动化。

 

 

 

 

通讯网络及协议

SNAP PAC系统自带Ethernet网络协议,因此您无需担心成本,以及额外添加网络通讯卡的麻烦。系统中的分布式I/O可运行在以太网或串行网络,也可同时运行于两个网络。另外,您可以与大量的串行设备通讯,例如条形码阅读器、RFID阅读器、串口显示器、modem等。

 

由于SNAP PAC系统运行于标准的Ethernet网络,可直接与计算机、基于Ethernet的设备相互通讯,使用标准的协议包括TCP/IPUDP/IP、邮件传输协议SMTP、网络管理协议SNMPModbus/TCP、及用于Allen-Bradley PLC系统的EtherNet/IP等。

 

 

 

 

关于OPTO 22

Opto 22公司研发并制造应用于工业自动化、能耗管理、远程监控、数据采集的软硬件设备。Opto 22的产品是标准化的,用于商业网络及计算机技术中,以简单易用、创新、高品质、高可靠性而闻名世界。Opto 22的输入/输出以及控制系统,允许客户从所有的设备、电子仪器仪表监测、控制、采集数据,这些都是项目运行的关键。Opto 22产品适用于自动化终端用户、OEM,信息技术及操作人员已经为全球10,000套设备安装了该产品。公司始建与1974年,总部位于美国加州的TemeculaOpto 22的产品通过全球网络的分销商及系统集成商出售。预知更多信息,请联系Opto 22上海代表处,电话:021-58358249,邮箱:optochina@opto22.com。网址:www.opto22.com.cn

审核编辑(
王静
)
投诉建议

提交

查看更多评论
其他资讯

查看更多

Opto 22 SNAP PAC系统改善啤酒厂的生产工艺

浏览器启动移动控制

Groov Sever

美国OPTO 22推出Groov,为PAC/PLC/DCS系统开启移动控制

One-Step自动化公司的新挑战