Ein faseroptisches Überwachungssystem muss Messstellen, Sonden, Faserwege, Kanalzahl, Auswertegerät und Schnittstellen als vollständige Messkette abdecken. Die Auswahl beginnt mit der tatsächlichen Anlage und den Entscheidungen, die die Temperaturwerte unterstützen sollen. Alarmierung und SPS-/SCADA-Anbindung werden anschließend darauf abgestimmt.
- Definieren Sie zuerst die genauen physikalischen Temperaturpunkte.
- Zählen Sie die Anzahl der unabhängigen Erfassungspunkte.
- Ordnen Sie eine Punktsonde einem aktiven Messkanal zu.
- Bestätigen Sie den erforderlichen Temperaturbereich und die Sondenstruktur.
- Bestimmen Sie die erforderliche Faserlänge anhand der tatsächlichen Verlegung.
- Wählen Sie ein Überwachungsgerät mit genügend Kanälen aus.
- Bestätigen Sie die lokalen Anzeige-, Alarm- und Kommunikationsanforderungen.
- Überprüfen Sie die SPS-, SCADA- oder DAQ-Integration, bevor Sie das System fertigstellen.
- Reservieren Sie Ersatzkanäle nur, wenn das Projekt eine zukünftige Erweiterung erfordert.
Auswahlleitfaden für faseroptische Temperaturüberwachungssysteme
- Was ist in einem faseroptische Temperaturüberwachungssystem enthalten?
- Wie viele Temperaturpunkte müssen überwacht werden?
- Wie viele Kanäle benötigt das Überwachungssystem?
- So wählen Sie den faseroptischen Temperaturfühler aus
- So wählen Sie die erforderliche Faserlänge aus
- So wählen Sie das Glasfaserüberwachungsgerät aus
- Welche Ausgänge und Kommunikationsschnittstellen werden benötigt?
- Wie sich die Systemauswahl je nach Anwendung ändert
- So verbinden Sie das Überwachungssystem mit SPS oder SCADA
- Sollten Sie Ersatzüberwachungskanäle reservieren?
- Neue Ausrüstung vs. Retrofit-Systemauswahl
- OEM-faseroptische Temperaturüberwachungsmodul
- Checkliste für faseroptische Temperaturüberwachungssysteme
- Konfigurationsbeispiele
- Für die Systemauswahl erforderliche Informationen
- INNO-faseroptische Temperaturüberwachungssysteme
- FAQ zum faseroptischen Temperaturüberwachungssystem
Was ist in einem faseroptische Temperaturüberwachungssystem enthalten?
Ein komplettes faseroptisches Temperaturüberwachungssystem umfasst im Allgemeinen die folgenden Komponenten:
- Faseroptischer Temperaturfühler
- Optical fiber / extension assembly
- Durchführungs- oder Steckeranordnung, sofern zutreffend
- Auswertegerät / Sender / Demodulator
- Stromversorgung nach Bedarf
- Lokale Anzeige, sofern unterstützt
- Alarmausgabe bei Bedarf
- Kommunikationsschnittstelle
- SPS-/SCADA-/DAQ-Integration bei Bedarf
Die Systemverknüpfung lautet: Glasfasersonde → Glasfaser → Auswertegerät → Alarm / Anzeige / Kommunikation → SPS / SCADA / DAQ.
Die Sonde und das Auswertegerät sind unterschiedliche Komponenten. Die Sonde misst die Temperatur am ausgewählten physikalischen Punkt, während das Auswertegerät die Sonde abfragt und die optische Reaktion in Temperaturdaten umwandelt.
Wie viele Temperaturpunkte müssen überwacht werden?
Die Auswahl eines faseroptische Temperaturüberwachungssystems beginnt nicht mit der Kanalnummer. Es beginnt mit den eigentlichen physischen Messpunkten, die gemessen werden müssen, wie z. B. ausgewählte Wicklungspositionen in einem Transformator, Sammelschienenverbindungen oder Kabelanschlüsse in Schaltanlagen, ausgewählte Statorwicklungspositionen in einem Motor oder ausgewählte Prüflingspunkte (DUT) auf einem Prüfstand. Ein Messpunkt entspricht einem physischen Standort.
| Überwachungsanforderung | Beispiel für unabhängige Punkte |
|---|---|
| Dreiphasiger Anschluss | 3 Punkte, wenn jede Phase separat gemessen wird |
| Zwei dreiphasige Anschlüsse | 6 Punkte |
| Drei dreiphasige Anschlüsse | 9 Punkte |
| Vier dreiphasige Anschlüsse | 12 Punkte |
| Überwachung der Transformatorwicklung | Projektspezifisch |
| Prüfstand | Abhängig von DUT und Testpunkten |
Dies sind Konfigurationsbeispiele, keine Industriestandards.
Wie viele Kanäle benötigt ein faseroptische Temperaturüberwachungssystem?
Für die Punktmessung entsprechen die erforderlichen aktiven Kanäle für die Mehrkanal-faseroptische Temperaturüberwachung normalerweise der Anzahl unabhängiger Temperaturpunkte, die gleichzeitig gemessen werden. Die Gesamtkanalkapazität entspricht den aktiven Kanälen plus allen geplanten Ersatzkanälen. Die freie Kapazität hängt vom zukünftigen Expansionsplan für das Projekt ab, nicht von einer festen Regel.
Gängige INNO-Konfigurationsmuster können 1/2/3/4 Kanäle für Kompakt- oder OEM-Konfigurationen, 3/6/9/12/16 Kanäle für die Überwachung elektrischer Geräte und spezielle Konfigurationen mit bis zu etwa 64 Kanälen umfassen, abhängig von der Systemarchitektur. Nicht jedes Instrumentenmodell unterstützt jede Kanalanzahl. Weitere Einzelheiten zum Anpassen der Kanalanzahl an den Projektumfang finden Sie unter Wie viele Kanäle benötigen Sie für die faseroptische Temperaturüberwachung?
| Erforderliche Punkte | Mindestanzahl aktiver Kanäle | Möglicher Systemansatz |
|---|---|---|
| 1 | 1 | Einkanal- oder Kompaktinstrument |
| 3 | 3 | Gerät mit 3 Kanälen oder höherer Kapazität |
| 6 | 6 | Gerät mit 6 Kanälen oder höherer Kapazität |
| 9 | 9 | Gerät mit 9 Kanälen oder höherer Kapazität |
| 12 | 12 | Gerät mit 12 Kanälen oder höherer Kapazität |
| Benutzerdefiniert | Tatsächliche Punktanzahl anpassen | Benutzerdefinierte Mehrkanalkonfiguration |
Wenn eine zukünftige Erweiterung geplant ist, kann ein Gerät mit höherer Kapazität ausgewählt werden.
So wählen Sie den faseroptischen Temperaturfühler aus
Für die Systemauswahl sind die wichtigsten Sondenfaktoren der erforderliche Temperaturbereich, der Sondendurchmesser, die Struktur der Sensorspitze, der Installationsraum, die elektrische Umgebung, die mechanische Montage, die Faserführung und die Anwendung.
Typische INNO-Punktsonden-Referenzen umfassen einen Temperaturbereich von etwa -40 bis 260 °C, eine Genauigkeit von etwa +/-0,5 bis +/-1 °C, eine Reaktion unter 1 s und einen Sondendurchmesser von etwa 2–3 mm, abhängig von der Sondenkonfiguration. Eine vollständige Anleitung zur Sondenauswahl finden Sie unter So wählen Sie einen faseroptischen Temperatursensor aus.
So wählen Sie die erforderliche Faserlänge für ein faseroptische Temperaturüberwachungssystem aus
Die Glasfaserlänge sollte auf dem tatsächlichen Routing basieren und nicht auf einem festen Standardwert. Eine praktische Methode zur Schätzung ist: erforderliche Faserlänge = internes Routing + Route zur Durchführung + externes Routing + Installationszuschlag.
Eine Reichweite von 3–5 m kann ein praktischer erster Referenzwert für viele Geräteinstallationen sein, und INNO-Sonden sind je nach Konfiguration typischerweise mit einer Faserlänge von ca. 0–20 m erhältlich. Die endgültige Länge sollte sich an der tatsächlichen Projektroute orientieren und nicht an der allgemeinen Annahme, dass länger oder kürzer grundsätzlich besser ist. Weitere Einzelheiten finden Sie unter So wählen Sie die richtige Faserlänge für einen faseroptischen Temperatursensor aus.
So wählen Sie ein faseroptisches Temperaturüberwachungsgerät aus
Die Auswahl des Instruments hängt von mehreren projektspezifischen Faktoren ab:
| Instrumentenanforderungen | Auswahlfrage |
|---|---|
| Kanalanzahl | Wie viele unabhängige Sonden müssen gleichzeitig gelesen werden? |
| Anzeige | Ist eine lokale Temperaturanzeige erforderlich? |
| Alarm | Benötigt das Projekt Relaisausgänge? |
| Analogausgabe | Sind 4–20 mA erforderlich? |
| Serielle Kommunikation | Ist RS485 erforderlich? |
| Protokoll | Ist Modbus RTU oder ein anderes unterstütztes Protokoll erforderlich? |
| Netzwerk | Ist Ethernet/TCP/IP erforderlich, sofern verfügbar? |
| OEM-Integration | Wird anstelle eines fertigen Monitors ein Kompaktmodul benötigt? |
Nicht jedes Modell unterstützt alle oben aufgeführten Optionen.
Welche Ausgänge und Kommunikationsschnittstellen werden benötigt?
RS485 ist eine physikalische serielle Schnittstelle. Modbus RTU ist ein Protokoll, das häufig über RS485 verwendet wird. 4-20 mA ist ein analoges Signal. Ein Alarmrelais ist ein diskreter Alarm- oder Statusausgang. CAN ist eine Busschnittstelle, sofern unterstützt, und Ethernet/TCP/IP ist eine Netzwerkoption, sofern unterstützt. Abhängig vom ausgewählten Instrument können verschiedene Projekte gleichzeitig unterschiedliche Ausgänge verwenden.
Wie ändert sich die Auswahl des faseroptische Temperaturüberwachungssystems je nach Anwendung?
| Anwendung | Typisches Erfassungsziel | Hauptsystemauswahlfokus |
|---|---|---|
| Transformer | Ausgewählte Wicklungs-/Hotspot-Kandidatenpunkte | Eingebettete Sonden, Glasfaser-Routing, mehrere Kanäle |
| Schaltanlage | Sammelschienenverbindungen / Leistungsschalterverbindungen / Kabelanschlüsse | 3/6/9/12-Punkt-Konfigurationen je nach Projekt |
| Motor | Ausgewählte Statorwicklungspositionen | Sondengröße, Installation, Isolation, Kanalanzahl |
| Hochspannungstest | Prüfling oder ausgewählte unter Spannung stehende Komponente | Elektrische Isolierung, Glasfaserführung, DAQ-Integration |
| MRT / Magnetfeld | Ausgewählte Messpunkte | Optischer Pfad, Materialanforderungen, Instrumentenstandort |
| Mikrowelle / HF | Material- oder Ausrüstungspunkte | Sondenstruktur, Routing, Instrument ggf. außerhalb des aktiven Feldes |
| Leistungselektronik | IGBT / SiC / ausgewählte Testpunkte | Kompakte Sonde, Antwort, Mehrkanal-Testmessung |
Spezifische Kanalzahlen werden nicht von der Anwendung festgelegt; sie folgen dem tatsächlichen Erfassungsplan. Eine entsprechende Anleitung finden Sie unter Wie wird die Motorwicklungstemperatur gemessen? und So überwachen Sie die Temperatur in Schaltanlagen-Sammelschienen, Verbindungen und Kabelanschlüssen.
Wie kann ein faseroptische Temperaturüberwachungssystem eine Verbindung zu SPS oder SCADA herstellen?
Der Integrationspfad ist: Glasfasersonde → Auswertegerät → Industrielle Schnittstelle → SPS / SCADA / DAQ / Plattform von Drittanbietern. Die Sonde selbst kommuniziert normalerweise nicht direkt mit der SPS oder SCADA.
Je nach Instrument gehören zu den möglichen Schnittstellen RS485 mit einem unterstützten Protokoll wie Modbus RTU, 4–20 mA, Alarmrelais, CAN, sofern unterstützt, und Ethernet/TCP/IP, sofern unterstützt. Einige Architekturen erfordern je nach Plattform möglicherweise auch ein Gateway, einen Controller oder eine Integrationsschicht. Weitere Einzelheiten finden Sie unter Wie können faseroptische Temperaturüberwachungssysteme eine Verbindung zu SPS-, SCADA- und Drittanbieterplattformen herstellen?
Sollten Sie Ersatzkanäle in einem faseroptische Temperaturüberwachungssystem reservieren?
Manchmal, aber nicht automatisch. Ersatzkanäle sind nützlich, wenn das Projekt zukünftige zusätzliche Erfassungspunkte, eine schrittweise Erweiterung der Ausrüstung, erwartete Änderungen im Überwachungsumfang oder reservierte Kapazität auf einer OEM-Plattform vorsieht. Freie Kapazität ist für eine feste Testvorrichtung, eine feste Sensoranzahl, ein kostenempfindliches kompaktes OEM-Modul oder Geräte ohne geplante zukünftige Überwachungserweiterung weniger nützlich. Es gibt keinen festen Prozentsatz, der für jedes Projekt gilt.
Auswahl neuer Geräte vs. nachgerüsteter faseroptische Temperaturüberwachungssysteme
Bei neuen Geräten können Erfassungspunkte während des Gerätedesigns geplant werden, die Sondenführung kann im Voraus geplant werden, die Kanalanzahl kann frühzeitig angepasst werden und die Kommunikationsschnittstelle kann mit dem Steuerungssystem koordiniert werden.
Bei einer Nachrüstung müssen vor der Auswahl des Systems der vorhandene Zugang, die Montageposition, die Verlegung, die Durchführung, der verfügbare Einbauraum und die vorhandene SPS- oder SCADA-Schnittstelle bestätigt werden.
Wann sollten Sie sich für ein OEM-faseroptische Temperaturüberwachungsmodul entscheiden?
Ein OEM-faseroptische Temperaturüberwachungsmodul wird häufig von Geräteherstellern, Testgeräteherstellern, Systemintegratoren und Herstellern kundenspezifischer Steuerungen in Betracht gezogen. Zu den Auswahlfaktoren können eine kompakte 1- bis 4-Kanal-Architektur, ggf. keine lokale Anzeige, Hostsystemintegration, die erforderliche Kommunikationsschnittstelle, Gehäuseintegration, kundenspezifische Anschlüsse, kundenspezifische Faserlänge und kundenspezifische Kanalkonfiguration gehören. Ein OEM-Modul sollte nicht als vollständiges Überwachungssystem bezeichnet werden, wenn es nur ein Entwicklungsmodul ist.
Checkliste für die Auswahl eines faseroptischen Temperaturüberwachungssystems
| Auswahlelement | Informationen zur Bestätigung |
|---|---|
| Anwendung | Transformator / Schaltanlage / Motor / Test / MRT / Mikrowelle / Sonstiges |
| Messpunkte | Genaue physische Standorte |
| Aktive Kanäle | Anzahl gleichzeitig gemessener Punkte |
| Ersatzkanäle | Zukünftiger Erweiterungsbedarf |
| Temperaturbereich | Erwartetes Minimum und Maximum |
| Sondengröße | Verfügbarer Installationsraum |
| Faserlänge | Tatsächliche Routing-Anforderung |
| Auswertegerät | Fertige Einheit oder OEM-Modul |
| Lokale Anzeige | Erforderlich/nicht erforderlich |
| Alarmausgabe | Relay-Anforderung |
| Analogausgabe | Anforderung von 4–20 mA |
| Kommunikation | RS485 / unterstütztes Protokoll / Netzwerk |
| Integration | SPS / SCADA / DAQ / Drittanbieterplattform |
| Dokumentation | Projektspezifische Anforderungen |
Konfigurationsbeispiele für faseroptische Temperaturüberwachungssysteme
Beispiel 1: Schaltanlage
Voraussetzung: 6 unabhängige Sammelschienen / Verbindungspunkte.
Mögliche Konfiguration: 6 Sonden, 6 aktive Kanäle, ein Auswertegerät und RS485 mit einem unterstützten Protokoll wie Modbus RTU.
Beispiel 2: Transformator
Voraussetzung: 9 ausgewählte Wicklungsmesspunkte.
Mögliche Konfiguration: 9 Sonden, ein geeignetes Überwachungsgerät mit 9 Kanälen oder höherer Kapazität, die erforderliche Faserlänge und eine SPS-/SCADA-Schnittstelle. Die tatsächlichen Positionen der Transformatorsonden richten sich nach dem Transformatordesign.
Beispiel 3: Testgeräte-OEM
Voraussetzung: 4 unabhängige Punkte.
Mögliche Konfiguration: 4 Sonden, ein kompaktes 4-Kanal-OEM-Messmodul und eine Host-System-Kommunikationsschnittstelle.
Dies sind Konfigurationsbeispiele, keine universellen Systementwürfe.
INNO-faseroptische Temperaturüberwachungssysteme
INNO bietet fluoreszenzbasierte punktförmige faseroptische Temperatursonden, Auswertegeräte und konfigurierbare Mehrkanal-Temperaturüberwachungslösungen für elektrische Geräte, Industrieanlagen und Testsysteme.
- Punktförmige faseroptische Temperaturfühler
- Kompakte Sondenoptionen
- Benutzerdefinierte Faserlänge
- Mehrkanalüberwachung
- 1-4-Kanal-OEM-Modulkonfigurationen, sofern zutreffend
- 3/6/9/12/16-Kanal-Geräteüberwachungskonfigurationen je nach Instrument
- Spezielle Mehrkanalkonfigurationen je nach Projektarchitektur
- RS485 und unterstützte Kommunikationsprotokolle je nach Instrument
- 4–20 mA und Relaisausgänge, sofern unterstützt
- SPS-/SCADA-/DAQ-Integration
- OEM-/ODM-Unterstützung
Typische INNO-Punktsonden-Referenzen können einen Temperaturbereich von etwa -40 bis 260 °C, eine Genauigkeit von etwa +/-0,5 bis +/-1 °C, eine Reaktion unter 1 s, einen Sondendurchmesser von etwa 2–3 mm und eine Faserlänge von etwa 0–20 m umfassen. Die Anzahl der Kanäle hängt von der Instrumenten- und Projektkonfiguration ab, und die genauen Spezifikationen hängen von der ausgewählten Sonde, dem Auswertegerät und dem Projekt ab.
Welche Informationen sollten Sie senden, wenn Sie ein faseroptische Temperaturüberwachungssystem anfordern?
- Bewerbung
- Gerätetyp
- Spannungspegel, sofern relevant
- Anzahl der Messpunkte
- Standort jedes Erfassungspunkts
- Erforderliche aktive Kanäle
- Ersatzkanalanforderung
- Erwarteter Temperaturbereich
- Sondengröße oder Einbauraum
- Erforderliche Faserlänge
- Überwachung des Gerätestandorts
- Lokale Anzeigeanforderung
- Alarmanforderung
- 4–20 mA-Anforderung
- RS485 und unterstützte Protokollanforderungen, wie z. B. Modbus RTU
- SPS-/SCADA-/DAQ-Integrationsanforderung
- OEM-/ODM-Anforderung
- Menge