データロガーとは何ですか?

データロガーは通常、小型で比較的安価なスタンドアロンのレコーダであり、電圧,温度,電流などのリアルタイムデータを監視および記録します。アプリケーションが高速記録を必要としないが記録時間を延長する必要がある場合、データ収録システムの代わりにデータロガーが選択されます。データロガーはDAQシステムよりも安価です。

データロガーは、一度に数日、数週間、場合によっては数年も記録し、長時間にわたって何百万ものデータポイントを精力的に記録する記録装置の「主力」です。このプロセスは一般にデータロギングと呼ばれます。

データロガーは、次の基本的な特長を見ることで定義できます。

  • サンプルレート
  • 入力タイプ
  • チャンネル数
  • データストレージ
  • 記録時間
  • ユーザーインタフェース
  • ローカルモニタリング
  • 電力システム
  • コスト

データロガーのサンプリングレート

データロガーは主に遅い信号、つまり長期間にわたってゆっくりと変化する条件のために作られています。一部のデータロガーは、数日、数週間、または数か月間発生しない可能性があるグリッチおよび短絡を監視するように作られています。もちろん、電気信号に変換できる物理的または電気的特性は、その帯域幅内でデータロガーによって記録できます。

一般的なデータロガーのサンプルレートは、1 S / sからチャネルあたり100 S / sまでです。 これは、最新のデジタルDAQシステムと比較して非常に低速です。この低いサンプルレートがデータロガーが長期間にわたって記録できる理由です。

入力タイプ

DATAQデータロガー-モデルDI-1110 ※画像はDATAQ Instruments提供

データロガーに組み込まれているセンサー入力は、いくつかの例外を除いて、電圧、4~20 mAの電流,温度,湿度,およびパルス信号に制限されています。ネジ端子タイプのコネクターは、一度に数か月または数年はそのままにしておき、信号接続が頻繁に変更されないためよく使用されます。

4~20mAの電流ループ出力は、水位,湿度,温度,圧力,気象ステーションセンサー,ドアの開閉位置などを監視するセンサーなど、さまざまな産業用センサーに共通しています。

チャネル数

データロガーは、単一のチャネルから32の入力チャネル以上を供給しますが、4~8チャネルのモデルが最も一般的です。いくつかのモデルは、100以上のチャネルを供給します。いくつかのデータロガーアプリケーションでは多チャネルを必要とします。複数のデータロガーを使用して、非常に大きなチャネル数のアプリケーションにも対応できます。

データストレージ

データロガーは通常、記録されたデータを内部の不揮発性メモリに保存し、後で外部コンピュータにダウンロードして解析します。このメモリは、多くの場合、キロバイトまたはメガバイトで測定されます(一部のデータロガーは、USBフラッシュメディアの使用を許可しています。つまり、これらのシステムではGBストレージが可能です)。これは、データロガーのサンプルレートが低いためです。16ビットの解像度で1 S / sで100チャネルを記録している場合でも(サンプルあたり2バイトが必要)、それは

100 * 1 * 2 = 200サンプル/秒
200 S * 3600 s = 1時間あたり720,000サンプル

記録後、長期保存と解析のためにデータを外部システムにオフロードできます。

データロガーはサンプルレートが低いため、日数で測定される記録時間から、数週間または数か月で測定できる記録時間までさまざまです。

一部のデータロガーは、監視用の外部システムにデータをストリーミングするためのUSBまたはイーサネットなどのハードワイヤードインタフェースを提供します。それらの数の増加はWIFIストリーミングを提供します。

ユーザインタフェース

データロガーは通常、外部とのインタフェースが無いか、基本的な数値を表示するだけです。しかし、波形と数値を組み込んだ比較的洗練された表示をするモデルもあります。

それらは一度設置されると数週間または数か月間移動させることはありません。最新のDAQシステムを使用した短時間の高速テストで行うように、誰もデータロガーを見に行くことはありません(数週間または数か月毎にデータを取りに行きます)。

一部のデータロガーにはWebまたはHTTPインタフェースが装備されているため、イーサネット経由でそれらに接続し、WebブラウザーでIPアドレスを呼び出すと、ユーザーは値を準リアルタイムで監視できます。

【動画】DEWESoft DAQシステムは、使いやすいデータロギングと広範なデータ視覚化機能を提供します

リアルタイムモニタリング

LCD数値ディスプレイを備えたデータロガー ※画像はExtech提供

一部のデータロガーは、リアルタイムで測定されている数値を示す内蔵LCDディスプレイの形でリアルタイム監視機能を提供します。他のコンピュータは、有線またはWIFIインタフェースを提供して、別のコンピュータがリアルタイムでデータにアクセスできるようにします。データロガーがこれを供給しない場合、外部コンピュータを介してデータにアクセスできるようになる前に、テストが停止するまで待機する必要があることがよくあります。

テスト後、データは通常、解析のために外部コンピュータにオフロードされます。一部のロガーは、有線または無線接続を介してリアルタイムの監視を可能にします。

電力システム

一般的な小さなデータロガーは、バッテリ駆動,低消費電力の電子機器です。それらは低消費電力のため、多くは外部電源なしで何時間も動作できます。ただし、長時間の記録が必要なものは外部電源が必要です。小型のデータロガーの電源には通常DC電源入力があり、より大きなベンチトップモデルにはAC電源入力があります。

固有バスのデータロガー

データロガーは一般に、MODBUSやCAN BUSのような業界標準の計測プロトコルを避けてきました。しかし、これは変化しておりこれらのインタフェースをデータロガーに採用する流れは徐々に増えています。

Modbusは、シュナイダーエレクトリックが最初に発明した使用料無料の通信プロトコルです。監視制御およびデータ収録(SCADA)システムで、および産業用アプリケーションのプログラマブルロジックコントローラー(PLC)で頻繁に使用されます。その物理層はRS485で実装と保守が簡単です。現在、このプロトコルはModbus組織によって管理されています。

コントローラエリアネットワークはCANバスとして知られていますが、もともとは自動車内のマイクロコントローラ(ECUなど)が集中型コンピュータを必要とせずに互いに通信できるようにするメッセージングプロトコルとして開発されました。もともとは、ドイツの自動車システムサプライヤーであるRobert Bosch GmbHによって開発されました。

しかし今日では、ISOによる標準化とこの世界的な主要産業全体での広く受け入れられているため、航空宇宙、一般的なオートメーション、ロボット工学などの幅広いアプリケーションで使用されており、義肢を制御する医療産業でさえ使用されています。

DAQシステムは、バス上のセンサーからデータを読み取るだけでなく、CANにデータを書き戻すこともできるように、CANとのインタフェースを強化することができます。DEWESoftのDAQシステムは、製品ライン全体がCANに準拠している良い例です。

DEWESoftは、2、4、または8のCANバスシステムから同時に記録できる高速CANおよびCAN FDバスデータ収録システムを提供します。

DEWESoftの専用CANバスDAQインターフェイス

これらのDEWESoftモデルの各CANポートは分離されており、高速CAN 2.0b規格を利用しています。これらの専用CANモジュールに加えて、CANインタフェースを事実上すべてのDEWESoft DAQシステムに追加できることに注意してください。

データロガーもCANバスを採用し始めています。そのようなエントリレベルのCANバスデータロガーの 1つは、 DEWESoftのDS-CAN2です。

DS-CAN2-DEWESoftの2チャンネルCANデータロガー

CANバスの監視は、法的、車両診断、研究、またはメンテナンスの目的で行うことができます。

これらの標準バスの使用は、データロガーを非常に簡単に統合できるので、これらのプロトコルがすでに導入されているアプリケーションでは有効なステップです。

GPSおよびGNSSデータロガー

GNSS衛星測位システムの開発に伴い、データロガーは、経度,緯度,高度などの測位データを記録する可能性も取り入れています。

これらのデータロガーは、GNSS互換の受信機を組み込むだけで、地球上のオブジェクトの位置を非常に正確に記録できます。標準のGNSS / GPSデータロガーに加えて、慣性航法システム(INS)と慣性測定ユニット(IMU)もあり、方向,位置,速度,加速度などの追加のパラメーターも記録できます。

DEWESoft GPSおよび慣性航法データロガー

一般的なデータロガーアプリケーション

  • 製造環境,保管施設,病院,およびその他の公共施設の温度と湿度レベルの監視
  • 加工と輸送のすべての段階で食品の温度を監視する
  • 産業および商業施設のHVAC状態を監視する
  • あらゆる種類の製造プロセスを監視
  • 温室と農場の成長状況を監視する
  • 製造および保管中の医薬品の環境条件を監視する
  • 地震の激しい地域での地震活動の監視

データロガーが必要な場所

業界や政府の規制により、データロガーが必要になる場合があります。

例えば

  • EC指令92/1および米国のFDA規制により、準備,保管,および輸送全体を通じて、食品を監視して温度が必要なレベルに維持されていることを確認する必要があると規定されています。これは、非常に長期間にわたって一定の間隔で温度を記録できるデータロガーの理想的なアプリケーションです。
  • ワクチンやその他の医薬品は、製造,包装,保管,輸送の間,厳しい温度に保たれなければなりません。
  • 病院やその他の公共の場所のHVACシステムは、それらを使用する人々の安全と快適さを確保するために、常に監視する必要があります。これらには、温度と湿度だけでなく、CO2(二酸化炭素)レベルの検出、換気などが含まれます。
  • EU、米国、およびその他の国には、エネルギー効率と消費に関連するさまざまな要件があります。継続的な監視は、コンプライアンスを保証および証明する唯一の方法です。

まとめ

数日,数週間,数か月にわたる電圧,電流,温度,および関連するセンサーの長期測定を行う場合、データロガーは理想的な測定機器です。それらは通常低コストであり幅広い有能なメーカーから容易に入手できます。