Опыт использования системы мониторинга testo Saveris в музеях

В данной публикации представлены тезисы из доклада Тэсто Рус на конференции "Музейная климатология - основа сохранения объектов культурного наследия", проходившей 30 января - 1 фераля 2013 г. в Эрмитаже.  Доклад вошёл в сборник, опубликованный в апреле 2015 года.

Одной из важнейших задач по превентивной консервации является обеспечение оптимальных условий микроклимата при хранении и экспозиции объектов культурного наследия. В рамках этой задачи помимо прочих организационно-технических мероприятий необходимо проводить регулярный мониторинг параметров микроклимата в хранилищах музеев, а также в экспозициях с целью своевременного выявления негативных тенденций и принятия соответствующих корректирующих мер.

Также зачастую требуется документирование измеренных значений в специальных журналах и создание различных отчетов. Рассмотрим несколько способов организации процедуры мониторинга:

• измерение параметров при помощи портативных переносных
• или настенных приборов с последующей записью в журнал;
• применение портативных регистраторов (логгеров);
• ведение электронного журнала;
• создание системы сбора данных на базе радио- или LAN/WLAN логгеров;
• наличие системы оповещений.

Измерение параметров при помощи портативных переносных или настенных приборов с последующей записью в журнал до недавнего времени было одним из самых распространенных способов.

Его достоинством является низкая стоимость оборудования. Однако у него существует ряд существенных недостатков:

• ответственный персонал должен быть определенным образом обучен методикам проведения замеров или особенностям использования тех или иных приборов;
• тратится достаточно много времени на проведение замеров и заполнение соответствующих журналов;
• отклонение можно выявить только в момент проведения измерений;
• на результаты в достаточно большой степени влияет человеческий фактор (ошибки при проведении замеров или заполнении журналов);
• характерные проблемы возникают с бумажным архивом данных (нет возможности быстрого доступа к данным, требуется место для хранения и т. д.).

Метод использования логгеров данных заключается в размещении в местах замеров автоматических электронных регистраторов, которые с определенной периодичностью производят регистрацию значений параметров микроклимата и записывают их в собственную память. Через какой-то период (определяется самими пользователями) необходимо считать данные с каждого прибора через специализированное ПО на компьютер. С помощью того же ПО можно провести анализ измеренных значений (оно представляет данные в виде графиков и таблиц), а также сохранить значения на компьютере. Достоинствами данного метода

являются:

• исключение человеческого фактора из процедуры измерений;
• возможность ведения электронного журнала;
• невысокая стоимость логгеров.

При всех достоинствах данный метод имеет следующие особенности:

• по-прежнему высока вовлеченность персонала, т. к. данные с каждого логгера необходимо считывать вручную;
• каждый логгер при считывании создает свой отдельный файл, поэтому комбинирование данных с нескольких приборов затруднительно;
• отсутствует функция сигнальных оповещений, т. е. отклонения можно выявить, только считав показания с прибора.

Всех этих недостатков лишены автоматизированные системы мониторинга параметров микроклимата, базирующиеся на принципе объединения датчиков в единую сеть. Представленная компанией «Тэсто Рус» система testo Saveris работает по следующему принципу:

• датчики системы размещаются в выбранных пользователемточках помещений и производят автоматическое непрерывное измерение значений с заданным пользователем интервалом и с последующей передачей данных по радио- или Ethernet-каналу на базу системы;
• база системы производит запись в собственную память и анализ измеренных значений, в случае отклонений от заданных пользователем значений генерирует сигнальное оповещение (звуковое/световое, опционально через СМС-сообщение);
• далее данные передаются в специализированное ПО, которое осуществляет представление значений в виде графиков и таблиц на экране оператора, обеспечивает отправку сигнальных оповещений через электронную почту, а также ведет единую базу данных измеренных значений с возможностью создания отчетов за любой период (в т. ч. генерацию и отправку по электронной почте заданным адресатам в автоматическом режиме ежедневных, еженедельных и ежемесячных отчетов).

Таким образом, обеспечиваются следующие преимущества:

•   процесс измерения, передачи и хранения данных полностью автоматизирован;
•   влияние человеческого фактора полностью исключено;
•   реализовано централизованное ведение единого электронного журнала измеренных значений и журнала событий;
•   через интерфейс ПО можно получить быстрый доступ к любой группе данных за любой выбранный период;
•   автоматизированы функции оповещений ответственных сотрудников о выходе значений за допустимые пределы;
•   возможно оперативное принятие корректирующих мер.

Помимо этого система достаточно гибка в плане внедрения на объекте (за счет комбинирования радио- и Ethernet-технологий), проста в эксплуатации и не требует специальных знаний (например, из области метрологии или автоматизации).

Конструктивно система выполнена в виде отдельных модулей, что позволяет конфигурировать ее под потребности заказчика. Модули можно условно разделить на четыре группы.

База системы служит для управления всеми периферийными модулями, а также для промежуточной записи измеренных значений в собственную память и генерации сигнальных оповещений. Максимальное количество датчиков, поддерживаемых одной базой, – 150.

Измерительные модули, или зонды, размещаются непосредственно в местах замеров, измеряют параметры микроклимата и передают их на базу по радиоканалу или по каналам вычислительной сети (в зависимости от типа зонда).

Маршрутизаторы требуются в случае необходимости увеличения зоны радиопокрытия, а конверторы – для преобразования сигнала от радиозондов в среду Ethernet для дальнейшей передачи по каналам вычислительной сети. Конверторы аналогового сигнала служат

для подключения датчиков стороннего производителя (например, датчиков ультрафиолета или уровня СО2). Цифра должна быть наверху ПО реализует функции визуализации данных, ведения электронного архива, генерации оповещений через электронную почту, а также генерации отчетов.

Однако, такая сфера применения подобных систем, как музейная климатология, имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при проектировании:

1. требуется минимальное вмешательство во внешний вид экспозиции;
2. прокладка сигнальных кабелей и кабелей питания затруднительна или невозможна;
3. зачастую сеть передачи данных в залах экспозиции или хранилищах отсутствует;
4. если речь идет об исторических зданиях, то мы сталкиваемся с такой проблемой, как значительная толщина стен;
5. иногда требуется мониторинг нескольких зданий/корпусов, в т.ч. территориально удаленных друг от друга;
6. помимо мониторинга температуры и влажности зачастую необходимо проводить измерения уровня освещенности и UV, уровня СО2, запыленности и пр.

Применение компактных радиозондов в сочетании с возможностью скрытой установкой и обеспечивает требования по вмешательству во внешний вид экспозиции, а также минимизирует или вовсе делает ненужными кабельные трассы. Для этих же целей в случае отсутствия сетей питания можно применить технологию подачи питания по существующему сигнальному кабелю (РоЕ), а в случае отсутствия кабелей передачи данных – поверх существующей силовой проводки (PLC). Для увеличения зоны радиопокрытия можно использовать маршрутизаторы и конверторы (по возможности скрытой установки, например, в технических помещениях).

Используя технологию Ethernet можно объединить в единую систему не только рядом стоящие корпуса, но и территориально удаленные объекты, при условии, что между зданиями есть либо собственная вычислительная сеть, либо организованы VPN-каналы. Используя конверторы аналогового сигнала, можно интегрировать в систему любые датчики стороннего производителя, если они имеют стандартный токовый выход (например, 4…20 мА.).

В заключение хотелось бы отметить, что система testo Saveris внесена в Госреестр средств измерений и может проходить первичную и периодическую поверку. Также она имеет разрешение Государственной комиссии по радиочастотам на использование несущей частоты 2,4 ГГц.