Fiber multiplexer naar een host met RS232

[ToHiForAFly]

Beste Tweakers,

Ik vol momenteel een derdejaarsstage op stage bij Philips Medical Systems. Ik volg de opleiding elektrotechniek bij de Fontys Hogeschool in Eindhoven. Binnen Philips werk ik bij de MR afdeling. Hier worden MRI systemen gebouwd, eveneens als gerenoveerd.

De kale magneten (behuizing, heliumvat en de spoel voor het magneetveld) worden ook voor een bepaalde tijd opgeslagen in een grote hal waar tot aan 33 magneten kunnen geplaatst worden. Deze magneten moeten (ookal hebben ze geen magnetisch veld) constant gekoeld en gemonitored worden om de temperatuur van 4K te behouden.

Deze monitoring gebeurt nu nog redelijk primitief. Iedere week wordt de Magnetic Electronics Units (MEU) uitgelezen per magneet. Deze stuurt d.m.v. 2 versatile link (VL) fiber kabels, tx en rx, via het RS232 protocol data over die a.d.h.v. wat chars opgeroepen kunnen worden. Deze data wordt dan met de hand bijgehouden.

Dit is een tijdrovend proces en hier komt dus mijn opdracht aan te pas. Ik moet hiervoor een beter systeem bedenken. Als elektrotechnicus had ik een eigen ontwerp bedacht die alle signalen deed omzetten, muxen en via een Arduino de data uitlas en op een webservertje zou plaatsen (die lokaal kon aangeroepen worden). Mijn begeleider vond deze oplossing niet duurzaam. Dit betekent dat wanneer ik weg was, en het apparaat niet meer functionneerde, er geen mogelijkheid was tot reparatie.

Nu moet ik een andere oplossing vinden dat eenvoudiger is te repareren. De specificaties zijn als volgt:

- Fiber vanuit de magneet in met twee 2 VL fiber optic kabels
- RS232 protocol voor dataoverdracht
- 33 magneten totaal, dus 66 fiber kabels (grofweg gezien)
- Host computer moet dit kunnen verwerken en in een keer alles uitlezen/opslaan

Nu heb ik al wat over het internet gezocht en er zijn maar weinig modules te vinden voor dit soort toepassingen. Een voorbeeld voor de omzetting van fiber naar RS232 out:

https://www.electrostanda...roductid=283&sourceid=284

Dit is behoorlijk prijzig en je zal er dus ook 33 van moeten bestellen. Vervolgens moet je nog zorgen dat het allemaal in een computer past.

Hebben jullie nog ideeën? Ik ben niet erg bekend in de netwerk/fiber wereld, buiten wat over de TCP/IP lagen en het RS232 protocol.

[rohaantje]

ToHiForAFly schreef op woensdag 18 oktober 2017 @ 12:19:
...

Dit is behoorlijk prijzig en je zal er dus ook 33 van moeten bestellen. Vervolgens moet je nog zorgen dat het allemaal in een computer past.

...

Wie vindt dit behoorlijk prijzig? jij of phillips?
Mannetjes die elke week handmatig dit moeten doen zijn duur!
Die kost 1 zo'n kastje per keer minimaal!

je zou dit alles aan een serial server kunnen hangen.
http://www.sealevel.com/s...rs-485-serial-server.html
Via een script alles laten uitlezen en laten wegschrijven.

[ Voor 8% gewijzigd door rohaantje op 18-10-2017 12:45 ]

[CyBeR]

Aannemelijkerwijs is er al een apparaat wat die data uitleest?

[ToHiForAFly]

rohaantje schreef op woensdag 18 oktober 2017 @ 12:39:
[...]


Wie vindt dit behoorlijk prijzig? jij of phillips?
Mannetjes die elke week handmatig dit moeten doen zijn duur!
Die kost 1 zo'n kastje per keer minimaal!

je zou dit alles aan een serial server kunnen hangen.
http://www.sealevel.com/s...rs-485-serial-server.html
Via een script alles laten uitlezen en laten wegschrijven.

Klopt helemaal! Mijn originele design zat tegen de 700 euro aan, dit gaat er wel een stuk boven. Zo een serial server klinkt als een goed idee.

CyBeR schreef op woensdag 18 oktober 2017 @ 12:50:
Aannemelijkerwijs is er al een apparaat wat die data uitleest?

Zoals Rohaantje vertelt: er moet nog een scriptje geschreven worden. Dit ligt echter binnen mijn directe capaciteiten en kan aan gewerkt worden. Liefst een GUI erbij met wat commando's om data op te slaan, grafiekjes te maken etc.

[CyBeR]

ToHiForAFly schreef op woensdag 18 oktober 2017 @ 13:12:
[...]
Zoals Rohaantje vertelt: er moet nog een scriptje geschreven worden. Dit ligt echter binnen mijn directe capaciteiten en kan aan gewerkt worden. Liefst een GUI erbij met wat commando's om data op te slaan, grafiekjes te maken etc.

Dat is een stap verder.

Welke apparatuur wordt er nu gebruikt om die data uit te lezen?

[powerboat]

Ik ben niet zo technisch onderlegd (althans niet in dat vak gebied). Maar als dat ding txt bestandjes uitspuugd zou ik de output naar zabbix/nagios pushen.

Maar goed kan zijn dat ik er ook geen zak van snap

[rohaantje]

@ToHiForAFly hoe wprdt nu die fiber link aan de pc gehangen? daar moet toch ook een dergelijk kastje aan hangen? worden die continu omgeprikt?

[ToHiForAFly]

rohaantje schreef op woensdag 18 oktober 2017 @ 13:27:
@ToHiForAFly hoe wprdt nu die fiber link aan de pc gehangen? daar moet toch ook een dergelijk kastje aan hangen? worden die continu omgeprikt?

Op dit moment gebruiken ze een portable windows pc (Denk aan een symbol workaboutpro 4) met een COM-poort met een adapter die dit omzet naar 2 fiber draadjes. Vervolgens laden ze een standaard scriptje (bedenker is al lang weg bij philips) wat een command stuurt en een textbestandje binnenkrijgt met alle waardes.

Ik heb hier wat documentatie van de Magnet Electronics Unit naast me liggen met alle commands wat je kan aansturen, dus in principe kan ik via een terminal met iedere magneet praten. Nu alleen nog allemaal tegenlijk.

[ToHiForAFly]

powerboat schreef op woensdag 18 oktober 2017 @ 13:24:
Ik ben niet zo technisch onderlegd (althans niet in dat vak gebied). Maar als dat ding txt bestandjes uitspuugd zou ik de output naar zabbix/nagios pushen.

Maar goed kan zijn dat ik er ook geen zak van snap

Nou van Zabbix/Nagios heb ik nog nooit gehoord. Even googlen! Dit is een soort monitoring software? Hoe krijg ik dat dit programma de commando's die wil kan uitsturen?

[johnkeates]

Dit is in principe niet een hardware probleem maar een software probleem. Als je maar genoeg seriële poorten hebt kan je al uitlezen. Waar je dan voornamelijk mee zit is:

- Seriele poorten testen, kijken welke werken en die uitlezen [ Jouw script ]
- Data binnen krijgen en taggen [ Jouw script ]
- Opslaan in een TSDB of RRD bijv. [ Jouw script gooit het richting een time series database ]
- Standaard frontend er tegenaan gooien (bijv. Grafana) [ gratis third party software met optionele enterprise support ]

Je kan ook een simpele multiport serial port PCIe kaart krijgen, met bijv. 24 poorten. Neem er twee en je zit goed. Die kan je in elke random PC stoppen en dan werkt het. Via het netwerk is beter, want dan koppel je de data invoer en aggregatie los, wat ze uitwisselbaar maakt en dus qua onderhoud makkelijker kan zijn.

Ik zou zo min mogelijk custom hardware gebruiken en zo veel mogelijk off-the-shelf zodat het makkelijk te vervangen is. De software zou ook misschien het beste in een universele runtime geschreven kunnen worden zodat het OS en eventuele nieuwe versies ook niet uitmaken. Bijv. bash op Linux, of Python. Dan heb je een nagenoeg oneindig upgrade pad zodat je niet in te toekomst weer vast komt te zitten.

Zabbix en Nagios zijn hier niet geschikt voor, die zijn meer monitoring met 'toevallig wat grafiekjes' dan dat ze datalogging en graphing pakketten zijn. Kijk eerder naar:

- Graphite
- Grafana
- Prometheus
- OpenTSDB
- InfluxDB
- RRDTool

[ Voor 15% gewijzigd door johnkeates op 18-10-2017 13:39 ]

[alex3305]

@johnkeates Maar dan blijft wel de vraag over hoe je van het fiber signaal, een elektronisch signaal gaat krijgen zodat het past op de RS232. Dat is denk ik de eerste stap waar TS mee moet beginnen, eerst maar eens de data eruit krijgen en lokaal kunnen opslaan (als txt bijvoorbeeld), voordat we met allemaal chique databases en grafieken gaan werken.

Sterker nog, ik denk dat dit ook een stuk beter valt bij jouw stagebegeleider, aangezien je dan agile en iteratief aan het ontwikkelen bent. Op die manier zou je ook de begeleiders / gebruikers beter kunnen betrekken bij het project en adhv feedback betere keuzes kunnen maken.

[JackBol]

Ik zou zoiets bouwen:



Voor iedere magneet een VL naar RS232 converter en deze aggregeren op een terminal server.
Bijv. zoiets: https://www.digi.com/prod...ectportlts#specifications

Die Terminal Server hang je aan het LAN. Vervolgens kan je ergens een VMetje opspinnen. Ik neem aan dat Philips vast wel ergens een interne IAAS heeft. Hierop kan je een script schrijven dat in een bepaalde interval de waardes uitleest en in een time series database opslaat. Vervolgens kan je dit op iedere mogelijke manier visualiseren.

Ik zou Python gebruiken. De makkelijkste manier om de waardes uit te lezen is namelijk via reverse telnet naar de terminal server en vervolgens met expect en screenscaping the data uit je terminal verbinding te parsen. Python heeft hier enorme uitgebreide libraries voor.

[johnkeates]

alex3305 schreef op woensdag 18 oktober 2017 @ 13:49:
@johnkeates Maar dan blijft wel de vraag over hoe je van het fiber signaal, een elektronisch signaal gaat krijgen zodat het past op de RS232. Dat is denk ik de eerste stap waar TS mee moet beginnen

Maar dat is toch al een 'opgelost probleem'? Dat heet een media converter en wordt gewoon commercieel verkocht. Er is helaas geen 'goedkope' versie van, gezien die voornamelijk in SCADA/Industriele/wetenschappelijke/militaire systemen ingezet worden. Er is dus geen low-end markt voor consumensen/prosumers/MKB waar je ze voor minder dan 100 euro per stuk kan krijgen.

Misschien dat Philips ze intern nog ergens in een warehouse heeft liggen?

[rohaantje]

als phillips hier echt interesse in heeft en dit echt wil zouden ze dit prima kunnen betalen.
Gaat 1x een proces fout wat door dit had voorkomen kunnen worden dan hebben ze de kosten er al uit!

[ToHiForAFly]

johnkeates schreef op woensdag 18 oktober 2017 @ 13:37:

Hier heb ik zeker wat aan! Al zou ik nog op onderzoek moeten gaan over wat mijn script gaat zijn. Ik heb wat verstand van C en C#/Java maar meer dan dat ook niet. C#/Java alleen de basis en nog zeker geen communicatie tussen verschillende programma's (al geloof ik dat dit valt te leren).

Ik dacht eerder aan iets waar ik vertrouwd mee ben (visual studio) maar als er een ander programma is wat het grafische deel vervangt is dit alleen maar handiger.

JackBol schreef op woensdag 18 oktober 2017 @ 13:50:

Die opzet had ik ook! Ik had voor mijn eigen design de volgende opbouw, wat sterk linkt aan de opbouw van jouw plaatje.

[Toon-VA]

Je zou ook eens kunnen kijken bij MOXA.
Ze hebben ook breed gamma aan Serial RS232/422/458 en nog andere zaken.

Robuuste toestellen die gemaakt zijn om in industrie te draaien 24/7.

Ik heb hier zelf ook nog mee gewerkt om labo apperatuur mee uit te lezen in een ziekenhuis en monitoring van echo toestellen op de materniteit.

Voorbeeld: https://www.moxa.com/product/NPort_5600.htm

johnkeates schreef op woensdag 18 oktober 2017 @ 14:00:
[...]

Maar dat is toch al een 'opgelost probleem'? Dat heet een media converter en wordt gewoon commercieel verkocht. Er is helaas geen 'goedkope' versie van, gezien die voornamelijk in SCADA/Industriele/wetenschappelijke/militaire systemen ingezet worden. Er is dus geen low-end markt voor consumensen/prosumers/MKB waar je ze voor minder dan 100 euro per stuk kan krijgen.

Misschien dat Philips ze intern nog ergens in een warehouse heeft liggen?

Als Philips dit niet kan betalen dan kan je beter stoppen met dit project. Een MR toestel kost net iets meer dan enkele converters ... Ze verdienen zeer goed hun boterham aan verkoop en na-verkoop via onderhoudscontracten e.d.

Voorbeeld: https://www.moxa.com/prod...iber_Media_Converters.htm


Het grote voordeel van deze toestellen is de duurzaamheid waar ze op zijn gebouwd. Ik heb met die MOXA apperatuur gewerkt en het is simpel, robuust en doet zijn ding. Je moet er niet naar omkijken als het eenmaal draait en dat wil je uiteindelijk ook bereiken in deze situatie. Magneten komen en gaan maar de software blijft maar gaan

[ Voor 64% gewijzigd door Toon-VA op 18-10-2017 15:56 ]

[johnkeates]

Het zou eigenlijk ook wel prettig zijn om het geheel op een DIN-rail te kunnen monteren. Dus alle fibers naar DIN fiber-RS232 units, en vanaf daar naar een kleine headless server die niks anders doet dan RS232 communicatie en de resultaten over het netwerk naar een daadwerkelijke database sturen die misschien ook meteen de interface doet, of als je de Fiber-RS232 naar Ethernet modellen neemt, die op een eigen VLAN gooien en dan een multihomed server (fysiek of VM) hebben die ze allemaal via nc/telnet/socket bestuurt en de data lokaal in een time series db klopt.

[ Voor 25% gewijzigd door johnkeates op 18-10-2017 17:20 ]

[powerboat]

Zabbix en Nagios zijn hier niet geschikt voor, die zijn meer monitoring met 'toevallig wat grafiekjes' dan dat ze datalogging en graphing pakketten zijn. Kijk eerder naar:

- Graphite
- Grafana
- Prometheus
- OpenTSDB
- InfluxDB
- RRDTool

Ligt het niet eraan wat je er precies mee wil doen ? Wij monitoren zo productie machines en zetten er een trigger op als ze een bepaalde waardes overschrijden. (Overigens kibana integratie mogelijk).

[ToHiForAFly]

Ik heb een beetje rondgeneusd in de wereld van TSDB's en het maken van scripts hiervoor. Nu resteert mij nog een vraag.

Is het gebruik van een MySQL database niet beter voor deze toepassing? Ik weet er zelf (nog) niks van, maar ik heb van een paar gehoord dat het simpeler is en ook beter voor de toepassing die ik heb. Zeker omdat het voor een tak van een tak van Philips is, en het niet handig is om daarvoor een enterprise TSDB te gebruiken.

Philips werkt overigens met SAP, agile en InCenter (database voor philips zelf). Dat zijn geen TSDB's toch? Meer catalogussen van hoe/wat

[JackBol]

ToHiForAFly schreef op vrijdag 20 oktober 2017 @ 10:22:
Ik heb een beetje rondgeneusd in de wereld van TSDB's en het maken van scripts hiervoor. Nu resteert mij nog een vraag.

Is het gebruik van een MySQL database niet beter voor deze toepassing? Ik weet er zelf (nog) niks van, maar ik heb van een paar gehoord dat het simpeler is en ook beter voor de toepassing die ik heb. Zeker omdat het voor een tak van een tak van Philips is, en het niet handig is om daarvoor een enterprise TSDB te gebruiken.

Philips werkt overigens met SAP, agile en InCenter (database voor philips zelf). Dat zijn geen TSDB's toch? Meer catalogussen van hoe/wat

TSDB is een Time Series Database. Een TSDB slaat data op in het format <timestamp>:<value>. Als je reeksen met nummers wilt opslaan, zoals in het geval van je magneet-temperatuur logging over tijd is dat perfect.

Uiteraard kan dit ook in MySQL, als je een dergelijke table structure maakt. Een TSDB is er echter voor geoptimaliseerd.

[Brahiewahiewa]

JackBol schreef op vrijdag 20 oktober 2017 @ 12:09:
[...]
Een TSDB is er echter voor geoptimaliseerd.

Ja, maar voor iets wat slechts één keer per week gemeten wordt, klink 't een beetje als "met je Ferrari naar Albert Heijn gaan" ;o)
Ik denk dat je beter aansluiting kunt zoeken bij de eerstvolgende database in de keten

[CyBeR]

Volgens mij wordt 't nu 1x per week gemeten omdat 't fucking onhandig is om te meten. Als je dat automatiseert kun je die frequentie ook verhogen natuurlijk.