Pomiar przepływu za pomocą przepływomierzy wody (ultradźwiękowych): 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Woda jest krytycznym zasobem naszej planety.

My, ludzie, codziennie potrzebujemy wody. A woda jest niezbędna w różnych gałęziach przemysłu, a my, ludzie, potrzebujemy jej na co dzień.

Ponieważ woda stała się cenniejsza i coraz rzadsza, w ostatnim czasie wzrosła potrzeba skutecznego monitorowania i zarządzania zasobami wodnymi.

Istnieje wiele sposobów zarządzania i monitorowania zasobów wodnych, takich jak czujniki poziomu wody i przepływomierze.

W tym Instruktażowym omówimy szczegółowo, jak wykonać pomiar przepływu za pomocą przepływomierzy ultradźwiękowych, jak widać na zdjęciach.

Więc chodźmy dalej i zacznijmy!:)

Krok 1: Elementy IoT potrzebne do pomiaru przepływu wody

W tym artykule poznasz najdrobniejsze szczegóły dotyczące monitorowania przepływomierzy ultradźwiękowych TUF-2000 z koncentratorami czujników podłączonymi do adapterów czujników RS-485Modbus.

Podobnie jak w przypadku innych wdrożeń monitorowania, musisz ustalić, która łączność internetowa, źródło zasilania, obudowy itd. będą działać najlepiej w określonych scenariuszach wdrażania. Nie wahaj się skontaktować ze mną pod adresem [email protected], jeśli potrzebujesz porady lub masz jakieś pytania.

Aby rozpocząć monitorowanie przepływomierzy serii TUF-2000, potrzebne będą:

• Przepływomierze serii TUF-2000, takie jak TUF-2000S lub inne mocowane na stałe, przeciwwybuchowe lub wersja do montażu na ścianie, którą widać na zdjęciach w tej historii
• Przetworniki przepływu kompatybilne z przepływomierzami TUF-2000 do monitorowania przepływu i/lub temperatury, takie jak zacisk na przetwornikach widoczny na zdjęciach
• Koncentratory czujników do przesyłania pomiarów z czujników do chmur za pośrednictwem sieci komórkowej GSM, sieci Ethernet, Wi-Fi lub innej łączności internetowej
• Adaptery czujników RS-485 do podłączenia i komunikacji z przepływomierzami

Krok 2: Podłącz przepływomierze do czujników RS-485

Po połączeniu koncentratorów czujników z witryną Tools. Valarm.net podłącz adaptery czujników RS-485 do przepływomierzy serii TUF-2000.

Zrobisz to, podłączając wybrany przewód od + (dodatniego) 485 na przepływomierzach do dodatniego (+) na adapterach czujników RS-485. Podobnie, użyj przewodu do podłączenia ujemnych (-) kanałów przepływomierzy i adapterów czujników RS-485. Zobaczysz na zdjęciach, które znaleźliśmy, że użycie do tego czerwonych i czarnych kabli ułatwia zapamiętanie i śledzenie.

Pamiętaj, aby skonfigurować i postępować zgodnie z instrukcjami przepływomierza, wykonując i konfigurując wymagane ustawienia, jeśli jeszcze tego nie zrobiłeś, takie jak – typ przetwornika, rodzaj cieczy, typ mocowania, średnica zewnętrzna rury, materiał rury i grubość ścianki rury. Potwierdź również, że masz silną siłę sygnału i jakość swojej instalacji przetwornika wody, aby upewnić się, że masz wiarygodne pomiary i odczyty dla systemów monitorowania wody.

Krok 3: Konfiguracja przepływomierzy za pomocą adapterów czujnika Modbus RS-485

Teraz, po podłączeniu, podłącz adapter czujnika Yoctopuce RS-485 do komputera. Upewnij się, że twój przepływomierz jest również zasilany i że twój RS-485 jest połączony z dodatnim i ujemnym przewodem pasującym do twojego przepływomierza.

Uruchom oprogramowanie virtualhub i skieruj przeglądarkę na https://localhost:4444. Kliknij przycisk menu „konfiguruj” dla adaptera czujnika RS-485. Upewnij się, że ustawienia czujnika RS-485 są zgodne z ustawieniami w przepływomierzu serii TUF-2000.

Zalecamy użycie następujących ustawień RS-485 Modbus:

• Modbus RTU
• 9600 bodów
• 8 bitów danych
• Brak parzystości
• 1 bit stopu

W skrócie jest to RS-485 Modbus RTU z 8N1 przy 9600 bodach. Następnie utworzymy plik zadania, który zaprogramuje adaptery czujników RS-485, aby automatycznie odpytywać przepływomierze tak często, jak tego potrzebujesz. Następnie Twoje pomiary przepływomierza zostaną przesłane do Tools. Valarm.net. Kliknij przycisk Zarządzaj plikami zadań w oknie ustawień Virtualhub RS-485, aby utworzyć nowy plik zadań. Kliknij zdefiniuj nowe zadanie, aby utworzyć nowy plik zadania.

Następnie kliknij dodaj krok, aby dodać nowe zadanie do nowo utworzonego pliku pracy. Możesz zobaczyć w przykładach, które nazwaliśmy naszym zadaniem flowtuf.job1.

Następnie edytujesz swoje jedyne zadanie. Ustawisz swoje zadanie na okresowe, aby czujniki przepływomierzy wysyłały dane w określonych odstępach czasu. Skonfiguruj swoje zadanie tak, aby używało niestandardowego protokołu, jak widać na zrzutach ekranu. Dodasz krok dla każdej zmiennej, do której chcesz wysłać zapytanie z przepływomierza. Zajrzyj do dokumentacji przepływomierza serii TUF 2000, aby znaleźć rejestr Modbus, którego potrzebujesz do zapytania w oparciu o pomiar, który chcesz uzyskać z przepływomierzy.

Dołączyliśmy zrzuty ekranu z podręcznika, który znaleźliśmy podczas przeszukiwania sieci. W tych przykładach zapytamy o natężenie przepływu, prędkość i dodatnie wykorzystanie akumulatora/całkowitego przepływu. Jak teraz wykorzystać każde zapytanie MODBUS dla określonych rejestrów Modbus przepływomierza?

Dla każdej zmiennej, którą chcesz zapytać, znajdziesz numer rejestru w instrukcji przepływomierza, a następnie odejmij 1. Następnie przekonwertuj tę liczbę dziesiętną na szesnastkową za pomocą dowolnego konwertera, takiego jak te, które znajdziesz przeszukując sieć. Przeanalizujmy kilka przykładów. Na naszych przykładowych zrzutach ekranu zobaczysz, że pytamy o zmienne rejestru:

Flow rate (Rejestr 0001) oznacza, że chcemy przekonwertować 1 – 1 na hex. Więc to jest 0 do hex, co nasz konwerter szesnastkowy mówi nam, że jest 0, więc jest to łatwe na początek.

Velocity (Register 0005) oznacza, że zamienimy 5-4 na hex. 4 w systemie szesnastkowym to po prostu 4.

Całkowite wykorzystanie przepływu / dodatni akumulator (rejestr 0115) oznacza, że przekonwertujemy 0114 z dziesiętnego na szesnastkowy. 0114 w szesnastce to 72.

Teraz skonfigurujmy zadania do zapytania o te rejestry. Dodaj krok dla każdej zmiennej, do której chcesz wysłać zapytanie.

Na przykład, jeśli chcemy zapytać dodatni akumulator o całkowite wykorzystanie przepływu, użyjesz polecenia writeMODBUS z argumentem:

010300720002

Zwróć uwagę na 72 w środku argumentu. To jest klucz, który będziesz musiał zmienić dla każdej innej zmiennej, którą chcesz zapytać. Na przykład zobaczysz na zrzutach ekranu, że pozostałe dwa wysyłane przez nas polecenia Modbus mają 04 i 00 w argumencie polecenia zamiast 72. Zastąp więc te 2 cyfry dowolnym rejestrem, którego potrzebujesz. Teraz po zapytaniu o rejestr będziesz potrzebować miejsca do przechowywania i zapisywania odpowiedzi czujnika przepływomierza na twoje zapytanie. Zrobimy to za pomocą polecenia oczekiwania.

Dodaj krok dla polecenia oczekiwania z argumentem::010304($1:FLOAT32X).*

Ważne: Zwróć uwagę, że $1 mówi adapterowi czujnika, aby przechował to zapytanie czujnika w ogólnej zmiennej czujnika 1, którą później zmapujemy i skojarzymy z kolumną/polem na Tools. Valarm.net. Jak widać na zrzutach ekranu, jeśli chcemy wysyłać zapytania do wielu rejestrów i przechowywać je w różnych polach czujników, zmień polecenie oczekiwania na 2 USD dla genericSensor2, 3 USD dla genericSensor3 i tak dalej. Będziesz eksperymentować i bawić się tym, aż uzyskasz to, czego Ty, Twoje zespoły i Twoja organizacja potrzebujecie od swoich czujników przemysłowych.

Zwróć też uwagę, że w dokumentacji przepływomierza z rejestrami, które widzisz, znajduje się numer rejestru, a także format. Jeśli w dokumentach format to REAL4, użyjesz typu danych FLOAT32X, który widzisz na zrzutach ekranu. Jeśli jednak potrzebujesz zapytać o inny format, skontaktuj się z nami, ponieważ będziesz potrzebować najnowszego oprogramowania RS-485 i będziesz używać innych typów danych, takich jak DWORDX dla rejestrów Modbus, które są typu LONG.

Po dodaniu wszystkich kroków, które chcesz wyszukać o potrzebne zmienne przepływomierza, ustaw interwał powtarzania w pliku zadania. Zobaczysz na zrzutach ekranu, które ustawiamy do wysyłania zapytań co 5 sekund. W zależności od tego, jak przytłoczony i zasypany informacjami chcesz być, możesz wysyłać zapytania do czujnika co 60 sekund, 300 sekund / 5 minut lub w dowolnym przedziale czasu, który najlepiej odpowiada Tobie i Twoim wdrożeniom monitorowania w terenie.

Zapisz swoją pracę i kliknij Uruchom, aby rozpocząć bieg. Prawdopodobnie będziesz chciał ustawić plik zadania jako zadanie startowe, korzystając z menu rozwijanego w głównym menu RS-485. Możesz zobaczyć, że zrobiliśmy to na zrzutach ekranu tutaj. Po zapisaniu wszystkich ustawień możesz włączyć i wyłączyć adapter czujnika RS-485 lub odłączyć go i ponownie podłączyć, aby upewnić się, że działa tak, jak chcesz, po każdym uruchomieniu. Klikając numer seryjny czujnika w głównym oknie virtualhub, możesz zobaczyć rozmowę, jaką prowadzi interfejs szeregowy z urządzeniem. Zobaczysz polecenia i odpowiedzi na żywo i z pierwszej ręki. To dobry sposób na potwierdzenie, że wszyscy podają sobie ręce, rozmawiają i zachowują się tak, jak chcesz.

Możesz także kliknąć Pokaż funkcje urządzenia w głównym oknie virtualhub, aby zobaczyć na żywo wyniki najnowszych pomiarów czujnika przepływomierza, które są przechowywane w ogólnych kolumnach X czujnika, które są przesyłane do Tools. Valarm.net.

Teraz adaptery czujników RS-485 Modbus są skonfigurowane tak, aby ładnie komunikowały się z przepływomierzami. Przyjrzyjmy się, jak zarządzać, mapować, analizować i wyświetlać informacje z monitorowania wody w czasie rzeczywistym z dowolnego urządzenia z przeglądarką internetową wskazaną na Tools. Valarm.net.

Krok 4: Konfiguracja przepływomierzy do monitorowania w chmurze

Po obejrzeniu tego filmu i skonfigurowaniu i połączeniu koncentratora czujników z witryną Tools. Valarm.net zapamiętasz kartę mapy czujników w konfiguracji koncentratora.

Teraz pod tą zakładką mapowania czujników zobaczysz swój adapter czujnika RS-485 pod ostatnio zgłoszonymi czujnikami. Możesz kliknąć dodaj, aby dodać każdy z ogólnych czujników, w których zapisałeś wartość rejestru przepływomierza. W naszym przypadku z przykładami, które widziałeś w tym blogu, zapisaliśmy natężenie przepływu, prędkość i całkowite wykorzystanie przepływu / akumulator dodatni odpowiednio w zmiennych genericSensor 1, 2 i 3.

Zmapujesz zmienne czujnika na kolumny, które najlepiej Ci odpowiadają, na przykład kolumny obliczeń lub kolumny użytkownika, których użyliśmy w przykładach zrzutów ekranu, które oglądasz. Otóż to. Teraz zobaczysz, że wartości czujnika przepływomierza są przesyłane do Tools. Valarm.net. Niezależnie od tego, jak często ustawiasz przesyłanie w centrum czujników, to jak często będziesz widzieć przesyłane nowe dane. Możesz to powiązać z częstotliwością, z jaką plik roboczy wysyła zapytania do przepływomierza.

Na przykład, jeśli jesteś przesyłany co 15 minut do Tools. Valarm.net, będziesz musiał wysyłać zapytania do przepływomierza z plikiem roboczym tylko co 900 sekund. Jeszcze jedną wygodą, którą możemy skonfigurować, jest użycie niestandardowych funkcji zmiany nazw kolumn / aliasingu Tools. Valarm.net. Zapoznaj się z naszymi dokumentami, jak to zrobić, lub skorzystaj z przykładowego zrzutu ekranu, aby nadać kolumnom użytkownika bardziej opisowe nazwy, takie jak natężenie przepływu przepływomierza, prędkość, całkowity przepływ, dodatni akumulator lub zużycie wody.

Pamiętaj, aby zanotować jednostki zmiennych, o które pytasz z przepływomierzy. Na przykład dodatnia zmienna akumulatora jest podawana w metrach sześciennych/m³. Jeśli chcesz automatycznie przekonwertować to na galony, litry lub inną jednostkę, spójrz na funkcje naszych kalkulatorów, takie jak automatyczne mnożenie przez stałą wartość. Teraz masz wszystkie pomiary przepływomierzy na Tools. Valarm.net, dzięki czemu możesz zdalnie monitorować i zarządzać zasobami wodnymi z dowolnego miejsca na świecie.

Na koniec możesz chcieć używać niestandardowych pulpitów nawigacyjnych, takich jak tutaj, jeśli chodzi o skuteczne monitorowanie przepływomierzy, studni i poziomu wody.

Krok 5: Wykończenie systemów monitorowania wody i rozwiązań do pomiaru przepływu

O to chodzi.

Przyjrzyjmy się kilku wyciągniętym doświadczeniom i rzeczom do zapamiętania na temat monitorowania przepływomierzy ultradźwiękowych za pomocą tych adapterów czujników RS-485 i Tools. Valarm.net:

• Umieść środek sprzęgający lub pastę termoprzewodzącą między przetwornikami a rurami. Jeśli o tym zapomnisz, to Twoje ultradźwiękowe przepływomierze nie będą odbierały pomiarów z czujników/przetworników. Pamiętaj, że możesz eksperymentować z użyciem substancji takich jak wazelina, mydło w płynie lub inne lubrykanty jako środki sprzęgające.
• Pamiętaj, że istnieje wiele rodzajów przepływomierzy, więc wybierz markę i model najlepiej pasujący do Twojego scenariusza. Niezależnie od tego, czy potrzebujesz użyć wirnika, śmigła, mechanicznej, magnetycznej, ultradźwiękowej lub innej technologii przepływomierza, jesteśmy tutaj i gotowi Ci pomóc, więc nie wahaj się skontaktować.
• Zachowaj szczególną ostrożność, aby upewnić się, że nie ma żadnych cząstek kurzu, piasku ani niczego innego niż środki sprzęgające. Nie chcesz, aby między zewnętrznymi powierzchniami rury a przetwornikami pozostało nic więcej.

To Twój przewodnik szybkiego startu dotyczący monitorowania przepływomierzy ultradźwiękowych serii TUF 2000 za pomocą Tools. Valarm.net.

Zajrzyj tutaj, aby zobaczyć, jak są one wdrażane przez klientów Industrial IoT uzdatniających i monitorujących wodę w USA.

Nie wahaj się i daj mi znać, czy mogę Ci pomóc w czymkolwiek innym, jeśli chodzi o Twoje potrzeby w zakresie monitorowania wody i powietrza.

Zapraszam do kontaktu pod adresem [email protected].

Dziękujemy za instruktaż i bycie częścią społeczności Instructables!:)