Misurazione del flusso con misuratori di portata d'acqua (ultrasuoni): 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

L'acqua è una risorsa fondamentale per il nostro pianeta.

Noi umani abbiamo bisogno di acqua ogni giorno. E l'acqua è necessaria per una varietà di industrie e noi umani ne abbiamo bisogno ogni giorno.

Poiché l'acqua è diventata più preziosa e scarsa, di recente è aumentata la necessità di monitorare e gestire efficacemente le risorse idriche.

Esistono molti modi per gestire e monitorare le risorse idriche come sensori di livello dell'acqua e misuratori di portata.

In questo Instructable andremo in profondità su come eseguire la misurazione del flusso con i misuratori di portata ad ultrasuoni come si vede nelle foto.

Quindi andiamo avanti e iniziamo!:)

Passaggio 1: elementi IoT necessari per la misurazione del flusso d'acqua

In questo articolo imparerai i dettagli nitidi su come monitorare i misuratori di portata ad ultrasuoni TUF-2000 con hub di sensori collegati ad adattatori per sensori Modbus RS-485.

Come con altre implementazioni di monitoraggio, dovrai capire quale connettività Internet, fonte di alimentazione, contenitori e così via funzionerà meglio per i tuoi scenari di implementazione specifici. Non esitare a metterti in contatto con me a [email protected] se desideri consigli o hai domande.

Per iniziare a monitorare questi misuratori di portata della serie TUF-2000, avrai bisogno di quanto segue:

• Misuratori di portata della serie TUF-2000 come il TUF-2000S, o altri montabili fissi, antideflagranti, o la versione montabile a parete che vedete nelle immagini in questa storia
• Trasduttori di flusso compatibili con flussimetri TUF-2000 per monitorare flusso e/o temperatura, come la pinza sui trasduttori che vedete nelle foto
• Sensor Hub per caricare le misurazioni del sensore sulle nuvole tramite rete cellulare GSM, ethernet, WiFi o altra connettività Internet
• Adattatori per sensori RS-485 per connettersi e comunicare con i misuratori di portata

Passaggio 2: collegare i misuratori di portata ai sensori RS-485

Dopo aver collegato i tuoi hub di sensori a Tools. Valarm.net, collegherai i tuoi adattatori per sensori RS-485 ai tuoi misuratori di portata della serie TUF-2000.

Lo farai collegando un filo a tua scelta dal + (positivo) 485 sui tuoi misuratori di portata al positivo (+) sugli adattatori per sensori RS-485. Allo stesso modo, utilizzare un cavo per collegare i canali negativi (-) sui misuratori di portata e sugli adattatori per sensori RS-485. Vedrai nelle foto che abbiamo scoperto che l'uso di cavi rossi e neri per questo rende facile da ricordare e tenere traccia.

Ricordati di configurare e seguire le istruzioni del tuo misuratore di portata, seguendo e configurando le impostazioni richieste se non lo hai già fatto, cose come: tipo di trasduttore, tipo di liquido, tipo di montaggio, diametro esterno del tubo, materiale del tubo e spessore della parete del tubo. Inoltre, conferma di disporre di una forte potenza e qualità del segnale per l'installazione del trasduttore dell'acqua per assicurarti di disporre di misurazioni e letture affidabili per i tuoi sistemi di monitoraggio dell'acqua.

Passaggio 3: configurazione dei misuratori di portata con adattatori per sensori Modbus RS-485

Ora, dopo aver effettuato il cablaggio, collega l'adattatore del sensore Yoctopuce RS-485 al computer. Assicurati che anche il tuo flussometro sia acceso e che il tuo RS-485 sia collegato con i cavi positivo e negativo corrispondenti al tuo flussometro.

Avvia il tuo software virtualhub e punta il tuo browser su https://localhost:4444. Fare clic sul pulsante del menu "configura" per l'adattatore del sensore RS-485. Assicurati che le impostazioni del sensore RS-485 qui corrispondano a quelle impostate sul misuratore di portata della serie TUF-2000.

Si consiglia di utilizzare le seguenti impostazioni Modbus RS-485:

• Modbus RTU
• 9600 baud
• 8 bit di dati
• Nessuna parità
• 1 bit di stop

In breve, RS-485 Modbus RTU con 8N1 a 9600 baud. Successivamente creeremo un file di lavoro che programmerà i tuoi adattatori per sensori RS-485 per interrogare automaticamente i tuoi misuratori di portata tutte le volte che ne avrai bisogno. Quindi le misurazioni del flussometro verranno caricate su Tools. Valarm.net. Fare clic sul pulsante Gestisci file di lavoro nella finestra delle impostazioni dell'hub virtuale RS-485 per creare un nuovo file di lavoro. Fare clic su definisci un nuovo lavoro per creare un nuovo file di lavoro.

Quindi fare clic su aggiungi passaggio per aggiungere una nuova attività al file di lavoro appena creato. Puoi vedere negli esempi che abbiamo chiamato il nostro flowtuf.job task1.

Successivamente modificherai la tua prima e unica attività. Imposterai l'attività su periodica in modo che i sensori del flussometro inviino i dati a intervalli predefiniti. Configura la tua attività per utilizzare un protocollo personalizzato come vedi negli screenshot. Aggiungerai un passaggio per ogni variabile che desideri interrogare dal tuo flussometro. Guarderai la documentazione del tuo misuratore di portata serie TUF 2000 per trovare quale registro Modbus devi interrogare in base alla misurazione che desideri dai tuoi misuratori di portata.

Abbiamo incluso schermate da un manuale che abbiamo trovato durante la ricerca sul web. In questi esempi interrogheremo la portata, la velocità e l'accumulatore positivo/utilizzo del flusso totale. Ora come utilizziamo ogni query MODBUS per i registri Modbus specifici del misuratore di portata?

Per ogni variabile che vuoi interrogare troverai il numero di registro nel manuale del flussometro, quindi sottrai 1. Quindi converti quel numero decimale in esadecimale usando qualsiasi convertitore come quelli che troverai cercando sul web. Passiamo attraverso alcuni esempi. Nei nostri screenshot di esempio vedrai che stiamo interrogando le variabili di registro:

La portata (Registro 0001) significa che vogliamo convertire 1 – 1 in esadecimale. Quindi questo è 0 in esadecimale, che il nostro convertitore esadecimale ci dice che è 0, quindi è facile iniziare.

Velocità (Registro 0005) significa che convertiremo 5-4 in esadecimale. 4 in esadecimale è semplicemente 4.

Utilizzo flusso totale / Accumulatore positivo (Registro 0115) significa che convertiremo 0114 da decimale a esadecimale. 0114 nell'esagono è 72.

Ora impostiamo le attività da interrogare per quei registri. Aggiungi un passaggio per ogni variabile che desideri interrogare.

Ad esempio, se vogliamo interrogare l'accumulatore positivo per l'utilizzo del flusso totale, utilizzerai il comando writeMODBUS con l'argomento:

010300720002

Nota il 72 nel mezzo dell'argomento. Questa è la chiave che dovrai modificare per qualsiasi altra variabile che desideri interrogare. Ad esempio, vedrai negli screenshot che gli altri due comandi Modbus che stiamo inviando hanno 04 e 00 nell'argomento del comando invece di 72. Quindi sostituisci quelle 2 cifre con il registro che devi interrogare. Ora, dopo aver richiesto un registro, avrai bisogno di un posto dove archiviare e salvare la risposta del sensore del flussometro alla tua richiesta. Lo faremo con un comando Expect.

Aggiungi un passaggio per un comando atteso con l'argomento::010304($1:FLOAT32X).*

Importante: Nota che $1 indica all'adattatore del sensore di memorizzare questa query del sensore nella variabile sensore generica 1, che in seguito mapperemo e assoceremo a una colonna/campo su Tools. Valarm.net. Come puoi vedere negli screenshot, se vogliamo interrogare più registri e memorizzarli in diversi campi del sensore, cambia il comando di attesa in $2 per genericSensor2, $3 per genericSensor3 e così via. Sperimenterai e giocherai con questo fino a quando non otterrai proprio ciò di cui tu, i tuoi team e la tua organizzazione avete bisogno dai vostri sensori industriali.

Si noti inoltre che nella documentazione del flussometro con i registri che vedete c'è il numero di registro e anche un formato. Se il formato è REAL4 nei documenti, utilizzerai il tipo di dati FLOAT32X che vedi negli screenshot. Tuttavia, se hai bisogno di interrogare un formato di tipo diverso, contattaci, poiché avrai bisogno del firmware RS-485 più recente e utilizzerai altri tipi di dati come DWORDX per i registri Modbus che sono di tipo LONG.

Dopo aver aggiunto tutti i passaggi che si desidera interrogare per le variabili del flussometro necessarie, impostare un intervallo di ripetizione nel file di lavoro. Vedrai negli screenshot che impostiamo il nostro per interrogare ogni 5 secondi. In base a quanto vuoi essere sopraffatto e inondato di informazioni, potresti interrogare il tuo sensore ogni 60 secondi, 300 secondi/5 minuti o qualsiasi intervallo di tempo che funzioni meglio per te e per le tue implementazioni di monitoraggio sul campo.

Salva il tuo lavoro e fai clic su Esegui per iniziare a correre. Probabilmente vorrai impostare il tuo file di lavoro come lavoro di avvio utilizzando il menu a discesa nel menu principale RS-485. Puoi vedere che lo abbiamo fatto negli screenshot qui. Dopo aver salvato tutte le impostazioni, puoi spegnere e riaccendere l'adattatore del sensore RS-485 o scollegarlo e ricollegarlo per assicurarti che funzioni come desideri ogni volta che viene avviato. Facendo clic sul numero di serie di un sensore nella finestra principale di virtualhub è possibile visualizzare la conversazione che un'interfaccia seriale sta avendo con un dispositivo. Vedrai i comandi e le risposte dal vivo e in prima persona. Questo è un bel modo per confermare che tutti si stringono la mano, parlano e si comportano come vorresti.

Puoi anche fare clic su Mostra funzioni del dispositivo nella finestra principale del virtualhub per vedere i risultati in tempo reale delle ultime misurazioni del sensore del flussometro che vengono archiviate nelle colonne X del sensore generico che vengono caricate su Tools. Valarm.net.

Ora i tuoi adattatori per sensori Modbus RS-485 sono configurati per dialogare bene con i tuoi misuratori di portata. Esaminiamo come gestire, mappare, analizzare e visualizzare le informazioni sul monitoraggio dell'acqua in tempo reale da qualsiasi dispositivo con un browser Web puntato su Tools. Valarm.net.

Passaggio 4: configurazione dei misuratori di portata per il monitoraggio nel cloud

Dopo aver seguito questo video e configurato e collegato il tuo hub di sensori a Tools. Valarm.net, ricorderai la scheda della mappa del sensore in Configurazione hub.

Ora sotto quella scheda di mappatura del sensore vedrai il tuo adattatore del sensore RS-485 sotto gli ultimi sensori segnalati. Puoi fare clic su aggiungi per aggiungere ciascuno dei sensori generici in cui hai memorizzato un valore di registro del flussometro. Nel nostro caso con gli esempi che hai visto in questa storia del blog, abbiamo salvato portata, velocità e utilizzo del flusso totale / accumulatore positivo rispettivamente nelle variabili genericSensor 1, 2 e 3.

Mapperai le variabili del sensore alle colonne che funzionano meglio per te, ad esempio le colonne di calcolo o le colonne utente che abbiamo usato negli esempi per gli screenshot che stai guardando. Questo è tutto. Ora vedrai che i valori del sensore del flussometro vengono caricati su Tools. Valarm.net. La frequenza con cui hai impostato il caricamento del tuo hub di sensori è la frequenza con cui vedrai nuovi dati caricati. Puoi collegarlo alla frequenza con cui il tuo file di lavoro interroga il tuo flussometro.

Ad esempio, se vieni caricato ogni 15 minuti su Tools. Valarm.net, dovrai solo interrogare il tuo flussometro con il tuo file di lavoro ogni 900 secondi. Un'altra comodità che possiamo configurare consiste nell'utilizzare le funzionalità di ridenominazione/aliasing delle colonne personalizzate di Tools. Valarm.net. Dai un'occhiata ai nostri documenti su come eseguire questa operazione o segui l'esempio dello screenshot per soprannominare le colonne utente con nomi più descrittivi come portata del flussometro, velocità, flusso totale, accumulatore positivo o utilizzo dell'acqua.

Ricorda di annotare le unità delle tue variabili che stai interrogando dai tuoi flussimetri. Ad esempio la variabile accumulatore positivo è riportata in metri cubi/m³. Se desideri convertirlo automaticamente in galloni, litri o un'altra unità, dai un'occhiata alle funzioni dei nostri calcolatori come la moltiplicazione automatica per un valore costante. Ora hai tutte le misurazioni del tuo flussometro su Tools. Valarm.net in modo da poter monitorare e gestire in remoto le tue risorse idriche da qualsiasi parte del mondo.

Come nota finale, potresti preferire utilizzare dashboard web personalizzati come vedi qui, quando si tratta di monitorare efficacemente misuratori di portata, pozzi d'acqua e livelli dell'acqua.

Passaggio 5: completamento dei sistemi di monitoraggio dell'acqua e delle soluzioni di misurazione del flusso

Questo è tutto.

Esaminiamo alcune lezioni apprese e cose da ricordare sul monitoraggio dei misuratori di portata a ultrasuoni con questi adattatori per sensori RS-485 e Tools. Valarm.net:

• Metti un agente di accoppiamento o un composto termico tra i tuoi trasduttori e i tuoi tubi. Se lo dimentichi, i tuoi misuratori di portata ad ultrasuoni non riceveranno misurazioni dai sensori / trasduttori. Nota che puoi sperimentare l'utilizzo di sostanze come vaselina, sapone liquido o altri lubrificanti come agenti di accoppiamento.
• Ricorda che ci sono molti tipi di misuratori di portata, quindi scegli quale marca e modello funziona meglio per il tuo scenario. Sia che tu abbia bisogno di utilizzare giranti, eliche, meccaniche, magnetiche, ultrasoniche o altre tecnologie di misuratori di portata, siamo qui e pronti ad aiutarti, quindi non esitare a contattarci.
• Prestare particolare attenzione per assicurarsi che non vi siano particelle di polvere, sabbia o altro oltre agli agenti di accoppiamento. Non vuoi lasciare nulla in più tra le superfici esterne del tubo e i trasduttori.

Questa è la tua guida rapida per monitorare i misuratori di portata ad ultrasuoni della serie TUF 2000 con Tools. Valarm.net.

Dai un'occhiata qui per vedere come vengono implementati dai clienti Industrial IoT che trattano e monitorano l'acqua negli Stati Uniti.

Non esitare a farmi sapere se posso aiutarti con qualcos'altro per le tue esigenze di monitoraggio dell'acqua e dell'aria.

Sentiti libero di contattarmi a [email protected].

Grazie per Instructabling e per far parte della community di Instructables!:)