Medição de fluxo com medidores de fluxo de água (ultrassônico): 5 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

A água é um recurso crítico para o nosso planeta.

Nós, humanos, precisamos de água todos os dias. E a água é necessária para uma variedade de indústrias e nós, humanos, precisamos dela todos os dias.

À medida que a água se tornou mais valiosa e escassa, a necessidade de monitorar e gerenciar os recursos hídricos com eficácia aumentou recentemente.

Existem muitas maneiras de gerenciar e monitorar os recursos hídricos, como sensores de nível de água e medidores de fluxo.

Neste Instructable, vamos nos aprofundar em como fazer medições de vazão com medidores de vazão ultrassônicos, como você vê nas fotos.

Então, vamos começar!:)

Etapa 1: Itens de IoT de que você precisa para medir o fluxo de água

Neste artigo, você aprenderá os detalhes essenciais de como monitorar medidores de vazão ultrassônicos TUF-2000 com hubs de sensores conectados a adaptadores de sensor RS-485Modbus.

Tal como acontece com outras implantações de monitoramento, você precisará descobrir qual conectividade de Internet, fonte de alimentação, gabinetes e assim por diante funcionarão melhor para seus cenários de implantação específicos. Não hesite em entrar em contato comigo pelo e-mail [email protected] se desejar algum conselho ou se tiver alguma dúvida.

Para começar a monitorar esses medidores de vazão da série TUF-2000, você precisará do seguinte:

• Medidores de vazão da série TUF-2000, como o TUF-2000S, ou outra versão de montagem fixa, à prova de explosão ou a versão para montagem em parede que você vê nas fotos desta história
• Transdutores de fluxo compatíveis com medidores de fluxo TUF-2000 para monitorar fluxo e / ou temperatura, como a braçadeira nos transdutores que você vê nas fotos
• Hubs de sensor para enviar suas medições de sensor para as nuvens via rede celular GSM, ethernet, WiFi ou outra conectividade com a Internet
• Adaptadores de sensor RS-485 para conectar e se comunicar com seus medidores de fluxo

Etapa 2: Conecte seus medidores de fluxo aos sensores RS-485

Depois de vincular seus hubs de sensores ao Tools. Valarm.net, você conectará seus adaptadores de sensor RS-485 aos medidores de vazão da série TUF-2000.

Você fará isso conectando um fio de sua escolha do + (positivo) 485 em seus medidores de fluxo ao positivo (+) em seus adaptadores de sensor RS-485. Da mesma forma, use um fio para conectar os canais negativos (-) em seus medidores de fluxo e seus adaptadores de sensor RS-485. Você verá nas fotos que descobrimos que usar cabos vermelhos e pretos para fazer isso torna mais fácil lembrar e controlar.

Lembre-se de configurar e seguir as instruções do medidor de fluxo, seguindo e definindo as configurações necessárias se ainda não o fez, coisas como - tipo de transdutor, tipo de líquido, tipo de montagem, diâmetro externo do tubo, material do tubo e espessura da parede do tubo. E também confirme se você tem um sinal forte e de qualidade para a instalação do transdutor de água para garantir medições e leituras confiáveis para seus sistemas de monitoramento de água.

Etapa 3: Configurando seus medidores de vazão com adaptadores de sensor RS-485 Modbus

Agora, depois de estar conectado, conecte o adaptador do sensor Yoctopuce RS-485 ao computador. Certifique-se de que seu fluxômetro também esteja ligado e que seu RS-485 esteja conectado com os fios positivo e negativo correspondentes ao seu fluxômetro.

Abra o software virtualhub e aponte seu navegador para https:// localhost: 4444. Clique no botão de menu ‘configurar’ para o seu adaptador de sensor RS-485. Certifique-se de que as configurações do sensor RS-485 aqui correspondam às configurações do medidor de vazão série TUF-2000.

Recomendamos que você use as seguintes configurações do Modbus RS-485:

• Modbus RTU
• 9600 Baud
• 8 bits de dados
• Sem paridade
• 1 bit de parada

Resumindo, é RS-485 Modbus RTU com 8N1 a 9600 baud. A seguir, criaremos um arquivo de trabalho que programará seus adaptadores de sensor RS-485 para consultar automaticamente seus medidores de fluxo com a freqüência necessária. Em seguida, as medições do medidor de fluxo serão carregadas para Tools. Valarm.net. Clique no botão gerenciar arquivos de trabalho na janela de configurações do virtualhub RS-485 para criar um novo arquivo de trabalho. Clique em definir um novo trabalho para criar um novo arquivo de trabalho.

Em seguida, clique em adicionar etapa para adicionar uma nova tarefa ao arquivo de trabalho recém-criado. Você pode ver nos exemplos que chamamos de flowtuf.job task1.

Em seguida, você editará sua única tarefa. Você definirá sua tarefa como periódica para que os sensores do medidor de fluxo enviem dados em intervalos predefinidos. Configure sua tarefa para usar um protocolo personalizado, como você vê nas capturas de tela. Você adicionará uma etapa para cada variável que deseja consultar em seu medidor de fluxo. Você verá a documentação do medidor de vazão da série TUF 2000 para encontrar qual registro Modbus você precisa consultar com base na medição que deseja de seus medidores de vazão.

Incluímos capturas de tela de um manual que encontramos ao pesquisar na web. Nestes exemplos, consultaremos a taxa de fluxo, a velocidade e o acumulador positivo / uso de fluxo total. Agora, como usamos cada consulta MODBUS para os registros Modbus específicos do medidor de vazão?

Para cada variável que você deseja consultar, você encontrará o número do registro no manual do medidor de fluxo e, em seguida, subtraia 1. Em seguida, converta esse número decimal em hexadecimal usando qualquer conversor semelhante aos que você encontrará ao pesquisar na web. Vejamos alguns exemplos. Em nossas capturas de tela de exemplo, você verá que estamos consultando as variáveis de registro:

Taxa de fluxo (Registro 0001) significa que queremos converter 1 - 1 em hexadecimal. Então isso é 0 para hex, que nosso conversor hexadecimal nos diz que é 0, então é fácil de começar.

Velocidade (Registro 0005) significa que converteremos 5-4 em hexadecimal. 4 em hexadecimal é simplesmente 4.

Uso de fluxo total / acumulador positivo (registro 0115) significa que converteremos 0114 de decimal em hexadecimal. 0114 em hexadecimal é 72.

Agora vamos configurar as tarefas para consultar esses registros. Adicione uma etapa para cada variável que deseja consultar.

Por exemplo, se quisermos consultar o acumulador positivo para o uso de fluxo total, você usará o comando writeMODBUS com o argumento:

010300720002

Observe o 72 no meio do argumento. Essa é a chave que você precisará alterar para qualquer outra variável que deseja consultar. Por exemplo, você verá nas capturas de tela que os outros dois comandos Modbus que estamos enviando têm 04 e 00 no argumento do comando em vez de 72. Portanto, substitua esses 2 dígitos por qualquer registro que você precise consultar. Agora, depois de consultar um registro, você precisará de um local para armazenar e salvar a resposta do sensor do medidor de fluxo à sua consulta. Faremos isso com um comando expect.

Adicione uma etapa para um comando esperado com o argumento:: 010304 ($ 1: FLOAT32X). *

Importante: Observe que $ 1 está dizendo ao adaptador do sensor para armazenar esta consulta do sensor na variável genérica do sensor 1, que mais tarde mapearemos e associaremos a uma coluna / campo em Tools. Valarm.net. Como você pode ver nas imagens, se quisermos consultar vários registros e armazená-los em campos de sensores diferentes, altere o comando expect para $ 2 para genericSensor2, $ 3 para genericSensor3 e assim por diante. Você vai experimentar e brincar com isso até obter exatamente o que você, suas equipes e sua organização precisam de seus sensores industriais.

Observe também que na documentação do medidor de vazão com os registros que você vê, há o número do registro e também um formato. Se o formato for REAL4 nos documentos, você usará o tipo de dados FLOAT32X que vê nas capturas de tela. No entanto, se você precisar consultar um formato de tipo diferente, entre em contato conosco, pois você precisará do firmware RS-485 mais recente e usará outros tipos de dados como DWORDX para registros Modbus que são do tipo LONG.

Depois de adicionar todas as etapas que deseja consultar para as variáveis do medidor de fluxo de que você precisa, defina um intervalo de repetição em seu arquivo de trabalho. Você verá nas capturas de tela que configuramos o nosso para consultar a cada 5 segundos. Com base em quão sobrecarregado e inundado com informações que você deseja estar, você pode consultar seu sensor a cada 60 segundos, 300 segundos / 5 minutos ou o intervalo de tempo que funcionar melhor para você e suas implantações de monitoramento em campo.

Salve seu trabalho e clique em executar para iniciar a execução. Você provavelmente desejará definir seu arquivo de trabalho como seu trabalho de inicialização usando a lista suspensa no menu principal do RS-485. Você pode ver que fizemos isso nas capturas de tela aqui. Depois de salvar todas as configurações, você pode desligar e ligar o adaptador do sensor RS-485 ou desconectá-lo e conectá-lo novamente para garantir que esteja funcionando como deseja sempre que for inicializado. Ao clicar no número de série de um sensor na janela principal do virtualhub, você pode ver a conversa que uma interface serial está tendo com um dispositivo. Você verá os comandos e respostas ao vivo e em primeira mão. Esta é uma boa maneira de confirmar que todos estão apertando as mãos, falando e se comportando como você gostaria.

Você também pode clicar em mostrar funções do dispositivo na janela principal do virtualhub para ver os resultados ao vivo das últimas medições do sensor do medidor de fluxo que estão sendo armazenadas nas colunas X do seu sensor genérico que estão sendo carregadas em Tools. Valarm.net.

Agora seus adaptadores de sensor RS-485 Modbus estão configurados para se comunicarem bem com seus medidores de vazão. Vamos examinar como gerenciar, mapear, analisar e visualizar suas informações de monitoramento de água em tempo real de qualquer dispositivo com um navegador da web apontado para Tools. Valarm.net.

Etapa 4: Configurando seus medidores de fluxo para monitoramento na nuvem

Depois de acompanhar este vídeo e configurar e vincular seu hub de sensores a Tools. Valarm.net, você se lembrará da guia do mapa de sensores na configuração do hub.

Agora, nessa guia de mapeamento de sensor, você verá seu adaptador de sensor RS-485 sob os últimos sensores relatados. Você pode clicar em adicionar para adicionar cada um dos sensores genéricos em que armazenou um valor de registro de medidor de fluxo. Em nosso caso, com os exemplos que você viu nesta história do blog, salvamos a taxa de fluxo, velocidade e uso de fluxo total / acumulador positivo nas variáveis genericSensor 1, 2 e 3, respectivamente.

Você mapeará suas variáveis de sensor para as colunas que funcionam melhor para você, por exemplo, as colunas de cálculo ou as colunas de usuário que usamos nos exemplos para as capturas de tela que você está vendo. É isso. Agora você verá que os valores do sensor do medidor de fluxo estão sendo carregados para Tools. Valarm.net. A frequência com que você configura seu hub de sensor para upload é a frequência com que verá novos dados carregados. Você pode relacionar isso com a frequência com que seu arquivo de trabalho consulta seu medidor de fluxo.

Por exemplo, se você for carregado a cada 15 minutos para Tools. Valarm.net, então você só precisará consultar seu medidor de fluxo com seu arquivo de trabalho a cada 900 segundos. Mais uma conveniência que podemos configurar é usar os recursos de renomeação / aliasing de colunas personalizadas do Tools. Valarm.net. Dê uma olhada em nossos documentos sobre como fazer isso ou siga o exemplo da captura de tela para apelidar as colunas do usuário com nomes mais descritivos, como vazão do medidor de vazão, velocidade, vazão total, acumulador positivo ou uso de água.

Lembre-se de observar as unidades de suas variáveis que você está consultando de seus medidores de fluxo. Por exemplo, a variável acumuladora positiva é relatada em metros cúbicos / m³. Se você deseja converter automaticamente para galões, litros ou outra unidade, dê uma olhada nos recursos de nossas calculadoras, como a multiplicação automática por um valor constante. Agora você tem todas as medições do medidor de fluxo no Tools. Valarm.net para que possa monitorar e gerenciar remotamente seus recursos hídricos de qualquer lugar do mundo.

Como uma observação final, você pode preferir usar painéis da web personalizados como os que vê aqui, quando se trata de monitorar medidores de vazão, poços e níveis de água com eficácia.

Etapa 5: Concluindo seus sistemas de monitoramento de água e soluções de medição de fluxo

É sobre isso.

Vamos repassar algumas lições aprendidas e coisas a lembrar sobre o monitoramento de medidores de vazão ultrassônicos com esses adaptadores de sensor RS-485 e Tools. Valarm.net:

• Coloque algum agente de acoplamento ou composto térmico entre os transdutores e os tubos. Se você se esquecer disso, seus medidores de vazão ultrassônicos não receberão medições dos sensores / transdutores. Observe que você pode experimentar o uso de substâncias como vaselina, sabonete líquido ou quaisquer outros lubrificantes como agentes de acoplamento.
• Lembre-se de que existem muitos tipos de medidores de vazão, então escolha qual marca e modelo funciona melhor para o seu cenário. Se você precisa usar impulsor, hélice, tecnologia mecânica, magnética, ultrassônica ou outras tecnologias de medidor de fluxo, estamos aqui e prontos para ajudá-lo, então, não hesite em entrar em contato.
• Tome um cuidado especial para se certificar de que não haja partículas de poeira, areia ou qualquer outra coisa além de agentes de acoplamento. Você não quer nada extra deixado entre as superfícies externas do seu tubo e seus transdutores.

Este é o seu guia de início rápido para monitorar seus medidores de vazão ultrassônicos TUF série 2000 com Tools. Valarm.net.

Dê uma olhada aqui para ver como eles são implantados por clientes IoT Industrial tratando e monitorando água nos EUA.

Por favor, não hesite em me informar se eu puder ajudá-lo com mais alguma coisa para suas necessidades de monitoramento de água e ar.

Sinta-se à vontade para entrar em contato comigo em [email protected].

Obrigado por instruir e fazer parte da comunidade Instructables!:)