العربية
إشارة خرج مقياس التدفق هي الطريقة التي ينقل بها المقياس قراءته إلى نظام آخر: وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC)، أو شاشة نظام التحكم الإشرافي وجمع البيانات (SCADA)، أو مسجل إلكتروني، أو منصة سحابية. يُعد اختيار الخرج الخاطئ أحد أكثر الأسباب شيوعًا لعمل المقياس الجديد على الشاشة، لكنه لا يُظهر أي قراءة، أو يُظهر رقمًا خاطئًا، في غرفة التحكم. توفر معظم مقاييس التدفق الصناعية عدة مخارج، لذا يكمن السؤال في اختيار المخرج الأنسب. باختصار: استخدم 4-20 مللي أمبير لمعدل التدفق، ونبضة للإجمالي، وModbus RS485 عندما يتطلب الأمر كابلًا واحدًا لنقل عدة قيم، وGPRS عند عدم وجود كابل على الإطلاق.
| أنت بحاجة إلى... | استخدم هذا الناتج |
|---|---|
| عرض أو التحكم في معدل التدفق في وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) أو نظام تحكم موزع (DCS) | 4-20 مللي أمبير |
| حساب الحجم أو الكتلة الإجمالية (التجميع، الفوترة، استخدام الوقود) | النبض / التردد |
| قراءة معدل التدفق، والإجمالي، ودرجة الحرارة، والإنذارات عبر كابل واحد | Modbus RTU عبر RS485 |
| استمر في استخدام شبكة HART أو Profibus الحالية | هارت أو بروفيبوس |
| قم بتشغيل جهاز إنذار أو صمام عند نقطة محددة | التتابع |
| مراقبة موقع بعيد بدون كهرباء أو كابلات | مقياس بطارية مزود بتقنية GPRS، أو بوابة |
إشارة خرج مقياس التدفق هي إشارة كهربائية، تناظرية أو رقمية، تمثل قيمة مقاسة مثل معدل التدفق أو إجمالي التدفق. يقوم جهاز الإرسال بتحويل قراءة المستشعر إلى تلك الإشارة ليتمكن جهاز آخر من قراءتها دون الحاجة إلى النظر إلى الشاشة.
تغطي خمسة أنواع من المخرجات جميع عمليات التركيب تقريبًا:
يعتمد الناتج الصحيح على احتياجات نظام الاستقبال والمسافة التي يجب أن تقطعها الإشارة. يقارن الجدول أدناه الأنواع الخمسة.
| الناتج | ما يحمله | المسافة النموذجية للكابل | مناعة ضد الضوضاء | جهاز استقبال نموذجي | احذر من |
|---|---|---|---|---|---|
| 4-20 مللي أمبير | قيمة واحدة (عادةً معدل التدفق) | عدة مئات من الأمتار، محدودة بمقاومة الحلقة | عالي | مدخل تناظري PLC / DCS | غير مناسب للمجموع الكلي |
| النبض / التردد | المجموع (كل نبضة = كمية ثابتة) | تتراوح المسافة من عشرات إلى حوالي 100 متر لمخرجات المجمعات المفتوحة | واسطة | مدخل عداد PLC، عداد إجمالي، وحدة تحكم الدفعات | أقصى تردد، PNP مقابل NPN |
| Modbus RTU (RS485) | قيم متعددة: المعدل، الإجمالي، درجة الحرارة، الكثافة، الإنذارات | يصل مداها إلى حوالي 1200 متر بمعدلات نقل بيانات منخفضة. | عالي | وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC)، نظام تحكم إشرافي وتحصيلي (SCADA)، بوابة، مسجل | العنوان، معدل الباود، قطبية التوصيل |
| هارت | 4-20 مللي أمبير بالإضافة إلى البيانات الرقمية على نفس الزوج | نفس 4-20 مللي أمبير | عالي | نظام التحكم الموزع (DCS) المزود بتقنية HART، محمول باليد | يحتاج إلى مدخلات متوافقة مع بروتوكول HART |
| التتابع | حالة التشغيل/الإيقاف | أي (موصل تبديل) | عالي | إنذار، مضخة، صمام | تقييم الاتصال |
المسافات المذكورة أعلاه هي قيم نموذجية في هذا المجال؛ أما الحدود الفعلية فتعتمد على الكابل ومصدر الطاقة وجهاز الاستقبال.
يُرسل خرج 4-20 مللي أمبير تيارًا يتراوح بين 4 و20 مللي أمبير، ويزداد هذا التيار بما يتناسب مع التدفق. في الإعداد القياسي، تعني 4 مللي أمبير انعدام التدفق، بينما تعني 20 مللي أمبير القيمة العليا المحددة في جهاز الإرسال.
مثال: عدادٌ يتراوح نطاقه بين 0 و50 م³/ساعة. قراءة 12 مللي أمبير تعني (12 - 4) ÷ 16 × 50 = 25 م³/ساعة.
نقاط يجب التحقق منها قبل التوصيل:
تشير إشارة 4-20 مللي أمبير إلى سرعة حركة السائل حاليًا. يُعطي جمع هذه الإشارة بمرور الوقت داخل وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) قيمة إجمالية، ولكن الانحرافات الصغيرة تتراكم يومًا بعد يوم، لذا فإن إجمالي وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة يختلف عن إجمالي عداد السائل. للحصول على الإجماليات، استخدم النبض أو بروتوكول Modbus.
يُرسل خرج النبضة نبضة واحدة لكل كمية ثابتة تمر عبر العداد، مثل نبضة واحدة لكل لتر أو 0.25 مل لكل نبضة. يقوم جهاز الاستقبال بحساب النبضات وضربها بقيمة النبضة (والتي تُسمى غالبًا عامل K) للحصول على المجموع الكلي.
تُعد عدادات التدفق ذات خرج النبض الخيار المعتاد لما يلي:
في أحد مشاريع تحديد الجرعات لمحطة معالجة المياه، كان التدفق المطلوب يتراوح بين 8 و50 مل/دقيقة فقط، لذا كان لا بد من أن تكون قيمة نبضة مقياس التدفق الدقيق صغيرة بما يكفي لكي يستقبل جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) عدة نبضات في الدقيقة. وفي مشروع آخر، نصّ خط تحديد الجرعات الإضافية على أن يكون خرج النبضة من نوع PNP ليتوافق مع مدخلات جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) الموجودة.
أشياء يجب تحديدها أو طلبها:
يُعدّ Modbus RTU عبر RS485 رابطًا رقميًا: حيث يطلب نظام PLC أو SCADA (الرئيسي) من العداد (التابع) القيم المخزنة في سجلات مرقمة، فيستجيب العداد. يمكن لزوج واحد من الأسلاك المجدولة نقل بيانات معدل التدفق، والتدفق الكلي، ودرجة الحرارة، والكثافة، والإنذارات، والتشخيص، ويمكن لناقل واحد ربط عدة عدادات.
الإعدادات التي يجب أن تتطابق على كلا الجانبين:
| جلسة | القيمة النموذجية | ماذا يحدث إذا لم يتطابق؟ |
|---|---|---|
| عنوان العبد | 1-247، فريد لكل متر | لا يوجد رد، أو يجيب جهازان في وقت واحد |
| معدل الباود | 9600 أو 19200 | لم يتم الرد أو كانت البيانات مشوشة |
| بتات التكافؤ / بتات التوقف | 8-N-1 أو 8-E-1 | أخطاء في التواصل |
| سجل الخريطة ونوع البيانات | من دليل العداد، على سبيل المثال.سجلات SH-CMF Modbus | أرقام خاطئة (على سبيل المثال، تم تبديل ترتيب الكلمات في الأعداد العشرية ذات 32 بت) |
نصائح حول توصيل الأسلاك:
يُضيف بروتوكول HART إشارة رقمية فوق حلقة 4-20 مللي أمبير، بحيث يحمل السلكان نفساهما معدل التدفق التناظري والبيانات الرقمية مثل الإجماليات والتشخيصات والإعدادات. يُعدّ بروتوكول HART مفيدًا عندما يكون لدى المصنع بالفعل مدخلات نظام التحكم الموزع (DCS) أو أجهزة اتصال محمولة تدعم بروتوكول HART.
تُعدّ شبكتا Profibus-PA و Profibus-DP من شبكات ناقل البيانات الميدانية المستخدمة في المصانع الكبيرة، وخاصةً في أوروبا. يُنصح باختيارهما فقط عندما يكون نظام التحكم مبنيًا بالفعل على Profibus؛ وإلا، فإنّ استخدام 4-20 مللي أمبير بالإضافة إلى Modbus يُلبي معظم الاحتياجات بتكلفة أقل.
تصل بيانات التدفق إلى نظام SCADA أو جهاز الكمبيوتر أو السحابة عبر أحد المسارات الأربعة، اعتمادًا على المكان الذي يجب أن تنتهي إليه البيانات وما هو موجود بالفعل في الموقع.
| طريق | إشارة من العداد | الجهاز في المنتصف | جيد لـ |
|---|---|---|---|
| 1. عداد → وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة / نظام تحكم موزع → نظام تحكم إشرافي وتحصيلي | 4-20 مللي أمبير، نبضة، مودبوس أو هارت | وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) أو نظام تحكم موزع (DCS) (موجود بالفعل في الموقع) | النباتات التي تحتوي على نظام تحكم قائم |
| 2. العداد → نظام التحكم الإشرافي وتحصيل البيانات (SCADA) مباشرة | Modbus RTU (RS485) | محول RS485 إلى إيثرنت إذا كان نظام SCADA يستخدم بروتوكول Modbus TCP | أنظمة صغيرة مزودة بعدة عدادات وبدون وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) |
| 3. عداد → مسجل → حاسوب | 4-20 مللي أمبير أو نبضة | مسجل إلكتروني بدون ورق مزود بمنفذ RS485 أو إيثرنت | تسجيل البيانات والتقارير والاتجاهات بدون وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة (PLC) |
| 4. عداد الطاقة ← سحابة / هاتف | نبض، مودبوس أو جي بي آر إس المدمج | عداد GPRS، أو بوابة 4G / NB-IoT | المواقع النائية: الآبار، الري، خطوط الأنابيب، مزارع الخزانات |
يناسب المسار 3 المواقع التي تحتاج إلى سجلات بدلاً من التحكم. تقبل مسجلات البيانات الإلكترونية مدخلات 4-20 مللي أمبير ومدخلات نبضية، وتخزن البيانات وترسلها إلى جهاز كمبيوتر عبر RS485 أو إيثرنت.
يُناسب المسار 4 المواقع النائية. يعمل عداد التدفق الكهرومغناطيسي بتقنية GPRS بالبطارية ويرسل القراءات عبر شبكة الهاتف المحمول، لذا لا حاجة لكابل طاقة أو إشارة. عندما يحتوي العداد على مخرجات نبضية أو Modbus فقط، يمكن لبوابة 4G أو NB-IoT خارجية قراءة البيانات وإرسالها إلى منصة سحابية. تأكد من أن البوابة تدعم بروتوكول العداد وأن فترة الإبلاغ مناسبة للغرض: البيانات كل ساعة مناسبة للفواتير، ولكنها بطيئة جدًا للتحكم.
يُبيّن الجدول المخرجات المتاحة في كل سلسلة. وتختلف التركيبات الدقيقة باختلاف رمز النموذج، لذا يُرجى تحديد المخرج المطلوب في الاستفسار.
| مسلسل | نوع العداد | 4-20 مللي أمبير | نبض | RS485 / Modbus | هارت | آخر |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SHD | الكهرومغناطيسية | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | بروفيبوس-دي بي |
| SHD-SE15 | كهرومغناطيسي يعمل بالبطارية | – | ✓ | ✓ | – | GPRS |
| SH-CMF | كتلة كوريوليس | ✓ | ✓ (التكرار) | ✓ | ✓ | بروفيبوس-بنسلفانيا |
| STLU | دوامة | ✓ (سلكان) | ✓ | ✓ | ✓ | نسخة تعمل بالبطارية |
| SLW | التوربين السائل | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | – |
| SGW | توربينات الغاز | ✓ | ✓ | ✓ | – | تعويض درجة الحرارة والضغط |
| شاروخان | الكتلة الحرارية | ✓ | – | ✓ | ✓ | أجهزة إنذار مرحلية |
| LC | ترس بيضاوي | ✓ | ✓ | – | ✓ | مؤشر مقاوم للانفجار |
| LC-M | التدفق الدقيق | ✓ | ✓ | ✓ | – | – |
| HL | مستوى الموجات فوق الصوتية | ✓ | – | ✓ | ✓ | بروفيبوس-دي بي |
| SX | مسجل بدون ورق | ✓ (إعادة الإرسال) | – | ✓ | – | إيثرنت، يو إس بي، مرحلات |
في الطلبات السابقة، كان مستخدمو البخار غالبًا ما يختارون عدادات الدوامة المزودة بكل من 4-20 مللي أمبير و RS485، بحيث تحصل غرفة التحكم على معدل تناظري سريع ويقرأ نظام الطاقة الإجماليات عبر Modbus.
| الأعراض | السبب المحتمل | يصلح |
|---|---|---|
| قراءة التيار من 4 إلى 20 مللي أمبير تقفز أو تكون مشوشة | كابل غير محمي، الغلاف مؤرض من كلا الطرفين، الكابل بجوار خطوط الكهرباء | استخدم زوجًا ملتويًا محميًا، وقم بتأريض الغلاف من أحد طرفيه، وافصله عن كابلات المحرك. |
| قراءة الحلقة 0 مللي أمبير | عدم تطابق بين المكونات النشطة والسلبية أو انقطاع الطاقة في الدائرة | تحقق من الفرق بين الأسلاك الثنائية والرباعية، ومن أين يأتي جهد التيار المستمر 24 فولت. |
| يُظهر جهاز التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) نصف أو ضعف التدفق | يختلف نطاق وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC) عن نطاق جهاز الإرسال. | قم بتعيين نفس قيمة النطاق الأعلى في كليهما |
| إجمالي قيمة PLC يختلف عن عرض العداد | تم حساب الإجمالي من 4 إلى 20 مللي أمبير، أو النبضات المفقودة | استخدم النبض أو Modbus لحساب الإجماليات؛ تحقق من تردد النبض مقابل سرعة الإدخال |
| لا يستجيب عداد مودبوس | عنوان خاطئ أو معدل نقل بيانات خاطئ، تم تبديل A/B، بروتوكول الشركة المصنعة بدلاً من Modbus | قم بمطابقة الإعدادات، ثم بدّل بين A وB، ثم أكّد خيار البروتوكول. |
| تبدو قيم Modbus خاطئة | خطأ في التسجيل أو ترتيب الكلمات | راجع جدول السجلات وترتيب بايتات الفاصلة العائمة في الدليل |
أرسل لنا أربعة تفاصيل وسيقترح مهندسونا مجموعة من العدادات ومخرجاتها في غضون 24 ساعة:
اتصل بمهندسينا بهذه التفاصيل، أو أرفق صورة لبطاقة إدخال PLC الخاصة بك أو مخطط الأسلاك.
