Rejestrator parametrów sieci wodociągowej na przykładzie sterownika plc easyE4

Cześć Klubowicze !

W mojej pracy zawodowej na co dzień mam do czynienia z różnymi rejestratorami parametrów sieci wodociągowej, montowane są przeważnie w studzienkach wodociągowych i zasilane z pakietu akumulatorów 24 VDC. Rejestratory mają wbudowany moduł gprs i przesyłają dane do systemu telemetrii.

Zadaniem rejestratora lub data loggera bo tak będę je nazywał jest pomiar :

  • ciśnienia w sieci wodociągowej,
  • stanu liczydła wodomierza,
  • temperatury wewnątrz studzienki,
  • napięcia akumulatora zasilającego rejestrator,
  • czujnika zalania studzienki,
  • czujnika otwarcia włazu do studzienki

Zdjęcie nr 1 rejestratory CellBox

Na zdjęciu nr 1 widzimy przykładowe rejestratory montowane w studzienkach pomiarowych :

  • CellBox-SMET przeznaczony do pomiaru i rejestracji poboru mediów oraz umożliwiający transmisję danych do systemu nadrzędnego w technologii GSM (SMS/GPRS).
  • CellBox-H3 to zaawansowany, programowalny, wielokanałowy rejestrator przeznaczony do pomiaru i rejestracji parametrów sieci wodociągowej oraz transmisji danych do systemu nadrzędnego w technologii GSM (SMS/GPRS/EDGE). Posiada 6 wejść analogowych, 5 wejść cyfrowych (2 licznikowe i 3 zdarzeniowe) oraz 2 wyjścia cyfrowe.

To właśnie na przykładzie rejestratora CellBox-H3 zbudujemy i zaprogramujemy nasz data logger. Dane pomiarowe zapisywane będą na karcie pamięci micro sd a w przyszłości planowane jest dołożenie modemu gsm/gprs i wizualizacja danych na stronie www.

Do projektu użyjemy sterownika plc easyE4-DC-12TC1 z wyświetlaczem hmi
napięcie zasilania to 24 VDC z pakietu akumulatorów.

Wybrany do projektu sterownik plc posiada :

  • 8 wejść cyfrowych w tym 4 można wykorzystać jako wejścia analogowe 0-10 VDC
  • 4 wyjścia tranzystorowe

Zdjęcie nr 2 sterownik plc easyE4-DC-12TC1 jako data logger
EASY-E4-DC-12TC1-tile

Zdjęcie nr 3 studzienki wodomierzowe przyszłe miejsce pracy data loggera :-)

Podłączenie wejść cyfrowych sterownika plc easyE4 :

I1 – impulsator wodomierza, jeden impuls na 10 litrów wody, styk NO (zdjęcie nr 4)

I2 – czujnik zalania pomieszczenia, styk NO (zdjęcie nr 5)

I3 – czujnik otwarcia włazu do studzienki, styk NC (zdjęcie nr 6)

Zdjęcie nr 4 wodomierz z impulsatorem
DSCN1791-tile

Zdjęcie nr 5 czujnik zalania

pol_pl_Plywakowy-czujnik-poziomu-cieczy-2141_1-tile

Zdjęcie nr 6 czujnik otwarcia włazu 

13150_0-tile

Podłączenie wejść analogowych sterownika plc easyE4 :

I4 – nie wykorzystane

I5 – czujnik ciśnienia 0 – 16 bar (zdjęcie nr 7)

I6 – nie wykorzystane

I7 – czujnik temperatury zakres od minus 30 do plus 70 stopni C (zdjęcie nr 8)

I8 – dzielnik napięcia pomiar 0 – 30VDC

Zdjęcie nr 7 przetwornik ciśnienia 0 – 16 bar
przetwornik%200-10vdc-tile

Zdjęcie nr 8 czujnik temperatury z przetwornikiem

pt0-10-tile

Dla zabezpieczenia sterownika plc przed warunkami atmosferycznymi panującymi w studzienkach wodomierzowych (wilgoć) wybrałem obudowę hermetyczną IP65 typ RN65 cztery moduły (zdjęcie nr 9). Posiada otwierane drzwi co zapewnia bardzo łatwy dostęp do gniazda karty pamięci oraz do gniazda portu ethernet RJ45. Można wymienić kartę pamięci lub podłączyć się do sterownika przez kabel RJ45 i odczytać dane z karty pamięci bez demontażu rejestratora ze studzienki.

Zdjęcie nr 9 obudowa RN65
rn65_1x4

Program :

Program dla sterownika easyE4 napisałem w języku fbd w programie easysoft7

Użyłem następujących bloków funkcyjnych :

  1. DL - data logger

Zdjęcie nr 10 data logger

Blok DL01 odpowiedzialny jest za rejestrowanie na karcie pamięci wartości sygnałów cyfrowych podłączonych do jego wejść od T1 do T4 oraz analogowych na wejściach od I1 do I4. W programie zapisywane są stany otwarcia włazu studzienki, zalania pomieszczenia, aktualny stan liczydła wodomierza, napięcie zasilania, temperatura, ciśnienie w sieci wodociągowej.

Zdjęcie nr 11 blok DL01 w programie easysoft7

  1. LS - skalowanie wartości analogowej, wykorzystałem trzy bloki LS01, LS03, LS04

Zdjęcie nr 12 blok LS01
ls01-tile

Blok LS 01 w programie odpowiada za przeskalowanie wartości z czujnika na wejściu I1 bloku LS na wartość 12 bit w zakresie od 0 do 4095 i przekazuje ją powiększoną lub pomniejszoną do wyjścia QV bloku LS01.

LS01 skalowanie wartości czujnika ciśnienia 0-16 bar na wartość 0-4095

LS02 wolne (zarezerwowane dla drugiego czujnika ciśnienia P2)

LS03 skalowanie wartości czujnika temperatury -30 do +70 stopni C na wartość 0-4095

LS04 skalowanie wartości z dzielnika napięcia 0-30 VDC na wartość 0-4095

Zdjęcie nr 13 blok LS01 w programie easysoft7.

  1. A - komparator wielkości analogowych, użyłem cztery komparatory analogowe od A01 do A04, porównanie wartości analogowej wejściowej z wartością zadaną, obsługa alarmów

Zdjęcie nr 14 blok A01
komparator-tile

Bloki komparatora użyte w programie :

A01 – porównanie wartości napięcia, jeżeli I1<I2, napięcie akumulatora poniżej 22.5 VDC,

uruchom wyświetlacz D02 alarm nr 1

A02 – porównanie wartości temperatury, jeżeli I1<I2, temperatura poniżej -5.5 stopnia C,

uruchom wyświetlacz D03 alarm nr 2

A03 – porównanie wartości ciśnienia, jeżeli I1<I2, ciśnienie poniżej 2 bary,

uruchom wyświetlacz D04 alarm nr 3

A04 – porównanie wartości ciśnienia, jeżeli I1>I2, ciśnienie powyżej 8 bar,

uruchom wyświetlacz D05 alarm nr 4

  1. AR – moduł arytmetyczny AR01, za jego pomocą można wykonywać cztery podstawowe rodzaje działań, ja użyłem dodawania, ustawianie liczydła wodomierza

Zdjęcie nr 15 blok AR
arytmetyka-tile

  1. T - przekaźnik czasowy, użyłem dwa takie bloki T01 oraz T02. Zwłoka przy zadziałaniu czujnika otwarcia włazu i czujnika zalania.

Zdjęcie nr 16 bloki T01 oraz T02
t1-tile

  1. C - moduł licznika C01, może zliczać do przodu i wstecz, działa jako licznik w formacie
    podwójnego słowa, na wejściu SV można zadawać wartość startową, w moim programie liczy impulsy z wodomierza

Zdjęcie nr 17 blok C01
licznik-tile

  1. D – znacznik tekstowy, użyłem sześciu bloków od D01 do D06, standardowe kolory
    wyświetlacza to biały, czerwony i zielony, w programie easysoft7 dostępnych jest
    więcej kolorów do wyboru ale na ekranie plc widoczne są tylko trzy podstawowe.

Zdjęcie nr 18 blok D01
d-tile

Wizualizacja na ekranie hmi sterownika easyE4 :

Zdjęcie nr 19 easyE4 data logger ekrany hmi1 oraz hmi 2
20200206_164211-tile

Ekran podstawowy hmi1 data loggera wyświetla wszystkie wartości pomiarowe :

Linijki wyświetlacza hmi :

Pierwsza to pomiar ciśnienia w sieci

Druga przedstawia aktualny stan liczydła wodomierza

Trzecia to pomiar temperatury oraz pomiar napięcia zasilania rejestratora

Czwarta przedstawia stan czujnika zalania (kolor zielony, komora sucha)

Piąta przedstawia stan czujnika otwarcia włazu (kolor zielony, właz zamknięty)

Szósta linijka wyświetlacza to aktualna data i czas

Zdjęcie nr 20 ekran hmi 1 zadziałał czujnik zalania (kolor czerwony)

Zdjęcie nr 21 ekran hmi 1 zadziałał czujnik otwarcia włazu studzienki (kolor czerwony)

Wciskając przycisk P5 OK na klawiaturze plc przełączamy się pomiędzy wyświetlaczami
podstawowym hmi 1 a wyświetlaczem dodatkowym hmi 2 służącym do ustawienia wartości
początkowej liczydła wodomierza. Wciskamy przycisk P8 ALT następnie przyciskami strzałek P1, P2, P3, P4 ustawiamy żądaną wartość i akceptujemy przyciskiem P5 OK. Wciskając przycisk P7 DEL na ekranie podstawowym hmi 1 resetujemy wartość zliczonych impulsów z wodomierza.

Ekran dodatkowy hmi 2 ustawienie wartości początkowej liczydła wodomierza

Zdjęcie nr 22 ekran hmi 2

Ekrany alarmowe data loggera :

Alarm nr 1 napięcie zasilania poniżej 22.5 VDC

Zdjęcie nr 23 alarm nr 1

Alarm nr 2 temperatura w komorze poniżej -5.5 stopnia C

Zdjęcie nr 24 alarm nr 2

Alarm nr 3 ciśnienie w sieci wodociągowej poniżej 2 bary

Zdjęcie nr 25 alarm nr 3

Alarm nr 4 ciśnienie w sieci wodociągowej powyżej 8 bar

Zdjęcie nr 26 alarm nr 4

Ekrany alarmowe data loggera wyświetlane na ekranie easyE4 mają ustawiony wyższy priorytet niż ekran podstawowy i dodatkowy, są wyświetlane do czasu ustąpienia alarmu.

Odczyt danych z karty pamięci data loggera :

Rejestrowane przez data logger dane są kodowane binarnie i nie mogą być odczytane przy
pomocy zwykłych narzędzi systemu operacyjnego Windows. Dane możemy odczytać
w programie easysoft7. Można tam przejrzeć zarejestrowane dane znajdujące się na karcie
pamięci a także wyeksportować je do pliku csv programu Exel gdzie można je edytować.

Na koniec tego artykułu zapraszam wszystkich klubowiczów i osoby zainteresowane do oglądnięcia krótkiego filmu prezentującego symulację działania projektowanego data loggera przeznaczonego do rejestracji parametrów sieci wodociągowej w programie easy soft7.

Zgłaszam ten artykuł do Konkursu iautomatyka.pl i akceptuję jego regulamin.

2lajki