Измерение расхода, давления, температуры

[wer-lehich]

Технологические приборы для измерения параметров теплоносителя (температуры, давления, расхода).

Целью этой статьи является ускорение процесса создания базовых технологических цифровых приборов для коммунального хозяйства. За одним это неплохая возможность поделиться наработками в этом вопросе, выложить схемы и пр. мелочи.
Измерение температуры описано в статье «Измерители температур».
http://www.teplobum.ru/articles/64-2...-10-21-47.html
Базовой сетью останется сеть 1-wire, не смотря на активную критику в Интернете. Все, что говорится о ее неустойчивости, влиянии помех, и т. д. пока не подтвердилось; а простота и лаконичность подкупают.
На данный момент прибор разобрался на следующие составляющие:
1. Термометр. Сделан на базе термометра DS18B20. Количество датчиков ограничено возможностями самой сети без расширения и, если мне не изменяет память, равно 256.
2. Датчик давления (или перепадомер для измерения расхода теплоносителя). Сделан на базе датчика MPX5500. Только-только встал на обкатку как измеритель расхода теплоносителя. Количество датчиков ограничено количеством каналов АЦП микроконтроллера. На данный момент их 8, чего явно недостаточно, а для демонстрашки – перебор.
3. Вторичный прибор распался на несколько составляющих (или модулей), которые по своим функциональным возможностям являются стандартными модулями:
- клавиатура с драйвером 1-wire;
- дисплей LCD со сдвиговым регистром, что позволяет экономить на портах микроконтроллера и упрощает линию связи;
- модуль памяти на базе SD/MMC карт памяти. Запись показаний датчиков ведется в текстовых файлах;
- модуль RS232 (USB) для связи с ПК и прочими современными вещами;
- программатор «походный» как заменитель «походного» ноутбука;
- модуль ключей доступа, а проще охранно-пожарная сигнализация;
- модуль стандартных входных аналоговых сигналов, а нужен ли он?
- модуль входных дискретных сигналов;
- модем;
- ну и сам главный модуль, где находится микроконтроллер со своими ПИД регуляторами для автоматизации ЦТП (ИТП).
Может показаться странным, что я вновь поднимаю разговор о самостоятельном изготовлении парка технологических приборов. Потому, что это ОЧЕНЬ ДЕШЕВО и не уступает по качеству приборам уважаемых приборостроителей, аппетиты которых не знают границ. Надо как-то скромнее быть, господа-прибористы. Сегодня любой пацан с легкостью может повторить Ваши идеологические приборы, а уж оцифровать выходной сигнал и подавно.
Проект не является коммерческим. Приглашаются все альтруисты нашего времени. Задача проста: создать это быстро и поддерживать на современном уровне развития. Автономность приборов по электропитанию является обязательной, а значит приборы должны быть максимально энергоэкономичны. Модем не входит в этот список. SD - карты тоже. Это все «навесы» для солидности. В них смысла мало.
По первой части статьи все.

Mail to: wer-lehich@narod.ru

[Alex9797]

Надо как-то скромнее быть, господа-прибористы. Сегодня любой пацан с легкостью может повторить Ваши идеологические приборы, а уж оцифровать выходной сигнал и подавно.

Ленин в свое время называл подобные рассуждения "детской болезнью".
Если речь идет об использовании измерительных приборов "для дома, для семьи" - то да, любой пацан может.
Но, как только эти приборы начнут продаваться, сразу возникнет вопрос о метрологии. Ведь на основании показаний этого прибора будут с кого-то взиматься деньги. А насколько точны его показания? А насколько надежна его работа? А чем это подтверждается? Чем вы их поверяете при изготовлении? А есть ли у вас лицензия на производство подобных вещей? А достаточна ли квалификация вашего персонала? А получен ли сертификат на этот прибор?

И неизбежно вы столкнетесь с тем, что надо оформить кучу бумажек, приобрести кучу сертифицированных приборов, которые периодически должны проходить поверку.... и многое, многое другое. Все это будет стоить немалых денег, на все это потребуется куча времени и нервов. Особенно, если начинать эту деятельность с нуля.

Кроме того, когда касается приборов учета, то можно все выше перечисленное получить, оформить, обеспечить. А в итоге все упрется в то, что данный прибор должна еще признать и узаконить фирма-поставщик теплоносителя. Этот прибор должен быть занесен в реестр приборов, разрешенных к использованию. Если нет - пусть он будет на порядок точнее применяемых, он вне закона. И его показаниям грош цена. И никто его не купит.

Вот только основные факторы, влияющие на цену, которую запрашивают "господа-прибористы".

[picavr]

Датчик давления на базе датчика MPX5500.... их 8, чего явно недостаточно,

Датчик давления = 1 или 2 шт MPX5500 + PIC10F220 (SOT23-6) = 1-Wire датчик давления, до 256 или 512 штук на 1 шине.

[picavr]

Ещё варианты:

1. Термометр на базе DS18B20. Количество ограничено 256.

3 диода 1N4148 или 1Т4007 + PIC10F220 (SOT23-6) = 1-Wire датчик (точность 1 градус). Можно 1-2 в одном месте, по одному адрессу 1-wire. до 512 датчика.
PIC12F675(SOIC то можно до 4 датчиков в одном месте, по одному адрессу 1-wire. до 1024 датчика.
PIC16F676 (SOIC14)то можно до 8 датчиков в одном месте, по одному адрессу 1-wire.
до 2048 датчика.

Датчик давления на базе датчика MPX5500.... их 8, чего явно недостаточно,

Датчик давления = 1 или 2 шт MPX5500 + PIC10F220 (SOT23-6) = 1-Wire датчик давления, до 256 или 512 штук на 1 шине.

дисплей LCD со сдвиговым регистром, что позволяет экономить на портах микроконтроллера

цветные TFT 1,8-3.0 дюйма с SPI, ещё больше позволяют экономить порты МК. Так как мультиплексируются с SPI SD карты. Дополнительно только 1 нога.

- модем;

GPRS SIM900.

[Alex9797]

Что касается датчика давления для перепадомера, то его диапазон надо взять как минимум на порядок меньшим - MPX5050. Если на большее давление, то придется на сужающем участке обеспечивать перепад давления, практически равный рабочему, что сильно уменьшит пропускную способность. А если на меньшее давление, то будут большие погрешности измерения от завихрений, и от капиллярных явлений в трубках отбора давления.

[Alex9797]

Термометр. Сделан на базе термометра DS18B20. Количество датчиков ограничено возможностями самой сети без расширения и, если мне не изменяет память, равно 256.

Сделан на базе датчика MPX5500. Только-только встал на обкатку как измеритель расхода теплоносителя. Количество датчиков ограничено количеством каналов АЦП микроконтроллера. На данный момент их 8,

По поводу компоновки системы. Я бы советовал не заморачиваться возможностями датчиков и процов в смысле многоканальности. Более гибкая, живучая и технологичная система будет, если делать отдельные измерители на каждую точку. Каждый такой прибор должен быть функционально законченным, содержать один датчик MPX5050 для измерения перепада давления на сужающем устройстве, с последующим вычислением расхода, и два датчика температуры, для измерения разности между входом и выходом. Конечно, еще в приборе должен быть небольшой проц, и интерфейс типа RS485, допускающий обмен данными на расстояние более километра, и легко наращивается. И питание прибор получает по этому интерфейсному кабелю. Все приборы на кабеле висят параллельно, что упрощает монтаж.

Это дает возможность тиражировать такие приборы в большом количестве. Приборы совершенно одинаковые, независимо от количества точек измерения. Поэтому будет оправдано заказывать их изготовление на стороне, что удешевит их себестоимость, и повысит надежность. Они будут легко взаимозаменяемы.

А собирать данные с этих приборов - одно удовольствие. Если каналов будет очень много, а нагрузочная способность RS485 все же не резиновая, то придется применить концентраторы.

[jump]

wer-lehich,
не лезьте со своими пердёлками и пукалками в серьезные темы - без вас не знаем, как отбиться. для начала изучите принципы и конструкции/схемотехнику промышленных датчиков, а потом уж мните из себя геракла, способного свергнуть богов.
ваша DS18B20 при перегреве свыше +125 "дубеет", ничего не измеряя - нах кому это надо? сравните хотя бы с полупроводниковым терморезистором или ТСМ, ТСП, термопарой.
MPX5500 сможет работать в агрессивной среде, сможет противостоять гидроудару, перегреву? нет? тогда что вы пытаетесь втюхать - фильтр петрика? нах, нах в школу и учить, учить, учить чужие наработки.
я таких "кулибиных", блин, каждый день вижу, приходится отвлекаться, гонять метлой - их в дверь, а они в окно... надоели...

[picavr]

И неизбежно вы столкнетесь с тем, что надо оформить кучу бумажек, приобрести кучу сертифицированных приборов, которые периодически должны проходить поверку.... и многое, многое другое. Все это будет стоить немалых денег, на все это потребуется куча времени и нервов.

Тут уж речь пошла не о схемотехнике или надёжности или параметрах приборов...

Этот прибор должен быть занесен в реестр приборов. Если нет - пусть он будет на порядок точнее применяемых, он вне закона.

Именно!!!
Платите ваши днежеки и будут вам сертификации и разрешения... А до того НИЗЯЯ! АЙ ЯЙ ЯЙ!!

Должны же господа чиновники поиметь с народа денег? А как же без этого?
А народ хочет съекономить на господах чиновниках ))

[jump]

picavr,
вы говорите как любитель-самопальщик.
что будет, если произойдет авария из-за несертифицированного датчика/прибора? ведь вы против метрологических поверок? против единства шкал и протоколов? против проверки и подтверждения заявленных характеристик и сравнения с действительными?
подсказываю - материальный ущерб, но иногда еще бывают и человеческие жертвы. и сертификация - защита(неполная, конечно) от всяких "кулибиных", что лезут из всех щелей в надежде срубить денег по-быстрому, не заботясь о потребителе, часто профанируя саму идею конкретной методики измерения, применяя недопустимые материалы, схемотехнику или алгоритмы. продолжать, или понятно?

[Alex9797]

Проект не является коммерческим. Приглашаются все альтруисты нашего времени

Мне надо сделать ремонт в квартире. Проект не является коммерческим. Приглашаются все альтруисты.