工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集 課件 第十課時(shí) 采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)1

第十課時(shí)

采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)（1）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集（初級）講師：XXX202X.XX.XX在上一章的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)充分了解并學(xué)會(huì)采集振動(dòng)傳感器的數(shù)據(jù)，今天我們開始學(xué)習(xí)采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)。與振動(dòng)傳感器相比，我們采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)從單一變?yōu)閮蓚€(gè)，采集協(xié)議也有單一的模擬量采集到RS485協(xié)議采集，難度稍微提升。本任務(wù)采用的是JWSK-5系列溫濕度變送器（以下簡稱溫濕度傳感器），可對-20℃～60℃范圍內(nèi)的溫度測量和0-100%范圍內(nèi)的濕度測量。溫濕度傳感器的概念01溫濕度傳感器的設(shè)備信息02CONTENTS目錄溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)信息03學(xué)習(xí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)：1.

養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度；2.

體驗(yàn)工作的成就感，樹立熱愛勞動(dòng)意識。知識目標(biāo)：1.

理解設(shè)備信息收集的基本概念和方法；2.

理解采集對象數(shù)據(jù)信息的基本概念；3.

了解工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)選型涉及的其他信息。能力目標(biāo)：1.

能夠準(zhǔn)確收集設(shè)備信息；2.

能夠準(zhǔn)確收集采集對象的數(shù)據(jù)信息；3.

能夠準(zhǔn)確收集其他相關(guān)信息；4.

能夠結(jié)合設(shè)備信息和數(shù)據(jù)信息選擇合適的工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)。1溫濕度傳感器的概念PartOne1.1溫濕度傳感器定義概念學(xué)習(xí)溫濕度傳感器如右圖所示，是指能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測量處理的電信號的設(shè)備或裝置，多以溫濕度一體式的探頭作為測溫元件，將溫度和濕度信號采集出來，轉(zhuǎn)換成與溫度和濕度成線性關(guān)系的電流信號或電壓信號輸出。如今，民用溫濕度傳感器的應(yīng)用也越來越普遍，但是，工業(yè)級溫濕度傳感器仍然占據(jù)著主導(dǎo)地位，具有測量范圍廣、測量精度高、集成度高和頻率響應(yīng)快等特點(diǎn)。溫濕度是一個(gè)基本的物理量，自然界中的一切過程無不與溫濕度密切相關(guān)。圖

各類溫濕度傳感器1.2溫濕度傳感器主要類型概念學(xué)習(xí)（2）485型溫濕度傳感器電路采用微處理器芯片、溫度傳感器、濕度傳感器，確保產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性和互換性。采用顆粒燒結(jié)探頭護(hù)套，探頭與殼體直接相連。輸出信號類型為RS485，能可靠地與上位機(jī)系統(tǒng)等進(jìn)行集散監(jiān)控，最遠(yuǎn)可通信1000米，標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議，支持二次開發(fā)。（3）網(wǎng)絡(luò)型溫濕度傳感器可采集溫濕度數(shù)據(jù)并通過以太網(wǎng)/WiFi/GPRS方式上傳到服務(wù)器。充分利用已架設(shè)好的通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)采集和傳輸，實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控?？纱蟠鬁p少施工量，提高施工效率和維護(hù)成本。溫濕度傳感器主要可分為3種：（1）模擬量型溫濕度傳感器溫濕度一體化傳感器是采用數(shù)字集成傳感器做探頭，配以數(shù)字化處理電路，從而將環(huán)境中的溫度和相對濕度轉(zhuǎn)換成與之相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號，DC4～20mA、DC0～5V或者DC0～10V。溫濕度一體化模擬量型傳感器可以同時(shí)把溫度及濕度值變化，轉(zhuǎn)換成電流/電壓值的變化，可以直接同各種標(biāo)準(zhǔn)的模擬量輸入的二次儀表連接。1.2溫濕度傳感器主要類型概念學(xué)習(xí)（2）485型溫濕度傳感器電路采用微處理器芯片、溫度傳感器、濕度傳感器，確保產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性和互換性。采用顆粒燒結(jié)探頭護(hù)套，探頭與殼體直接相連。輸出信號類型為RS485，能可靠地與上位機(jī)系統(tǒng)等進(jìn)行集散監(jiān)控，最遠(yuǎn)可通信1000米，標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議，支持二次開發(fā)。（3）網(wǎng)絡(luò)型溫濕度傳感器可采集溫濕度數(shù)據(jù)并通過以太網(wǎng)/WiFi/GPRS方式上傳到服務(wù)器。充分利用已架設(shè)好的通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)采集和傳輸，實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控?？纱蟠鬁p少施工量，提高施工效率和維護(hù)成本。溫濕度傳感器主要可分為三種：（1）模擬量型溫濕度傳感器溫濕度一體化傳感器是采用數(shù)字集成傳感器做探頭，配以數(shù)字化處理電路，從而將環(huán)境中的溫度和相對濕度轉(zhuǎn)換成與之相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號，DC4～20mA、DC0～5V或者DC0～10V。溫濕度一體化模擬量型傳感器可以同時(shí)把溫度及濕度值變化，轉(zhuǎn)換成電流/電壓值的變化，可以直接同各種標(biāo)準(zhǔn)的模擬量輸入的二次儀表連接。1.3溫濕度傳感器常見使用場景場景人類社會(huì)中，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研、國防、醫(yī)學(xué)及環(huán)保等領(lǐng)域都與溫度有著密不可分的關(guān)系。溫度傳感器是實(shí)現(xiàn)溫度檢測與控制的重要器件，在種類繁多的傳感器中，溫度傳感器是應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最快的傳感器之一。在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化流程中，溫度測量點(diǎn)要占全部測量點(diǎn)的一半左右。例如，在鋼鐵冶煉過程中，準(zhǔn)確地控制冶煉溫度可以明顯地提高產(chǎn)品質(zhì)量，還能節(jié)能降耗；在石油煉化廠，準(zhǔn)確地控制裂解溫度，可以得到不同品質(zhì)的柴油系列產(chǎn)品。我們以溫濕度傳感器在紡織定型機(jī)上的節(jié)能應(yīng)用為例，進(jìn)行講解。1.3溫濕度傳感器應(yīng)用場景目前，大多數(shù)印染廠所采用的溫濕度的調(diào)節(jié)方式都是簡單的手動(dòng)調(diào)節(jié)方式。具體調(diào)節(jié)由設(shè)備頂部的排氣風(fēng)機(jī)控制，排氣管道上裝有手動(dòng)的調(diào)節(jié)閥門。采用智能化的監(jiān)控方式，則是一種節(jié)約能源的有效途徑。在給定的烘干時(shí)間內(nèi)，烘箱內(nèi)水分蒸發(fā)量與織物的原料成分、面料密度、幅寬、烘干前后本身含水率以及烘干速度等參數(shù)有關(guān)。烘燥機(jī)在不同的排氣濕度情況下，“蒸發(fā)效率”和“能耗”的變化是非線性的。定型機(jī)（如右圖）熱利用效率不到30%，其中最大的熱損失是排氣過程中。經(jīng)測定，排氣濕度在5%時(shí)，空氣體積是水蒸汽的19倍；而排氣濕度20%時(shí)，空氣體積是水蒸汽的4倍。相差水蒸汽體積15倍的熱空氣所攜帶的熱量完全是浪費(fèi)，裝帶有溫濕度傳感器的高溫濕度測控儀，可自動(dòng)控制定型機(jī)烘干濕度，從而節(jié)省大量加溫費(fèi)用。圖

紡織定型機(jī)2溫濕度傳感器的設(shè)備信息PartTwo2.1設(shè)備的基本信息

根據(jù)第3章任務(wù)中的內(nèi)容，我們了解到：收集設(shè)備的信息，首先要對設(shè)備有基本的了解，包括設(shè)備類型、設(shè)備名稱、生產(chǎn)廠家、設(shè)備型號、設(shè)備數(shù)量等，并據(jù)此來查閱準(zhǔn)確的設(shè)備資料（如產(chǎn)品手冊、說明書等），縮小工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)的選型范圍，進(jìn)而確定工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)的具體型號。如在本任務(wù)中，需收集的信息內(nèi)容也是一樣的。我們將要收集的設(shè)備基本信息如下表所示：表

設(shè)備基本信息收集表設(shè)備類型設(shè)備名稱生產(chǎn)廠家設(shè)備型號設(shè)備數(shù)量備注傳感器溫濕度傳感器北京昆侖海岸JWSK-5W1WD1知識鏈接1.2設(shè)備的技術(shù)參數(shù)信息通過查閱該款傳感器的產(chǎn)品說明書，我們能夠了解到本任務(wù)中所選用的JWSK-5W1WD型號溫濕度傳感器的全部技術(shù)參數(shù)如下表。序號參數(shù)技術(shù)指標(biāo)1功耗網(wǎng)絡(luò)輸出型：≤0.48W2準(zhǔn)確度溫度：±0.5℃（25℃）濕度：±3%RH（5%RH～95%RH，25℃）3響應(yīng)時(shí)間溫度：≤4s（1m/s風(fēng)速）濕度：≤15s（1m/s風(fēng)速）4量程濕度：0%RH～100%RH溫度：-20℃～60℃5網(wǎng)絡(luò)輸出RS-485網(wǎng)絡(luò)總線輸出6負(fù)載電壓輸出阻抗≤250Ω，電流輸出≤500Ω7工作電壓網(wǎng)路輸出型:DC24V（12V～24V）8接線方式二線制9液晶顯示溫度℃，濕度%RH10顯示分辨力0.1%RH，0.1℃11電路工作條件濕度：0%RH～100%RH溫度：-20℃～60℃12外形尺寸125mm×70mm×41mm（不算探頭部分）13安裝方式壁掛式14重量ABS壁掛型約300g，金屬壁掛型約370g15傳感器特性重復(fù)性≤0.5%RH，≤0.1℃；年漂移≤1%RH，，≤0.1℃1.2設(shè)備的技術(shù)參數(shù)信息序號參數(shù)技術(shù)指標(biāo)1輸出方式RS-4852接線方式二線制3量程濕度：0%RH～100%RH溫度：-20℃～60℃4顯示分辨力濕度：0.1%RH溫度：0.1℃本例中使用的溫濕度傳感器尾線說明如下圖：通過篩選，我們可知，需重點(diǎn)收集的設(shè)備參數(shù)信息如下表所示：3溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)信息PartThree2.4本任務(wù)中所使用的溫濕度傳感器做“濕度”。常用絕對濕度、相對濕度、比較濕度、混合比、飽和差以及露點(diǎn)等物理量來表示。本任務(wù)采集的濕度主要指絕對濕度。（2）露點(diǎn)（補(bǔ)充學(xué)習(xí)）氣象學(xué)概念，在空氣中水汽含量不變，保持氣壓一定的情況下，使空氣冷卻達(dá)到飽和時(shí)的溫度稱露點(diǎn)溫度，簡稱露點(diǎn)，其單位與氣溫相。一般把0℃以上稱為“露點(diǎn)”，單位用℃或℉表示。由于我們測量的溫濕度傳感器默認(rèn)不顯示這個(gè)參數(shù)，因此在這里簡單了解即可。概念學(xué)習(xí)2.溫濕度的概念溫度是表示物體冷熱程度的物理量，從微觀上講，溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，而用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。常見的標(biāo)定溫度的方法主要有攝氏溫標(biāo)（℃）、華氏溫標(biāo)（℉）等。本任務(wù)所使用的溫濕度傳感器的溫標(biāo)為攝氏溫標(biāo)。（1）濕度濕度表示大氣干燥程度的物理量。在一定的溫度下在一定體積的空氣里含有的水汽越少，則空氣越干燥；水汽越多，則空氣越潮濕?？諝獾母蓾癯潭冉?.溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)顧名思義，溫濕度傳感器，其采集的數(shù)據(jù)就是傳感器所處環(huán)境的溫度和濕度。2.2工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)選型涉及的其他信息知識鏈接當(dāng)設(shè)備信息和數(shù)據(jù)信息已收集妥當(dāng)之后，我們還需要關(guān)注更多的信息，以最終達(dá)成工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)選型的任務(wù)目標(biāo)。根據(jù)以上任務(wù)內(nèi)容整理——采集帶有溫濕度傳感器設(shè)備數(shù)據(jù)評估報(bào)告。班級：姓名：小組：學(xué)號：名稱內(nèi)容備注傳感器參數(shù)輸出數(shù)據(jù)、量程傳感器數(shù)據(jù)端口傳感器數(shù)據(jù)輸出方式數(shù)據(jù)采集連接方式選型網(wǎng)關(guān)智能網(wǎng)關(guān)型號智能網(wǎng)關(guān)采集接口采集數(shù)據(jù)上傳協(xié)議總結(jié)一、填空題1.

溫濕度傳感器是指能將

和

轉(zhuǎn)換成容易被測量處理的

的設(shè)備或裝置。2.

溫濕度傳感器根據(jù)輸出信號類型分主要有

、和

，本實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中使用的JWSK-5W1WD是

。3.

溫濕度傳感器：電路采用微處理器芯片、溫度傳感器，確保產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性和互換性。輸出信號類型為RS485，能可靠地與上位機(jī)系統(tǒng)等進(jìn)行集散監(jiān)控，最遠(yuǎn)可通信

米，支持標(biāo)準(zhǔn)的

協(xié)議，支持二次開發(fā)。4.

網(wǎng)絡(luò)型溫濕度傳感器：可采集溫濕度數(shù)據(jù)并通過

、和

方式上傳到服務(wù)器。課后活動(dòng)二、問答題1.

根據(jù)所學(xué)知識，簡要闡述拿到一臺傳感器重點(diǎn)關(guān)注哪些參數(shù)。5.

本任務(wù)中需要連接的實(shí)訓(xùn)平臺智能網(wǎng)型號為

，接口標(biāo)識為

和

。課外拓展根據(jù)右下圖，填寫工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)信息采集表，在實(shí)訓(xùn)臺上選出合適的工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)，并說明理由。圖

粉塵變送器（VMS-3002-PM-N01）技術(shù)參數(shù)設(shè)備基本信息收集表項(xiàng)目詳細(xì)信息設(shè)備參數(shù)信息收集表參數(shù)技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)信息收集表數(shù)據(jù)名稱數(shù)據(jù)特征其他信息收集表項(xiàng)目詳細(xì)信息表

工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)選型信息收集表直流供電（默認(rèn)）10～30VDC變送器電路工作溫度-2