Sinais de saída do medidor de vazão: como enviar dados de vazão para um CLP, SCADA ou para a nuvem.

O sinal de saída de um medidor de vazão é a forma como o medidor transmite sua leitura para outro sistema: um CLP, uma tela SCADA, um registrador eletrônico ou uma plataforma em nuvem. Selecionar a saída errada é um dos motivos mais comuns para um medidor novo "funcionar no visor", mas não mostrar nada, ou mostrar um número errado, na sala de controle. A maioria dos medidores de vazão industriais oferece diversas saídas, então a questão é qual delas se adequa à aplicação. Resumindo: use 4-20 mA para vazão, pulso para totais, Modbus RS485 quando um único cabo precisar transmitir vários valores e GPRS quando não houver cabo disponível.

Resposta rápida

O que é um sinal de saída de um medidor de vazão?

O sinal de saída de um medidor de vazão é um sinal elétrico, analógico ou digital, que representa um valor medido, como a vazão ou o fluxo total. O transmissor converte a leitura do sensor nesse sinal para que outro dispositivo possa lê-lo sem que ninguém precise olhar para o visor.

Cinco tipos de saída atendem a praticamente todas as instalações:

• 4-20mA: um circuito de corrente analógico proporcional à taxa de fluxo.
• Pulso/frequência: um fluxo de pulsos, cada um com um volume ou massa fixa.
• RS485 (Modbus RTU): uma ligação serial digital que transporta vários valores em dois fios.
• HART / ProfibusProtocolos digitais utilizados em grandes plantas de processo.
• Revezamento: um contato liga/desliga para alarmes e controle simples.

Qual sinal de saída você deve escolher?

A saída correta depende do que o sistema receptor precisa e da distância que o sinal precisa percorrer. A tabela abaixo compara os cinco tipos.

As distâncias acima são valores típicos da indústria; os limites reais dependem do cabo, da fonte de alimentação e do receptor.

4-20mA: Sinal padrão para vazão

Uma saída de 4-20 mA envia uma corrente entre 4 mA e 20 mA que aumenta proporcionalmente ao fluxo. Em uma configuração padrão, 4 mA significa fluxo zero e 20 mA significa o valor máximo definido no transmissor.

Exemplo: um medidor está escalado de 0 a 50 m³/h. Uma leitura de 12 mA significa (12 − ​​4) ÷ 16 × 50 = 25 m³/h.

Pontos a verificar antes da instalação elétrica:

• Ativo ou passivo (2 fios ou 4 fios).Um transmissor de 2 fios (alimentado pelo loop) obtém energia do próprio loop, portanto, a entrada do CLP ou uma fonte de alimentação externa de 24 V CC deve alimentá-lo. Um transmissor de 4 fios possui sua própria fonte de alimentação e gera a corrente por conta própria. Conectar uma saída ativa a uma entrada ativa do CLP, ou uma saída passiva a uma entrada passiva, é uma causa frequente de loop morto.
• Alcance em dois locais.O valor de 20 mA no transmissor e a escala no CLP devem coincidir. Um medidor com escala de 0 a 50 m³/h, mas com escala de 0 a 100 m³/h no CLP, indicará exatamente a metade.
• Sinal de falha.Muitos transmissores levam o circuito a valores abaixo de 4 mA ou acima de 20 mA (por exemplo, 3,6 mA ou 21 mA) para indicar uma falha. Configure o CLP para gerar um alarme em vez de ler esses valores como fluxo.

Um sinal de 4-20 mA indica a velocidade de movimento do fluido no momento. A soma desse sinal ao longo do tempo em um CLP (Controlador Lógico Programável) fornece um total, mas pequenas variações se acumulam dia após dia, fazendo com que o total do CLP se distancie do totalizador do medidor. Para obter os totais, utilize pulsos ou Modbus.

Saída de pulso: o sinal correto para totalização

Uma saída de pulso envia um pulso para cada quantidade fixa que passa pelo medidor, como 1 pulso por litro ou 0,25 mL por pulso. O receptor conta os pulsos e multiplica pelo valor do pulso (frequentemente chamado de fator K) para obter o total.

Os medidores de vazão com saída de pulso são a escolha usual para:

• consumo de combustível e óleo,
• dosagem e enchimento,
• Dosagem química com baixo fluxo.

Em um projeto de dosagem para uma estação de tratamento de água, a vazão necessária era de apenas 8 a 50 mL/min, portanto, o valor de pulso do micromedidor de vazão precisava ser suficientemente pequeno para que o CLP ainda recebesse vários pulsos por minuto. Em outro projeto, uma linha de dosagem de aditivos especificava que a saída de pulso deveria ser PNP para corresponder às entradas existentes do CLP.

Coisas a definir ou pedir:

• Valor do pulso.Escolha um valor de forma que a frequência de pulsos no fluxo máximo permaneça abaixo da capacidade de leitura do contador do CLP.
• Coletor PNP, NPN ou aberto.Combine o tipo de entrada do CLP. Saídas de coletor aberto precisam de um resistor pull-up e uma fonte de alimentação, conectados da mesma forma que neste exemplo.Fiação do PLC do medidor magnético exemplo.
• Largura do pulso.Pulsos muito curtos podem passar despercebidos devido a entradas lentas ou a PLCs com um longo tempo de varredura.

Modbus RS485: Vários valores em um único cabo

Modbus RTU sobre RS485 é uma ligação digital: o sistema PLC ou SCADA (o mestre) solicita ao medidor (o escravo) os valores armazenados em registos numerados, e o medidor responde. Um par trançado pode transportar caudal, total, temperatura, densidade, alarmes e diagnósticos, e um barramento pode conectar vários medidores.

Configurações que devem ser iguais em ambos os lados:

Dicas de fiação:

• Conecte A a A e B a B; a inversão dos fios A/B é o motivo mais comum para um medidor novo não responder.
• Utilize cabo de par trançado blindado, conecte os medidores em série (não em estrela) e instale um resistor de terminação de 120 Ω em ambas as extremidades de barramentos longos.
• Verifique o protocolo, não apenas a porta.Alguns medidores oferecem RS485 com protocolo do fabricante, além de RS485 com Modbus. Para um sistema PLC ou SCADA, solicite a versão Modbus.

HART e Profibus: Quando a fábrica já os utiliza

O HART adiciona um sinal digital ao circuito de 4-20mA, de modo que os mesmos dois fios transportam a vazão analógica e dados digitais, como totais, diagnósticos e configurações. O HART é útil quando a planta já possui entradas DCS compatíveis com HART ou comunicadores portáteis.

Profibus-PA e Profibus-DP são redes fieldbus utilizadas em grandes instalações industriais, frequentemente na Europa. Opte por elas somente quando o sistema de controle já estiver baseado em Profibus; caso contrário, 4-20mA mais Modbus atendem à maioria das necessidades a um custo menor.

Como obter dados de fluxo para o SCADA, um PC ou a nuvem?

Os dados de fluxo chegam ao SCADA, a um PC ou à nuvem por uma de quatro rotas, dependendo de onde os dados devem ser armazenados e do que já existe no local.

A Rota 3 é adequada para locais que necessitam de registros em vez de controle. Os registradores sem papel aceitam entradas de 4-20mA e pulsos, armazenam dados e os enviam para um PC via RS485 ou Ethernet.

A Rota 4 é adequada para locais remotos. Um medidor de vazão eletromagnético GPRS funciona com bateria e envia leituras pela rede móvel, dispensando cabos de energia ou sinal. Quando o medidor possui apenas saídas de pulso ou Modbus, um gateway 4G ou NB-IoT de terceiros pode lê-lo e encaminhar os dados para uma plataforma em nuvem. Verifique se o gateway é compatível com o protocolo do medidor e se o intervalo de envio de dados é adequado: dados a cada hora são suficientes para faturamento, mas muito lentos para controle.

Opções de saída da série de medidores de vazão SILVER

A tabela lista as saídas disponíveis em cada série. As combinações exatas dependem do código do modelo, portanto, especifique a saída desejada na consulta.

Em pedidos anteriores, os usuários de vapor frequentemente optavam por medidores de vórtice com entradas de 4-20mA e RS485, permitindo que a sala de controle obtivesse uma taxa analógica rápida e o sistema de energia lesse os totais via Modbus.

Erros comuns de fiação e como corrigi-los

Não tem certeza de qual saída você precisa?

Envie-nos quatro detalhes e nossos engenheiros sugerirão uma combinação de medidor e saída em até 24 horas:

• o tipo de medidor, ou o tamanho do fluido e da linha,
• O que receberá o sinal (modelo de PLC, SCADA, gravador ou plataforma em nuvem)?
• a distância do cabo e a fonte de alimentação disponível,
• Se você precisa da vazão, do fluxo total ou de ambos.

Entre em contato com nossos engenheiros com esses detalhes ou anexe uma foto da sua placa de entrada do CLP ou do diagrama de fiação.