工业互联网设备数据采集 课件 第十课时 采集温湿度传感器数据1

第十课时

采集温湿度传感器数据（1）工业互联网设备数据采集（初级）讲师：XXX202X.XX.XX在上一章的学习中，我们已经充分了解并学会采集振动传感器的数据，今天我们开始学习采集温湿度传感器数据。与振动传感器相比，我们采集温湿度传感器数据的个数从单一变为两个，采集协议也有单一的模拟量采集到RS485协议采集，难度稍微提升。本任务采用的是JWSK-5系列温湿度变送器（以下简称温湿度传感器），可对-20℃～60℃范围内的温度测量和0-100%范围内的湿度测量。温湿度传感器的概念01温湿度传感器的设备信息02CONTENTS目录温湿度传感器的数据信息03学习目标素质目标：1.

养成科学严谨的工作态度；2.

体验工作的成就感，树立热爱劳动意识。知识目标：1.

理解设备信息收集的基本概念和方法；2.

理解采集对象数据信息的基本概念；3.

了解工业智能网关选型涉及的其他信息。能力目标：1.

能够准确收集设备信息；2.

能够准确收集采集对象的数据信息；3.

能够准确收集其他相关信息；4.

能够结合设备信息和数据信息选择合适的工业智能网关。1温湿度传感器的概念PartOne1.1温湿度传感器定义概念学习温湿度传感器如右图所示，是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置，多以温湿度一体式的探头作为测温元件，将温度和湿度信号采集出来，转换成与温度和湿度成线性关系的电流信号或电压信号输出。如今，民用温湿度传感器的应用也越来越普遍，但是，工业级温湿度传感器仍然占据着主导地位，具有测量范围广、测量精度高、集成度高和频率响应快等特点。温湿度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温湿度密切相关。图

各类温湿度传感器1.2温湿度传感器主要类型概念学习（2）485型温湿度传感器电路采用微处理器芯片、温度传感器、湿度传感器，确保产品的可靠性、稳定性和互换性。采用颗粒烧结探头护套，探头与壳体直接相连。输出信号类型为RS485，能可靠地与上位机系统等进行集散监控，最远可通信1000米，标准的Modbus协议，支持二次开发。（3）网络型温湿度传感器可采集温湿度数据并通过以太网/WiFi/GPRS方式上传到服务器。充分利用已架设好的通讯网络实现远距离的数据采集和传输，实现温湿度数据的集中监控。可大大减少施工量，提高施工效率和维护成本。温湿度传感器主要可分为3种：（1）模拟量型温湿度传感器温湿度一体化传感器是采用数字集成传感器做探头，配以数字化处理电路，从而将环境中的温度和相对湿度转换成与之相对应的标准模拟信号，DC4～20mA、DC0～5V或者DC0～10V。温湿度一体化模拟量型传感器可以同时把温度及湿度值变化，转换成电流/电压值的变化，可以直接同各种标准的模拟量输入的二次仪表连接。1.2温湿度传感器主要类型概念学习（2）485型温湿度传感器电路采用微处理器芯片、温度传感器、湿度传感器，确保产品的可靠性、稳定性和互换性。采用颗粒烧结探头护套，探头与壳体直接相连。输出信号类型为RS485，能可靠地与上位机系统等进行集散监控，最远可通信1000米，标准的Modbus协议，支持二次开发。（3）网络型温湿度传感器可采集温湿度数据并通过以太网/WiFi/GPRS方式上传到服务器。充分利用已架设好的通讯网络实现远距离的数据采集和传输，实现温湿度数据的集中监控。可大大减少施工量，提高施工效率和维护成本。温湿度传感器主要可分为三种：（1）模拟量型温湿度传感器温湿度一体化传感器是采用数字集成传感器做探头，配以数字化处理电路，从而将环境中的温度和相对湿度转换成与之相对应的标准模拟信号，DC4～20mA、DC0～5V或者DC0～10V。温湿度一体化模拟量型传感器可以同时把温度及湿度值变化，转换成电流/电压值的变化，可以直接同各种标准的模拟量输入的二次仪表连接。1.3温湿度传感器常见使用场景场景人类社会中，工业、农业、商业、科研、国防、医学及环保等领域都与温度有着密不可分的关系。温度传感器是实现温度检测与控制的重要器件，在种类繁多的传感器中，温度传感器是应用最广泛、发展最快的传感器之一。在工业生产自动化流程中，温度测量点要占全部测量点的一半左右。例如，在钢铁冶炼过程中，准确地控制冶炼温度可以明显地提高产品质量，还能节能降耗；在石油炼化厂，准确地控制裂解温度，可以得到不同品质的柴油系列产品。我们以温湿度传感器在纺织定型机上的节能应用为例，进行讲解。1.3温湿度传感器应用场景目前，大多数印染厂所采用的温湿度的调节方式都是简单的手动调节方式。具体调节由设备顶部的排气风机控制，排气管道上装有手动的调节阀门。采用智能化的监控方式，则是一种节约能源的有效途径。在给定的烘干时间内，烘箱内水分蒸发量与织物的原料成分、面料密度、幅宽、烘干前后本身含水率以及烘干速度等参数有关。烘燥机在不同的排气湿度情况下，“蒸发效率”和“能耗”的变化是非线性的。定型机（如右图）热利用效率不到30%，其中最大的热损失是排气过程中。经测定，排气湿度在5%时，空气体积是水蒸汽的19倍；而排气湿度20%时，空气体积是水蒸汽的4倍。相差水蒸汽体积15倍的热空气所携带的热量完全是浪费，装带有温湿度传感器的高温湿度测控仪，可自动控制定型机烘干湿度，从而节省大量加温费用。图

纺织定型机2温湿度传感器的设备信息PartTwo2.1设备的基本信息

根据第3章任务中的内容，我们了解到：收集设备的信息，首先要对设备有基本的了解，包括设备类型、设备名称、生产厂家、设备型号、设备数量等，并据此来查阅准确的设备资料（如产品手册、说明书等），缩小工业智能网关的选型范围，进而确定工业智能网关的具体型号。如在本任务中，需收集的信息内容也是一样的。我们将要收集的设备基本信息如下表所示：表

设备基本信息收集表设备类型设备名称生产厂家设备型号设备数量备注传感器温湿度传感器北京昆仑海岸JWSK-5W1WD1知识链接1.2设备的技术参数信息通过查阅该款传感器的产品说明书，我们能够了解到本任务中所选用的JWSK-5W1WD型号温湿度传感器的全部技术参数如下表。序号参数技术指标1功耗网络输出型：≤0.48W2准确度温度：±0.5℃（25℃）湿度：±3%RH（5%RH～95%RH，25℃）3响应时间温度：≤4s（1m/s风速）湿度：≤15s（1m/s风速）4量程湿度：0%RH～100%RH温度：-20℃～60℃5网络输出RS-485网络总线输出6负载电压输出阻抗≤250Ω，电流输出≤500Ω7工作电压网路输出型:DC24V（12V～24V）8接线方式二线制9液晶显示温度℃，湿度%RH10显示分辨力0.1%RH，0.1℃11电路工作条件湿度：0%RH～100%RH温度：-20℃～60℃12外形尺寸125mm×70mm×41mm（不算探头部分）13安装方式壁挂式14重量ABS壁挂型约300g，金属壁挂型约370g15传感器特性重复性≤0.5%RH，≤0.1℃；年漂移≤1%RH，，≤0.1℃1.2设备的技术参数信息序号参数技术指标1输出方式RS-4852接线方式二线制3量程湿度：0%RH～100%RH温度：-20℃～60℃4显示分辨力湿度：0.1%RH温度：0.1℃本例中使用的温湿度传感器尾线说明如下图：通过筛选，我们可知，需重点收集的设备参数信息如下表所示：3温湿度传感器的数据信息PartThree2.4本任务中所使用的温湿度传感器做“湿度”。常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及露点等物理量来表示。本任务采集的湿度主要指绝对湿度。（2）露点（补充学习）气象学概念，在空气中水汽含量不变，保持气压一定的情况下，使空气冷却达到饱和时的温度称露点温度，简称露点，其单位与气温相。一般把0℃以上称为“露点”，单位用℃或℉表示。由于我们测量的温湿度传感器默认不显示这个参数，因此在这里简单了解即可。概念学习2.温湿度的概念温度是表示物体冷热程度的物理量，从微观上讲，温度是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。常见的标定温度的方法主要有摄氏温标（℃）、华氏温标（℉）等。本任务所使用的温湿度传感器的温标为摄氏温标。（1）湿度湿度表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。空气的干湿程度叫1.温湿度传感器的数据顾名思义，温湿度传感器，其采集的数据就是传感器所处环境的温度和湿度。2.2工业智能网关选型涉及的其他信息知识链接当设备信息和数据信息已收集妥当之后，我们还需要关注更多的信息，以最终达成工业智能网关选型的任务目标。根据以上任务内容整理——采集带有温湿度传感器设备数据评估报告。班级：姓名：小组：学号：名称内容备注传感器参数输出数据、量程传感器数据端口传感器数据输出方式数据采集连接方式选型网关智能网关型号智能网关采集接口采集数据上传协议总结一、填空题1.

温湿度传感器是指能将

和

转换成容易被测量处理的

的设备或装置。2.

温湿度传感器根据输出信号类型分主要有

、和

，本实训项目中使用的JWSK-5W1WD是

。3.

温湿度传感器：电路采用微处理器芯片、温度传感器，确保产品的可靠性、稳定性和互换性。输出信号类型为RS485，能可靠地与上位机系统等进行集散监控，最远可通信

米，支持标准的

协议，支持二次开发。4.

网络型温湿度传感器：可采集温湿度数据并通过

、和

方式上传到服务器。课后活动二、问答题1.

根据所学知识，简要阐述拿到一台传感器重点关注哪些参数。5.

本任务中需要连接的实训平台智能网型号为

，接口标识为

和

。课外拓展根据右下图，填写工业智能网关信息采集表，在实训台上选出合适的工业智能网关，并说明理由。图

粉尘变送器（VMS-3002-PM-N01）技术参数设备基本信息收集表项目详细信息设备参数信息收集表参数技术指标数据信息收集表数据名称数据特征其他信息收集表项目详细信息表

工业智能网关选型信息收集表直流供电（默认）10～30VDC变送器电路工作温度-2