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流量センサーFD-Q20CとAPEXを繋ぐ

2020-03-22
前回、APEX流量センサーの廃止、代わりのセンサー設置でまとめたとおり、流量センサーFD-Q20Cを取り付けました
精度は良いのですが、せっかく流量センサーが付いているのにポンプが故障して流量ゼロになった場合にAPEXでそれを検出することまではできていませんでした

Twitterでフォロワーの方々から教えていただき、方法がわかったのでまとめてみます

こちらが前回設置した流量センサーFD-Q20C
20200322_010.jpg

今回は配線のテストしながら取り付ける必要があるので、アンペアも測定できるテスターを買いました
20200322_020.jpg

あと抵抗も買いました。抵抗とか触るの久々過ぎる
20200322_030.jpg

■仕組み

ではAPEXに繋ぐ前に、流量センサーができることをまとめます

このセンサーは流量値のアナログ出力が可能で、4-20mA、0-20mAで出力できます。イメージはこんな感じで、流量が増えるほど電流も増える感じ。あとゼロカット機能もあるので、流量があまりにも少なくなったときは流量ゼロと判定できますし、逆流状態になっても判定できます
20200322_040.jpg

アナログ出力とAPEXの接続はI/O Breakout BOXでおこないます
配線としてはこんな感じで、左側にセンサー、右側にI/O Breakout BOXを繋ぎます
ポイントはこの抵抗を繋ぐことで、これでセンサーのアナログ出力の電流を電圧に変換します
電流計測についてはこちらがわかりやすいです
20200322_050.jpg

■アナログ出力設定

アナログ出力は、センサーのch.2から出力されます。M12コネクタでいうと、白ケーブルのところですね
20200322_060.jpg

センサーの出力設定は4モードあり、ここでは一番下のOut1 + Analog のモードに設定が必要です
20200322_065.jpg

センサーの出力設定は初期設定の時しかできません(初期設定後に変更できちゃうと、誤操作したときに繋いだ機材が危険だからだと思います)。なので、初期化して再設定します
20200322_070.jpg

今回I/O Breakout boxで流量ゼロを判定するため、アナログ出力電流を4-20mAでは無く、0-20mA側に設定しておきます。4-20mAだと流量ゼロでも電圧はゼロになりませんので、異常検出できない可能性があります
20200322_080.jpg
(ちなみにアナログ出力の範囲が4-20mAなのは、断線と流量ゼロを区別するためですね。まぁ今回は気にせず0-20mAに設定します)

というわけで0-20mA設定しました
20200322_090.jpg

■アナログ出力の測定

APEXに繋ぐ前にテスターで測定します

とりあえずポンプ動いているときは、
20200322_100.jpg

白ケーブルと青ケーブルにテスター繋いでアンペアを測定すると2.30mAでした
20200322_110.jpg

FEEDモードにすると、
20200322_120.jpg

0.03mAとほぼゼロに。設定どおりですね
20200322_130.jpg

ついでに流量変えたら電流変わるかも確認し、ちゃんと増減することを確認しました

■配線

では配線していきます

APEXのI/O Breakout BOXから、各ポート2本、GNDから1本配線繋ぎます
20200322_140.jpg

それをセンサーのところまで引っ張ってきて接続
I/O Breakout BOXから引っ張った方は、プラスとマイナス間違えないように注意…
20200322_150.jpg

雑ですが抵抗も繋ぎました。この抵抗はすぐに買えた2.2kΩを使っていて、電圧高くなりすぎるので(電圧 = 電流×抵抗)交換予定です
20200322_160.jpg

この状態でテスター使って測定すると
流量あり:5.11V、2.34mA
流量なし:67.1mV、0.03mA
という結果でしたので、抵抗のおかげで流量あり、なしを判定できそうです

■APEX動作確認

というわけでAPEXからI/O Breakout BOXの状態を確認すると、水が流れているときはOPENですが、
20200322_170.jpg

ポンプを止めるとちゃんとCLOSEDになりました
ちなみにS_FLSBがサブ水槽のポンプ、S_FLCHがメインのクーラールートのチェックに使います
20200322_180.jpg

あとはポンプ停止を検出するためにAPEXのプログラムを修正します。これは異常検出時にE-mailを送る時のプログラムです

Set OFF
省略
If S_FlSB CLOSED Then ON
If S_FlCh CLOSED Then ON

省略
If FeedA 015 Then OFF
If FeedB 015 Then OFF
If FeedC 015 Then OFF
Defer 001:00 Then ON


実際にクーラールートのポンプを止めてみるとちゃんとメールが届きます。配管からクーラールートに水が逆流して流量はゼロでは無いのですが、方向が逆なのでちゃんと異常検出できます。これ結構凄いかも。
20200322_190.jpg
あとは応用で、クーラーを連動して止めるということもできますね

というわけで、なんとかAPEXと繋ぐことができるようになりました。これで、APEXの流量センサーでできていたことは大体できて、かつセンサーが汚れによる誤動作しなくなりましたね
みなさんアドバイスありがとうございました。電気苦手なので配線あってるのか、危険は無いのかが不安ですが… もし誤りあったら教えてください。

ちなみに今回、ポンプ停止だけを検出するだけにとどめていますが、Advanced Sensor Module(ASM)を使えば流量もAPEXで見られると思います。コスト的にそこまでするつもり無いですが。

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