电磁流量计 4-20mA 模拟量采集接入 ThingsCloud

流量计的用途

不同于普通水表，流量计主要测量流速。

流量仪表广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。

• 能源计量

能源计量是科学管理能源，实现节能降耗，提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分，水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计，它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。

• 环境保护

流量计在烟气排放、污水、废气处理流量计量方面有着不可替代的位置。中国是以煤为主要能源的国家，全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目，每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计，组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难，它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则，气体组分变化不定，流速范围大，脏污，灰尘，腐蚀，高温，无直管段等。

• 交通运输

管道运输必须装备流量计，它是控制、分配和调度的眼睛，亦是安全监没和经济核算的必备工具。

接入电磁流量计到 ThingsCloud

这个示例，我们介绍电磁流量计如何接入 ThingsCloud 平台，并上报测量速度。

电磁流量计是流量计的一种类型，适用于导电流体的测量，例如：自来水、工业污水、各种电解质液体等，利用电磁效应对流体测量流速。

我们用的电磁流量计采用 4-20mA 模拟量信号输出，所以还需要一台支持 4-20mA 模拟量输入和网络通信的 RTU。将电磁流量计和 RTU 连接后，RTU 采集模拟量信号，同时提供 Modbus 从机服务。

RTU 如何连接 ThingsCloud

自带网络通信的 RTU 接入 ThingsCloud 的方法和 DTU 完全相同，请浏览 DTU 接入 及 示例教程。本示例不限于特定的 DTU 产品。

顺便提一下，对于支持 Modbus RTU 输出的设备，请参考以下示例：

• [新手教程] Modbus 设备通过 DTU 透传接入 ThingsCloud
• Modbus 温湿度传感器接入 ThingsCloud
• Modbus 继电器接入 ThingsCloud
• 正泰采集型电表接入 ThingsCloud

顺便说一下，有些电磁流量计也支持 RS485/Modbus 输出，这样就不需要单独的模拟量采集，只需要用支持 Modbus RTU 透传的 DTU 即可，具体步骤和以上示例相似。

添加属性定义

根据流量计口径的不同，这款的量程是 14-140 m³/h。我们在设备类型中，找到 功能定义，添加属性定义，如下图：

配置 Modbus 寄存器

接下来，确保设备类型的接入协议设置为Modbus RTU 透传，在设备类型的 Modbus 配置中，设置属性对应的设备端 Modbus 寄存器参数。

参考 RTU 的模拟量采集 Modbus 寄存器手册，我们知道第一路 AI 的寄存器是：

• 起始地址：0x00C0
• 寄存器数量：1
• 数值单位：uA

我们对设备类型的 Modbus 设置如下：

接下来，记得开启 属性智能转换，并设置正确的自定义数据流标识符，自定义数据流用于云平台和 DTU 之间收发 Modbus RTU 报文，通常默认创建的自定义数据流标识符为 stream，请您根据实际情况为准。

通过任务查询数据

Modbus 数据上报需要主机发起查询，也就是从云平台下发查询指令，通过 DTU 透传到终端设备。

我们来创建 Modbus 查询任务，如下图：

保存任务后，我们可以手动点击单次运行任务，也可以在任务的定时选项中，设置定时时间间隔，例如 5 分钟，这样便可以每 5 分钟获得最新的数据。

查看数据

通过云平台的智能 Modbus 解析，在设备概要页面的属性中，我们可以实时看到设备最新上报的属性数据，如下图：

这时采集到的电流信号是 6830uA，也就是 6.83mA。

通过模拟量生成流速数值

接下来还需要自动将电流模拟量转为数字量，使用 ThingsCloud 规则引擎可以轻松完成这个转换。

创建一个属性上报预处理规则。

在云函数中使用如下代码：

module.exports = function (report_attributes) {    /**     * report_attributes:   上报的属性对象，同时作为函数返回值。函数中可更新属性对象。     */         if (report_attributes.analog_value !== undefined) {        // 得到电流信号 mA        var analog_ma = report_attributes.analog_value / 1000;        report_attributes.flow_speed = 14 +             (analog_ma - 4) / (20 - 4) * (140 - 14)    }    return report_attributes;}

规则创建成功后，再次读取模拟量，会看到生成流速数值，如下图：

再来一些计算值

流量计设备只负责输出当前的测量速度，对于用户而言，还希望知道一些信息和数据，例如：

• 今日的最大流速、最小流速；
• 当前流速级别，是否超限？

我们以今日最大流速和最小流速为例，继续完善上边的预处理规则，增加一些代码，完整云函数如下：

module.exports = function (report_attributes) {    /**     * report_attributes:   上报的属性对象，同时作为函数返回值。函数中可更新属性对象。     */         if (report_attributes.analog_value !== undefined) {        // 得到电流信号 mA        var analog_ma = report_attributes.analog_value / 1000;        report_attributes.flow_speed = 14 +             (analog_ma - 4) / (20 - 4) * (140 - 14);                    // 调用 ThingsCloud 内置函数，读取设备当前属性，也就是上次上报后的数据        const attrs = Cloud.getCurrentAttributes();                // 记录本次上报的年月日        report_attributes.report_date = Cloud.Utils.dateFormat("YYYYMMDD");                if (report_attributes.report_date !== attrs.report_date) {            // 如果是新的一天首次上报            report_attributes.min_speed = report_attributes.flow_speed;            report_attributes.max_speed = report_attributes.flow_speed;        } else {            // 今日的非首次上报，计算最大值和最小值            report_attributes.min_speed = Math.min(attrs.min_speed, report_attributes.flow_speed);            report_attributes.max_speed = Math.max(attrs.max_speed, report_attributes.flow_speed);        }    }    return report_attributes;}

然后我们回到设备类型的功能定义，增加两个属性定义：

采集一段时间后，可以看到计算出的今日最大流速和最小流速。

编辑 App 设备界面

通过 ThingsCloud 的零代码用户应用平台，可以快速生成手机 App，为终端客户或者企业成员创建用户账号，分配设备给用户。

更多功能

设备接入成功后，您在 ThingsCloud 的探索之旅才刚刚开始，请浏览：

• 可视化看板
• 可视化大屏
• 告警通知
• 项目应用
• 用户 App