Bộ tích lũy lưu lượng cho đồng hồ lưu lượng, áp suất, nhiệt độ,…

Bộ tích lũy lưu lượng là gì?

Bộ tích lũy lưu lượng là thiết bị điện tử dùng để tiếp nhận, xử lý và hiển thị tín hiệu từ các cảm biến đo lưu lượng, áp suất, nhiệt độ và nhiều loại cảm biến công nghiệp khác.

Thiết bị thường được sử dụng để hiển thị giá trị đo tức thời, tính tổng lưu lượng, giám sát tín hiệu và truyền dữ liệu đến hệ thống điều khiển.

Trong hệ thống đo lưu lượng, bộ tích lũy thường được gọi là Flow Totalizer hoặc Flow Totalizer Indicator. Thiết bị có khả năng nhận tín hiệu từ lưu lượng kế, chuyển đổi tín hiệu thành giá trị lưu lượng và cộng dồn để xác định tổng lượng chất lỏng hoặc khí đã đi qua trong một khoảng thời gian.

Ví dụ, với một lưu lượng kế nước phát tín hiệu 4–20 mA, bộ tích lũy có thể hiển thị:

• Lưu lượng tức thời: m³/h.
• Tổng lưu lượng: m³.
• Giá trị lưu lượng theo thời gian.
• Các tín hiệu cảnh báo khi lưu lượng vượt ngưỡng.

Bộ tích lũy lưu lượng dùng để làm gì?

Chức năng chính của thiết bị là tiếp nhận và xử lý tín hiệu đo, sau đó cung cấp thông tin trực quan cho người vận hành.

Tùy model, bộ tích lũy có thể thực hiện các chức năng:

• Hiển thị lưu lượng tức thời.
• Tính tổng lưu lượng.
• Hiển thị áp suất.
• Hiển thị nhiệt độ.
• Đếm xung từ cảm biến.
• Chuyển đổi tín hiệu analog.
• Phát tín hiệu cảnh báo.
• Điều khiển relay.
• Truyền dữ liệu về PLC/SCADA.
• Lưu trữ dữ liệu đo.
• Tính toán các đại lượng liên quan.

Nhờ đó, bộ tích lũy có thể đóng vai trò trung gian giữa cảm biến đo lường và hệ thống điều khiển/giám sát.

Nguyên lý hoạt động của bộ tích lũy lưu lượng

Nguyên lý hoạt động cơ bản có thể mô tả như sau:

Cảm biến → Tín hiệu đầu vào → Bộ tích lũy xử lý → Hiển thị/Tích lũy → Tín hiệu đầu ra

Ví dụ với hệ thống đo lưu lượng nước:

1. Lưu lượng kế đo dòng nước và phát tín hiệu.
2. Tín hiệu được truyền đến bộ tích lũy.
3. Bộ tích lũy xử lý tín hiệu theo cấu hình đã cài đặt.
4. Thiết bị xác định lưu lượng tức thời.
5. Giá trị lưu lượng được tích lũy theo thời gian để tính tổng lưu lượng.
6. Kết quả được hiển thị trên màn hình hoặc truyền đến hệ thống điều khiển.

Đối với tín hiệu xung, bộ tích lũy có thể sử dụng số lượng xung và hệ số quy đổi để xác định tổng lượng môi chất đã đi qua.

Các loại tín hiệu đầu vào

Một trong những yếu tố quan trọng khi lựa chọn bộ tích lũy là tín hiệu đầu vào.

Tín hiệu 4–20 mA

Đây là một trong những tín hiệu phổ biến nhất trong hệ thống đo lường công nghiệp.

Bộ tích lũy có thể nhận tín hiệu 4–20 mA từ:

• Lưu lượng kế.
• Cảm biến áp suất.
• Cảm biến mức.
• Cảm biến nhiệt độ có bộ chuyển đổi.
• Các transmitter công nghiệp khác.

Tín hiệu xung Pulse

Nhiều lưu lượng kế phát tín hiệu pulse tỷ lệ với lượng chất lỏng hoặc khí đi qua.

Bộ tích lũy sẽ đếm số xung và sử dụng hệ số K hoặc hệ số quy đổi để tính tổng lưu lượng.

Tín hiệu RS485/Modbus

Một số bộ tích lũy hiện đại hỗ trợ giao tiếp RS485/Modbus RTU, cho phép nhận dữ liệu từ thiết bị đo hoặc truyền dữ liệu đến PLC, máy tính và hệ thống SCADA.

Tín hiệu RTD và cảm biến nhiệt độ

Tùy model, thiết bị có thể hỗ trợ các loại tín hiệu nhiệt độ như Pt100 hoặc các dạng đầu vào nhiệt độ khác.

Bộ tích lũy lưu lượng có đo được áp suất và nhiệt độ không?

Có, tùy model.

Ngoài chức năng tích lũy lưu lượng, một số thiết bị có thể nhận đồng thời nhiều loại tín hiệu từ các cảm biến khác nhau.

Ví dụ:

• Kênh 1: Lưu lượng.
• Kênh 2: Áp suất.
• Kênh 3: Nhiệt độ.

Màn hình có thể hiển thị lần lượt hoặc đồng thời các thông số tùy thiết kế.

Trong một số ứng dụng đo khí, thông tin áp suất và nhiệt độ còn có thể được sử dụng để quy đổi lưu lượng về điều kiện tiêu chuẩn nếu thiết bị hỗ trợ thuật toán và được cấu hình phù hợp.

Cấu tạo của bộ tích lũy lưu lượng

Một bộ tích lũy công nghiệp thường bao gồm các bộ phận chính:

1. Màn hình hiển thị

Màn hình giúp người vận hành theo dõi các thông số như:

• Lưu lượng tức thời.
• Tổng lưu lượng.
• Áp suất.
• Nhiệt độ.
• Trạng thái cảnh báo.

Tùy thiết bị, màn hình có thể là LCD, LED hoặc màn hình đồ họa.

2. Bộ xử lý

Bộ vi xử lý thực hiện các phép tính, chuyển đổi tín hiệu và tích lũy dữ liệu.

3. Ngõ vào tín hiệu

Đây là nơi tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến hoặc transmitter.

Các dạng phổ biến gồm:

• 4–20 mA.
• 0–10 V.
• Pulse.
• Frequency.
• RTD.
• RS485/Modbus.

4. Ngõ ra

Tùy model có thể bao gồm:

• 4–20 mA.
• Pulse.
• Relay.
• RS485.
• Ethernet hoặc các giao thức truyền thông khác.

5. Nguồn cấp

Thiết bị có thể sử dụng nguồn AC hoặc DC tùy model và thiết kế của nhà sản xuất.

Ưu điểm của bộ tích lũy lưu lượng

Hiển thị lưu lượng tức thời và tổng lưu lượng

Đây là chức năng quan trọng nhất của Flow Totalizer, giúp người vận hành theo dõi cả tốc độ dòng chảy và tổng lượng môi chất đã đi qua.

Kết nối nhiều loại cảm biến

Tùy model, thiết bị có thể nhận tín hiệu từ nhiều loại cảm biến khác nhau, giúp xây dựng hệ thống đo linh hoạt.

Giảm chi phí đầu tư

Trong một số hệ thống, thay vì sử dụng bộ hiển thị riêng cho từng cảm biến, có thể lựa chọn thiết bị có nhiều kênh đầu vào để xử lý nhiều thông số.

Dễ dàng tích hợp PLC và SCADA

Các giao thức như RS485/Modbus hoặc tín hiệu analog giúp bộ tích lũy dễ dàng kết nối với hệ thống tự động hóa.

Hỗ trợ cảnh báo và điều khiển

Ngõ ra relay có thể được sử dụng để cảnh báo khi lưu lượng, áp suất hoặc nhiệt độ vượt quá giới hạn cài đặt.

Ứng dụng của bộ tích lũy lưu lượng

1. Hệ thống cấp nước

Bộ tích lũy được sử dụng để hiển thị và cộng dồn lượng nước qua đường ống.

Ví dụ:

Lưu lượng kế → Bộ tích lũy → Hiển thị m³/h và tổng m³

2. Hệ thống xử lý nước thải

Thiết bị hỗ trợ theo dõi lượng nước thải đầu vào hoặc đầu ra, phục vụ quản lý vận hành và giám sát hệ thống.

3. Đo lưu lượng khí

Bộ tích lũy có thể được kết nối với lưu lượng kế khí để theo dõi lưu lượng tức thời và tổng lượng khí tiêu thụ.

4. Hệ thống khí nén

Trong nhà máy, thiết bị có thể được sử dụng để theo dõi lượng khí nén tiêu thụ tại từng khu vực hoặc dây chuyền.

5. Đo nhiên liệu và chất lỏng công nghiệp

Tùy loại cảm biến và thiết kế hệ thống, Flow Totalizer có thể được sử dụng để theo dõi tổng lượng dầu, nhiên liệu hoặc các chất lỏng công nghiệp phù hợp.

6. Hệ thống đo áp suất và nhiệt độ

Với model hỗ trợ nhiều kênh, thiết bị có thể nhận đồng thời tín hiệu từ cảm biến áp suất, nhiệt độ và lưu lượng để tạo thành một hệ thống giám sát tập trung.

Bộ tích lũy lưu lượng khác gì bộ hiển thị lưu lượng?

Hai thiết bị có chức năng gần nhau nhưng không hoàn toàn giống nhau.

Tiêu chí	Bộ tích lũy lưu lượng	Bộ hiển thị lưu lượng
Hiển thị lưu lượng tức thời	Có	Có
Tính tổng lưu lượng	Có	Có thể có hoặc không
Đếm xung	Có	Tùy model
Nhận tín hiệu 4–20 mA	Thường có	Thường có
Hiển thị áp suất/nhiệt độ	Tùy model	Tùy model
Cảnh báo relay	Thường có	Tùy model
Kết nối PLC/SCADA	Có thể hỗ trợ	Có thể hỗ trợ
Mục đích chính	Hiển thị và tích lũy giá trị đo	Hiển thị giá trị đo

Nếu nhu cầu chính là theo dõi tổng lượng môi chất đã sử dụng, nên ưu tiên bộ tích lũy có chức năng totalizer.

Bộ tích lũy lưu lượng dùng cho cảm biến nào?

Tùy tín hiệu đầu vào, thiết bị có thể kết nối với:

• Lưu lượng kế điện từ.
• Lưu lượng kế vortex.
• Lưu lượng kế turbine.
• Thermal Mass Flowmeter.
• Lưu lượng kế siêu âm.
• Cảm biến áp suất.
• Cảm biến nhiệt độ.
• Cảm biến mức.
• Các transmitter công nghiệp khác.

Điều quan trọng là phải kiểm tra tín hiệu đầu ra của cảm biến và khả năng tương thích với ngõ vào của bộ tích lũy.

Các yếu tố cần quan tâm khi lựa chọn bộ tích lũy lưu lượng

1. Tín hiệu đầu vào

Đây là yếu tố cần kiểm tra đầu tiên. Ví dụ cảm biến phát 4–20 mA thì bộ tích lũy phải hỗ trợ ngõ vào 4–20 mA.

2. Số lượng kênh

Nếu cần đo đồng thời lưu lượng, áp suất và nhiệt độ, nên lựa chọn thiết bị có đủ số kênh đầu vào.

3. Kiểu tín hiệu

Cần xác định hệ thống sử dụng:

• 4–20 mA.
• Pulse.
• Frequency.
• RTD.
• RS485/Modbus.

4. Đơn vị đo

Thiết bị nên hỗ trợ các đơn vị phù hợp với hệ thống như:

• L/min.
• L/h.
• m³/h.
• m³.
• kg/h.
• kg.
• Nm³/h.
• Nm³.

5. Khả năng tích lũy

Cần kiểm tra dung lượng totalizer, khả năng reset và cách lưu dữ liệu khi mất điện.

6. Tín hiệu đầu ra

Nếu cần kết nối PLC hoặc SCADA, cần kiểm tra các chuẩn giao tiếp mà thiết bị hỗ trợ.

7. Môi trường lắp đặt

Cần lựa chọn kiểu vỏ, cấp bảo vệ và phương thức lắp đặt phù hợp với tủ điện hoặc vị trí lắp thực tế.

Hướng dẫn lắp đặt bộ tích lũy lưu lượng

Bộ tích lũy thường được lắp tại tủ điều khiển hoặc vị trí thuận tiện cho việc quan sát và vận hành.

Khi lắp đặt cần:

• Kiểm tra đúng điện áp nguồn.
• Đấu đúng cực tính tín hiệu 4–20 mA nếu hệ thống yêu cầu.
• Đấu đúng dây tín hiệu pulse/frequency.
• Kiểm tra sơ đồ đấu dây của nhà sản xuất.
• Cấu hình đúng dải đo của cảm biến.
• Cài đặt đúng hệ số K đối với tín hiệu pulse.
• Cài đặt đơn vị đo.
• Kiểm tra ngõ ra analog và relay.
• Kiểm tra giao tiếp RS485/Modbus nếu sử dụng.

Sau khi đấu nối, nên thực hiện kiểm tra bằng một giá trị đo thực tế trước khi đưa hệ thống vào vận hành chính thức.

Ví dụ ứng dụng bộ tích lũy lưu lượng

Giả sử một lưu lượng kế điện từ phát tín hiệu 4–20 mA tương ứng với 0–100 m³/h.

Bộ tích lũy sẽ được cấu hình:

• Input: 4–20 mA.
• Giá trị 4 mA: 0 m³/h.
• Giá trị 20 mA: 100 m³/h.
• Đơn vị lưu lượng: m³/h.
• Đơn vị tổng: m³.

Khi lưu lượng thực tế là 50 m³/h, màn hình có thể hiển thị:

Flow: 50 m³/h

Đồng thời bộ totalizer tiếp tục cộng dồn lượng nước đã đi qua:

Total: xxx m³

Cách này giúp người vận hành vừa biết dòng chảy hiện tại, vừa biết tổng lượng môi chất đã sử dụng.

Lưu ý khi sử dụng bộ tích lũy

Để đảm bảo kết quả hiển thị chính xác, cần chú ý:

1. Cấu hình đúng dải tín hiệu của cảm biến.
2. Cài đặt đúng đơn vị đo.
3. Kiểm tra hệ số K đối với tín hiệu pulse.
4. Đảm bảo nguồn cấp ổn định.
5. Kiểm tra dây tín hiệu và chống nhiễu khi cần thiết.
6. Cài đặt đúng ngưỡng cảnh báo.
7. Kiểm tra chức năng lưu dữ liệu khi mất điện.
8. Thực hiện kiểm tra định kỳ với thiết bị đo đầu vào.

Đặc biệt, độ chính xác tổng lưu lượng phụ thuộc cả vào cảm biến và cách cấu hình bộ tích lũy. Việc lựa chọn một bộ totalizer có độ chính xác cao không thể bù đắp hoàn toàn cho một cảm biến đo lưu lượng không phù hợp.

Kết luận

Bộ tích lũy lưu lượng cảm biến lưu lượng, áp suất, nhiệt độ là thiết bị quan trọng trong các hệ thống đo lường và tự động hóa công nghiệp. Thiết bị có thể tiếp nhận nhiều loại tín hiệu, hiển thị giá trị đo, tính tổng lưu lượng và truyền dữ liệu đến hệ thống điều khiển.

Với chức năng Flow Totalizer, thiết bị đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng cần quản lý tổng lượng nước, khí, nhiên liệu hoặc chất lỏng đã sử dụng.

Khi lựa chọn bộ tích lũy, cần xác định rõ loại cảm biến, tín hiệu đầu vào, số lượng kênh, đơn vị đo, khả năng tích lũy, tín hiệu đầu ra và giao thức truyền thông.

Việc lựa chọn đúng bộ tích lũy và cấu hình chính xác theo cảm biến sẽ giúp hệ thống đo lưu lượng, áp suất, nhiệt độ hoạt động ổn định, thuận tiện cho việc giám sát và quản lý dữ liệu.