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水文水质监控

S-SCPH 工业PH变送器RS485通信接口型

关键词:
pH测量范围0~14pH
分辨率0.01pH
温度测量范围0~80℃
分辨率0.1℃(限选配温度补偿功能的设备)
带有自动温度补偿功能,手动补偿与自动补偿可随意切换
MODBUS RTU 通讯协议可方便联入计算机进行监测和通讯
设备采用宽电压供电直流10~30V均可

1. 产品介绍

    本产品是一款测量溶液PH值(氢离子浓度指数、酸碱度)的设备,具有自动温度补偿功能,自动温补和手动温补可随意切换。本产品适用于无腐蚀性弱酸弱碱环境下的工业污水、生活污水、农业、水产养殖行业等场景。

 1.1 功能特点

  • pH测量范围0~14pH,分辨率0.01pH。
  • 温度测量范围0~80℃,分辨率0.1℃(限选配温度补偿功能的设备)。
  • 带有自动温度补偿功能,手动补偿与自动补偿可随意切换。
  • S485 通讯接口:MODBUS RTU 通讯协议可方便联入计算机进行监测和通讯。
  • ModBus通信地址可设置,波特率可修改。
  • 设备采用宽电压供电直流10~30V均可。

1.2 设备技术参数

供电 DC 10~30V
功耗 0.6W
通信接口 S485;标准的MODBUS-RTU协议;通信波特率:2400、4800、9600可设
pH测量范围 0~14.00pH ; 分辨率:0.01pH
pH测量误差 ±0.15pH
重复性误差 ±0.02pH
温度测量范围 0~80℃; 分辨率:0.1℃
(手动温度补偿时为设置温度,默认25℃)
温度测量误差 ±0.5℃
设备工作条件 环境温度:0-60℃
相对湿度:<85%
电极适用温度 0~80℃
电极耐压 0.6MPa
电极线长 默认5m (10m、15m、20m可定制)
电极使用周期 1年
 

1.3 产品选型

S-         公司代号
  PH-       工业PH变送器
  N01-     S485(Modbus-RTU 协议)
  2-   壁挂王字壳
  201 无温度补偿常规复合电极
201T 带温度补偿常规复合电极
 

1.4 产品清单

◆工业PH变送器1台
◆PH电极1个(带温度补偿、无温度补偿可选)
◆合格证、保修卡等
◆膨胀塞2个、自攻丝2个
◆PH缓冲剂4.01、6.86、9.18各一包(默认不带,可单独购买)

1.5 设备尺寸

1.6 电极尺寸及安装

1.6.1电极类型及尺寸

本产品采用常规复合型电极,适用于常规污水、自来水、环保污水、生活污水等溶液的测量。

1.6.2电极安装

1. 沉入式安装:pH 电极的引线从不锈钢管里穿出,pH 电极顶部的 3/4 螺纹与不锈钢 3/4 螺纹用生料带相连接。确保电极顶部及电极线不进水。
3.管道安装:通过 pH 电极 3/4 的螺纹与管道相连接。

2. 设备使用说明

2.1 接线说明

 
  说明 说明

棕色 电源正(10~30V DC)
黑色 电源负

绿色 485-A
蓝色 485-B
 

2.2 参数配置说明

    打开资料包,选择“调试软件”---“485参数配置软件”,找到
打开即可。
1)选择正确的COM口(“我的电脑—属性—设备管理器—端口”里面查看COM端口),下图列举出几种不同的485转换器的驱动名称。

2)单独只接一台设备并上电,点击软件的测试波特率,软件会测试出当前设备的波特率以及地址,默认波特率为4800bit/s,默认地址为0x01。
3)根据使用需要修改地址以及波特率,同时可查询设备的当前功能状态。
4)如果测试不成功,请重新检查设备接线及485驱动安装情况。
 
 

2.3 电极标定说明

1)准备两种PH不同的标准缓冲液,若测量酸性溶液则使用4.01和6.86的标准缓冲溶液,若测量碱性溶液则使用6.86和9.18的标准缓冲溶液,若通用情况则使用4.01和9.18的标准缓冲液。
  1. 打开配置软件。
 
3)选择对应的串口号,选择正确的设备地址(默认地址为1)和波特率(默认波特率为4800)然后打开串口,找到PH选项卡,勾选自动选项。
 
4)在室温环境下(25℃左右)将pH电极放入PH值相对小的标准缓冲溶液中(例如使用4.01和9.18两种缓冲液时选择4.01),在校准点一处输入标准缓冲溶液的pH值,待数值稳定后取消自动,点击校准点一的“校准”进行第一点标定。
 
5)第一点标定完成后,清洗pH电极并用纸巾或柔软布料吸干多余水分(请勿使电极玻璃球泡受损,否则电极将会失效),重新勾选自动选项,放入PH值相对大的标准缓冲溶液中(例如使用4.01和9.18两种缓冲液时选择9.18),在校准点一处输入标准缓冲溶液的pH值,待数值稳定后取消自动,点击校准点二的“校准”标定第二点。标定完成。
 

2.4 ModBus通信及寄存器详解

2.4.1 设备通信基本参数

编 码 8位二进制
数据位 8位
奇偶校验位
停止位 1位
错误校验 CRC(冗余循环码)
波特率 2400bit/s、4800bit/s、9600 bit/s可设,出厂默认为4800bit/s

2.4.2 数据帧格式定义

采用 Modbus-RTU 通讯规约,格式如下:
初始结构 ≥4 字节的时间
地址码 = 1 字节
功能码 = 1 字节
数据区 = N 字节
错误校验 = 16 位 CRC 码
结束结构 ≥4 字节的时间
地址码:为变送器的地址,在通讯网络中是唯一的(出厂默认 0x01)。
功能码:主机所发指令功能指示。
数据区:数据区是具体通讯数据,注意 16bits 数据高字节在前! CRC 码:二字节的校验码。

2.4.3 寄存器地址

寄存器地址 操作 说明
0x0000 0x03/0x04 pH值(实际值的100倍)
0x0001 0x03/0x04 温度(实际值的10倍)
0x0050 0x03/0x04/0x06 PH偏差值(实际值的100倍)
0x0051 0x03/0x04/0x06 温度偏差值(实际值的10倍)
0x0060 0x03/0x04/0x06 是否手动补偿(1:是  0:否)
0x0061 0x03/0x04/0x06 手动补偿温度(实际值的10倍)
0x0120、0x0121 0x10 电极标定(实际值的100倍)

2.4.4 通讯协议示例以及解释

举例1:读地址为01的设备当前pH值和温度
下发帧:
地址码 功能码 寄存器地址 寄存器内容 校验码低位 校验码高位
0x01 0x03 0x00 0x00 0x00 0x02 0xc4 0x0b
 
应答帧: (例如读到pH值为 7.90,温度为26.5℃)
地址码 功能码 有效字节数 寄存器内容 校验码低位 校验码高位
0x01 0x03 0x04 0x03 0x16 0x01 0x09 0xb8 0xbe
 
pH计算:316H(十六进制)=790 =>pH=7.90
温度计算:109H(十六进制)=265=>温度=26.5℃
举例2:对地址为01的设备当前pH值设置偏差值进行数值修正
下发帧:(假如当前设备输出pH为7.90,要将数值修正到8.00,差值为8.00-7.90=0.10,扩大100倍为10=>0xa(十六进制),寄存器内容写00 0a)
地址码 功能码 寄存器地址 寄存器内容 校验码低位 校验码高位
0x01 0x06 0x00 0x50 0x00 0x0a 0x09 0xdc
 
应答帧:(根据MODBUS标准应答为下发帧的镜像报文)
地址码 功能码 寄存器地址 寄存器内容 校验码低位 校验码高位
0x01 0x06 0x00 0x50 0x00 0x0a 0x09 0xdc
 

2.4.5 寄存器标定电极

如果需要校准电极,可通过0x10功能码向0x0120和0x0121寄存器写入参数来进行标定。
本设备采用两点标定,需准备已知的两种PH标准溶液。标定第一点时,向0x0120寄存器写入0x0001,向0x0121寄存器写入第一点的标准PH值的100倍;标定第二点时,向0x0120寄存器写入0x0002,向0x0121寄存器写入第二点的标准PH值的100倍。标定完成。
举例:选取4.01的PH标准溶液,标定第一点。
下发帧:4.01*100=401转换为16六进制为0x191
地址码 功能码 寄存器地址 寄存器长度 字节长度 寄存器内容 校验码低位 校验码高位
0x01 0x10 0x01 0x20 0x00 0x02 0x04 0x00 0x01 0x01 0x91 0x6d 0xdb
 
应答帧:(根据MODBUS标准应答为下发帧的镜像报文)
地址码 功能码 寄存器地址 寄存器长度 校验码低位 校验码高位
0x01 0x10 0x01 0x20 0x00 0x02 0x41 0xfe
 
 
 
再选取9.18的PH标准溶液,标定第二点。
下发帧:9.18*100=918转换为16六进制为0x396
地址码 功能码 寄存器地址 寄存器长度 字节长度 寄存器内容 校验码低位 校验码高位
0x01 0x10 0x01 0x20 0x00 0x02 0x04 0x00 0x02 0x03 0x96 0xdd 0x79
 
应答帧:(根据MODBUS标准应答为下发帧的镜像报文)
地址码 功能码 寄存器地址 寄存器长度 校验码低位 校验码高位
0x01 0x10 0x01 0x20 0x00 0x02 0x41 0xfe
 

3. 注意事项与维修维护

◆ 设备本身一般不需要日常维护,在出现明显的故障时,请不要打开自行修理,尽快与我们联系!
◆ 原则上电极在每次测量前应进行标定,长期使用应定期标定电极。
◆ 电极前端的保护瓶内有适量浸泡溶液,电极头浸泡其中,以保持玻璃球泡和液接界的活化。测量时旋松瓶盖,拔出电极,用纯水洗净即可使用。
◆ 电极浸泡液的配制:取pH4.00缓冲剂一包,溶于250毫升纯水中,再加56克分析纯氯化钾,电炉适当加热,搅拌至完全溶解即成。也可采用3.3M氯化钾溶液浸泡,配制如下:取25克分析纯氯化钾溶于100毫升纯水中即成。
◆ 电极前端玻璃球泡不能与硬物接触,任何破损和擦毛都会使电极失效。
◆ 测量前应将电极玻璃泡内的气泡甩去,否则将影响测量,测量时,应将电极在被测溶液中搅动后静止放置,以加速回应。
◆ 测量前后都应用去离子水清洁电极,以保证精度。
◆ PH电极经长期使用后会产生钝化,其现象是敏感梯度降低,响应慢,读数不准,此时可将电极下端球泡用0.1M稀盐酸浸泡24小时(0.1M稀盐酸配制:9毫升盐酸用蒸馏水稀释至1000毫升),然后再用3.3M氯化钾溶液浸泡24小时,若pH电极钝化比较严重,用0.1M盐酸浸泡无作用,则可以将pH电极球泡端浸泡在4%HF(氢氟酸)中3-5秒,用纯水洗净,再在3.3M氯化钾溶液中浸泡24小时,使其恢复性能。
◆ 玻璃球泡污染或液接界堵塞,也会使电极钝化,此时,应根据污染物质的性质,以适当溶液清洗,详见下表(供参考).
污染物:                清洁剂:
无机金属氧化物          低于1M稀酸
有机油脂类物            稀洗涤剂(弱碱性)
树脂高分子物质          酒精、丙酮、乙醚
蛋白质血沉淀物          酸性酶溶液
颜料类物质              稀漂白液,过氧化氢

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