实验室要连续 3 个月记录 5 路 Alicat 质量流量计的数据,采样 1 秒一次,不想装工控机和组态软件,有没有更简单可靠的办法?
这个问题我们去年在某高校实验室遇到过,工况是 5 台 Alicat M 系列质量流量计,量程分别是 0-100 SCCM、0-500 SCCM、0-1 SLPM、0-5 SLPM、0-20 SLPM,精度 0.5% of reading,介质是氮气、氩气和二氧化碳,管路压力 0.
这个问题我们去年在某高校实验室遇到过,工况是 5 台 Alicat M 系列质量流量计,量程分别是 0-100 SCCM、0-500 SCCM、0-1 SLPM、0-5 SLPM、0-20 SLPM,精度 0.5% of reading,介质是氮气、氩气和二氧化碳,管路压力 0.2-0.4 MPa,室温 22-26℃,要求连续跑 90 天,采样间隔 1 秒,最后能导出 CSV 做趋势分析。
客户一开始想用工控机加组态软件,我们算了一下,光授权和调试就要两周,而且实验室没人会维护。后来我们换了个思路:用 Alicat 自带的串口输出 + 一台工业级串口服务器 + 一台低功耗树莓派,跑一个 Python 脚本直接写 CSV。
具体过程是这样的:
- 第一步,先把 5 台表都设成 Streaming Mode,波特率 19200,输出周期 1 秒,输出内容只保留质量流量、体积流量、压力和温度四个字段,避免数据量过大。
- 第二步,用一台 8 口 RS-485 串口服务器(我们用的是 MOXA NPort 5650 这类,支持 TCP Server 模式),把 5 台表挂在同一条总线上,每台表设不同地址(A、B、C、D、E)。
- 第三步,树莓派上跑一个 Python 脚本,用 socket 连串口服务器的 4001 端口,循环读取,按时间戳写入 CSV,每小时自动切一个文件,同时写一个 log 记录丢包和异常。
- 第四步,加了一个看门狗:如果 30 秒没收到任何数据,脚本自动重连串口服务器,并往 log 里写一条告警。
实际跑下来,90 天里只断过两次,都是实验室断电导致,重启后脚本自动恢复。数据完整率 99.7%,CSV 文件总共约 1.2 GB,直接用 Excel 或 pandas 都能打开。
什么情况下这种做法不成立:如果采样间隔要求小于 100 ms,或者需要同时记录 20 路以上,串口轮询会来不及,这时候就得用 Alicat 的 Modbus TCP 或模拟量输出加数据采集卡;另外如果现场电磁干扰很强,RS-485 总线要加隔离器,否则误码率会明显上升。还有一点,Alicat 表在 Streaming Mode 下不响应轮询命令,所以要么全流模式,要么全轮询,不能混用。
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