據(jù)麥姆斯咨詢報道，如今很多小區(qū)在用水高峰期或停電期間都通過水塔來供水。為保持足夠的壓力，這些水塔刻意建地比較高，然后靠重力通過水泵配電網(wǎng)向每個家庭供水。
由于日常住宅的水壓要求在0.31~0.55MPa之間，所以水塔的平均高度必須在50米左右才能提供0.34~0.41MPa的壓力。這就要求市政局必須時時監(jiān)測供水系統(tǒng)，以確保適當?shù)乃畨汉退弧Ｋ畨嚎刂浦陵P重要，不論是過高或過低，都可能導致系統(tǒng)運行效率低下或供水泵的損壞。
通常，壓力傳感器安裝在水塔的水箱中，通過測量水壓來確定水位。同時，壓力傳感器也可放置在抽水泵和排水泵上來監(jiān)測水壓。
通過遠程傳感器控制系統(tǒng)，操作員無需爬上水塔或前往不同地方讀取壓力傳感器監(jiān)測儀表，信息會直接輸入到計算機進行分析。然而，供水系統(tǒng)的運行環(huán)境卻不利于有線監(jiān)測系統(tǒng)的實施。
當在外部環(huán)境運行時，有線系統(tǒng)容易受到雷擊和接地故障的影響，其傳感器及連接的設備就會遭到破壞。同時，對于有線系統(tǒng)來說，電壓也是一個問題，因為國外水箱通常只能提供120V的交流電壓。再加上有線系統(tǒng)還要求每個傳感器都連接回控制器并連接到端口上，由于水塔高度的原因，硬連線傳感器的維護費用非常高。
無線傳感和監(jiān)控，為水塔運行保駕護航
無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)類似于有線系統(tǒng)，通過使用“空中電線”代替電纜來測量水塔的水壓并傳輸?shù)竭h程位置。無線遙測系統(tǒng)由眾多終端節(jié)點組成，包括為傳感器供電的無線電，該系統(tǒng)可以測量傳輸?shù)骄W(wǎng)關的壓力。由電池供電，終端節(jié)點解決了無電源或電源不穩(wěn)定的區(qū)域使用傳感器的這一難題。
作為接收測量數(shù)據(jù)的中心樞紐，網(wǎng)關以Modbus格式存儲最近的傳感器數(shù)據(jù)，以便可編程邏輯控制器（PLC）通過控制中心或互聯(lián)網(wǎng)連接進行訪問。網(wǎng)關可以物理連接到PLC、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）、分布式控制系統(tǒng)（DCS），或使用蜂窩調(diào)制解調(diào)器進行無線連接。不需要2.4GHz的無線網(wǎng)絡，而只需使用900MHz，無線網(wǎng)絡可以在不同的地形、結(jié)構(gòu)和天氣情況下提供強大的數(shù)據(jù)傳輸，并可在惡劣的環(huán)境條件下運行多年。由于節(jié)點和其他組件沒有物理連線，無線系統(tǒng)降低了因雷擊或接地故障而導致的風險，但有線系統(tǒng)卻不能幸免遇難。
圖1展示了無線遠程傳感器系統(tǒng)在水塔配水系統(tǒng)中的工作配置。集成的傳感器節(jié)點（見圖2）包括壓力傳感器、無線節(jié)點和本質(zhì)安全型內(nèi)置電池，將其安裝在水塔和水泵上，用于監(jiān)測水位和水壓。無需專門購買壓力傳感器和無線節(jié)點，這些集成的傳感器節(jié)點就可以作為管道、有線傳感器和其他壓力傳感器解決方案的經(jīng)濟型替代品。
圖1：無線遠程傳感器系統(tǒng)在配水系統(tǒng)中的工作配置
在無線監(jiān)控網(wǎng)絡中，多達240個集成傳感器節(jié)點分布在不同地點提供反饋，以驗證水位，并確保系統(tǒng)有足夠的壓力向用戶供水。數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關后，網(wǎng)關再以各種格式傳輸這些數(shù)據(jù)，例如4~20mA或Modbus的格式。通過接口模塊添加以太網(wǎng)（Ethernet）連接，網(wǎng)關成為了局域網(wǎng)（LAN）和Wi-Fi網(wǎng)絡的一部分，或與蜂窩調(diào)制解調(diào)器連接，將信息傳遞給筆記本電腦或智能手機。維護人員可以通過監(jiān)控智能手機、電腦或指揮中心的水位，使調(diào)度總站的操作員可以在業(yè)務智能儀表盤上查看運行狀態(tài)。
如圖2所示，Pressure Scout無線壓力傳送器集合了無線電、壓力傳感器和有內(nèi)置電池的本質(zhì)安全電路，可作為管道、有線和其他壓力傳感器解決方案的經(jīng)濟型替代品。該遙測系統(tǒng)可為無線的工業(yè)應用領域提供易用和可靠的壓力測量。
圖2：Pressure Scout無線壓力傳送器
延伸閱讀：
《MEMS壓力傳感器市場和技術-2018版》
《MEMS壓力傳感器對比分析-2018版》
《Melexis絕對壓力傳感器：MLX91802》
《全球最小MEMS氣壓傳感器：意法半導體LPS22HB》
推薦培訓：
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