使用 Edge IO 和 Node-RED 管理机器状态和部件数

使用 Edge IO 和 Node-RED 管理机器状态和零件数

了解如何在 Edge IO 中使用机器可见性 Node-RED 流程

本文介绍了将断裂梁传感器和电流传感器连接到 Edge IO 的工作流程，以便在 Tulip 中管理状态和零件计数。这利用了可导入客户边缘设备的 Tulip Node-RED 库流程。

本文结束时，您将在 Node-RED 中掌握以下流程，将数据从连接的传感器发送到 Tulip 中的机器。

您需要完成以下步骤：

1. 硬件设置：为边缘 IO 布线
2. 机器设置：在 Tulip 中创建机器
3. Node-RED 设置：从 Tulip 库导入、编辑和部署 Node-RED 流程

您需要

• 在您的 Tulip 账户中注册的 Edge IO

• 电流传感器：CR3111-3000 或其他类似的电流互感器

  • 一个大小合适的电流互感器负载电阻，如果使用 CR3111-3000，建议使用 100 欧姆（有关大小，请参阅硬件设置）
  • 断路器
  • 3.5 毫米平头螺丝刀

1.硬件设置 - 为边缘 IO 布线

此工作流程假定您将使用电流互感器和连接到 Edge IO 的断路器。

**计算负载电阻的大小：**如果使用 CR3111-3000，建议使用 100 欧姆的电阻器。如果使用不同的电流夹钳，可以根据有效匝数比(T_e) 和最大测量电流(I_max) 计算出允许的最大电阻器尺寸 (R_burden)，如下所示：R_burden = 3.12 * T_e / I_max。电阻可以小于允许的最大电阻尺寸，但这会降低传感器的分辨率。

按如下方式将电流夹钳 (CR3111-3000) 和断路器连接到 Edge IO：

• 电流夹钳

  • 测量通过电源线进入机器的交流电流
  • 如图所示，在电流夹钳的两根导线之间连接电阻器
  • 将一根导线连接至差分 ADC [+] 端子，另一根导线连接至差分 ADC [-] 端子
  • 断开光束
  • 捕捉部件创建
  • 将棕色导线（+24V）连接到 SAR ADC 的 +24V 端子上
  • 将蓝线（gnd）连接至数字输入组的接地端子
  • 将黑线（out）连接至数字输入组的引脚 1

此外，确保已为设备供电，并将以太网电缆插入 WAN 端口，将设备连接到网络。

2.机器设置 - 在郁金香中创建机器

要将断桥和电流传感器的数据发送到 Tulip，首先要使用 Tulip API 作为数据源设置机器。请参阅《如何使用机器属性 API》一文中的 "设置新机器"部分，了解更多详情。

在本示例中，我们创建了一个具有两个属性的机器：

1. 电流（浮点）- 表示传感器返回的电流。
2. 部件计数（int）--来自断梁的信号，表示完成一个部件。

您需要记录下属性值和 机器值，并将其传递到 Node-RED 流程中。

如果您计划使用当前传感器改变机器状态等方面，或根据传感器输出执行任何计数，您还可以设置机器类型以分配给机器。如果对此感兴趣，请参阅如何设置机器类型。

3.Node-RED 设置

在连接到断裂梁和电流传感器的 Edge IO 上打开 Edge Device Portal。使用以下凭证启动 Node-RED 编辑器：

• 用户名： admin
• 密码： Edge IO 密码

请在此处查看更多信息，以开始在 Edge IO 上使用 Node-RED。

3a.导入库流程

要导入库流程，请按照我们的导入郁金香 Node-RED 流程文档中的步骤操作。要导入的流程是machine_visibility.json，导入后将在编辑器中创建带电流夹钳和横梁选项卡的 "机器可见性"。

3b.流程概述

此流程由两个独立的工作流组成：

工件计数器

第一条路径是通过断梁传感器监控零件计数。该流程由四个功能节点组成：

1. 监控引脚

   • 目的：通过启用引脚属性定义边缘 IO 上要监控的 GPIO 引脚。
   • 针脚向上的过滤器
   • 目的： 从信息有效载荷中，确定是否需要对引脚上调进行过滤：从报文有效载荷中确定受监控引脚上的事件是否为真。
   • 递增部件计数
   • 目的：增加引脚事件为真时的流量变量部件数。
   • 郁金香机器属性：部件计数
   • 目的： 通过 API 向 Tulip 发送有效载荷（partCount）。

监控有效值电流

第二条路径是监控连接到 ADC（模数转换器）输入端的电流传感器。该流程由六个功能节点组成。

1. ADC 差分读数

   • 目的：将模拟配置文件分配给 ADC 输入。
   • 过滤 1/5 读数
   • 目的： 提取每五次（5 秒）的测量值并传递给 Tulip。
   • 传递信息
   • 目的： 重置每五次读数的计数：将每五条信息的读数计数重置为零。
   • 删除信息并递增
   • 目的： 对所有其他读数进行递增：对于所有其他读数，读数计数递增 1。
   • CR-3111 缩放
   • 用途： 根据制造商的规格对传感器测量值进行缩放。
   • 郁金香机器属性：有效值电流
   • 目的： 通过 API 向 Tulip 发送有效载荷（partCount）。

还有四个可选节点，默认情况下是禁用的，但可以启用，以便由 Node-RED 决定机器状态。请注意，也可以在 Tulip 中使用机器触发器来执行相同的逻辑。

1. 电流是否 > 100mA？

   • 目的： 检查电流值是否大于 100 mA。
   • 状态 = ON
   • 目的： 如果电流大于 100 mA，则将有效载荷设置为 ON。
   • 状态 = 关闭
   • 用途： 如果电流小于或等于 100 mA，则将有效载荷设置为 OFF。
   • 郁金香机器属性：状态
   • 目的： 通过 API 向 Tulip 发送有效载荷（状态）。

3c.编辑流程

要完成此流程的设置，需要Tulip 机器属性的设备信息**：部件计数和Tulip 机器属性的设备信息：RMS 电流**节点的设备信息必须与之前设置的机器的属性 字段和机器字段一起包含。

根据使用的传感器，还可以编辑CR-3111 缩放节点，以反映电流互感器的匝数比。

3d.部署流程

建立了 Node-RED 流程并添加了必要的参数后，您就可以部署您的流程，并开始查看从断裂光束和电流传感器输出到 Tulip 的数据。

选择 Node-RED 编辑器右侧的调试信息选项，就能看到来自 Tulip API 的响应和相应的状态代码。

要获取有关状态代码的更多信息，请浏览你的 Tulip 实例中的 API 文档（即.tulip.co/apidocs）。具体来说，请参阅POST /attributes/report端点文档。

现在，您也可以通过导航到机器的配置选项卡，在 Tulip 中查看数据。

Node-RED 流程的技术细节

下面是随machine_visibility.json文件导入的节点及其默认配置参数的详细摘要。

部件计数器

1. 监控引脚

   • 目的：通过启用引脚属性定义边缘 IO 上要监控的 GPIO 引脚。

   • 节点类型：数字输入

   • 默认属性：

     • 运行模式 -持续
     • 刷新率 -1 秒
     • 启用引脚 -1
     • 引脚向上的过滤器

   • 目的：从报文有效载荷中确定受监控引脚上的事件是否为真。

   • 节点类型：开关

   • 默认属性：

     • 属性 -msg.payload
     • 规则 -为真
     • 递增部件计数

   • 目的： 在引脚事件为 true 时增加流量变量部件数。

   • 节点类型：更改

   • 默认属性：

     • 规则：

       • 将flow.partCount设置为表达式$flowContext('partCount') + 1
       • 将msg.payload设置为flow.partCount
       • 郁金香机器属性：部件计数

   • 目的： 通过 API 向 Tulip 发送有效负载（partCount）。

   • 节点类型：机器属性

   • 默认属性：

     • 设备信息* -{"attributeId":"", "machineId":""}
     • 属性源 -msg.payload

监控有效值电流

1. 差分 ADC 读数

   • 目的： 为 ADC 输入分配模拟配置文件。

   • 节点类型：高速模拟

   • 默认属性：

     • 模拟配置 - 差分 ADCRMS @ 1kHZ

       • 选择 ADC 配置 - 差分ADC
       • 启用输出 -RMS
       • 缓冲区大小 -1000
       • 采样频率（赫兹） -1000+ 数据类型 -有效值+ 输出模式 -连续+ 刷新率（秒） -1
       • 过滤 1/5 读数

   • 目的： 提取每五次（5 秒）的测量值传递给郁金香。

   • 节点类型：开关

   • 默认属性：

     • 属性 -flow.numReadings

     • 规则：

       • == 4
       • 否则
       • 传递信息

   • 目的将每第五条信息的读数计数重置为零。

   • 节点类型：更改

   • 默认属性：

     • 规则：

       • 将flow.numReadings设置为0
       • 删除信息并递增

   • 目的：对于所有其他读数，读数计数递增 1。

   • 节点类型：更改

   • 默认属性：

     • 规则：

       • 将flow.numReadings设置为表达式$flowContext('numReadings') + 1
       • CR-3111 缩放

   • 用途： 根据制造商的规格对传感器测量值进行缩放。

   • 节点类型：子流程模板

   • 默认属性：

     • 属性 -数据
     • 刻度* -3000
     • 偏移 -0
     • 郁金香机器属性：有效值电流

   • 目的： 通过 API 向 Tulip 发送有效载荷（partCount）。

   • 节点类型：机器属性

   • 默认属性：

     • 设备信息* -{"attributeId":"", "machineId":""}
     • 属性源 -msg.data[0]

计算机器状态的子流程

1. 电流是否 > 100mA？

   • 目的： 检查电流值是否大于 100 mA。

   • 节点类型：开关

   • 默认属性：

     • 属性 -msg.data[0]

     • 规则： > 0.1

       • > 0.1
       • 否则
       • 状态 = ON

   • 目的： 如果电流大于 100 mA，则将有效载荷设置为 ON。

   • 节点类型：更改

   • 默认属性：

     • 规则：

       • 将msg.payload设置为ON
       • 状态 = 关闭

   • 目的： 如果电流小于或等于 100 mA，则将有效载荷设置为 OFF。

   • 节点类型：更改

   • 默认属性：

     • 规则：

       • 将msg.payload设置为OFF
       • 郁金香机器属性：状态

   • 目的： 通过 API 向郁金香发送有效载荷（状态）。

   • 节点类型：机器属性

   • 默认属性：

     • 设备信息* -{"attributeId":"", "machineId":""}
     • 属性源 -msg.payload

* 必须更新参数，流程才能正常运行。应根据制造商的建议修改当前传感器的刻度值。

进一步阅读

• Node-RED文档
• 用 Edge IO 和 Node-RED 连接 4-20 mA 传感器
• 用 Edge IO 和 Node-RED 连接模拟示波器

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