Ghi liên tục nhiệt độ, độ ẩm, mưa, gió, bức xạ từ cảm biến RS485 Modbus ngay tại công trình; cảnh báo gió lớn, mưa lớn tại chỗ và xem lại số liệu theo giờ, ngày, tháng.
Số liệu dự báo và trạm khí tượng công cộng cho biết thời tiết của cả vùng. Người vận hành lại cần số đo tại đúng công trình của mình: gió ở công trường có cần trục tháp, mưa trên từng khu nông trại, bức xạ trên mặt tấm pin, nhiệt độ ngoài trời cạnh tháp giải nhiệt của nhà máy. Trạm khí tượng nội bộ là một cột cảm biến nhỏ đặt tại công trình, đọc liên tục và gửi số liệu về nơi người vận hành xem được.
Bài này nói về trạm phục vụ vận hành nội bộ ở nhà máy, nông trại, công trường, trạm điện mặt trời. Đây không phải trạm khí tượng thủy văn chuyên dùng của mạng lưới nhà nước, và số liệu không thay cho số liệu khí tượng chính thức.
Các cảm biến RS485 Modbus RTU nối chung một bus, mỗi cảm biến một địa chỉ. Gateway đọc bus theo chu kỳ, tính giá trị dẫn xuất và gửi lên nền tảng.
Chu kỳ đọc tùy đại lượng. Gió dùng cho cảnh báo cần trục phải đọc dày để bắt được gió giật. Nhiệt độ, độ ẩm, áp suất đổi chậm nên đọc thưa hơn. Mưa đọc từ bộ đếm của thiết bị đo rồi cộng dồn theo giờ, ngày. Trên USR-M300, Node-RED tính gió trung bình, gió giật lớn nhất, mưa cộng dồn ngay tại trạm, giảm lượng dữ liệu qua 4G mà vẫn giữ giá trị cần cho cảnh báo.
Cảnh báo tại công trình không nên phụ thuộc mạng. USR-M100 có luật tại chỗ từ giá trị Modbus → DO; USR-M300 làm việc này bằng Node-RED. Gió vượt ngưỡng thì còi, đèn bật ngay tại công trường, đồng thời Proto IoT Cloud cảnh báo cho người phụ trách.
Khi mất mạng, USR-M300 giữ dữ liệu trong bộ nhớ đệm theo datasheet và gửi lại khi có mạng; khả năng giữ dữ liệu qua mất điện cần kiểm thử theo dự án. Trạm điện mặt trời đã có SCADA thì không bắt buộc đi qua cloud: USR-N510-H7-4 chuyển bus RS485 sang Modbus TCP để SCADA đọc trực tiếp.
| Vai trò | Thiết bị | Ghi chú |
|---|---|---|
| Gateway 4G, nhiều cảm biến | USR-M300 | 2 cổng nối tiếp để tách bus; Node-RED tính trung bình, cộng dồn; 2 DO cho còi, đèn; gửi MQTT(S), HTTP, OPC UA; -25~70 °C. |
| Gateway nhẹ, nguồn mặt trời | USR-M100 bản 4G | Modbus RTU master 128 điểm; luật tại chỗ giá trị Modbus → DO; báo cáo theo chu kỳ hoặc khi thay đổi với mẫu JSON; dưới 4,8 W. |
| Có mạng LAN hoặc SCADA | USR-N510-H7-4 | 1 RS485 → Ethernet; Modbus RTU↔TCP cho SCADA đọc trực tiếp, hoặc Modbus master → MQTT JSON. |
| Có Wi-Fi | USR-W610s | RS485 → Wi-Fi 2,4 GHz hoặc Ethernet; Modbus RTU/TCP gateway; MQTT. |
| Cột đo ở xa | Proto-C610L | Một cặp LoRa thay đoạn cáp RS485, tầm dưới 500 m, relay đa chặng; cần nguồn 9–36 VDC tại cột. |
| Nhiệt độ, độ ẩm trong tủ, nhà trạm | TH30 | ±0,2 °C / ±2 %RH, -40~+80 °C; bản RS485 Modbus RTU; theo dõi tủ thiết bị, nhà trạm. |
| Nhiệt độ, độ ẩm ngoài trời | Cảm biến nhiệt độ, độ ẩm RS485 Modbus trong lều chắn bức xạ | Lều chắn nắng trực tiếp và nhiệt bức xạ từ mặt đất. |
| Gió | Cảm biến tốc độ gió và hướng gió RS485 Modbus | Đỉnh cột, xa vật cản; căn hướng chuẩn khi lắp. |
| Mưa | Thiết bị đo mưa có đầu ra RS485 Modbus | Loại chỉ có đầu ra xung cần thêm bộ đếm xung có Modbus. |
| Bức xạ (trạm điện mặt trời) | Cảm biến bức xạ mặt trời RS485 Modbus hoặc 4–20 mA; cảm biến nhiệt độ tấm pin | Đặt cùng góc nghiêng với tấm pin nếu cần so với sản lượng. |
| Bảo vệ | Chống sét lan truyền cho nguồn và đường RS485; nối đất cột | Cột đo ngoài trời là điểm dễ bị sét nhất của hệ thống. |
Chọn USR-M100 cho trạm ít cảm biến, nguồn mặt trời, ngưỡng đơn giản. Chọn USR-M300 khi cần tính toán tại trạm, cần hai bus riêng (cảm biến khác tốc độ baud) hoặc cần gửi OPC UA cho hệ thống sẵn có. Nơi đã có mạng nội bộ ổn định, USR-N510-H7-4 hoặc USR-W610s gọn hơn, không cần SIM 4G.
Giám sát
Điều khiển
Cảnh báo, báo cáo
Được, nếu cùng tốc độ baud, cùng khung dữ liệu và mỗi cảm biến một địa chỉ. Cảm biến không chỉnh được tốc độ thì tách sang cổng nối tiếp thứ hai của USR-M300 hoặc USR-M100.
Không. Trạm phục vụ vận hành nội bộ. Hồ sơ cần số liệu chính thức thì dùng nguồn của cơ quan khí tượng thủy văn.
Tài liệu hiện có không xác nhận DI của gateway đếm được xung. Chọn thiết bị đo mưa có RS485 Modbus, hoặc thêm bộ đếm xung có Modbus và đọc như một cảm biến.
Không bắt buộc. SCADA đọc trực tiếp qua Modbus TCP (USR-N510-H7-4) hoặc nhận OPC UA từ USR-M300. Proto IoT Cloud dùng khi cần xem từ xa trên điện thoại hoặc gộp nhiều trạm.
Dùng tấm pin mặt trời và ắc quy. USR-M100 tiêu thụ dưới 4,8 W theo datasheet. Nếu dùng Proto-C610L, đầu LoRa tại cột cũng cần nguồn 9–36 VDC.
Gửi mô tả hiện trường, thiết bị đang có và nơi cần xem dữ liệu. Kỹ sư PROTO trao đổi phương án kiến trúc và thiết bị phù hợp.
