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厂务传感器配置：4-20mA与数字信号采集调试

共计 30 章节

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课程导论与厂务传感器概述

厂务监控系统(FCMS)简介 · 传感器在厂务中的角色 · 课程目标与学习路径

课程导论厂务传感器概述

4-20mA电流环原理

20mA信号标准 · 两线制/三线制/四线制接线方式 · 回路供电与有源传感器区别

数字信号接口基础

RS-232/RS-485/RS-4… · Modbus RTU/ASCII协议 · CAN总线简介

数字信号接口基础RS-232/RS-48…

传感器选型与量程匹配

温度/压力/流量/液位传感器选型要点 · 量程与4-20mA对应关系 · 精度与分辨率计算

传感器选型量程匹配

模拟量输入模块(PLC/RTU)

西门子S7-1200模拟量模块 · 研华ADAM-4117 · 数据采集卡(DAQ)选型

PLC/RTU模拟量输入模块

4-20mA信号采集硬件接线

屏蔽线接地 · 终端电阻匹配 · 电源隔离

数字信号采集硬件接线

RS-485总线拓扑 · 终端电阻120Ω · 偏置电阻计算

数字信号采集硬件…RS-485

Python环境搭建与串口库安装

Python 3.10+安装 · pyserial库 · minimalmodbus库

Python环境搭建

使用Python读取4-20mA模拟量

通过USB-4750/ADAM-41… · 原始值到工程值转换公式

4-20mA信号校准与零点满度调整

零点偏移 · 满度增益 · 两点校准法

使用Python读取数字传感器(Modbus RTU)

Modbus地址映射 · 读取保持寄存器/输入寄存器 · 写线圈/寄存器

Modbus CRC校验原理与Python实现

CRC-16/MODBUS算法 · Python crcmod库使用 · 校验错误处理

多传感器轮询采集策略

轮询周期设计 · 超时重试机制 · 从站故障自动跳过

多传感器轮询采集…轮询周期设计

数据滤波与抗干扰处理

滑动平均滤波 · 中值滤波 · 一阶低通滤波

数据滤波抗干扰处理

断线检测与故障诊断

20mA断线检测(21mA) · 数字通信超时诊断

断线检测故障诊断

数据记录与CSV/Excel存储

Python csv模块 · openpyxl写入Excel · 带时间戳的数据归档

CSV/Excel数据记录

实时数据可视化(Matplotlib)

动态折线图 · 多通道实时刷新 · 图表嵌入Tkinter界面

Matplotlib实时数据可视化

基于PyQt5的传感器监控界面

QChart实时曲线 · QTableWidget数据显示 · QThread后台采集

传感器数据入库(SQLite/InfluxDB)

SQLite建表 · InfluxDB时序数据写入 · Python sqlite3/inf…

SQLite/Influ…传感器数据入库

Web可视化(Flask + ECharts)

Flask后端API · ECharts前端实时曲线 · WebSocket推送数据

4-20mA转数字信号模块(如ADAM-4117)配置

模块地址设置 · 波特率配置 · 输入范围选择

数字温湿度传感器(SHT30/AM2302)调试

I2C/单总线协议 · Python smbus2库 · 数据校验与转换

SHT30/AM2302数字温湿度传感器

压力传感器(4-20mA)调试实战

量程0-10bar · 接线验证 · Python读取与标定

mA压力传感器

流量计(脉冲/4-20mA/Modbus)调试

涡轮流量计脉冲采集 · 电磁流量计Modbus读取 · 累积流量计算

mA/Modbus流量计

液位传感器(超声波/静压式)调试

20mA液位变送器 · 空高/满高标定 · Python液位监测脚本

液位传感器超声波

气体传感器(4-20mA)调试

CO2/CH4/O2传感器 · 电化学/红外原理 · Python报警阈值设置

mA气体传感器

传感器数据上云(MQTT)

MQTT协议基础 · Eclipse Mosquitto搭… · Python paho-mqtt发布…

MQTT传感器数据上云

边缘计算与本地决策

树莓派/工控机作为边缘节点 · Python规则引擎 · 本地报警与联动控制

边缘计算本地决策

厂务环境监控系统搭建 · 数据采集 · 存储

综合项目厂务环境监控系统…

课程总结与故障排查手册

常见问题(信号干扰/通信失败/数据跳… · 万用表/示波器排查方法 · 维护建议

课程总结故障排查手册