一種智能化的多路溫度監控系統

　　1 引言　

　　本系統充分利用了具有的眾多特點(diǎn),尤其是它能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下可靠運行和較強的數據處理能力;同時(shí)避免PLC自身存在的不足←隨著(zhù)處理模擬量個(gè)數的增加而使硬件成本顯著(zhù)增加以及自身缺少數碼直觀(guān)顯示等功能,設計了一個(gè)應用接口系統。在元需增加模擬量處理模塊的情況下,能使溫度處理通道數根據實(shí)際需要來(lái)設計,使系統性能價(jià)格比達到最優(yōu)。同時(shí)還增加了LED數碼顯示接口電路,用來(lái)實(shí)時(shí)顯示各測溫點(diǎn)的溫度值或系統信息。這樣可使系統的處理能力大大加強,以滿(mǎn)足某些特定應用場(chǎng)合的需要。

　　2　系統硬件構成

　　現以A-B公司小型模塊組合式可編程控制器SLC5/03及溫度傳感器Pt100為例,討論系統硬件構成及各部分作用。SLC5/03型PLC采用模塊式組合結構,可根據實(shí)際情況任意選擇I/0模塊的類(lèi)型和數量,既適用于小型單機控制系統,也適用于大型集散控制系統,同時(shí)還提供了許多原本只在大型PLC上才具有的功能。銷(xiāo)熱電阻Pt100(型號為WZP)是國際溫標ITS一90標準中作為-200～+850℃溫區的測量元件之一。所以,用SLC5/03型PLC和溫度傳感器Pt100作為例子,具有一定的典型性。系統硬件由SLC5/03型PLC、溫度傳感器Pt100、多路溫度采集單元、鍵盤(pán)顯示單元、加熱驅動(dòng)器和電加熱器等組成,如圖1所示。

系統硬件

　　(1)可編程控制器本系統所用的SLC5/03型PLC是由框架1746一A7、電源模塊1746-P2、CPU模塊1747一L532、開(kāi)關(guān)量輸入模塊1746-IB16、模擬量輸入模塊1746一NI4、TTL電平輸出模塊1746一OG16和開(kāi)關(guān)量輸出模塊1746一0W16等組成口主要負責各測溫點(diǎn)溫度信號的采集、數據處理、輸出顯示信息和控制信號等。

　　(2)多路溫度采集單元多路溫度采集單元由精密電壓源電路、測溫電橋、電子開(kāi)關(guān)選擇電路等組成。在PLC的控制下,分時(shí)將各測溫點(diǎn)溫度傳感器Pt100送來(lái)的溫度信號(電阻值)轉為電壓信號。

　　(3)信號放大器由集成運放LM124及外圍元件組成了能抑制共模信號的同相并聯(lián)差動(dòng)放大器。該放大器的放大倍數在一定范圍內可調,以便將多路溫度采集單元送來(lái)的電壓信號放大到一定的幅值,以滿(mǎn)足PLC的模擬量輸入模塊的電平要求。

　　(4)鍵盤(pán)顯示單元由3～8譯碼器74HC138、八D觸發(fā)器74H口73、達林頓驅動(dòng)器MC1413、數碼管驅動(dòng)器MC14495及LED數碼管等組成。主要用于P氏的信息顯示以及接收控制命令。

　　(5)加熱驅動(dòng)器和電加熱器加熱驅動(dòng)器將PLC的控制信號加以放大后再去驅動(dòng)電加熱器工作,以實(shí)現恒溫控制功能。

　　3　系統軟件設計

　　考慮到系統控制功能易于擴展的實(shí)際情況,采取了模塊化方案編制整個(gè)控制軟件。該軟件由初始化模塊、鍵盤(pán)處理模塊、溫度采樣模塊、數據處理模塊、溫度控制模塊和顯示模塊等組成,如圖2所示。各模塊的主要功能為:初始化模塊為系統起動(dòng)運行做好準備工作;鍵盤(pán)處理模塊負責鍵盤(pán)掃描與譯碼工作;溫度采樣模塊負責分時(shí)采集各路溫度信號;數據處理模塊負責解決Pt100的非線(xiàn)性問(wèn)題,溫度控制模塊負責產(chǎn)生恒溫控制信號;顯示模塊負責輸出顯示信息。

　　4　結束語(yǔ)

　　本文介紹的多路溫度監控系統,既充分利用了PLC的特點(diǎn),又對PLC的控制功能進(jìn)行了擴充,使其具有顯示直觀(guān)、運行可靠、成本低廉、擴展方便、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)實(shí)驗測試表明:該系統在測溫范圍0～400℃時(shí)的測量精度不低于1%,具有十分有效的推廣應用價(jià)值。