一種智能化的多路溫度監(jiān)控系統

　　1 引言　

　　本系統充分利用了具有的眾多特點,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;同時避免PLC自身存在的不足←隨著處理模擬量個數的增加而使硬件成本顯著增加以及自身缺少數碼直觀顯示等功能,設計了一個應用接口系統。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際需要來設計,使系統性能價格比達到最優(yōu)。同時還增加了LED數碼顯示接口電路,用來實時顯示各測溫點的溫度值或系統信息。這樣可使系統的處理能力大大加強,以滿足某些特定應用場合的需要。

　　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,可根據實際情況任意選擇I/0模塊的類型和數量,既適用于小型單機控制系統,也適用于大型集散控制系統,同時還提供了許多原本只在大型PLC上才具有的功能。銷熱電阻Pt100(型號為WZP)是國際溫標ITS一90標準中作為-200～+850℃溫區(qū)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、鍵盤顯示單元、加熱驅動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、開關量輸入模塊1746-IB16、模擬量輸入模塊1746一NI4、TTL電平輸出模塊1746一OG16和開關量輸出模塊1746一0W16等組成口主要負責各測溫點溫度信號的采集、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、電子開關選擇電路等組成。在PLC的控制下,分時將各測溫點溫度傳感器Pt100送來的溫度信號(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差動放大器。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的電壓信號放大到一定的幅值,以滿足PLC的模擬量輸入模塊的電平要求。

　　(4)鍵盤顯示單元由3～8譯碼器74HC138、八D觸發(fā)器74H口73、達林頓驅動器MC1413、數碼管驅動器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)加熱驅動器和電加熱器加熱驅動器將PLC的控制信號加以放大后再去驅動電加熱器工作,以實現恒溫控制功能。

　　3　系統軟件設計

　　考慮到系統控制功能易于擴展的實際情況,采取了模塊化方案編制整個控制軟件。該軟件由初始化模塊、鍵盤處理模塊、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運行做好準備工作;鍵盤處理模塊負責鍵盤掃描與譯碼工作;溫度采樣模塊負責分時采集各路溫度信號;數據處理模塊負責解決Pt100的非線性問題,溫度控制模塊負責產生恒溫控制信號;顯示模塊負責輸出顯示信息。

　　4　結束語

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