基于PLC與變頻器的溫度采集系統設計研究

王文恒

(包頭職業技術學院，內蒙古 包頭 014030)

1 PLC溫度測試系統的硬件設計

硬件部分主要由PLC、供電電源、信號轉換器、溫度采集卡、電腦PC機部分組成，其硬件部分組成如圖1所示。計算機通過LTM8520轉換模塊連接LTM8662多功能監控模塊，LTM8662多功能監控模塊連接12個DS18B20數字化溫度傳感器。各個硬件部分以“一線總線”的數字方式傳輸，大大減少了系統的電纜數，提高了系統的穩定性和抗干擾性。

其硬件原理框圖如圖所示：

圖1 硬件組成原理框圖

1.1 電源

可選電源：交流165～265V AC/15mA或DC12V/24V/48V。

1.2 數據采集卡

本設計采用LTM8662多功能數據采集控制中心。可實現兩級通訊網絡間的聯絡，以及為上位RS-485網，LTM-8662模塊作為子站；另一級分別為“ITU總線”可支持8路總共64個ITU混接，實現采集信息送往上機及控制信息發送到ITU。

1.3 轉換器與溫度傳感器

本設計使用的溫度傳感器是新一代DS18B20數字化溫度傳感器的防水封裝型 LTM8877.它的體積更小、更經濟、更靈活。直徑6X30mm鍍鉻銅管，后端有一段500mm線纜，無需現場供電，由LTM8662為其遠端供電，轉換器采用單口隔離RS232/485轉換模塊，數字化溫度傳感器。

1.4 LTM-8662的連接

通過電路連接把DS18B20數字化溫度傳感器連接到LTM8662多功能數據采集模塊上，再把該采集模塊接到LTM8520轉換模塊上，通過PC機及相關軟件采集并記錄數據。

2 溫度測試系統中數據采集系統軟件設計

本系統的軟件部分主要進行采集過程的開關控制、端口的選擇、發送指令、接收數據、數據處理、顯示實時溫度值、波形顯示以及儲存數據。本設計選用了虛擬儀器設計軟件Labview實現溫室溫度的實時采集、顯示和儲存。Labview以軟件為中心，利用計算機強大的計算、顯示和連接能力，在屏幕上組建用戶自己的儀器、儀表，實現“軟件就是儀器”的功能，主要應用于儀器控制、數據采集、數據分析、數據顯示和數據儲存等領域。

3 數據采集軟件編程

進入Labview環境下啟動采集系統，為采集系統選擇通道，實現軟件與硬件的連接。然后通過VISA Write節點發出采集指令，開始采集數據。系統判斷采集到的數據是否完整，如果不完整，缺少數據，則重新采集數據；如果數據完整，則對其數據進行處理、顯示和儲存。最后采集完畢，關閉采集系統。主程序由數據采集子程序、數據分析及顯示子程序、儲存子程序等組成，其數據處理主界面見圖2所示。

4 數據處理

實時采集溫度數據并對其進行分析顯示、儲存是溫室溫度場測量系統中的重要的一部分。本設計將LTM8662多功能監控模塊和美國DALLAS公司生產的數字化溫度傳感器DS18B20作為前端的溫度采集系統，通過Labview數據采集子程序將采集到的數據傳送到計算機。

圖2 數據處理主界面

5 總結

由于自然環境跟隨著季節變化是會發生改變的，因此對于溫度有較高要求的領域必須使我們有及時、準確測量溫度的情況。因此，以組態軟件為平臺，PLC、變頻器、數據采集卡、傳感器、轉換器、電腦客戶端PC機為硬件組成的測試系統易于操作和開發、維護，對新時期的溫度測量系統有很強的適用性。

參考文獻：

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