基于PLC与变频器的温度采集系统设计研究

王文恒

(包头职业技术学院，内蒙古 包头 014030)

1 PLC温度测试系统的硬件设计

硬件部分主要由PLC、供电电源、信号转换器、温度采集卡、电脑PC机部分组成，其硬件部分组成如图1所示。计算机通过LTM8520转换模块连接LTM8662多功能监控模块，LTM8662多功能监控模块连接12个DS18B20数字化温度传感器。各个硬件部分以“一线总线”的数字方式传输，大大减少了系统的电缆数，提高了系统的稳定性和抗干扰性。

其硬件原理框图如图所示：

图1 硬件组成原理框图

1.1 电源

可选电源：交流165～265V AC/15mA或DC12V/24V/48V。

1.2 数据采集卡

本设计采用LTM8662多功能数据采集控制中心。可实现两级通讯网络间的联络，以及为上位RS-485网，LTM-8662模块作为子站；另一级分别为“ITU总线”可支持8路总共64个ITU混接，实现采集信息送往上机及控制信息发送到ITU。

1.3 转换器与温度传感器

本设计使用的温度传感器是新一代DS18B20数字化温度传感器的防水封装型 LTM8877.它的体积更小、更经济、更灵活。直径6X30mm镀鉻铜管，后端有一段500mm线缆，无需现场供电，由LTM8662为其远端供电，转换器采用单口隔离RS232/485转换模块，数字化温度传感器。

1.4 LTM-8662的连接

通过电路连接把DS18B20数字化温度传感器连接到LTM8662多功能数据采集模块上，再把该采集模块接到LTM8520转换模块上，通过PC机及相关软件采集并记录数据。

2 温度测试系统中数据采集系统软件设计

本系统的软件部分主要进行采集过程的开关控制、端口的选择、发送指令、接收数据、数据处理、显示实时温度值、波形显示以及储存数据。本设计选用了虚拟仪器设计软件Labview实现温室温度的实时采集、显示和储存。Labview以软件为中心，利用计算机强大的计算、显示和连接能力，在屏幕上组建用户自己的仪器、仪表，实现“软件就是仪器”的功能，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示和数据储存等领域。

3 数据采集软件编程

进入Labview环境下启动采集系统，为采集系统选择通道，实现软件与硬件的连接。然后通过VISA Write节点发出采集指令，开始采集数据。系统判断采集到的数据是否完整，如果不完整，缺少数据，则重新采集数据；如果数据完整，则对其数据进行处理、显示和储存。最后采集完毕，关闭采集系统。主程序由数据采集子程序、数据分析及显示子程序、储存子程序等组成，其数据处理主界面见图2所示。

4 数据处理

实时采集温度数据并对其进行分析显示、储存是温室温度场测量系统中的重要的一部分。本设计将LTM8662多功能监控模块和美国DALLAS公司生产的数字化温度传感器DS18B20作为前端的温度采集系统，通过Labview数据采集子程序将采集到的数据传送到计算机。

图2 数据处理主界面

5 总结

由于自然环境跟随着季节变化是会发生改变的，因此对于温度有较高要求的领域必须使我们有及时、准确测量温度的情况。因此，以组态软件为平台，PLC、变频器、数据采集卡、传感器、转换器、电脑客户端PC机为硬件组成的测试系统易于操作和开发、维护，对新时期的温度测量系统有很强的适用性。

参考文献：

[1] 韩连英.光纤传感器在机械设备检测中的应用[J].光机电信息,2006，(3).

[2] 武昌俊.自动检测技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2005.

[3] 杨乐平，李海涛，杨磊.LabVIEW程序设计与应用[M].北京：电子工业出版社,2005.