PLC數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì).pdf

1、在工業(yè)領(lǐng)域的過程控制中,經(jīng)常要對來自現(xiàn)場的電流信號、電壓信號以及溫度信號等模擬量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。特別在復(fù)雜的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中,例如軋鋼、石油、化工、電力等領(lǐng)域,由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜多變,現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集就顯得尤為重要。而工業(yè)控制中廣泛采用可編程邏輯控制器(PLC)作為控制過程中的執(zhí)行裝置。PLC裝置體積小,功能強(qiáng)大,組裝靈活,可靠性強(qiáng),編程簡單,支持的通訊模式多樣化,并且能夠長期工作在環(huán)境惡劣的各種工業(yè)現(xiàn)場中,獲得了用戶們的青睞。但PL

2、C的產(chǎn)品種類繁多,而不同產(chǎn)品間的模擬量采集模塊互不通用,且路數(shù)少單價(jià)高,這在一定程度上增加了控制成本。本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集模塊,可以采集8個(gè)通道的PT100信號,8個(gè)通道的4~20mA電流信號,8個(gè)通道的0~5V的電壓信號,在完成多種模擬量采集的同時(shí),又有效地節(jié)約了PLC的端口資源,減少了控制成本,并具有較高的控制精度。
　　采集模塊的CPU處理器選用的是單片機(jī)AT89SC52芯片,模擬量信號種類的選擇通過撥碼開關(guān)的設(shè)置來完成,每種

3、模擬信號都要經(jīng)過信號調(diào)理電路和多路轉(zhuǎn)換開關(guān)CD4051,將信號送入多通道A/D轉(zhuǎn)換器CS5524,經(jīng)濾波電路存入單片機(jī)數(shù)據(jù)寄存器中。為了減小系統(tǒng)的線性誤差,采用四次分段曲線擬合的算法對采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行校正,利用MATLAB軟件得到四條最小二乘法擬合曲線,并通過表格進(jìn)行數(shù)據(jù)比對,使控制精度得到優(yōu)化。
　　本文選用歐姆龍廠商生產(chǎn)的CPM2AH型PLC與采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,并提供串行和并行兩種通訊方式,將單片機(jī)寄存器中的數(shù)據(jù)傳入到P

4、LC中。并口通訊的設(shè)置是通過5個(gè)開關(guān)量的時(shí)序變化,通過PLC編寫的程序?qū)纹瑱C(jī)寄存器中的數(shù)據(jù)寫入歐姆龍CPM2AHPLC的數(shù)據(jù)存儲器DM區(qū)中。而在串行接口中,設(shè)計(jì)了RS485接口,通過RS485轉(zhuǎn)RS232轉(zhuǎn)換器,與CPM2AHPLC利用HostLink協(xié)議進(jìn)行串行通訊,將數(shù)據(jù)存入到DM區(qū)中。為了更加直觀地反映出采集的各模擬量數(shù)據(jù),通過北京亞控公司生產(chǎn)的組態(tài)王軟件對采集到的部分模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行上位機(jī)組態(tài)顯示。設(shè)計(jì)的模塊具有很強(qiáng)的通用性,能