可編程控制器電路設計及溫度測量技術研究.pdf

1、可編程序控制器作為自動化三大支柱產(chǎn)業(yè)之一，以其穩(wěn)定可靠、易于開發(fā)等優(yōu)勢而備受青睞，在工業(yè)控制領域所發(fā)揮的作用越來越大。本文在對可編程序控制器結(jié)構(gòu)進行研究的基礎上，給出基于LPC2378的可編程序控制器硬件設計方案；并研究基于熱電偶和熱電阻的溫度測量技術，給出傳感器非線性校正方法及基于溫度場建模方法實現(xiàn)熱電偶冷端補償方法。
　　 研究LPC2378及其外圍電路設計、DC-DC電源電路設計、模擬量輸入輸出電路設計、開關量輸入輸出電路

2、設計、通信電路設計和LED狀態(tài)指示電路設計。使用LPC2378的外部總線，擴展SRAM芯片62LV5128，并設計掉電保護電路，提供512K用戶數(shù)據(jù)存儲空間。電源設計上，采用推挽式拓撲結(jié)構(gòu)，經(jīng)變壓器變換得到兩組隔離電源分別用于數(shù)字電路部分和模擬電路部分供電，不僅提高電路可靠性，也避免數(shù)字電路噪聲影響模擬量測量精度。LPC2378與外部模擬量輸入輸出和開關量輸入輸出的通信經(jīng)過光耦隔離完成，利用光耦的共模電壓隔離能力，有效抑制來自工業(yè)現(xiàn)場的

3、電磁干擾，保證處理器可靠運行。設計兩路隔離的RS-485通信接口和一路以太網(wǎng)通信接口，能夠使可編程序控制器結(jié)合現(xiàn)場總線技術，以網(wǎng)絡化概念完成用戶控制需求。使用LPC2378的SPI接口連接74HC595驅(qū)動46個發(fā)光二極管，用于控制器運行狀態(tài)指示。
　　 結(jié)合連續(xù)式非線性AD轉(zhuǎn)換技術，分析PT100傳感器測溫產(chǎn)生非線性的原因，并給出基于最小二乘原理，采用四次多項式擬合方法實現(xiàn)PT100傳感器非線性校正方法，使用Matlab進行仿

4、真分析，全溫度范圍內(nèi)擬合精度優(yōu)于0.03℃。采用六次多項式擬合的方法解決熟電偶傳感器非線性問題，分別對K、B、E、J、N、R、S和T型熱電偶進行仿真，全溫度范圍擬合精度優(yōu)于0.3℃。針對具有多路熱電偶采集通道的儀表，提出基于溫度場建模方法實現(xiàn)熱電偶冷端補償?shù)乃枷耄鉀Q通過四個冷端溫度測量點完成八路熱電偶冷端補償問題。根據(jù)能量守恒原理和牛頓冷卻方程，建立二維平面上溫度場分布的數(shù)學模型，再對該平面劃分網(wǎng)格，將微分問題轉(zhuǎn)換為數(shù)值差分方程，使用