一種基于arm 的plc溫度測量模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是應(yīng)用在工業(yè)控制領(lǐng)域的溫度測量模塊，具體地涉及一種基于ARM的PLC溫度測量模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度在PLC (可編程控制器)工業(yè)自動化領(lǐng)域是個重要的參數(shù)。通常在需要高精度溫度測量監(jiān)控的場合使用的是RTD (resistor temperature detector)和TC(thermocouple)原理，應(yīng)用比較多的是鉬熱電阻，簡稱為:PT100鉬電阻，它的阻值會隨著溫度的變化而改變。ΡΤ后的100即表示它在0°C時阻值為100歐姆，在100°C時它的阻值約為138.5歐姆。它的工業(yè)原理:當PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆，它的的阻值會隨著溫度上升它的阻值是成勻速增漲的。此測溫原理可應(yīng)用于醫(yī)療、電機、工業(yè)、溫度計算、衛(wèi)星、氣象、阻值計算等高精溫度設(shè)備，應(yīng)用范圍非常之廣泛。
[0003]在PLC市場中，普通測溫模塊可以做到的精度是在千分五的精度，可以理解為如果測溫范圍是1000攝氏度，測溫模塊精度是千分五的話，用戶對被測物體進行測溫，得到的溫度偵測值和物體的真實值之間會有5攝氏度的偏差。這個偏差在一些場合是可以接受的，在一些需要對溫度進行精密監(jiān)控的行業(yè)(如煉鋼監(jiān)控，水電站監(jiān)控等)是無法接受。
[0004]因此，對于一些行業(yè)，溫度測量的精度是十分重要的，能夠進行精密監(jiān)控的測溫模塊的產(chǎn)生是很有價值的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明就是針對上述問題，彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于ARM的PLC溫度測量模塊，本發(fā)明具有測溫范圍廣，采樣快，精度高、刷新速率快，并且有較好的應(yīng)用前景。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0007]本發(fā)明一種基于ARM的PLC溫度測量模塊，其中包括溫度檢測模塊、熱電阻(RTD)輸入、模塊化PLC平臺，其結(jié)構(gòu)要點是:外部的熱電阻(RTD)輸入的電阻信號轉(zhuǎn)化為模擬量信號，再將模擬量信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號傳回配套的PLC總線通信，PLC可以根據(jù)總線通信對現(xiàn)場端進行溫度監(jiān)控，將溫度值顯示成常用的格式供用戶使用；溫度檢測模塊內(nèi)部設(shè)置一個嵌入式微處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊、總線通信模塊、8輸入通道切換模塊、高精度校驗?zāi)K和精密電流源模塊，它們之間相互電連接。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述的嵌入式微處理器采用基于ARMC0RTEX-M3內(nèi)核的STM32F205模塊，采用STM32F205作為溫度檢測模塊的中央處理器。
[0009]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊采用的是TI(德州儀器)ADS1146，ADS1146是高度集成，高精度，16位的ADC ;ADS1146內(nèi)置低噪聲可編程增益放大器(PGA)，一個精密的Delta - Sigma與ADC單周期解決數(shù)字濾波器，以及一個內(nèi)部振蕩器，支持數(shù)據(jù)速率高達2kSPS。
[0010]作為本發(fā)明的又一種優(yōu)選方案，所述的8輸入通道切換模塊采用光繼電器作為開關(guān)控制，組成光繼電器陣列控制8通道輪詢掃描輸入，采樣外部的RTD輸入電阻值。
[0011]另外，高精度校驗?zāi)K是由高精度電阻(精度0.01%)組成，精密電流源模塊提供外部RTD輸入電阻時的激勵電流為0.5mA和2.5mA。
[0012]本發(fā)明的有益效果是。
[0013]本發(fā)明一種基于ARM的高精度PLC溫度檢測模塊，通過PLC進行采樣，處理，再輸出，以達到實時監(jiān)控現(xiàn)場的目的；處理模擬量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳回用戶或者上位機作監(jiān)控使用，其具有精度高、刷新速率高的溫度測量模塊，有較好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種基于ARM的PLC溫度測量模塊系統(tǒng)原理框圖。
[0015]圖2是本發(fā)明一種基于ARM的PLC溫度測量模塊中的溫度檢測模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1和圖2所不，為本發(fā)明一種基于ARM的PLC溫度測量模塊系統(tǒng)原理框圖和溫度檢測模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。圖中包括溫度檢測模塊、熱電阻(RTD)輸入、模塊化PLC平臺，外部的熱電阻(RTD)輸入的電阻信號轉(zhuǎn)化為模擬量信號，再將模擬量信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號傳回配套的PLC總線通信，PLC可以根據(jù)總線通信對現(xiàn)場端進行溫度監(jiān)控，將溫度值顯示成常用的格式供用戶使用；溫度檢測模塊內(nèi)部設(shè)置一個嵌入式微處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊、總線通信模塊、8輸入通道切換模塊、高精度校驗?zāi)K和精密電流源模塊，它們之間相互電連接。
[0017]本發(fā)明所述的嵌入式微處理器采用基于ARM C0RTEX-M3內(nèi)核的STM32F205模塊，采用STM32F205作為溫度檢測模塊的中央處理器。所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊采用的是TI(德州儀器)ADS1146，ADS1146是高度集成，高精度，16位的ADC ;ADS1146內(nèi)置低噪聲可編程增益放大器(PGA)，一個精密的Delta - Sigma與ADC單周期解決數(shù)字濾波器，以及一個內(nèi)部振蕩器，支持數(shù)據(jù)速率高達2kSPS。所述的8輸入通道切換模塊采用光繼電器作為開關(guān)控制，組成光繼電器陣列控制8通道輪詢掃描輸入，采樣外部的RTD輸入電阻值。另夕卜，高精度校驗?zāi)K是由高精度電阻(精度0.01%)組成，精密電流源模塊提供外部RTD輸入電阻時的激勵電流為0.5mA和2.5mA。
【主權(quán)項】
1.一種基于ARM的PLC溫度測量模塊，其中包括溫度檢測模塊、熱電阻(RTD)輸入、模塊化PLC平臺；其特征在于:外部的熱電阻(RTD)輸入的電阻信號轉(zhuǎn)化為模擬量信號，再將模擬量信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號傳回配套的PLC總線通信，PLC可以根據(jù)總線通信對現(xiàn)場端進行溫度監(jiān)控，將溫度值顯示成常用的格式供用戶使用；溫度檢測模塊內(nèi)部設(shè)置一個嵌入式微處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊、總線通信模塊、8輸入通道切換模塊、高精度校驗?zāi)K和精密電流源模塊，它們之間相互電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM的PLC溫度測量模塊，其特征在于:所述的嵌入式微處理器采用基于ARM C0RTEX-M3內(nèi)核的STM32F205模塊，采用STM32F205作為溫度檢測模塊的中央處理器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM的PLC溫度測量模塊，其特征在于:所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊采用的是TI (德州儀器)ADS1146，ADS1146是高度集成，高精度，16位的ADC;ADS1146內(nèi)置低噪聲可編程增益放大器(PGA)，一個精密的Delta - Sigma與ADC單周期解決數(shù)字濾波器，以及一個內(nèi)部振蕩器，支持數(shù)據(jù)速率高達2kSPS。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM的PLC溫度測量模塊，其特征在于:所述的8輸入通道切換模塊采用光繼電器作為開關(guān)控制，組成光繼電器陣列控制8通道輪詢掃描輸入，采樣外部的RTD輸入電阻值。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ARM的PLC溫度測量模塊，其特征在于:所述的高精度校驗?zāi)K是由高精度電阻(精度0.01%)組成，精密電流源模塊提供外部RTD輸入電阻時的激勵電流為0.5mA和2.5mA。
【專利摘要】一種基于ARM的PLC溫度測量模塊。本發(fā)明具有測溫范圍廣，采樣快，精度高、刷新速率快，并且有較好的應(yīng)用前景。本發(fā)明包括溫度檢測模塊、熱電阻（RTD）輸入、模塊化PLC平臺，其結(jié)構(gòu)要點是：外部的熱電阻（RTD）輸入的電阻信號轉(zhuǎn)化為模擬量信號，再將模擬量信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字量信號傳回配套的PLC總線通信，PLC可以根據(jù)總線通信對現(xiàn)場端進行溫度監(jiān)控，將溫度值顯示成常用的格式供用戶使用；溫度檢測模塊內(nèi)部設(shè)置一個嵌入式微處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊、總線通信模塊、8輸入通道切換模塊、高精度校驗?zāi)K和精密電流源模塊，它們之間相互電連接。
【IPC分類】G05B19/05, G01K7/22
【公開號】CN105487472
【申請?zhí)枴緾N201410474080
【發(fā)明人】陶建臣
【申請人】陶建臣
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2014年9月17日