Kā tiek ieviesta programmatūras kompensācijas metode?

Programmatūras kompensācijas metode ietver reāllaika -aukstā savienojuma temperatūras iegūšanu, izmantojot iebūvētu-temperatūras sensoru. Mikroprocesors kopā ar termopāra kalibrēšanas tabulu vai matemātisko modeli automātiski aprēķina un koriģē termoelektrisko potenciālu, tādējādi panākot augstas-precizitātes, pilnībā automātisku aukstā savienojuma temperatūras kompensāciju. Šo metodi plaši izmanto modernās viedās mērīšanas un vadības sistēmās, piemēram, PLC, DCS, datu iegūšanas kartēs un viedos temperatūras regulatoros, un šobrīd tā ir visizplatītākā un efektīvākā kompensācijas metode rūpnieciskajos apstākļos.

I. Programmatūras kompensācijas metodes ieviešanas galvenie soļi

Aukstās krustojuma temperatūras iegūšana-reāllaikā

Augstas precizitātes temperatūras sensors (piemēram, Pt100 platīna pretestības termometrs, NTC termistors vai integrēts temperatūras sensors, piemēram, LM35 vai AD590) ir uzstādīts netālu no temperatūras mērīšanas sistēmas spailēm, lai izmērītu faktisko aukstā savienojuma apkārtējās vides temperatūru T0. Šis sensors atrodas tajā pašā temperatūras laukā kā termopāra aukstā savienojuma vieta, nodrošinot, ka izmērītais T0 precīzi atspoguļo aukstā savienojuma stāvokli.

Termoelektriskā potenciāla signāla iegūšana: termoelektriskā potenciāla E(T,T0) izvade no termopāra tiek iegūta, izmantojot A/D pārveidotāju, kas ir elektromotora spēks, kas rodas temperatūras starpības dēļ starp karsto savienojumu un ne{1}}nulles auksto savienojumu.

Signāls ir jāfiltrē un jāpastiprina, lai uzlabotu signāla -pret-trokšņu attiecību un mērījumu stabilitāti.

Kompensācijas potenciāla meklēšana:

Pamatojoties uz zināmo T0, atbilstošā E(T0,0) vērtība (ti, termoelektriskais potenciāls starp aukstās savienojuma temperatūru T0 un 0 grādiem ) tiek meklēts no sistēmas atmiņā saglabātās termopāra kalibrēšanas tabulas.

Kalibrēšanas tabula parasti tiek iepriekš{0}}saglabāta atbilstoši dažādiem veidiem, piemēram, K, E un S, un sistēma to automātiski saskaņos atbilstoši iestatītajam termopāra modelim.

Kopējā termoelektriskā potenciāla aprēķināšana

Izmantojot starpposma temperatūras likumu superpozīcijas aprēķināšanai:

E(T,0)=E(T,T0)+E(T0,0)

E(T,0)=E(T,T 0)+E(T 0,0)

Tas dod ekvivalentu kopējo termoelektrisko potenciālu E(T,0), ja aukstuma krustojums ir 0 grādi.

Tādējādi E(T,0) novērš aukstā savienojuma svārstību ietekmi.

Tabulas apgrieztā meklēšana, lai iegūtu patieso temperatūru

Aprēķinātais E(T,0)

E(T,0) vēlreiz tiek meklēts tabulā, lai iegūtu atbilstošo karstās savienojuma temperatūru T, ko pēc tam izvada displeja instrumentā vai resursdatorā.

Lineāro interpolāciju vai polinoma pielāgošanu var izmantot, lai uzlabotu tabulas uzmeklēšanas precizitāti, īpaši piemērots termopāru tipiem ar spēcīgu nelinearitāti (piemēram, K tips).

II. Tipiska aparatūras arhitektūra un datu plūsma

Sensora slānis:

Termopāris (temperatūras uztveršanas gals)

Aukstā savienojuma temperatūras sensors (piemēram, Pt100)

Signāla kondicionēšanas slānis:

Priekšpastiprinātājs (pastiprina vāju termoelektrisko potenciālu)

Zemfrekvences-filtrs (nomāc augstfrekvences{1}}traucējumus)

Daudz{0}}kanālu analogais slēdzis (pārslēdz dažādus ievades kanālus)

Konversijas un apstrādes slānis:

A/D pārveidotājs (digitizē analogos signālus)

Mikrokontrolleris (MCU) vai PLC CPU (izpilda kompensācijas algoritmus)

Izvades un displeja slānis:

Digitālais displejs, SCADA sistēma, HMI interfeiss

Piemērs: Siemens S7-1200 PLC termopāra signāli tiek iegūti caur TC moduli. Vienlaikus modulis automātiski nolasa aukstā savienojuma temperatūru. Programma izsauc "TCON" un "TCD" instrukcijas, lai pabeigtu kompensāciju un temperatūras pārveidošanu.

III. Uzlabotas programmatūras kompensācijas ieviešanas formas

Nozares tendence: augstākās klases temperatūras kontrolieri tagad atbalsta OTA kalibrēšanas tabulas jauninājumus un var automātiski identificēt termopāru veidus, panākot viedo kompensāciju “plug{1}}and-play”.