一種遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是遠(yuǎn)程監(jiān)控領(lǐng)域，具體而言是有關(guān)于一種遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]許多領(lǐng)域都需要對(duì)溫度的監(jiān)控，如工廠的生產(chǎn)設(shè)備、化工領(lǐng)域、航空航天、農(nóng)作物的種植和儲(chǔ)存、實(shí)驗(yàn)室等等。有很多領(lǐng)域的溫度可能較高或較低，人無法靠近或現(xiàn)場(chǎng)無需人力來監(jiān)控，我們可以用遠(yuǎn)程監(jiān)控，坐在辦公室里就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控，又方便又節(jié)省人力。
[0003]目前的溫控器原理是:通常由位式或時(shí)間比例式溫度調(diào)節(jié)儀控制的工業(yè)加熱爐溫度控制系統(tǒng)，其主回路由接觸器控制時(shí)因?yàn)椴荒芸焖俜磻?yīng)，所以控溫精度都比較低，大多在幾度甚至十幾度以上；隨著電力電子技術(shù)及元器件的發(fā)展，出現(xiàn)了以下幾種解決的方案:
[0004]1、主回路用無觸點(diǎn)的可控硅和固態(tài)繼電器代替接觸器，配以PID或模糊邏輯控制的調(diào)節(jié)儀構(gòu)成的溫度控制系統(tǒng)，其控溫精度大大提高，常在±2°C以內(nèi)，優(yōu)勢(shì)是采用模糊控制與PID控制相結(jié)合，對(duì)控制范圍寬、響應(yīng)快且連續(xù)可調(diào)系統(tǒng)有巨大的優(yōu)越性。
[0005]2、采用單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)。用單線數(shù)字溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)，打破了傳統(tǒng)的熱電阻、熱電偶再通過A/D轉(zhuǎn)換采集溫度的思路。用單片機(jī)對(duì)數(shù)字進(jìn)行處理和控制，通過RS-232串口傳到PC機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)視與報(bào)警，設(shè)置溫度的上限和下限。其優(yōu)勢(shì)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編程不需要用專用的編程器，只需點(diǎn)擊電腦鼠標(biāo)就可以把編好的程序?qū)懙絾纹瑱C(jī)中，很方便且調(diào)試、修改和升級(jí)很容易。
[0006]3、ARM (Advanced RISC Machine)嵌入式系統(tǒng)模糊溫度控制。利用ARM處理器的強(qiáng)大功能，通過讀取溫度傳感器數(shù)據(jù)，并與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后對(duì)溫度進(jìn)行控制。通過內(nèi)嵌的操作系統(tǒng)uCLintix獲得極好的實(shí)時(shí)性，并且通過TCP/IP協(xié)議能與PC機(jī)很快的通訊。其優(yōu)勢(shì)不只是溫度控制精度高，而且能夠通過現(xiàn)場(chǎng)跟遠(yuǎn)程兩種方式來設(shè)定控制溫度。
[0007]這三種溫度控制系統(tǒng)分別有各自的不足，第一種靈活性不足，當(dāng)生產(chǎn)工藝改進(jìn)或調(diào)整的時(shí)候?qū)φ麄€(gè)線路系統(tǒng)的更改比較麻煩，甚至需要重新排線建立一個(gè)系統(tǒng)，工程浩大。
[0008]單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)在多點(diǎn)測(cè)量的時(shí)候擴(kuò)展性不強(qiáng)，可靠性低，易受外界干擾，同時(shí)對(duì)超過100米距離的傳輸不足開發(fā)成本高，控制響應(yīng)頻繁對(duì)系統(tǒng)其他部件如加熱器等不利。
[0009]ARM嵌入式溫度控制系統(tǒng)對(duì)軟件要求比較高，與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合緊密，適合遠(yuǎn)程控制，但是開發(fā)復(fù)雜，并且對(duì)工程人員要求很高。
[0010]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器(PLC)已經(jīng)由原來簡(jiǎn)單的邏輯量控制，逐步具有了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的功能。在現(xiàn)代工業(yè)控制中，PLC占有了很重要的地位，它可以和計(jì)算機(jī)一起組成控制功能完善的控制系統(tǒng)。在許多行業(yè)的工業(yè)控制系統(tǒng)中，溫度控制都是要解決的問題之一。如塑料擠出機(jī)大都釆用簡(jiǎn)單的溫控儀表和溫控電路進(jìn)行控制，存在控制精度低、超調(diào)量大等缺點(diǎn)，很難生產(chǎn)出高質(zhì)量的塑料制品。在一些熱處理行業(yè)都存在類似的問題。為此，設(shè)計(jì)較為通用的溫度控制系統(tǒng)具有重要意義，具體系統(tǒng)參數(shù)或部分器件可根據(jù)各行業(yè)的要求不同來進(jìn)行調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)及其使用方法，是一種較為通用的溫控系統(tǒng)，其具體系統(tǒng)參數(shù)或部分器件可根據(jù)各行業(yè)的要求不同來進(jìn)行調(diào)整。
[0012]本發(fā)明的上述目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征來實(shí)現(xiàn)，從屬權(quán)利要求以另選或有利的方式發(fā)展獨(dú)立權(quán)利要求的特征。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)，包括:
[0014]計(jì)算機(jī)，用于工業(yè)控制用的上位計(jì)算機(jī)；
[0015]PLC可編程控制器，具備一定邏輯運(yùn)算能力跟通信能力的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)，與上位計(jì)算機(jī)保持通信并且按設(shè)定好的程序進(jìn)行邏輯控制；
[0016]A/D轉(zhuǎn)換模塊，進(jìn)行模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換的組件，把連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠處理的離散的數(shù)字量；
[0017]變送器，把熱電偶的阻值轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的4?20mA的電流量或者O?1V的電壓量;
[0018]熱電偶，利用溫度阻值線性好的鉬等金屬制成的溫度傳感器；
[0019]電壓調(diào)整器，根據(jù)輸入信號(hào)的改變而改變輸出電壓的高低；
[0020]加熱器，根據(jù)輸入電壓的高低而改變加熱的強(qiáng)度；
[0021]其中，PLC可編程控制器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、變送器、熱電偶、加熱器和電壓調(diào)整器依次連接，PLC可編程控制器與計(jì)算機(jī)雙向連接。
[0022]進(jìn)一步的，所述PLC可編程控制器采用歐姆龍公司生產(chǎn)的CPM2AH型的可編程控制器；
[0023]進(jìn)一步的，所述PLC可編程控制器包括CPU單元和擴(kuò)展單元；擴(kuò)展單元采用I/O單元、模擬量I/o單元和CompoBus/S I/O鏈接單元中的一種或多種。
[0024]進(jìn)一步的，所述PLC可編程控制器的CPU單元包括I/o存儲(chǔ)器模塊、程序模塊、PC設(shè)置模塊和通信開關(guān)模塊。
[0025]上述遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟:
[0026]I)根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求；如需要完成的動(dòng)作順序、動(dòng)作條件、必須的保護(hù)和連鎖等，操作方式如手動(dòng)、自動(dòng)、連續(xù)、單周期、單步等工藝條件的確定；
[0027]2)根據(jù)控制要求確定所需要的用戶輸入輸出設(shè)備；選定PLC，確定PLC的點(diǎn)數(shù)，分配PLC的I/O點(diǎn)，設(shè)計(jì)I/O連接圖；對(duì)系統(tǒng)用到的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器等進(jìn)行分配；
[0028]3)進(jìn)行PLC的程序設(shè)計(jì)；對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需要繪制系統(tǒng)控制流程圖，用以清楚地表明動(dòng)作的順序和條件，要設(shè)計(jì)梯形圖；
[0029]4)根據(jù)梯形圖編制程序清單，用編程器將程序鍵入到PLC的用戶存儲(chǔ)器中，并檢查鍵入的程序正確與否；
[0030]5)檢查程序是否能正確完成邏輯要求，是否能完成得很好。如果不合要求，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止；
[0031]6)保存程序。
[0032]由以上本發(fā)明的技術(shù)方案可知，本發(fā)明與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比較，其具有以下優(yōu)勢(shì)和有益的效果:
[0033]1、許多領(lǐng)域都需要對(duì)溫度的監(jiān)控，如工廠的生產(chǎn)設(shè)備、化工領(lǐng)域、航空航天、農(nóng)作物的種植和儲(chǔ)存、實(shí)驗(yàn)室等等。有很多領(lǐng)域的溫度可能較高或較低，人無法靠近或現(xiàn)場(chǎng)無需人力來監(jiān)控，我們可以利用本發(fā)明的遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)，坐在辦公室里就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控，方便、安全和節(jié)省人力；
[0034]2、本發(fā)明提出的通用的遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)，可編程控制器的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是可以很方便的改寫其中的程序以滿足不同的工藝，尤其在工藝改進(jìn)時(shí)優(yōu)勢(shì)更加明顯。由PLC組成的控制系統(tǒng)可以方便的改寫程序，以適應(yīng)不同的生產(chǎn)需要，具體系統(tǒng)參數(shù)或部分器件可根據(jù)各行業(yè)的要求不同來進(jìn)行調(diào)整。
【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為本發(fā)明實(shí)施例PLC可編程控制器的CPU單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明:
[0038]如圖1示，本發(fā)明的較佳實(shí)施例，該遠(yuǎn)程溫度控制系統(tǒng)包括:計(jì)算機(jī)1、PLC控制器
2、A/D轉(zhuǎn)換模塊3、變送器4、熱電偶5、加熱器6和電壓調(diào)整器7 ;其中，PLC控制器2、A/D轉(zhuǎn)換模塊3、變送器4、熱電偶5、加熱器6和電壓調(diào)整器7依次連接，P