PLC实现温度数据采集升级的应用方案

1 引言

　　台达机电系统集成平台以现代电子技术核心基础，致力于驱动（drive）、运动（motion）和控制（control）三大领域的发展，拥有著名的：dvp系列plc、dop系列人机界面和ifd系列通讯转换接口等用于控制系统，reo系列编码器用于位置测控系统，asad系列伺服马达与驱动器用于运动控制，vfd系列通用和专用变频器广泛应用于各类电机的驱动与控制……

　　如果您是一名优秀的电气工程师或技术主管，台达工业自动化产品的高性能、易用性、多样化以及由上至下的整合性助力您创造核心价值。无论你在国企、民企或外企，台达电子一定能使你大显身手、助你成功，如果员工（搞电气的）需要培训，plc、dop（hmi）再加上一台变频器，是你最好的试验教材；如果设备运转异常、效率低下、技术落后、产品质量不稳定等等，可以浏览台达机电综合产品目录，相信一定会找到合理的解决方案。下面要介绍的一个案例就是这样诞生的：台达plc在温度数据采集方面的应用。

　　某悬挂式工件热处理调质线，产品质量极不稳定，引起客户的抱怨，责丞工艺、设备技术人查找问题所在，拿出解决方案，分析原因可能由于淬火槽内淬火液的温度高低不均，如何能够测出工件在淬火液中的温度分布情况？这是解决问题的关键。传统的方法是传感器加仪表，若同时测工件周围六点的淬火液温度，需要六块仪表，在淬火液中高温工件四周温度的变化剧烈、复杂，如何观察记录呢？怎么分析工件的淬火温度变化曲线是否合理？显然传统的方案显得无奈，台达plc+pc（笔记本）轻松解决问题，且省时经济，精度高，灵活性好。

2 系统硬件、软件选择

　　plc主机：dvp32eh00r2一台；热电阻温度测量模块dvp04pt-h2二块；铂金属传感器pt100（3线制100ω）六支；通讯模块adam—4520一块；开关稳压电源lp1100d-24mac 200v/ dc 24v 4a一块；笔记本一台（本项目借用 最好有rs232串口）；plc编程软件wplsoft 2.10由台达公司免费提供；组态软件北京亚控组态王6.5346点演示版。

3 系统配置描述

　　系统用于临时性、实验性、密集型连续测量、记录工件周围淬火介质温度，为改进、改造设备或热处理工艺提供实际数据，如果稍加改动，用于各种介质的温度控制，也是一个很优秀控制方案，因而具有一定推广意义。

　　系统显著地特点：实用性强，方便、快捷、经济，plc编程，组态王编程数小时便可完成，更可贵的组态王演示版，64点开发版免费，可运行2个小时，重启一次，非常经济，对于本项目没有影响。

　　3.1数据采集系统的整体结构

　　采用台达plc主机dvp32eh+温度测量模块

　　dvp04pt，利用dvp32eh的rs-485通讯口，通过一块通讯模块adam—4520将rs-485信号转化为rs-232信号（由于现场工作环境恶劣pc机离控制器较远故而要使用rs-485信号），连接到pc机上，最后由pc机上的组态王监控软件，完成采集数据的显示、记录与处理，如图1所示。

　　热处理调质线现场生产工艺流程采集温度点位置，如图2所示。

　　3.2 plc温度数据采集程序的编制

　　dvp04pt 温度测量模块可接受外部4点铂金属温度传感器（pt1003线100ω），将其转换成14位的数字信号。通过dvp-plc主机程序以指令from/to来读写模块内的数据，模块内具有49个cr（controlledregister）寄存器，每个寄存器有16bits。电源单元与模块分离，体积小，安装容易。可选择摄氏温度（℃）或华氏（℉）温度，摄氏温度输入分辨率为0.1℃，华氏温度输入分辨率为0.18℉。两块温度测量模块扩展于plc主机的右侧，6支三线制pt100温度传感器按规定接入2块dvp04pt温度测量模块中，第一块接入4支，接入4个通道，第二块接入2支，使用1、2两个通道，不用的通道，短接避免干扰。依据台达plc特殊扩展模块的规则：主机dvp32eh右侧第一个特殊扩展模块所在的位置编号为k0，右侧第二个特殊扩展模块所在的位置编号为k1，依此类推，最多扩展八块。编写温度采集的数据程序如图3所示。[page]

　　第一块测温模块程序说明：

　　（1）利用from指令读取模块dvp04pt-h2内＃0寄存器（cr）内的机种编码=h6402，以便检测判断模块是否存在，种类是否正确。

　　（2） 利用to指令，在plc由stop→run的第一个扫描周期内，设定ch1~c4输入信号的取样平均次数为4次。

　　（3） 判断dvp04pt-h2是否正确，正确事时导通，从cr#6 ~ cr#9中读取ch1 ~ ch4测量摄氏温度（°c）信号平均值共4 笔放在d100 ~ d103中。从cr#18 ~ cr#21中读取ch1 ~ch4测量摄氏温度（°c）信号现在值共4笔放在d110~ d113中。

　　3.3 温度数据显示、记录组态程序的编制

　　组态监控软件采用北京亚控公司的组态王6.53版本，由于本项目是试验性的采集、记录数据，故采用64点演示版，开发与运行，间断地运行两个小时足以。

　　（1）组态王与台达plc通讯的建立：台达的dvp系列plc和上位机的组态王通讯采用串行通讯，使用组态王本身驱动，支持rs232和rs485两种通讯方式。本例采用rs485通讯，硬件配置设置值如下：计算机通过rs232串口接转换模块，变成rs485信号后，接到plc的485口：波特率9600；数据位7位；停止位1位；校验位偶校验。

　　切记：将plc中决定通讯格式的特殊数据寄存器d1120设置为：0x8e

　　（2）组态数据显示画面、温度记录曲线：用组态王软件可以实现精确、细腻的互动显示操作，大量的图库精灵，多种通讯驱动程序，强大的在线、离线模拟功能，支持配方功能和多种控件，能完成各种物理量如温度、压力等的实时曲线、历史曲线的数据存储，具有打印功能，可满足各种工艺要求。温度显示画面、历史曲线显示画面如图4所示。

　　温度记录历史曲线画面如图5所示。

4 结束语

　　工艺工程师根据测量的历史数据曲线进行分析，很快得出结论，提出整改方案，整改后效果明显，产品合格率大幅度提高。本温度数据采集系统为整改方案制订提供了关键性的依据。