可編程控制器電路設(shè)計(jì)及溫度測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、可編程序控制器作為自動(dòng)化三大支柱產(chǎn)業(yè)之一，以其穩(wěn)定可靠、易于開(kāi)發(fā)等優(yōu)勢(shì)而備受青睞，在工業(yè)控制領(lǐng)域所發(fā)揮的作用越來(lái)越大。本文在對(duì)可編程序控制器結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，給出基于LPC2378的可編程序控制器硬件設(shè)計(jì)方案；并研究基于熱電偶和熱電阻的溫度測(cè)量技術(shù)，給出傳感器非線性校正方法及基于溫度場(chǎng)建模方法實(shí)現(xiàn)熱電偶冷端補(bǔ)償方法。
　　 研究LPC2378及其外圍電路設(shè)計(jì)、DC-DC電源電路設(shè)計(jì)、模擬量輸入輸出電路設(shè)計(jì)、開(kāi)關(guān)量輸入輸出電路

2、設(shè)計(jì)、通信電路設(shè)計(jì)和LED狀態(tài)指示電路設(shè)計(jì)。使用LPC2378的外部總線，擴(kuò)展SRAM芯片62LV5128，并設(shè)計(jì)掉電保護(hù)電路，提供512K用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。電源設(shè)計(jì)上，采用推挽式拓?fù)浣Y(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(cè)量精度。LPC2378與外部模擬量輸入輸出和開(kāi)關(guān)量輸入輸出的通信經(jīng)過(guò)光耦隔離完成，利用光耦的共模電壓隔離能力，有效抑制來(lái)自工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的

3、電磁干擾，保證處理器可靠運(yùn)行。設(shè)計(jì)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(chǎng)總線技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)化概念完成用戶控制需求。使用LPC2378的SPI接口連接74HC595驅(qū)動(dòng)46個(gè)發(fā)光二極管，用于控制器運(yùn)行狀態(tài)指示。
　　 結(jié)合連續(xù)式非線性AD轉(zhuǎn)換技術(shù)，分析PT100傳感器測(cè)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(xiàng)式擬合方法實(shí)現(xiàn)PT100傳感器非線性校正方法，使用Matlab進(jìn)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(xiàng)式擬合的方法解決熟電偶傳感器非線性問(wèn)題，分別對(duì)K、B、E、J、N、R、S和T型熱電偶進(jìn)行仿真，全溫度范圍擬合精度優(yōu)于0.3℃。針對(duì)具有多路熱電偶采集通道的儀表，提出基于溫度場(chǎng)建模方法實(shí)現(xiàn)熱電偶冷端補(bǔ)償?shù)乃枷?，解決通過(guò)四個(gè)冷端溫度測(cè)量點(diǎn)完成八路熱電偶冷端補(bǔ)償問(wèn)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(chǎng)分布的數(shù)學(xué)模型，再對(duì)該平面劃分網(wǎng)格，將微分問(wèn)題轉(zhuǎn)換為數(shù)值差分方程，使用