Kako se provodi metoda softverske kompenzacije?

Metoda softverske kompenzacije uključuje-prikupljanje temperature hladnog spoja u stvarnom vremenu pomoću ugrađenog-temperaturnog senzora. Mikroprocesor, u kombinaciji s kalibracijskom tablicom termoelementa ili matematičkim modelom, automatski izračunava i ispravlja termoelektrični potencijal, čime se postiže visoko-precizna, potpuno automatska kompenzacija temperature hladnog spoja. Ova metoda se naširoko koristi u modernim inteligentnim mjernim i upravljačkim sustavima, kao što su PLC-ovi, DCS-ovi, kartice za prikupljanje podataka i inteligentni regulatori temperature, i trenutno je najprisutnija i najučinkovitija metoda kompenzacije u industrijskim postavkama.

I. Temeljni koraci implementacije metode softverske kompenzacije

Snimanje-temperature hladnog spoja u stvarnom vremenu

Visoko{0}}precizni temperaturni senzor (kao što je Pt100 platinasti otporni termometar, NTC termistor ili integrirani temperaturni senzor kao što je LM35 ili AD590) instaliran je u blizini terminala sustava za mjerenje temperature za mjerenje stvarne temperature okoline hladnog spoja T0. Ovaj senzor je u istom temperaturnom polju kao i hladni spoj termoelementa, osiguravajući da izmjereni T0 točno odražava stanje hladnog spoja.

Stjecanje signala termoelektričnog potencijala: izlaz termoelektričnog potencijala E(T,T0) termopara dobiva se pomoću A/D pretvarača, što je elektromotorna sila zbog temperaturne razlike između vrućeg spoja i hladnog spoja koji nije -nula.

Signal treba filtrirati i pojačati kako bi se poboljšao omjer signal-na-šum i stabilnost mjerenja.

Pregled potencijalne naknade:

Na temelju poznatog T0, odgovarajuća vrijednost E(T0,0) (tj. termoelektrični potencijal između temperature hladnog spoja T0 i 0 stupnjeva) traži se iz kalibracijske tablice termoelementa pohranjene u memoriji sustava.

Kalibracijska tablica obično je unaprijed-pohranjena prema različitim tipovima kao što su K, E i S, a sustav će je automatski uskladiti prema postavljenom modelu termopara.

Izračunavanje ukupnog termoelektričnog potencijala

Korištenje zakona srednje temperature za izračun superpozicije:

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

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

Ovo daje ekvivalentni ukupni termoelektrični potencijal E(T,0) kada je hladni spoj 0 stupnjeva.

E(T,0) tako eliminira utjecaj fluktuacija hladnog spoja.

Obrnuti pregled tablice za dobivanje stvarne temperature

Izračunati E(T,0)

E(T,0) se ponovno traži u tablici kako bi se dobila odgovarajuća temperatura vrućeg spoja T, koja se zatim prikazuje na instrumentu za prikaz ili glavnom računalu.

Linearna interpolacija ili prilagodba polinoma mogu se koristiti za poboljšanje točnosti pretraživanja u tablici, posebno prikladno za tipove termoparova s ​​jakom nelinearnošću (kao što je tip K).

II. Tipična hardverska arhitektura i protok podataka

Sloj senzora:

Termopar (kraj senzora temperature)

Senzor temperature hladnog spoja (npr. Pt100)

Sloj za uvjetovanje signala:

Predpojačalo (pojačava slabi termoelektrični potencijal)

Niskopropusni-filtar (suzbija visoko-frekventne smetnje)

Više{0}}kanalni analogni prekidač (prebacuje različite ulazne kanale)

Sloj pretvorbe i obrade:

A/D pretvarač (digitalizira analogne signale)

Mikrokontroler (MCU) ili PLC CPU (izvršava algoritme kompenzacije)

Izlazni i prikazni sloj:

Digitalni zaslon, SCADA sustav, HMI sučelje

Primjer: U Siemens S7-1200 PLC-u, signali termopara se prikupljaju preko TC modula. Istovremeno, modul automatski očitava temperaturu hladnog spoja. Program poziva upute "TCON" i "TCD" za dovršetak kompenzacije i pretvorbe temperature.

III. Napredni oblici implementacije softverske naknade

Trend u industriji: vrhunski-kontrolori temperature sada podržavaju OTA nadogradnje kalibracijske tablice i mogu automatski prepoznati tipove termoelementa, postižući inteligentnu kompenzaciju "uključi-i-radi".