Miten ohjelmiston kompensointimenetelmä toteutetaan?

Ohjelmistokompensointimenetelmään kuuluu reaaliaikainen-kylmän liitoksen lämpötilan kerääminen sisäänrakennetun-lämpötila-anturin avulla. Mikroprosessori yhdistettynä termoparin kalibrointitaulukkoon tai matemaattiseen malliin laskee ja korjaa automaattisesti lämpösähköisen potentiaalin, mikä saavuttaa korkean-tarkkuuden, täysin automaattisen kylmäliitoksen lämpötilan kompensoinnin. Tätä menetelmää käytetään laajasti nykyaikaisissa älykkäissä mittaus- ja ohjausjärjestelmissä, kuten PLC:issä, DCS:issä, tiedonkeruukorteissa ja älykkäissä lämpötilansäätimissä, ja se on tällä hetkellä yleisin ja tehokkain kompensointimenetelmä teollisuusympäristöissä.

I. Ohjelmiston kompensointimenetelmän keskeiset käyttöönottovaiheet

Kylmän liitoslämpötilan reaaliaikainen{0}}hankinta

Tarkka lämpötila-anturi (kuten Pt100 platinavastuslämpömittari, NTC-termistori tai integroitu lämpötila-anturi, kuten LM35 tai AD590) asennetaan lähelle lämpötilanmittausjärjestelmän liittimiä mittaamaan todellista kylmäliitoksen ympäristön lämpötilaa T0. Tämä anturi on samassa lämpötilakentässä kuin termoparin kylmäliitos, mikä varmistaa, että mitattu T0 heijastaa tarkasti kylmäliitoksen tilaa.

Lämpösähköisen potentiaalin signaalinotto: Termoparin tuottama lämpösähköinen potentiaali E(T,T0) hankitaan A/D-muuntimella, joka on kuumaliitoksen ja ei--nolla-kylmän liitoksen lämpötilaerosta johtuva sähkömotorinen voima.

Signaali on suodatettava ja vahvistettava signaalin{0}}/-kohinasuhteen ja mittausvakauden parantamiseksi.

Korvauspotentiaalin haku:

Tunnetun T0:n perusteella etsitään vastaava E(T0,0)-arvo (eli lämpösähköinen potentiaali kylmän liitoslämpötilan T0 ja 0 asteen välillä) järjestelmän muistiin tallennetusta termoelementin kalibrointitaulukosta.

Kalibrointitaulukko on yleensä esi{0}}tallennettu eri tyyppien, kuten K, E ja S, mukaan, ja järjestelmä sovittaa sen automaattisesti asetetun termoparimallin mukaan.

Kokonaislämpösähköisen potentiaalin laskeminen

Välilämpötilan lain käyttäminen superpositiolaskentaan:

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

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

Tämä tuottaa ekvivalentin lämpösähköisen kokonaispotentiaalin E(T,0), kun kylmäliitos on 0 astetta.

E(T,0) eliminoi siten kylmäliitoksen vaihteluiden vaikutuksen.

Käänteinen haku taulukosta todellisen lämpötilan saamiseksi

Laskettu E(T,0)

E(T,0) etsitään uudelleen taulukosta vastaavan kuumaliitoslämpötilan T saamiseksi, joka tulostetaan sitten näyttölaitteeseen tai isäntätietokoneeseen.

Lineaarista interpolaatiota tai polynomista sovitusta voidaan käyttää parantamaan taulukon haun tarkkuutta, mikä sopii erityisesti termoparityypeille, joilla on vahva epälineaarisuus (kuten tyyppi K).

II. Tyypillinen laitteistoarkkitehtuuri ja tiedonkulku

Anturikerros:

Termopari (lämpötilan anturipää)

Kylmäliitoksen lämpötila-anturi (esim. Pt100)

Signaalinkäsittelykerros:

Esivahvistin (vahvistaa heikkoa lämpösähköistä potentiaalia)

Alipäästösuodatin (vaimentaa korkean-taajuuden häiriöt)

Monikanavainen analoginen kytkin-(vaihtaa eri tulokanavia)

Muunnos- ja käsittelykerros:

A/D-muunnin (digitoi analogiset signaalit)

Mikrokontrolleri (MCU) tai PLC-suoritin (suorittaa kompensointialgoritmeja)

Tulostus- ja näyttökerros:

Digitaalinen näyttö, SCADA-järjestelmä, HMI-liitäntä

Esimerkki: Siemens S7-1200 PLC:ssä lämpöparisignaalit hankitaan TC-moduulin kautta. Samalla moduuli lukee automaattisesti kylmäliitoksen lämpötilan. Ohjelma kutsuu "TCON"- ja "TCD"-käskyjä suorittaakseen kompensoinnin ja lämpötilan muuntamisen loppuun.

III. Ohjelmiston kompensoinnin edistyneet toteutusmuodot

Alan trendi: Huippuluokan lämpötilasäätimet{0} tukevat nyt kalibrointitaulukon OTA-päivityksiä ja tunnistavat automaattisesti lämpöparityypit, mikä mahdollistaa älykkään "plug-and-play" -kompensoinnin.